JP2014065619A - Oxygen gas supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製鉄所等において使用される酸素ガスの供給システムに関する。 The present invention relates to an oxygen gas supply system used in steelworks or the like.
製鉄所等において、断続的な操業を行う転炉あるいはそれに類似する炉(例えば、シャフト炉)を使用先(需要先)に含む場合の酸素ガスの使用量(需要量)は、転炉等の稼働状況(操業状況)によるため大きく変動する。 The amount of oxygen gas used (demand) when a converter (such as a shaft furnace) that performs intermittent operation or a similar furnace (for example, a shaft furnace) is included in the user (demand) at a steelworks, etc. Fluctuates greatly due to operating conditions (operational conditions).
この酸素ガスの使用量(需要量)の変動は、酸素ガス発生装置(原料空気圧縮機、空気分離機)から供給される酸素ガスを一時的に貯蔵する酸素ガスホルダによって吸収され、空気分離機からの酸素ガスの供給量は平滑化される。 The fluctuation in the amount of oxygen gas used (demand amount) is absorbed by the oxygen gas holder that temporarily stores the oxygen gas supplied from the oxygen gas generator (raw material air compressor, air separator). The supply amount of oxygen gas is smoothed.
したがって、例えば転炉の吹錬が実施されて酸素ガスを使用する際には、酸素ガスホルダ内の酸素ガス量が減少して酸素ガスホルダ内の圧力は低下し、逆に転炉の吹錬が実施されていないときは、酸素ガスホルダ内の酸素ガス量が増加して酸素ガスホルダ内の圧力は上昇する。 Therefore, for example, when the converter is blown and oxygen gas is used, the amount of oxygen gas in the oxygen gas holder decreases, the pressure in the oxygen gas holder decreases, and conversely, the converter is blown. If not, the amount of oxygen gas in the oxygen gas holder increases and the pressure in the oxygen gas holder rises.
ただし、酸素ガスホルダの圧力管理値には上限値があるため、例えば転炉の吹錬が実施されていないときには、一時的に空気分離機での酸素ガスの発生量を減少させて、酸素ガスホルダの圧力上昇を抑制させる。 However, since the pressure control value of the oxygen gas holder has an upper limit value, for example, when the converter is not blown, the amount of oxygen gas generated in the air separator is temporarily reduced, and the oxygen gas holder Suppresses pressure rise.
一方、使用先(需要先)において必要となる酸素ガス圧力の下限値があるため、例えば転炉の吹錬が実施されているときには、一時的に空気分離機での酸素ガスの発生量を増加させて、酸素ガスの圧力低下を抑制させる。ただし、空気分離機での酸素ガスの発生量増加だけでは酸素ガスの圧力低下を抑制できない場合は、別途貯蔵されている液体酸素の気化により酸素ガス供給量の不足分を補充する。 On the other hand, since there is a lower limit of the oxygen gas pressure required at the user (demand), for example, when the converter is being blown, the amount of oxygen gas generated in the air separator is temporarily increased. Thus, the pressure drop of the oxygen gas is suppressed. However, when the pressure drop of oxygen gas cannot be suppressed only by increasing the amount of oxygen gas generated in the air separator, the shortage of oxygen gas supply is replenished by vaporizing liquid oxygen stored separately.
このような酸素ガスの供給システムにおいては、空気分離機での酸素ガスの発生量の減少が間に合わない場合、酸素ガスホルダの圧力が上限値に達し、余剰酸素ガスの大気放散となる。一方、空気分離機での酸素ガスの発生量の増加が間に合わない場合や、酸素ガスの使用量が多い場合は、液体酸素の補充量が増加する。 In such an oxygen gas supply system, when the decrease in the amount of oxygen gas generated in the air separator is not in time, the pressure of the oxygen gas holder reaches the upper limit value, and excess oxygen gas is released into the atmosphere. On the other hand, when the increase in the amount of oxygen gas generated in the air separator is not in time, or when the amount of oxygen gas used is large, the replenishment amount of liquid oxygen increases.
こうした酸素ガスの使用量(需要量)に応じた酸素ガスの供給量の調整方法として、酸素ガス需要量予測値と酸素ガス発生量予測値に基づき、酸素ガスホルダ圧力を予測し表示する方法(特許文献1)や、余剰酸素ガスを原料空気圧縮機の出側で原料空気に混入させ、余剰酸素ガスの放散を抑制する方法(特許文献2)がとられている。 As a method of adjusting the supply amount of oxygen gas according to the amount of oxygen gas used (demand amount), a method for predicting and displaying the oxygen gas holder pressure based on the predicted oxygen gas demand amount and the predicted oxygen gas generation amount (patent) Document 1) and a method of suppressing surplus oxygen gas emission by mixing surplus oxygen gas into the material air on the outlet side of the material air compressor (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1のような方法では、転炉等の操業状態によっては、酸素ガス使用量予測値と実際の酸素ガス使用量にずれが生じて、吹錬スケジュールに基づいた酸素ガスホルダ圧力予測値と実際の酸素ガスホルダ圧力推移が乖離し、その乖離による酸素ガスの大気放散や液体酸素の気化供給量が発生するという問題点があった。 However, in the method as disclosed in Patent Document 1, depending on the operation state of the converter or the like, there is a difference between the predicted oxygen gas usage amount and the actual oxygen gas usage amount, and the predicted oxygen gas holder pressure value based on the blowing schedule. There is a problem that the actual oxygen gas holder pressure change deviates from that, and oxygen gas is released into the atmosphere and the vaporized supply amount of liquid oxygen is generated due to the difference.
また、特許文献2のような方法では、原料空気の吸入流量と余剰酸素ガス混入流量の合計流量を急激に変化させることができないため、抑制できる酸素ガスの大気放散量には限界があった。
Further, in the method as disclosed in
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、転炉等のように断続的に酸素ガスを使用する需要先に含む場合の酸素ガス供給システムとして、需要先の酸素ガス使用状況に応じて適切に酸素ガスを供給することができる酸素ガス供給システムを提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the above situations, and uses oxygen gas of a customer as an oxygen gas supply system in the case of including in the customer who uses oxygen gas intermittently like a converter etc. An object of the present invention is to provide an oxygen gas supply system that can supply oxygen gas appropriately according to the situation.
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1]断続的に酸素ガスを使用する需要先を含む場合の酸素ガス供給システムであって、酸素ガス発生装置と、酸素ガス発生装置からの酸素ガスを一時的に貯蔵する酸素ガスホルダと、酸素ガス発生装置からの酸素ガスを液化して貯蔵し、酸素ガスの供給量が不足すると液化した酸素を気化して補充する酸素ガス液化貯蔵装置と、需要先の酸素使用情報に基づいて需要先への酸素ガス供給量を制御する酸素ガス供給制御装置とを備えていることを特徴とする酸素ガス供給システム。 [1] An oxygen gas supply system in the case of including a customer who uses oxygen gas intermittently, an oxygen gas generator, an oxygen gas holder for temporarily storing oxygen gas from the oxygen gas generator, oxygen Oxygen gas from the gas generator liquefied and stored, oxygen gas liquefied storage device that vaporizes and replenishes the liquefied oxygen when the supply amount of oxygen gas is insufficient, and to the customer based on the oxygen usage information of the customer An oxygen gas supply system comprising: an oxygen gas supply control device that controls an oxygen gas supply amount of the gas.
[2]酸素ガス供給制御装置は、需要先の酸素使用情報に基づいて、酸素ガス発生装置からの酸素ガスの発生量を増減させることを特徴とする前記[1]に記載の酸素ガス供給システム。 [2] The oxygen gas supply system according to [1], wherein the oxygen gas supply control device increases or decreases the amount of oxygen gas generated from the oxygen gas generator based on oxygen usage information of a demand destination. .
[3]酸素ガス供給制御装置は、需要先の酸素使用情報に基づいて、酸素ガス液化貯蔵装置の液体酸素の貯蔵量と気化量を増減して、酸素ガス供給量の変動を平準化することを特徴とする前記[1]または[2]に記載の酸素ガス供給システム。 [3] The oxygen gas supply control device increases or decreases the storage amount and vaporization amount of liquid oxygen in the oxygen gas liquefaction storage device based on the oxygen usage information of the demand destination, and leveles the fluctuation of the oxygen gas supply amount. The oxygen gas supply system according to [1] or [2], wherein
[4]断続的に酸素ガスを使用する需要先が転炉であることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれかに記載の酸素ガス供給システム。 [4] The oxygen gas supply system according to any one of [1] to [3], wherein a demand destination that intermittently uses oxygen gas is a converter.
[5]需要先の酸素使用情報として、一連の工程に従って稼動される転炉における原料装入信号と吹錬開始信号からなる酸素使用情報を用いることを特徴とする前記[4]に記載の酸素ガス供給システム。 [5] The oxygen usage information according to [4], wherein oxygen usage information including a raw material charging signal and a blowing start signal in a converter operated in accordance with a series of processes is used as the oxygen usage information of a customer. Gas supply system.
[6]原料装入信号として、転炉における防爆シャッターの動作信号を用いることを特徴とする前記[5]に記載の酸素ガス供給システム。 [6] The oxygen gas supply system according to [5], wherein an operation signal of an explosion-proof shutter in a converter is used as a raw material charging signal.
本発明においては、需要先の酸素使用情報に基づいて需要先への酸素ガス供給量を制御するようにしたので、需要先の酸素ガス使用状況に応じて適切に酸素ガスを供給することができる。 In the present invention, since the oxygen gas supply amount to the customer is controlled based on the oxygen usage information of the customer, the oxygen gas can be appropriately supplied according to the oxygen gas usage situation of the customer. .
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態における酸素ガス供給システムを示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an oxygen gas supply system according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、この実施形態における酸素ガス供給システムは、酸素ガスの需要先10として、断続的に酸素ガスを使用する転炉11(No.1転炉、No.2転炉)と連続的に酸素ガスを使用する高炉12を有しており、酸素ガス発生装置1と、酸素ガス発生装置1からの酸素ガスを一時的に貯蔵する酸素ガスホルダ4と、酸素ガス発生装置1からの酸素ガスを液化して貯蔵し、酸素ガスの供給量が不足すると液化した酸素を気化して補充する酸素ガス液化貯蔵装置5と、需要先の酸素使用情報に基づいて需要先への酸素ガス供給量を制御する酸素ガス供給制御装置(図示せず)とを備えている。
As shown in FIG. 1, the oxygen gas supply system in this embodiment includes a converter 11 (No. 1 converter, No. 2 converter) that uses oxygen gas intermittently as a
なお、酸素ガス発生装置1は、原料空気圧縮機2と空気分離機3を備えている。また、酸素ガス液化貯蔵装置5は、酸素ガスを液化する酸素液化装置6と、液化した液体酸素の液体酸素貯蔵槽7と、圧送ポンプ8と、液体酸素を気化する酸素気化装置9を備えている。
The oxygen gas generator 1 includes a raw
そして、図2(a)に酸素ガスホルダ4の圧力の時間的推移、図2(b)に転炉11(No.1転炉、No.2転炉)での吹錬スケジュール、図2(c)に酸素ガス発生装置1(空気分離機3)での酸素ガス発生量の時間的推移、図2(d)に酸素ガス液化貯蔵装置5での酸素液化量・気化量の時間的推移を示し、図3(a)に1回の吹錬における一連の作業工程(原料装入、吹錬開始、吹錬(酸素使用中))、図3(b)に1回の吹錬における空気分離機3での酸素ガス発生量の時間的推移、図3(c)に1回の吹錬における酸素ガス液化貯蔵装置5での酸素液化量の時間的推移を示している。ちなみに、図2(a)において、破線はこの実施形態による酸素ガス供給制御を行わなかった場合であり、実線はこの実施形態による酸素ガス供給制御を行なった場合である。
2 (a) shows the temporal transition of the pressure of the
このような図2、図3に示すように、この酸素ガス供給システムでは、一連の工程に従って稼動される転炉11での、原料装入と同期した原料装入信号と吹錬開始と同期した吹錬開始信号からなる酸素使用情報を用いて、酸素ガス発生装置1の酸素ガス発生量や酸素ガス液化貯蔵装置5での液体酸素貯蔵量・気化量を調整するようにしている。
As shown in FIGS. 2 and 3, in this oxygen gas supply system, in the
すなわち、原料装入に応じて操作される防爆シャッターの動作信号を原料装入信号とし、その原料装入信号(酸素使用開始予告信号)に基づいて、酸素ガス発生装置1の酸素ガス発生量と酸素ガス液化貯蔵装置5での液体酸素貯蔵量を増加するように調整することで、吹錬前の酸素ガスホルダ4の圧力レベルの上昇を抑制することができる。その結果、酸素ガスホルダ4の圧力レベルが上限値に達することによる酸素ガスの放散を低減させることができる。
That is, the operation signal of the explosion-proof shutter operated according to the raw material charging is used as the raw material charging signal, and the oxygen gas generation amount of the oxygen gas generator 1 is determined based on the raw material charging signal (oxygen use start notice signal). By adjusting so that the amount of liquid oxygen stored in the oxygen gas liquefaction storage device 5 is increased, an increase in the pressure level of the
そして、その後の吹錬開始信号に基づいて、酸素ガス発生装置1の酸素ガス発生量を増加した値に保持するようにしているので、酸素ガス供給量調整の遅れによる吹錬中の酸素ガス圧力の低下を抑制することができる。その結果、液体酸素による補充量を減少させることができる。 Since the oxygen gas generation amount of the oxygen gas generator 1 is maintained at an increased value based on the subsequent blowing start signal, the oxygen gas pressure during blowing due to the delay in adjusting the oxygen gas supply amount Can be suppressed. As a result, the replenishment amount with liquid oxygen can be reduced.
詳説すれば、図3に示すように、吹錬開始前の原料装入情報(酸素使用開始予告情報)に基づいて、空気分離機3からの酸素発生量の増加を開始させる。また、そのときの酸素ガスホルダ4の圧力レベルの上昇に応じて、酸素ガス液化貯蔵装置5を稼動させて酸素液化量を増加させることにより、酸素ガス発生量増加に伴う酸素ガスホルダ4の圧力の上昇速度を抑制する。その後、吹錬開始情報と同時に酸素液化を停止し、需要先への酸素供給量を増加させ、吹錬実施時の酸素ガス圧力の低下を抑制させる。
More specifically, as shown in FIG. 3, an increase in the amount of oxygen generated from the
このように、空気分離機3からの酸素発生量や酸素ガス液化貯蔵装置5での酸素液化量の増減により、吹錬の実施時と未実施時における酸素ガス圧力レベルを管理値内にすることで、圧力上限値を超過することによる酸素放散量と圧力下限値を下回ることによる酸素気化量の削減が可能となる。
As described above, the oxygen gas pressure level when the blowing is performed and when it is not performed is set within the control value by increasing or decreasing the oxygen generation amount from the
このようにして、この実施形態では、転炉工場11における一連の操業工程において、原料装入に応じて操作される防爆シャッターの動作信号に基づいて酸素使用開始情報を作成することで、吹錬スケジュールと実際の吹錬との間のずれによる酸素ガスの供給量調整をなくすとともに、酸素使用開始までの裕度を確保することにより、吹錬開始までに酸素ガス発生装置1からの酸素ガス供給量を増加し、吹錬中(酸素使用中)の酸素ガス圧力の低下を抑制する。
Thus, in this embodiment, in a series of operation processes in the
言い換えれば、この実施形態では、転炉工場11における防爆シャッター信号に基づく原料装入開始・終了や吹錬開始の操作信号を取り込み、その信号に基づき原料空気圧縮機2の吸入量を制御することにより、吹錬開始までの酸素発生量の増量や吹錬開始と同期した酸素ガスの供給量調整を行い、酸素ガスホルダ4の圧力上昇・低下の抑制を可能にしたものである。
In other words, in this embodiment, an operation signal for starting and ending raw material charging and starting blowing is acquired based on the explosion-proof shutter signal in the
また、上記の原料空気圧縮機2の吸入量制御に加えて、液体酸素の貯蔵量制御を付加することにより、原料空気圧縮機2の吸入量制御で対応できない急激な酸素ガス需要量の変動を吸収し、酸素ガスホルダ4の圧力上昇の抑制を可能にしたものである。
Moreover, in addition to the intake air amount control of the raw
このようにして、この実施形態では、転炉11の原料装入情報や吹錬開始信号を取り込み、原料空気圧縮機2の吸入量制御として利用するようにしたので、実際の転炉11の稼動状態と同期した酸素ガスの供給量調整や吹錬開始までの酸素ガス発生量の増量が可能となった。また、余剰酸素ガスの液化貯蔵量制御を付加することにより、原料空気圧縮機2の吸入量制御で対応できない急激な酸素使用量の変動にも対応できる酸素ガスの供給量調整が可能となった。
In this way, in this embodiment, since the raw material charging information and the blowing start signal of the
なお、上記の実施形態では、断続的に酸素ガスを使用する需要先として転炉を対象にしているが、転炉に類似する炉(例えば、シャフト炉)を対象にした場合でも同様に適用することができる。 In the above-described embodiment, the converter is targeted as a demand destination that uses oxygen gas intermittently, but the same applies to a furnace similar to the converter (for example, a shaft furnace). be able to.
1 酸素ガス発生装置
2 原料空気圧縮機
3 空気分離機
4 酸素ガスホルダ
5 酸素ガス液化貯蔵装置
6 酸素液化装置
7 液体酸素貯蔵槽
8 圧送ポンプ
9 酸素気化装置
10 酸素ガスの需要先
11 転炉
12 高炉
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