JP2006241500A - 熱風炉の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱風炉から高炉へ高温の熱風を送風する際に、その温度変動を抑制すると共に、送風圧力の変動も抑制することが可能な熱風炉の制御方法を提供する。
【解決手段】 高炉１０への送風を先に開始する先行熱風炉と、先行熱風炉の後から高炉１０への送風を開始する後行熱風炉の２基の熱風炉１１、１２にそれぞれ空気を通過させ、冷風を混合せずに高炉１０へ熱風を供給する際に、各熱風炉１１、１２から供給される熱風の混合割合を、各熱風炉１１、１２に設けられた送風量制御弁１５、１６の開度で決定する熱風炉の制御方法において、２基の熱風炉１１、１２のうち、少なくとも１基の熱風炉に設けた送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量を一定値以下とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高炉へ熱風を吹き込む熱風炉の制御方法に関する。

従来、高炉への熱風（高温空気）の送風は、複数の熱風炉を、高炉への送風を先に開始する先行熱風炉と、この先行熱風炉の後から高炉への送風を開始する後行熱風炉に順次切替えて連続的に行っており、送風の際には、熱風の送風温度と送風圧力の変動を抑制することが求められている。熱風の送風温度の変動は、高炉炉内の温度変動につながり高炉操業に悪影響を与え、しかも熱風の体積変動の原因となって送風圧力の変動原因にもなり、この送風圧力の変動が、高炉炉内圧力の変動につながって高炉炉心位置に影響する。このため、送風圧力の変動抑制は、高炉操業上極めて重要である。
また、近年の操業形態として重要視されている高炉の低コークス比操業に伴う微粉炭吹き込み操業においては、冷材である微粉炭を高炉炉内に吹き込むため、熱風の送風の際、送風温度の安定化のみならず高温化も重要な課題となってきている。更に、高炉から出銑する溶銑１トン当たりに使用される微粉炭量、即ち微粉炭比は、微粉炭の搬送ガス圧力と高炉炉内圧力の差圧により決定されるため、高炉炉内圧力の変動が微粉炭比の変動につながる。従って、低コークス比で微粉炭比を増加させる近年の操業形態においては、微粉炭比の変動が高炉操業に顕著に悪影響を与えるようになってきた。
以上のことから、微粉炭吹き込み操業上、送風圧力の変動抑制は、極めて重要な課題となっている。

上記した熱風の送風温度の変動抑制を図る技術としては、例えば、特許文献１の従来技術に記載されたコールドパラレル方式、即ち熱風炉で加熱しない空気（冷風）を熱風と混合して熱風の温度を制御した後に高炉へ送風する方式がある。このコールドパラレル方式を使用する場合、その送風温度の変動抑制は可能であるが、基本的に熱風に冷風を混入するという形態を採るため、送風温度の高温化が図れず、省エネルギーの観点からも改善の余地を残していた。
このため、特許文献１では、送風温度の高温化を図る技術としてホットパラレル方式、即ち冷風を混合することなく高炉へ熱風を供給する方式を提案している。このホットパラレル方式を使用する場合、送風温度の高温化を図ることはできるが、先行熱風炉の送風量制御弁の弁開度を全開して一定とし、後行熱風炉の弁開度を開けてゆくため、送風温度に変動が発生していた。
そこで、送風温度の変動を防止する技術として、例えば、特許文献２には、複数の熱風炉のそれぞれの出口温度を測定し、その測定温度に基づいて複数の熱風炉から送り出される熱風の送風割合（混合割合）を決定する方法が開示されていた。

特開昭５５−１２２８１３号公報 特開昭５５−１００９１１号公報

しかしながら、一般に、熱風炉に空気を供給する送風機は、高炉への送風圧力が一定となるように制御されるので、特許文献２のように、送風温度の変動を抑制するため、先行熱風炉と後行熱風炉の送風温度を測定しながら、熱風の混合割合を決定する送風量制御弁の開度を制御する方法を使用する場合、以下の不都合が生じる。
熱風炉に設けられた送風量制御弁の開度変化が急激な場合、送風機の送風圧力変化が送風量制御弁の開度変化に追従しない場合があり、高炉へ送風する熱風の送風圧力が変動する。このように、送風機の送風圧力が変動することで、２基の熱風炉から送り出される熱風量の混合バランスが崩れ、結果として高炉へ送風する熱風の温度変動を招いてしまう。
また、送風量制御弁の開度が小さくなり過ぎると、送風機の送風能力範囲を逸脱した範囲で、送風機の送風圧力を設定する必要が生じる場合があり、これが高炉へ送風する熱風の送風圧力の変動につながる。この場合についても、送風機の送風圧力を所定値に安定化させることができないため、結果として高炉へ送風する熱風の温度変動を招いてしまう。

このように、送風機の送風圧力を所定値に到達できないことが、熱風の送風圧力の変動要因の一つとなることが確認された。
また、先行熱風炉と後行熱風炉の送風量制御弁を同時に操作する場合、その開度が前記したように急激であれば、高炉への送風圧力が±（２０〜３０）×１０² （Ｐａ）程度の範囲で変動（ハンチング）する場合があることも判明した。
特に、高炉の低コークス比操業に伴う微粉炭吹き込み操業、即ち高炉へ吹き込む微粉炭比を高炉から出銑される溶銑１トン当たり１５０ｋｇ以上、送風温度を１２００℃以上とした条件下においては、冷風を混合しない熱風を高炉へ送風する場合、送風圧力の変動が高炉操業に与える悪影響はより顕著になる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、熱風炉から高炉へ高温の熱風を送風する際に、その温度変動を抑制すると共に、送風圧力の変動も抑制することが可能な熱風炉の制御方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る熱風炉の制御方法は、高炉への送風を先に開始する先行熱風炉と、該先行熱風炉の後から前記高炉への送風を開始する後行熱風炉の２基の熱風炉にそれぞれ空気を通過させ、冷風を混合せずに前記高炉へ熱風を供給する際に、前記各熱風炉から供給される熱風の混合割合を、該各熱風炉に設けられた送風量制御弁の開度で決定する熱風炉の制御方法において、
前記２基の熱風炉のうち、少なくとも１基の熱風炉に設けた前記送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量を一定値以下とする。
ここで、送風量制御弁としては、例えば、バタフライ弁又はボール弁を使用することができる。
また、送風量制御弁の変化量は、この送風量制御弁が設けられた熱風炉から高炉への熱風の送風量に対応するものであり、変化量の一定値とは、送風を行う送風機の送風圧力の変化量を、送風量制御弁の開度変化に追従可能とする値の上限値である。
一般に、送風機は、送風機から送風される送風量を一定とするように送風圧力を制御しているが、送風量制御弁の変化量が急激に変化すると、この変化に送風圧力の制御が追従しない場合がある。従って、送風圧力制御が追従する範囲の送風量制御弁の変化量の上限値が、前記した変化量の一定値となる。

また、本発明に係る熱風炉の制御方法において、前記２基の熱風炉の前記送風量制御弁の開度の総和値が、予め設定した閾値以上となるように、その開度を操作することが好ましい。
ここで、送風量制御弁の開度の総和値は、この送風量制御弁が設けられた熱風炉から高炉へ送風される熱風の全送風量に対応するものであり、予め設定した閾値とは、送風を行う送風機の送風圧力をその送風能力範囲内に維持可能とする値の下限値である。

本発明に係る熱風炉の制御方法において、前記後行熱風炉が前記高炉への送風を開始した時点で、前記先行熱風炉の前記送風量制御弁の開度を小さくしていくことが好ましい。

本発明に係る熱風炉の制御方法において、前記送風量制御弁の開度調整は、前記高炉へ吹き込む微粉炭比を該高炉から出銑される溶銑１トン当たり１５０ｋｇ以上、熱風の送風温度を１２００℃以上とした条件下で行うことが好ましい。

本発明に係る熱風炉の制御方法において、前記送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量は、前記送風量制御弁の全開を９０度とし全閉を０度とした場合に、３０秒当たり０度を超え２度以下であることが好ましい。

請求項１〜５記載の熱風炉の制御方法は、熱風炉に設けた送風量制御弁の開度の変化量を一定値以下として、その変化量の上限値を設けているので、送風を行う送風機の送風圧力の変化量を、送風量制御弁の開度変化に追従させることができる。これにより、熱風炉から高炉へ高温の熱風を送風する際に、その送風温度の変動を抑制すると共に、送風圧力の変動も抑制できるので、安定した高炉操業が可能になる。

特に、請求項２記載の熱風炉の制御方法は、２基の熱風炉の送風量制御弁の開度の総和値が予め設定した閾値以上となるように、送風量制御弁の開度を操作するので、送風を行う送風機の送風圧力をその送風能力範囲内に維持でき、送風温度及び送風圧力の変動を抑制できる。

請求項３記載の熱風炉の制御方法は、後行熱風炉が送風を開始した時点で、先行熱風炉の送風量制御弁の開度を小さくしていくので、例えば、先行熱風炉の送風量制御弁を急激に閉じることによる送風機の送風圧力変動を抑制でき、高炉への熱風の送風圧力の変動を抑制できる。

請求項４記載の熱風炉の制御方法は、微粉炭比及び熱風の送風温度の各条件を、低コークス比で微粉炭比を増加させる近年の操業形態に対応した条件とするので、高炉操業に要するコストを従来よりも低減できる。

請求項５記載の熱風炉の制御方法は、送風量制御弁の開度を規定しているので、熱風の送風温度及び送風圧力の変動を確実に抑制できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る熱風炉の制御方法を使用する高炉設備の説明図、図２は同熱風炉の制御方法を使用する各熱風炉の操業状態を示す説明図である。

図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る熱風炉の制御方法は、高炉１０への送風を先に開始する先行熱風炉（以下、先行炉ともいう）と、この先行炉の後から高炉１０への送風を開始する後行熱風炉（以下、後行炉ともいう）の２基の熱風炉１１、１２、熱風炉１２、１３、熱風炉１３、１４、又は熱風炉１４、１１にそれぞれ空気を通過させ、冷風を混合せずに高炉１０へ熱風を供給する際に、先行炉と後行炉から供給される熱風の混合割合を、各熱風炉１１〜１４に設けられた送風量制御弁１５〜１８の開度で決定する方法であり、２基の熱風炉のうち、少なくとも１基の熱風炉に設けた送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量を一定値以下とする方法である。
まず、本発明の一実施の形態に係る熱風炉の制御方法を使用する高炉設備について説明した後、熱風炉の制御方法について説明する。

図１に示すように、高炉１０に接続される送風主配管１９には４基の熱風炉１１〜１４が並列に配置され、この全ての熱風炉１１〜１４が１台の送風機２０に接続されている。各熱風炉１１〜１４は、それぞれ蓄熱室２１及び燃焼室２２を有しており、送風機２０（上流）側から高炉１０（下流）側へかけて、蓄熱室２１と燃焼室２２が順次配置されている。また、各熱風炉１１〜１４は、送風主配管１９と各燃焼室２２とを接続する送風支配管２３〜２６と、この送風支配管２３〜２６の高炉１０側から順次設けられる送風量制御弁１５〜１８及び開閉弁２７〜３０を有している。この送風量制御弁１５〜１８としては、例えば、バタフライ弁又はボール弁があり、開閉弁２７〜３０としては、全開又は全閉を選択可能な従来公知の開閉弁を使用できる。

これにより、例えば、高炉ガス、コークスガス、及び空気を各燃焼室２２内で燃やして熱源を造り出し、この燃焼ガスを蓄熱室２１内に配置されたレンガに蓄えた後（以上、蓄熱工程）、送風機２０により送風される空気を蓄熱室２１に通し、その空気を例えば１２００℃以上に昇温して、高炉１０へ送風（以上、送風工程）している。
なお、前記した送風機２０、送風量制御弁１５〜１８、及び開閉弁２７〜３０の各操作は、制御装置３１によって制御されている。また、制御装置３１には、送風主配管１９の高炉１０直前に配置されるセンサー３２によって測定された熱風の温度及び圧力も入力される。

続いて、本発明の一実施の形態に係る熱風炉の制御方法について、図１、図２を参照しながら説明する。ここでは、図１に示す４基の熱風炉１１〜１４から高炉１０に熱風を送風する方式として、スタッカードパラレル方式を適用している。このスタッカードパラレル方式は、４基の熱風炉１１〜１４で、送風工程及び蓄熱工程をそれぞれ９０分間ずつ連続的に交互に繰り返し行い、４基の熱風炉１１〜１４を、４５分間ずつずらして操業することで、高炉１０への送風を常に２基の熱風炉から行う方式である。この送風を行っている２基の熱風炉のうち、高炉１０への送風を先に開始して送風工程の後半にある熱風炉を先行炉と称し、先行炉の後から高炉１０への送風を開始して送風工程の前半にある熱風炉を後行炉と称する。なお、先行炉は、送風工程の前半で蓄熱分を消費しているため、その吐出温度が後行炉より低く、また後行炉と先行炉の各吐出温度は、それぞれの送風工程において時系列的に低下する。

まず、各送風量制御弁１５〜１８の開度について、図２を参照しながら説明する。図２の横軸は時間、縦軸は各送風量制御弁１５〜１８の開度である。この図２においては、各送風量制御弁１５〜１８の開度が４５度以上の場合にのみ、対応する開閉弁２７〜３０を全開としているため、送風を実施する送風量制御弁１５〜１８の開度が４５度から９０度の範囲になっている。

このような方法で送風を開始する場合、開閉弁２７〜３０を閉状態にしたまま、送風量制御弁１５〜１８の開度を４５度とし、開閉弁２７〜３０を開状態として送風を開始する。一方、送風を停止する場合、送風量制御弁１５〜１８を４５度まで閉じていき、４５度となった時点で開状態であった開閉弁２７〜３０を閉状態にする。
なお、図２では、４基の熱風炉１１〜１４の送風量制御弁１５〜１８の開度を、実線、点線、一点鎖線、及び長破線でそれぞれ示している。

制御装置３１により、熱風炉１２が送風を開始した時点（Ｔ１）で、熱風炉１１の送風量制御弁１５の開度を減少させ始める（この段階では、熱風炉１１が先行炉、熱風炉１２が後行炉に相当）。この熱風炉１１の送風量制御弁１５の開度変化量は、単位時間当たり一定値以下とする。
送風量制御弁の開度変化量は、送風機の送風圧力変化が追従可能な変化量とする必要があるが、これは、例えば、送風機又はその制御仕様に関わるため、一概に変化量の上限値を決めることが困難である。実際に送風量制御弁の開度変化量を求めるに際しては、高炉へ送風を行っている２基の熱風炉のうちの１基の熱風炉の送風量制御弁の開度を一定とし、他方の熱風炉の送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量を変化させて、高炉への送風圧力変動を調査することにより、求めることができる。

前記したように、図２においては、送風量制御弁１５の開度が９０度の場合を全開とし、開度が４５度の場合を全閉、即ち０度としているため、送風量制御弁１５の変化量を、４５分当たり９０度の速度、即ち３０秒当たり１度の速度にしている。しかし、送風量制御弁１５の変化量は、３０秒当たり２度の速度まで速くしても問題ない。
このように、送風量制御弁１５の変化量の上限値を、送風量制御弁１５の全開を９０度、全閉を０度とした場合、３０秒当たり２度とすることで、送風機２０の送風圧力変化が送風量制御弁１５の開度変化量に追従でき、高炉１０へ送風する熱風の圧力変動を従来よりも抑制できる。なお、送風量制御弁１５の下限値は、３０秒当たり０度を超える変化量とする。この変化量の上限値及び下限値は、先行炉となった場合の他の熱風炉１２〜１４の送風量制御弁１６〜１８についても同様である。

なお、開度調整を行う送風量制御弁としては、先行炉及び後行炉のいずれの送風量制御弁を対象とすることも可能であるが、先行炉の送風量制御弁を対象とすることが好ましく、この場合、制御装置によって、先行炉の送風量制御弁を前記した上限値に基づいて閉じていく。このとき、後行炉の送風量制御弁は、制御装置に入力される高炉への送風温度変動を抑制するように、制御装置によって開度調整（基本的には送風量制御弁を開放していく）することが望ましい。これは、先行炉の送風量制御弁の開度を既知の数値で調整し、温度の詳細値が未知である後行炉の送風を開始しながら高炉への送風温度を調整することが、高炉の安定操業に寄与するからである。

また、このとき、高炉１０への熱風の送風を行っている２基の熱風炉１１、１２の送風量制御弁１５、１６の開度が小さくなり過ぎると、送風機２０の送風圧力が適正な送風能力範囲を逸脱した値に設定されることになるため、各送風量制御弁１１、１２の開度の総和値を、予め設定した閾値以上となるようにする。なお、高炉１０へ同時に熱風を送風する他の２基の熱風炉１２、１３、熱風炉１３、１４、又は熱風炉１４、１１についても同様である。
ここで、総和値が閾値未満になる場合、送風機２０の元圧の過度の上昇の原因となり、送風機２０がサージングを起こす場合があるので、高炉１０への送風温度に対して、送風停止などの温度変動以上の悪影響を及ぼす場合もある。

この閾値の設定についても、前記した送風量制御弁の開度変化量と同様、例えば、送風機又はその制御仕様を考慮する必要があるため、一概に閾値を決定することは困難である。しかし、例えば、２基の熱風炉のうち、一方の熱風炉１１の送風量制御弁１５の開度を一定とし、他方の熱風炉１２の送風量制御弁１６の開度を変更することにより求めることができる。この閾値は、各送風量制御弁１５、１６の全開を９０度、全閉を０度とした場合、その総和値を９０度以上とすれば、高炉１０への送風圧力変動を最小値に抑制できる。従って、上限値は１８０度まで可能である。
このように、２基の熱風炉１１、１２の送風量制御弁１５、１６の開度の総和値を管理すれば、送風機２０の送風圧力を送風能力範囲内に設定できる。

なお、高炉１０への送風に際し、後行炉が高炉１０への送風を開始した時点で、先行炉の送風量制御弁の開度を小さくしていくのは、以下の事情による。
１基の熱風炉１１（熱風炉１２〜１４も同様）が高炉１０へ送風できる時間は、熱風炉１１の蓄熱レンガの蓄熱量に強く依存するため、１基の熱風炉１１の送風開始から送風終了までの時間は概ね一定である。このため、後行炉が高炉１０への送風を開始した時点の先行炉の送風量制御弁の開度（一般には全開としている場合が多い）を一定時間保持し続けると、いずれは開度を減少すべき先行炉の送風量制御弁の開度を、より短時間で減少しなければならなくなる。このように、送風量制御弁を短時間で急激に閉じようとすれば、送風機２０の送風圧力変動が大きくなり、送風機２０の元圧を急激に変動させてしまう。

以上の方法で、熱風炉１１の送風量制御弁１５の開度が４５度になった時点（Ｔ２）で開閉弁２７を閉じ、その後に送風量制御弁１７の開度を予め４５度に設定した熱風炉１３の開閉弁２９を開け、その送風量制御弁１７の開度を前記した方法で徐々に増加させ始める。このとき、熱風炉１１の送風量制御弁１５の開度が４５度に減少するまでに、熱風炉１２の送風量制御弁１６は全開としておく。なお、前記したように、Ｔ１からＴ２に至る時間は、概ね４５分である。
以上の操作を順次繰り返すことで、送風機２０の送風圧力変化を、各熱風炉１１〜１４の送風量制御弁１５〜１８の開度変化に追従させ、しかも送風機２０の送風量を適正な送風能力範囲に設定することが可能となる。

なお、以上に示した送風量制御弁１５〜１８の開度調整は、高炉１０へ吹き込む微粉炭比を高炉１０から出銑される溶銑１トン当たり１５０ｋｇ（即ち１５０ｋｇ／トン−ｐｉｇ）以上、熱風の送風温度を１２００℃以上とした条件下で行うことが好ましい。
高炉１０へ微粉炭吹き込みを実施する場合、微粉炭の搬送ガス圧力と高炉炉内圧力により、微粉炭吹き込み量は決定されるため、高炉炉内圧力が変動すると微粉炭吹き込み量が変動する。特に、微粉炭比１５０ｋｇ／トン−ｐｉｇ以上の多量吹き込みである低コークス比操業の場合、微粉炭比の変動は、高炉炉内反応の安定性に顕著な悪影響を及ぼす。

従って、熱風の送風温度及び送風圧力の変動を抑制する送風量制御弁の開度調整は、低コークス比操業の条件下において、その効果が顕著に発揮され、特に、微粉炭比１７０ｋｇ／トン−ｐｉｇ以上であれば、その効果が更に顕著に現れる。
なお、本実施の形態では、適用する微粉炭比の上限は特になく、例えば、現在最高レベルとされている２７０ｋｇ／トン−ｐｉｇ程度においても効果を発揮する。
また、本実施の形態では、適用する高炉１０への送風温度の上限値は、熱風炉１１〜１４の設備仕様に依存する。なお、熱風の送風温度は、通常の熱風炉における最高温度１２６０℃であっても、効果を発揮する。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、先行炉と後行炉から送り出される熱風を、送風量６４００（Ｎｍ³ ／分）程度、送風圧力４０２１×１０² （Ｐａ）程度となるように混合して、炉容積４２５０ｍ³ の高炉へ送風した。
高炉への送風に際しては、先行炉の送風量制御弁を、全開から後述する表１中の設定値に基づいて閉じていき、高炉への送風温度が１２３０±１０℃範囲内（中心値狙い）となるように、後行炉の送風量制御弁の開度を制御した。なお、制御に際しては、先行炉から送り出される熱風の送風温度及び送風量（送風量制御弁の開度によって決定）と、後行炉から送り出される熱風温度、送風量、及び混合後の高炉への送風温度の測定値を基に、高炉への送風温度の変動が最小となるように、後行炉から送り出される送風量の補正値を求め、その開度の制御を行っている。
以上の条件に基づいて、実施例１及び２、比較例１及び２の各操業条件を設定し、それぞれ４５分間高炉操業を実施し、その間の高炉への送風圧力変動並びに送風圧力変動に伴う温度変動（温度制御を実施しているが、圧力変動があるため、制御では不可避な温度変動が発生する）を測定した。この各操業条件及び操業結果を表１に示す。

表１において、実施例１及び２は共に、先行炉の送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量、即ち開度変更速度を３０秒当たり１度とし、後行炉の送風量制御弁の開度変更速度を１５秒当たり１度以下として、送風機の送風圧力変化を、送風量制御弁の開度変化に追従できるようにした条件である。なお、実施例１及び２は共に、後行炉が高炉への送風を開始した時点で、先行炉の送風量制御弁の開度を小さくし、送風機の送風圧力変動を抑制した。また、実施例２は、更に、先行炉と後行炉の送風量制御弁の開度の総和値の下限値を９０度とし、送風量を送風機の適正な送風能力範囲内に設定した条件である。

一方、比較例１及び２は共に、先行炉の送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量を１０秒当たり１度として、その変化量を実施例１及び２よりも速くし、送風機の送風圧力変化が、送風量制御弁の開度変化に追従できないようにした条件である。なお、比較例１は、２基の熱風炉の送風量制御弁の開度の総和値の下限値を９０度として、送風量を送風機の適正な送風能力範囲内に設定した条件であるが、比較例２はその下限値を６０度に設定し、送風量を送風機の適正な送風能力範囲外に設定した条件である。

実施例１の場合、高炉操業中に圧力変動が生じたが、操業に問題ない範囲であった。一方、比較例１及び２のように、先行炉の送風量制御弁の開度を速くした場合、送風機の送風圧力変化が送風量制御弁の開度変化に追従できず、しかも後行炉の送風量制御弁の開度変更速度が１５秒当たり１度を超える場合が発生し、熱風の圧力変動及び温度変動が大きくなった。
また、実施例２のように、２基の熱風炉に設けられた送風量制御弁の開度の総和値の下限値を９０度以上に設定することで、実施例１の場合と比較して、圧力変動と温度変動を共に縮小できることを確認できた。なお、各変動幅は、比較例１及び２と比較して明らかに低減できていることが分かる。

次に、微粉炭比を変化させた場合について説明する。
なお、熱風を吹き込む高炉、熱風の送風量、送風圧力、及び高炉への送風方法に関しては、前記した条件と同様の条件とした。
以上の条件に基づいて、実施例３〜５及び比較例３〜５の各操業条件を設定し、それぞれ４５分間高炉操業を実施し、その間の高炉への送風圧力変動及び送風圧力変動に伴う温度変動を測定すると共に、高炉操業の安定化指数として溶銑温度の変動も測定した。この各操業条件及び操業結果を表２に示す。

ここで、実施例３〜５は、先行炉の送風量制御弁の開度変更速度を３０秒当たり１度とし、後行炉の送風量制御弁の開度変更速度を１５秒当たり１度以下として、送風機の送風圧力変化を、送風量制御弁の開度変化に追従できるようにし、更に先行炉と後行炉の送風量制御弁の開度の総和値の下限値を９０度とし、送風量を送風機の適正な送風能力範囲内に設定した条件である。また、実施例３〜５は、後行炉が高炉への送風を開始した時点で、先行炉の送風量制御弁の開度を小さくし、送風機の送風圧力変動を抑制している。更に、実施例３は、微粉炭比１６５（ｋｇ／トン−ｐｉｇ）、送風温度１２３０℃の低コークス比操業を対象とした操業条件であり、実施例５は、更に微粉炭比を１７５（ｋｇ／トン−ｐｉｇ）まで上昇させた操業条件である。
一方、比較例３〜５は、実施例３〜５にそれぞれ対応するものであり、先行炉の送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量を１０秒当たり１度として、その変化量を実施例３〜５よりも速くし、送風機の送風圧力変化が、送風量制御弁の開度変化に追従できないようにした条件である。

実施例３〜５の条件と、それぞれに対応する比較例３〜５の条件との比較により、微粉炭比を上昇させた場合においても、送風圧力変動及び送風温度変動をそれぞれ縮小でき、その結果、溶銑温度の変動も縮小でき、高炉を安定操業できることを確認できた。
特に、溶銑温度の変動代（＝実施例／比較例×１００％）は、微粉炭比１４０（ｋｇ／トン−ｐｉｇ）の場合で５０％、微粉炭比１６５（ｋｇ／トン−ｐｉｇ）の場合で３９％、微粉炭比１７５（ｋｇ／トン−ｐｉｇ）の場合で２８％にそれぞれ減少できることが確認され、微粉炭比の上昇に伴って、本発明の効果がより顕著に現れることを確認できた。

以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の熱風炉の制御方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、４基の熱風炉を使用した場合について説明したが、これに限定されるものでなく、３基又は５基以上の熱風炉を使用することも可能であり、その２基の熱風炉のうち少なくとも１基を前記した実施の形態の方法で制御することも可能である。

そして、前記実施の形態においては、各熱風炉の送風量制御弁の開度を、直線的（単位時間当たりの開度変化量が一定）に示した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、高炉への送風温度変動を抑制するため、送風量制御弁の開度を調整する必要がある場合には、例えば曲線（単位時間当たりの開度変化量を変更）とすることも勿論可能である。なお、熱風炉からの熱風の送風開始時点は各送風量制御弁の開度を４５度、また送風量最高時点は各送風量制御弁の開度を９０度とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、熱風炉の設備仕様に応じて、送風開始時点の弁開度を４５度より小さく又は大きくすることも、また送風量最高時点の弁開度を９０度より小さく又は大きくすることも勿論可能である。なお、このときの熱風の送風開始時点となる各送風量制御弁の開度を全閉とし、送風量最高時点となる各送風量制御弁の開度を全開として、送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量、及び２基の熱風炉の送風制御弁の開度の総和値を求める。

本発明の一実施の形態に係る熱風炉の制御方法を使用する高炉設備の説明図である。 同熱風炉の制御方法を使用する各熱風炉の操業状態を示す説明図である。

符号の説明

１０：高炉、１１〜１４：熱風炉、１５〜１８：送風量制御弁、１９：送風主配管、２０：送風機、２１：蓄熱室、２２：燃焼室、２３〜２６：送風支配管、２７〜３０：開閉弁、３１：制御装置、３２：センサー

Claims (5)

1. 高炉への送風を先に開始する先行熱風炉と、該先行熱風炉の後から前記高炉への送風を開始する後行熱風炉の２基の熱風炉にそれぞれ空気を通過させ、冷風を混合せずに前記高炉へ熱風を供給する際に、前記各熱風炉から供給される熱風の混合割合を、該各熱風炉に設けられた送風量制御弁の開度で決定する熱風炉の制御方法において、
   前記２基の熱風炉のうち、少なくとも１基の熱風炉に設けた前記送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量を一定値以下とすることを特徴とする熱風炉の制御方法。
2. 請求項１記載の熱風炉の制御方法において、前記２基の熱風炉の前記送風量制御弁の開度の総和値が、予め設定した閾値以上となるように、その開度を操作することを特徴とする熱風炉の制御方法。
3. 請求項１及び２のいずれか１項に記載の熱風炉の制御方法において、前記後行熱風炉が前記高炉への送風を開始した時点で、前記先行熱風炉の前記送風量制御弁の開度を小さくしていくことを特徴とする熱風炉の制御方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱風炉の制御方法において、前記送風量制御弁の開度調整は、前記高炉へ吹き込む微粉炭比を該高炉から出銑される溶銑１トン当たり１５０ｋｇ以上、熱風の送風温度を１２００℃以上とした条件下で行うことを特徴とする熱風炉の制御方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱風炉の制御方法において、前記送風量制御弁の開度の単位時間当たりの変化量は、前記送風量制御弁の全開を９０度とし全閉を０度とした場合に、３０秒当たり０度を超え２度以下であることを特徴とする熱風炉の制御方法。

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