JP2014214361A - 微粉炭供給設備の監視方法及び高炉への微粉炭供給設備 - Google Patents

Abstract

【課題】フィードタンクにおける異常を容易に発見するとともに、操業中に異常を解消することが可能な微粉炭供給設備の監視方法を提供する。【解決手段】微粉炭が供給されたフィードタンク１内を加圧用流体で加圧するとともにフィードタンク１の底部に設けられた流動用ノズル３から流動化流体を吹き込んで微粉炭の一部または全部を流動状態とし、流動状態の微粉炭をフィードタンク１外に順次送出することにより、微粉炭を高炉に供給する微粉炭供給設備の監視方法であって、フィードタンク１の側壁面の温度を測定し、測定した温度に基づきフィードタンク１の側壁面の温度変化率（℃／分）を算出し、微粉炭をフィードタンク１に供給する際のフィードタンク１の側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、微粉炭の流動状態を異常と判定する微粉炭供給設備の監視方法を採用する。【選択図】図６

Description

本発明は、微粉炭供給設備の監視方法及び高炉への微粉炭供給設備に関する。

高炉操業においては、コークスの使用を削減するべく、補助燃料として、粉砕した石炭（以下、微粉炭という）を空気等の流体とともに高炉羽口から高炉の内部に吹き込んでいる。製鉄所には、微粉炭を高炉に吹き込むための設備としての微粉炭供給設備が高炉に併設されている。

微粉炭供給設備には、例えば、微粉炭を一時的に貯蔵するリザーバタンクと、リザーバタンクから送られた微粉炭を流動化させる複数のフィードタンクと、フィードタンクで流動化された微粉炭をディストリビュータに気流搬送するディスパーサーと、高炉の複数の羽口に微粉炭を分配するディストリビュータとが備えられている。リザーバタンク、フィードタンク、ディスパーサー及びディストリビュータはそれぞれ、配管で接続されている。

ところで、高炉の安定操業のためには、補助燃料である微粉炭を目標の吹き込み速度（単位時間当たりの吹き込み量）で高炉に安定して吹き込むことが望ましく、そのためには、微粉炭供給設備を常に正常に稼働させる必要がある。しかしながら、実際には、微粉炭の吹き込み速度が安定せずに高炉の操業状態が不安定になる場合がある。その原因は、フィードタンク内での微粉炭の滞留や、フィードタンクから高炉までの間の配管の詰まりなど、複数の原因が考えられる。

従来、微粉炭供給設備において、微粉炭の吹き込み速度が変動した場合は、数ヶ月に一度の設備点検時に不具合箇所を特定して清掃や補修などを行っている。ただし、不具合箇所の特定には莫大な労力と時間を要している。特許文献１には、配管の詰まりの検知方法が開示されている。

特開平３−２３０４号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、配管の異常は検知できるものの、フィードタンクの異常は検知できない。そのため、微粉炭の吹き込み速度が変動した場合であって配管に異常が見られない場合は、結局、配管を除いた設備全体を点検せざるを得ず、不具合箇所の特定に多大な労力と時間を要することに変わりはない。また、日夜操業状態にある高炉に微粉炭を連続的に供給するために、微粉炭供給設備には複数のフィードタンクを設置しているが、これらフィードタンクのうちいずれか一つに異常が発生すれば、微粉炭供給設備の安定操業に悪影響を及ぼす。そのため、フィードタンクの異常を早期に発見する手段が望まれている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フィードタンクにおける異常を容易に発見するとともに、操業中に異常を解消することが可能な微粉炭供給設備の監視方法及び高炉への微粉炭供給設備を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
［１］ フィードタンクに微粉炭を供給し、次いで、前記フィードタンク内を加圧用流体で加圧するとともに前記フィードタンクの底部に設けられた複数の流動用ノズルから流動化流体を吹き込んで前記微粉炭の一部または全部を流動状態とし、次いで、前記流動状態の前記微粉炭を前記フィードタンク外に順次送出することにより、前記微粉炭を高炉に供給する微粉炭供給設備の監視方法であって、
前記フィードタンクの側壁面の温度を測定し、測定した温度に基づき前記フィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）を算出し、前記微粉炭を前記フィードタンクに供給する際の前記フィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、前記微粉炭の流動状態を異常と判定することを特徴とする微粉炭供給設備の監視方法。
［２］ 前記側壁面の温度を前記フィードタンクの周方向で複数の箇所において測定し、何れかの箇所における前記側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、その箇所における前記微粉炭の流動状態を異常と判定することを特徴とする［１］に記載の微粉炭供給設備の監視方法。
［３］ 前記微粉炭の流動状態を異常と判定した場合に、前記流動流体の供給量を定常量から増大させることを特徴とする［1］または［２］に記載の微粉炭供給設備の監視方法。
［４］ 前記微粉炭の流動状態を異常と判定した箇所がある場合に、その箇所の近くの流動用ノズルからの前記流動流体の供給量を定常量から増大させることを特徴とする［２］に記載の微粉炭供給設備の監視方法。
［５］ 前記高炉に対する前記微粉炭の吹き込み量を求め、前記微粉炭の吹き込み量が目標値から低下した場合に、前記フィードタンクの側壁面の温度変化率の監視を開始することを特徴とする［１］乃至［４］の何れか一項に記載の微粉炭供給設備の監視方法。
［６］ 微粉炭の一部または全部を流動化流体によって流動化させた状態で貯留するフィードタンクと、
前記フィードタンクの側壁面に備えられた温度計と、
前記フィードタンク内に前記流動用流体を供給するために前記フィードタンクの底部に設けられた複数の流動ノズルと、
前記温度計で測定された前記側壁面の温度に基づき、前記フィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）を算出し、前記微粉炭を前記フィードタンクに供給する際の前記フィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、前記微粉炭の流動状態を異常と判定する制御部と、
を具備してなることを特徴とする高炉への微粉炭供給設備。
［７］ 前記温度計が、前記フィードタンクの前記側壁面の周方向における複数の箇所に設置され、
前記制御部は、何れかの箇所における前記側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、その箇所における前記微粉炭の流動状態を異常と判定することを特徴とする［６］に記載の高炉への微粉炭供給設備。
［８］ 前記微粉炭の流動状態を異常と判定した場合に、前記制御部は、前記流動流体の供給量を定常量から増大させることを特徴とする［６］または［７］に記載の高炉への微粉炭供給設備。
［９］ 前記微粉炭の流動状態を異常と判定した箇所がある場合に、前記制御部は、その箇所の近くの流動用ノズルからの前記流動流体の供給量を定常量から増大させることを特徴とする［７］に記載の高炉への微粉炭供給設備。
［１０］ 高炉に対する前記微粉炭の吹き込み量を求め、前記微粉炭の吹き込み量が目標値から低下した場合に、前記制御部が、前記フィードタンクの側壁面の温度変化率の監視を開始することを特徴とする［６］乃至［９］の何れか一項に記載の高炉への微粉炭供給設備。

本発明の微粉炭供給設備の監視方法によれば、フィードタンクの側壁面の温度を測定し、微粉炭の充填動作におけるフィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、制御部が微粉炭の流動状態を異常と判定することにより、フィードタンクの動作不良を早期に発見できる。
また、フィードタンクの側壁面の温度を複数の箇所で測定し、何れかの箇所における温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、その箇所における微粉炭の流動状態を異常と判定することで、フィードタンク内における微粉炭の滞留箇所を容易に特定できる。
また、微粉炭の流動状態を異常と判定した場合に、流動化流体の供給量を定常量から増大させることで、高炉の操業中に、残留する微粉炭を強制的に流動化させてフィードタンクの動作不良を早期に解消できる。
また、フィードタンク内における微粉炭の滞留箇所を特定した場合に、その箇所に近い位置からの流動化流体の供給量を増大させることで、残留する微粉炭を確実に流動化させてフィードタンクの動作不良を早期に解消できる。
また、高炉に対する微粉炭の吹き込み量を求め、微粉炭の吹き込み量が目標値から低下した場合に、フィードタンクの監視を開始することで、微粉炭の吹き込みが正常に行われている間はフィードタンクの監視を停止させることができ、監視のための負担を軽減できる。

また、本発明の微粉炭供給設備によれば、フィードタンクの側壁面に備えられた温度計と、温度計で測定された側壁面の温度に基づき、微粉炭の充填動作における側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満のときに微粉炭の流動状態を異常と判定する制御部とが備えられているので、フィードタンクの動作不良を早期に発見できる。
また、温度計が、フィードタンクの側壁面の周方向における複数の箇所に設置され、制御部が、何れかの箇所における側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、その箇所における微粉炭の流動状態を異常と判定するので、フィードタンク内における微粉炭の残留箇所を容易に特定できる。
また、微粉炭の流動状態を異常と判定した場合に、制御部が、流動流体の供給量を定常量から増大させるので、高炉の操業中に、残留する微粉炭を強制的に流動化させてフィードタンクの動作不良を早期に解消できる。
また、微粉炭の流動状態を異常と判定した箇所がある場合に、制御部が、その箇所に近い位置から供給する流動流体の供給量を定常量から増大させるので、残留する微粉炭を確実に流動化させてフィードタンク１の動作不良を早期に解消できる。
また、高炉に対する微粉炭の吹き込み量を求め、微粉炭の吹き込み量が目標値から低下した場合に、制御部が、フィードタンクの側壁面の温度変化率の監視を開始するので、微粉炭の吹き込みが正常に行われている間はフィードタンクの監視を停止させることができ、監視のための負担を軽減できる。

図１は、微粉炭供給設備に備えられたフィードタンクの動作を説明する図であって、フィードタンクの動作が正常な場合の模式図である。 図２は、微粉炭供給設備に備えられたフィードタンクの動作を説明する図であって、フィードタンクの動作が異常な場合の模式図である。 図３は、フィードタンクの動作が正常である場合のフィードタンク側壁面の温度と微粉炭の吹き込み速度との経時変化を示すグラフである。 図４は、フィードタンクの動作が異常である場合のフィードタンク側壁面の温度と微粉炭の吹き込み速度との経時変化を示すグラフである。 図５は、本発明の実施形態である微粉炭供給設備を示す模式図である。 図６は、本発明の実施形態である微粉炭供給設備の要部を示す模式図である。 図７は、本発明の実施形態である微粉炭供給設備に備えられたフィードタンクの動作を説明する模式図である。

微粉炭を高炉に吹き込むための設備としての微粉炭供給設備には、微粉炭を流動化させる複数のフィードタンクが備えられている。このフィードタンクの動作について、図１を参照して説明する。

図１（ａ）に示すフィードタンク１００には、その側壁面に備えられた複数の加圧ノズル１０２と、底部に設けられた複数の流動ノズル１０３と、上部に設けられた微粉炭導入部１０４と、底部に設けられた微粉炭導出部１０５とが備えられている。

フィードタンク１００は、上側の円筒部１００ａと下側のコーン部１００ｂとから構成されている。円筒部１００ａの上部に、微粉炭導入部１０４としての開口部１０４ａが設けられている。また、コーン部１００ｂの側壁面に加圧ノズル１０２が位置しており、この加圧ノズル１０２はフィードタンク１００の周方向に沿って例えば４〜８箇所に設けられている。

コーン部１００ｂの底部には、流動化ヘッダー室１０６が設けられており、コーン部１００ｂの内部空間と流動化ヘッダー室１０６とは、流動化板１０７によって仕切られている。流動化板１０７には、図示しない複数の貫通孔が設けられている。また、流動化ヘッダー室１０６に流動ノズル１０３が設けられている。この流動ノズル１０３は、流動化ヘッダー室１０６の周方向に沿って例えば４〜８箇所に設けられている。

また、コーン部１００ｂの底部には、流動化板１０７及び流動化ヘッダー室１０６を貫通する導出管１０５ａが備えられ、この導出管１０５ａによって微粉炭導出部１０５が構成されている。

高炉に微粉炭を吹き込むには、図１（ａ）に示すフィードタンク１００を用いて、図１（ｂ）〜図１（ｅ）に示すように、微粉炭の充填動作、タンク内の加圧動作、吹き込み動作、排圧動作を順次行う。以下、各動作について説明する。

（微粉炭の充填動作）
図１（ｂ）に示すように、開口部１０４ａから微粉炭ＰＣをフィードタンク１００内に供給し、フィードタンク１００内を微粉炭ＰＣで満たす。

（タンク内の加圧動作）
図１（ｃ）に示すように、加圧ノズル１０２から例えば窒素ガスからなる加圧用流体を供給してフィードタンク１００を加圧する。同時に、流動ノズル１０３から例えば窒素からなる流動化流体を流動化ヘッダー室１０６及び流動化板１０７を介してフィードタンク１００内に供給する。フィードタンク１００に供給された微粉炭ＰＣのうち、コーン部１００ｂに蓄えられている微粉炭ＰＣは、流動化流体によって吹き上げられて流動状態となる。また、微粉炭ＰＣの充填量及び流動化流体の供給量によっては、微粉炭ＰＣの全部が流動状態になる。

（吹き込み動作）
次に、図１（ｄ）に示すように、加圧ノズル１０２及び流動ノズル１０３より加圧用流体及び流動化流体をそれぞれ供給しながら、流動状態の微粉炭ＰＣを導出管１０５ａからフィードタンク１００の外部に送出して高炉に吹き込む。微粉炭ＰＣをフィードタンク１００の外部に送出する間は、加圧用流体及び流動化流体を供給し続けて、フィードタンク１００内を加圧し続けるとともに、フィードタンク１００内の微粉炭ＰＣの流動状態を維持する。微粉炭ＰＣは、フィードタンク１００の内圧と高炉の内圧との圧力差によってフィードタンク１００から送出される。

（排圧動作）
次に、図１（ｅ）に示すように、微粉炭ＰＣの送出が終了したら、加圧用流体及び流動化流体の供給を停止するとともにフィードタンク１０内を排気することで、フィードタンク１００内を大気圧まで減圧し、次回の微粉炭ＰＣの供給に備える。

図１（ｂ）〜図１（ｅ）にて説明したフィードタンク１００の一連の動作は正常な動作である。一方、フィードタンク１００の動作が異常である場合について、図２を参照して説明する。

図２（ａ）は、微粉炭ＰＣが満たされたフィードタンク１００に対する加圧動作を図示している。図２（ａ）に示す段階では、図１（ｃ）と同様に正常に動作している。

図２（ｂ）は、図１（ｄ）と同様に、微粉炭の吹き込み動作を図示している。図２（ｂ）では、微粉炭ＰＣが凝集してコーン部１００ｂの一部に滞留している。この原因は、例えば、複数ある加圧ノズルのうちの一部の加圧ノズル１０２の詰まり、流動板１０７の部分的な詰まり、または、複数ある流動ノズルのうちの一部の流動ノズル１０３の詰まり、のいずれかにより、微粉炭ＰＣの流動化が不十分になったためと考えられる。

その後、図２（ｃ）に示すように、排圧動作を行うものの、微粉炭は滞留したままである。そして、図２（ｄ）に示すように微粉炭の充填動作を行うが、排圧動作の段階で滞留した微粉炭は、次の一連の動作においてもそのまま滞留する可能性が高い。また、更なる微粉炭の滞留を誘発する可能性もある。

なお、図２（ｅ）には、微粉炭ＰＣが部分的に滞留した別の例を示している。この例では、コーン部１００ｂの一部の微粉炭ＰＣのみが正常に送出され、残りの微粉炭ＰＣが滞留している。この原因は、例えば、複数ある加圧ノズルのうちの一部からの加圧用流体の供給圧が定常値よりも相対的に高くなって微粉炭ＰＣが優先して送出されたためと考えられる。

以上のように、図２に示す例では、フィードタンク１００に微粉炭が滞留することにより高炉への微粉炭の供給量が減少して、高炉への微粉炭の吹き込み速度が変動する不具合がある。

フィードタンク内における微粉炭の状態を、フィードタンクの外部から把握する手段について本発明者らが鋭意検討した。そして、フィードタンクに供給される微粉炭が比較的高温であることに着目した。微粉炭は、石炭を乾燥させながら粉砕して製造するので、６０〜８０℃程度の温度になっている。そして、図２（ｂ）または図２（ｅ）に示すように、微粉炭がフィードタンク内に滞留する場合は、フィードタンク１００のコーン部１００ｂの内面に付着する場合が多い。そこで、フィードタンク１００の側壁面の温度変化の挙動から、フィードタンク１００内での微粉炭ＰＣの滞留の有無を検知することを試みた。

図３及び図４には、フィードタンクの側壁面の温度と微粉炭の吹き込み速度との経時変化をグラフで示している。フィードタンクの側壁面の温度を測定するために、円筒部とコーン部との境界よりも下側かつ加圧ノズルよりも上側の箇所に表面温度計を設置して側壁面の温度変化を観察した。温度計は、フィードタンクの中心からみて東西南北方向の４方向にそれぞれ設置した。

図３は、図１（ｂ）〜（ｅ）で説明したように動作が正常なフィードタンクに対応するグラフである。図３に示すように、正常に稼働しているフィードタンクでは、高炉への微粉炭の吹き込み速度が目標値を超えている。また、東西南北の４箇所に設置した温度計は、フィードタンク内での微粉炭の挙動を的確に把握できている。すなわち、フィードタンクへの微粉炭の充填動作に伴って側壁面の温度が急上昇し、タンクの加圧動作において側壁面の温度がほぼ一定に維持され、微粉炭の吹き込み動作において側壁面の温度が徐々に低下し、排圧動作において側壁面の温度が一気に低下していることがわかる。特に、排圧動作から微粉炭の充填動作の間において、温度低下と温度上昇が急激に起きていることが分かる。

一方、図４は、図２（ａ）〜（ｅ）で説明したように動作が異常なフィードタンクに対応するグラフである。微粉炭の吹き込みの挙動が異常になっているフィードタンクでは、高炉への微粉炭の吹き込み速度が目標値を下回っている。また、東西南北の４箇所に設置した温度計のうち、北、西及び東側に設置した温度計は、フィードタンク内での微粉炭の滞留を的確に把握している。すなわち、これらの温度計によれば、微粉炭の充填動作における急激な温度上昇が見られない。このフィードタンクでは、北側を中心にして東側から西側に至る範囲において微粉炭が側壁面の内面に付着したままになっていると推測される。

以上の結果によれば、フィードタンク内に微粉炭が滞留しているか否かは、微粉炭の充填動作における急激な温度変化の有無により判断できることが判明した。

以上の知見に基づき、本発明の実施形態について説明する。図５は、本発明の実施形態である微粉炭供給設備を示す模式図である。また、図６は、図５に示す微粉炭供給設備の要部を示す模式図である。

図５に示す微粉炭供給設備は、微粉炭を一時的に貯蔵するリザーバタンク２１と、リザーバタンク２１から送られた微粉炭を流動化させる複数のフィードタンク１と、フィードタンク１で流動化された微粉炭をディストリビュータに気流搬送するディスパーサー２２と、高炉３１の複数の羽口３２に微粉炭を分配するディストリビュータ２３とが備えられている。リザーバタンク２１、フィードタンク１、ディスパーサー２２及びディストリビュータ２３は相互に配管で接続されている。図５に示す微粉炭供給設備は、複数のフィードタンク１において、微粉炭の吹き出し動作を順次実施することで、微粉炭を高炉に連続的に供給する。

図６に示すように、本実施形態に係るフィードタンク１は、その側壁面に備えられた複数の加圧ノズル２と、底部に設けられた複数の流動ノズル３と、上部に設けられた微粉炭導入部４と、底部に設けられた微粉炭導出部５とを有している。

フィードタンク１は、上側の円筒部１ａと下側のコーン部１ｂとから構成されている。円筒部１ａの上部に、微粉炭導入部４としての開口部４ａが設けられている。開口部４ａには図示略の配管が取り付けられており、この配管を介してフィードタンク１とリザーバタンク２１とが接続されている。また、コーン部１ｂの側壁面に加圧ノズル２が位置している。加圧ノズル２はフィードタンク１の周方向に沿って例えば４〜８箇所に設けられている。

コーン部１ｂの底部には流動化ヘッダー室６が設けられている。コーン部１ｂの内部空間と流動化ヘッダー室６とは、流動化板７によって仕切られている。流動化板７には、図示しない複数の貫通孔が設けられている。また、流動化ヘッダー室６には流動ノズル３が設けられている。この流動ノズル３は、流動化ヘッダー室６の周方向に沿って例えば４〜８箇所に設けられている。

また、コーン部１ｂの底部には、流動化板７及び流動化ヘッダー室６を貫通する導出管５ａが備えられ、この導出管５ａによって微粉炭導出部５が構成されている。導出管５ａには図示略の配管が取り付けられ、この配管を介してフィードタンク１とディスパーサー２２とが接続されている。

また、フィードタンク１のコーン部１ｂの側壁面には温度計１１が設置されている。温度計１１は、円筒部１ａとコーン部１ｂとの境界よりも下側、且つ加圧ノズル２の上側の箇所に設置されている。また、温度計１１は、フィードタンク１の側壁面の周方向の複数の箇所に設置されている。図６に示す例では、フィードタンク１の中心からみて例えば東西南北方向の４方向にそれぞれ設置されている。温度計１１は、例えば熱電対に磁石が取り付けられてなるマグネット内蔵温度計（例えば安立計器株式会社製）を例示でき、磁石によって側壁面に取り付ければよい。

各温度計１１は制御部１２に接続されており、各温度計１１によって測定された側壁面の温度測定値が、制御部１２に入力されるように構成されている。制御部１２では、側壁面の温度測定値を連続的に取り込み、側壁面の温度変化率（℃／分）を算出する。そして、フィードタンク１における微粉炭の導入動作時の温度変化率が閾値未満のときに、微粉炭の流動状態が異常であると判定する。また、制御部１２は、加圧用流体の供給制御部１３と流動化流体の供給制御部１４にそれぞれ接続されており、これら供給制御部１３，１４に対して制御信号を出力する。制御部１２は例えば、コンピュータに備えられた中央演算装置の機能により実現される。

加圧用流体の供給制御部１３は、制御部１２からの制御信号を受けて、加圧用流体をフィードタンク１に供給する。同様に、流動化流体の供給制御部１４は、制御部１２からの制御信号を受けて、流動化流体をフィードタンク１に供給する。これら供給制御部１３，１４は例えば、コンピュータに備えられた中央演算装置の機能により実現される。

また、図６に示すように、フィードタンク１の円筒部１ａにフランジ４１が設けられ、このフランジ４１が微粉炭供給設備の一部をなす固定デッキ４２に取り付けられている。フランジ４１と固定デッキ４２との間にはロードセル４３が備えられており、ロードセル４３は制御部１２に接続されている。このロードセル４３によってフィードタンク１内の微粉炭の量を測定し、制御部１２において単位時間当たりの吹き込み量である吹き込み速度を計測できるようになっている。

次に、本実施形態の微粉炭供給設備の監視方法について図７を参照して説明する。図７（ａ）は、図２（ｃ）と同様に、微粉炭ＰＣの一部が完全に送出されずにフィードタンク内に滞留したまま、新たな微粉炭の充填動作が行われた状態を示している。滞留した微粉炭ＰＣは、次の一連の動作においてもそのまま滞留する可能性が高い。微粉炭ＰＣが滞留したままのフィードタンク１の側壁面の温度の変化は、図４に示したように、排圧動作、充填動作のそれぞれにおける温度変化が小さくなっている。そこで、図６に示す制御部１２において、側壁面の温度変化率（℃／分）を連続的に算出し、排圧動作または充填動作における温度変化率が閾値未満になった場合に、微粉炭ＰＣの流動状態が異常であると判定する。言い換えると、微粉炭ＰＣが滞留していると判定する。微粉炭ＰＣの流動状態が異常である判定した場合、制御部１２はそのことを外部に出力する。異常の出力方法としては、例えば、制御部１２をなすコンピュータに接続された表示装置に異常である旨を表示させてもよく、コンピュータに接続されたスピーカー装置から警報音を発振させてもよく、これらを同時に行ってもよい。また、フィードタンク１が異常か否かの判定基準となる閾値は、例えば、０．５℃／分でよい。

微粉炭ＰＣがフィードタンク１内の偏った位置に滞留すると、その滞留箇所においては、吹き出し動作から排圧動作にかけてのフィードタンク１の側壁面の温度低下が、滞留した微粉炭ＰＣの熱によって抑制され、その滞留箇所における側壁面の温度が高いままになる。そうすると、微粉炭の滞留箇所のみにおいて、充填動作での温度変化率が閾値以下になる。そこで、複数の温度計１１を設置し、それぞれの設置箇所での温度変化率を連続的に測定し、温度変化率が閾値以下になった箇所を特定することで、フィードタンク１内での微粉炭の滞留箇所を特定することが可能になる。特定された滞留箇所は、フィードタンク１の異常判定とともに外部に出力すればよい。

また、制御部１２は、フィードタンク１内の微粉炭ＰＣの流動状態を異常と判定した場合に、流動化流体の供給量を定常状態から増大させる制御信号を、供給制御部１４に出力してもよい。図７（ｂ）に示すように、加圧動作中において流動化流体の供給量を増大させることによって、大量の流動化流体をフィードタンク１の流動ノズル３から吹き出させ、凝集して滞留する微粉炭ＰＣを強制的に流動化させて、微粉炭ＰＣの滞留を解消させることができる。

微粉炭の滞留が解消されたフィードタンク１では、図７（ｃ）に示すように吹き出し動作が正常に行われ、更に図７（ｄ）に示すように排圧動作も正常に行われる。

また、制御部１２は、流動化流体の供給量を増大させる際、先に特定された微粉炭ＰＣの滞留箇所の近くでのみ流動化流体の供給量を増大させるために、複数ある流動化ノズル３のうちの何れか１つまたは２つ以上を選択し、選択した流動化ノズルからの流動化流体の供給量を定常状態から増大させてもよい。このように、加圧動作中において流動化流体の供給量を局所的に増大させることによって、滞留している微粉炭ＰＣをより効率よく流動化させ、微粉炭ＰＣの滞留を解消させることができる。

流動化流体を定常状態から増大させる場合の増大量は、定常状態の供給量に対して例えば２０％増とすればよい。また、流動化流体の増大、減少は、フィードタンク１内に吹き込む流動化流体全体の量を増加してもよい。また、流動化流体全体の量を増加させずに、対象の加圧ノズルからの流動化流体のみを増加し、他の加圧ノズルからの流動化流体をその分減少する様にしてもよい。

温度計１１及び制御部１２によるフィードタンクの監視は常時行っていてもよい。また、通常はフィードタンクの監視を行わず、高炉に対する微粉炭の吹き込み速度が目標値から低下したことを契機にして、温度計１１及び制御部１２によるフィードタンクの監視を開始するようにしてもよい。これにより、微粉炭の吹き込みが正常に行われている間は、フィードタンク１の監視を停止させることができ、監視のための負担を軽減できる。

また、上記の実施形態では、制御部１２が供給制御部１３，１４の動作を制御する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、制御部１２が微粉炭の流動状態の異常をコンピュータ等の表示装置を通じて外部に表示し、この異常表示を確認した作業者の判断で、流動化流体の供給量を制御してもよい。

同様に、制御部１２が微粉炭の流動状態の異常をコンピュータ等の表示装置を通じて外部に表示したときを契機して、この異常表示を確認した作業者が、フィードタンク１の常時監視の実施を決断し、監視を連続して行ってもよい。

以上説明したように、本実施形態の微粉炭供給設備の監視方法によれば、フィードタンク１の側壁面の温度を測定し、微粉炭ＰＣの充填動作におけるフィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、微粉炭の流動状態を異常と判定することにより、フィードタンク１の動作不良を早期に発見できる。
また、フィードタンク１の側壁面の周方向の複数の箇所での温度を測定し、何れかの箇所における温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、その箇所における微粉炭ＰＣの流動状態を異常と判定することで、フィードタンク内における微粉炭の残留箇所を容易に特定できる。
また、微粉炭の流動状態を異常と判定した場合に、供給制御部１４に指令を発して流動化流体の供給量を定常量から増大させることで、滞留する微粉炭を強制的に流動化させてフィードタンク１の動作不良を早期に解消できる。また、加圧動作において流動化流体の供給量を増大させて微粉炭ＰＣの滞留を解消させることで、フィードタンク１の操業中に微粉炭の滞留を解消でき、微粉炭の吹き込み量を安定に維持し、高炉操業の安定化に寄与できる。
また、フィードタンク１内における微粉炭の滞留箇所を特定した場合に、その箇所に近い位置からの流動化流体の供給量を増大させることで、滞留する微粉炭ＰＣを確実に流動化させてフィードタンク１の動作不良を早期に解消できる。
また、高炉に対する微粉炭の吹き込み量を求め、微粉炭の吹き込み量が目標値から低下した場合に、制御部１２によるフィードタンク１の監視を開始することで、微粉炭ＰＣの吹き込みが正常に行われている間はフィードタンク１の監視を停止させることができ、監視のための負担を軽減できる。

また、本実施形態の微粉炭供給設備には、フィードタンク１の側壁面に備えられた温度計１１と、温度計１１で測定された側壁面の温度に基づき、微粉炭の充填動作における側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満のときに微粉炭の流動状態を異常と判定する制御部１２とが備えられているので、フィードタンクの動作不良を早期に発見できる。
また、温度計１１が、フィードタンク１の側壁面の周方向の複数の箇所に設置され、制御部１２が、何れかの箇所における側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、その箇所における微粉炭の流動状態を異常と判定するので、フィードタンク１内における微粉炭の滞留箇所を容易に特定できる。
また、微粉炭の流動状態を異常と判定した場合に、制御部１２が、流動化流体の供給量を定常量から増大させるので、残留する微粉炭を強制的に流動化させてフィードタンク１の動作不良を早期に解消できる。
また、微粉炭の流動状態を異常と判定した箇所がある場合に、制御部１２が、その箇所に近い位置から供給する流動化流体の供給量を定常量から増大させるので、残留する微粉炭を確実に流動化させてフィードタンク１の動作不良を早期に解消できる。
また、高炉に対する微粉炭の吹き込み量を求め、微粉炭の吹き込み量が目標値から低下した場合に、制御部１２が、フィードタンク１の側壁面の温度変化率の監視を開始するので、微粉炭の吹き込みが正常に行われている間はフィードタンク１の監視を停止させることができ、監視のための負担を軽減できる。

１…フィードタンク、３…流動用ノズル、１１…温度計、１２…制御部、ＰＣ…微粉炭。

Claims (10)

1. フィードタンクに微粉炭を供給し、次いで、前記フィードタンク内を加圧用流体で加圧するとともに前記フィードタンクの底部に設けられた複数の流動用ノズルから流動化流体を吹き込んで前記微粉炭の一部または全部を流動状態とし、次いで、前記流動状態の前記微粉炭を前記フィードタンク外に順次送出することにより、前記微粉炭を高炉に供給する微粉炭供給設備の監視方法であって、
   前記フィードタンクの側壁面の温度を測定し、測定した温度に基づき前記フィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）を算出し、前記微粉炭を前記フィードタンクに供給する際の前記フィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、前記微粉炭の流動状態を異常と判定することを特徴とする微粉炭供給設備の監視方法。
2. 前記側壁面の温度を前記フィードタンクの周方向で複数の箇所において測定し、何れかの箇所における前記側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、その箇所における前記微粉炭の流動状態を異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の微粉炭供給設備の監視方法。
3. 前記微粉炭の流動状態を異常と判定した場合に、前記流動流体の供給量を定常量から増大させることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の微粉炭供給設備の監視方法。
4. 前記微粉炭の流動状態を異常と判定した箇所がある場合に、その箇所の近くの流動用ノズルからの前記流動流体の供給量を定常量から増大させることを特徴とする請求項２に記載の微粉炭供給設備の監視方法。
5. 前記高炉に対する前記微粉炭の吹き込み量を求め、前記微粉炭の吹き込み量が目標値から低下した場合に、前記フィードタンクの側壁面の温度変化率の監視を開始することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の微粉炭供給設備の監視方法。
6. 微粉炭の一部または全部を流動化流体によって流動化させた状態で貯留するフィードタンクと、
   前記フィードタンクの側壁面に備えられた温度計と、
   前記フィードタンク内に前記流動用流体を供給するために前記フィードタンクの底部に設けられた複数の流動ノズルと、
   前記温度計で測定された前記側壁面の温度に基づき、前記フィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）を算出し、前記微粉炭を前記フィードタンクに供給する際の前記フィードタンクの側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、前記微粉炭の流動状態を異常と判定する制御部と、
   を具備してなることを特徴とする高炉への微粉炭供給設備。
7. 前記温度計が、前記フィードタンクの前記側壁面の周方向における複数の箇所に設置され、
   前記制御部は、何れかの箇所における前記側壁面の温度変化率（℃／分）が閾値未満である場合に、その箇所における前記微粉炭の流動状態を異常と判定することを特徴とする請求項６に記載の高炉への微粉炭供給設備。
8. 前記微粉炭の流動状態を異常と判定した場合に、前記制御部は、前記流動流体の供給量を定常量から増大させることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の高炉への微粉炭供給設備。
9. 前記微粉炭の流動状態を異常と判定した箇所がある場合に、前記制御部は、その箇所の近くの流動用ノズルからの前記流動流体の供給量を定常量から増大させることを特徴とする請求項７に記載の高炉への微粉炭供給設備。
10. 高炉に対する前記微粉炭の吹き込み量を求め、前記微粉炭の吹き込み量が目標値から低下した場合に、前記制御部が、前記フィードタンクの側壁面の温度変化率の監視を開始することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか一項に記載の高炉への微粉炭供給設備。

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