JP3083593B2 - 微粉炭排出量制御装置 - Google Patents

微粉炭排出量制御装置

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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F23K3/02Pneumatic feeding arrangements, i.e. by air blast
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/001Injecting additional fuel or reducing agents
    • C21B5/003Injection of pulverulent coal

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製鉄用溶鉱炉の微粉炭
吹込装置に取り付けられる微粉炭排出量制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】製鉄用溶鉱炉の微粉炭吹込装置におい
て、圧力容器(フィードタンク)からの微粉炭の切り出
し量、すなわち排出量を制御する技術としては、下記の
方法が公知である。
【0003】(1) フィードタンク内の圧力の調節により
排出量を制御する方法 フィードタンクからの微粉炭の切り出し速度をフィード
タンクに取り付けられたロードセル (重量計) で得られ
る信号の時間微分演算により求め、フィードタンク内の
圧力を調節することよって微粉炭の排出量を制御する。
【0004】図2はこの方法を実施するための装置例の
構成を示す図で、フィードタンク2にこのタンク2内の
微粉炭の重量を計測するロードセル5と、このロードセ
ル5に接続された粉体重量指示調節計6と、フィードタ
ンク2内の圧力と粉体輸送配管8内の圧力との差圧を検
知し、フィードタンク2内の圧力を調節する差圧指示調
節計7が設置されている。ロードセル5によりフィード
タンク2内の微粉炭の重量が計測され、その信号が粉体
重量指示調節計6に伝達されると、粉体重量指示調節計
6はこの信号の時間微分演算により微粉炭の切り出し速
度を演算し、この切り出し速度が所定の速度となるよう
に差圧指示調節計7に作用する。差圧指示調節計7は、
前記のフィードタンク2内の圧力と輸送配管8内の圧力
との差圧が微粉炭の切り出し速度に応じて予め定めた圧
力になるように、フィードタンク2内に加圧用ガスを導
入してフィードタンク内の圧力を調節する。これによっ
て、微粉炭の排出量が制御される。
【0005】(2) ロータリーバルブの回転数の調節によ
り排出量を制御する方法 (イ) フィードタンクからの微粉炭の切り出し速度をフ
ィードタンクに取り付けられたロードセルで得られる信
号の時間微分演算により求め、ロータリーバルブの回転
数を調節して微粉炭の排出量を制御する。
【0006】図3はこの方法を実施するための装置例の
構成を示す図で、フィードタンク2にこのタンク2内の
微粉炭の重量を計測するロードセル5と、このロードセ
ル5に接続された粉体重量指示調節計6とが設置され、
フィードタンク2の下部排出口にはロータリーフィーダ
ー15が取り付けられている。ロードセル5でフィードタ
ンク2内の微粉炭の重量が計測され、その信号が粉体重
量指示調節計6に伝達されると、粉体重量指示調節計6
はこの信号の時間微分演算により微粉炭の切り出し速度
を演算し、この切り出し速度が所定の速度となるように
ロータリーフィーダー15の回転数を調節する。これによ
って、微粉炭の切り出し量が制御される。
【0007】(ロ) フィードタンクからの微粉炭の切り
出し速度を輸送配管に取り付けた粉体流量計の信号を使
ってロータリーバルブの回転数を調節して微粉炭の排出
量を制御する。
【0008】図4はこの方法を実施するための装置例を
示す図である。図3の方法と異なるところは、図3の方
法がロードセルの時間微分で微粉炭切り出し速度を演算
するのに対し、図4の方法は粉体流量計で微粉炭切り出
し速度を計測することである。そして粉体流量計の計測
信号でロータリーフィーダーの回転数を調節する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記(1) のフィードタ
ンク内の圧力を調節する方法においては、次のような問
題がある。すなわち、 (a) 微粉炭の切り出し速度をロードセルで得られる信号
の微分演算により求めているので、切り出し速度のデー
タが演算時間分だけ遅れ、制御の応答性に遅れが生じ、
また、均圧タンクからフィードタンクに微粉炭を受け入
れている間は、切り出し速度の演算はできない。
【0010】(b) フィードタンクの圧力調節により切り
出し速度を制御する方式を採っているので、制御の微調
整ができず、しかも、応答速度が遅い。
【0011】また、(2) のロータリーバルブの回転数を
調節する方法においては、(1) の場合と同様に、微粉炭
の切り出し速度をロードセルで得られる信号の微分演算
により求めているので、上記(a) の問題、すなわち、制
御の応答性に遅れが生じ、微粉炭受け入れ中は切り出し
速度の演算ができない、という問題がある。ロータリー
フィーダーを用いているので切り出し量の微調整は可能
であるが、ロータリーフィーダー1台当たりの微粉炭の
切り出し速度に限界があり、能力アップに対するスケー
ルアップが極めて困難である。従って、大容量切り出し
を要求された場合、ロータリーフィーダーの台数を増や
すしか方法がないという欠点がある。また、微粉炭の切
り出し状態が連続的ではなく、ロータリーバルブの構造
に起因する脈動現象がみられる。
【0012】本発明は、製鉄用溶鉱炉の微粉炭吹込装置
のフィードタンクから微粉炭を切り出す際の上記の問題
を解決し、制御の応答性に遅れがなく、微粉炭受け入れ
中でも切り出し速度の検出が可能で、切り出し量を高精
度で制御できる微粉炭排出量制御装置を提供することを
目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、「微粉
炭をフィードタンクから抜き出し、キャリヤガスにより
製鉄用溶鉱炉に連続的に吹き込む微粉炭吹込装置に取り
付けられる微粉炭排出量制御装置であって、フィードタ
ンク内に加圧用ガスを導入するための内圧調節弁と、フ
ィードタンクに微粉炭受入れ時、内圧を一定に保つ排気
用調節弁と、粉体輸送配管内の圧力とフィードタンク内
の圧力との差圧を検知し、この差圧が所定の値になるよ
うに内圧調節弁の開度を調節する差圧指示調節計と、フ
ィードタンクの下部排出口に取り付けられた粉体用バル
ブと、粉体輸送配管内を通過する粉体の流量を検知する
粉体流量計と、粉体流量計からの信号を入力し、粉体流
量が所定の値になるように粉体用バルブの開度を制御す
る粉体流量指示調節計を有することを特徴とする微粉炭
排出量制御装置」にある。
【0014】
【作用】以下に、本発明の装置を図に基づいて説明す
る。
【0015】図1は本発明の装置の一例の構成を示す図
で、1は微粉炭を受け入れて一時的に貯蔵し、加圧下で
フィードタンクに供給する均圧タンク、2はフィードタ
ンク、3は粉体用バルブ、4は粉体流量計、5はフィー
ドタンク内の微粉炭の重量を計測するロードセル、6は
粉体流量計4の信号を受けて、その値と、予め設定した
流量との差が零になるように粉体用バルブ3の開度を調
節する粉体流量指示調節計、7は粉体輸送配管8内の圧
力とフィードタンク2内の圧力との差圧を検知し、内圧
調節弁9の開度を調節する差圧指示調節計である。
【0016】この装置を用いてフィードタンク2から排
出される微粉炭の排出量を制御するには、先ず、微粉炭
を均圧タンク1からフィードタンク2に受け入れ、内圧
調節弁9の開度を調節してフィードタンク2内に外部か
ら圧縮されたガスを導入し、フィードタンク2内の圧力
を所定の圧力まで上昇させる。次いで、フィードタンク
2の下部排出口に取り付けられた遮断弁10およびその直
下の粉体用バルブ3を経由させて微粉炭をキャリヤガス
が流れている粉体輸送配管8内に供給し、キャリヤガス
により製鉄用溶鉱炉の羽口まで移送する。粉体輸送配管
8には粉体流量計4および粉体流量指示調節計6が取り
付けられており、粉体流量指示調節計6は粉体流量計4
で検知された信号を入力してその値を指示するととも
に、予め定めた微粉炭の流量との差が零になるように粉
体用バルブ3の開度を調節する。また、キャリヤガス流
量は、粉体用バルブ3を通過した微粉炭が導入される点
より上流側のキャリヤガス本管18に取り付けられたキャ
リヤガス流量指示調節計11により独立して制御される。
【0017】一旦フィードタンク2から微粉炭を切り出
し始めた後は、フィードタンク2内の微粉炭があるレベ
ルまで減少すると均圧タンク1から加圧下で微粉炭をフ
ィードタンク2に補給するが、この時、フィードタンク
2内の圧力は排気用調節弁17で一定値にコントロールさ
れる。
【0018】フィードタンク2内の圧力および粉体輸送
配管8内の圧力は、それぞれフィードタンク2および輸
送配管8に取り付けられた圧力指示計12および13により
検出され、差圧指示調節計7はそれらの信号を入力して
両者の差圧を計算し、この差圧が予め設定された範囲に
入るように内圧調節弁9の開度を調節して、フィードタ
ンク2内の圧力を調節する。微粉炭切り出し中のフィー
ドタンク2内の圧力は、輸送配管8内の圧力に対する差
圧が 0.3〜2.0kg/cm2 の範囲内、好ましくは、0.5〜1.5
kg/cm2 の範囲内で一定になるように制御すればよい。
【0019】上記のように、本発明の装置では、フィー
ドタンク2内および粉体輸送配管8内の圧力の差を一定
に保持し、その差圧により微粉炭を定量的に切り出す機
構と、粉体用バルブ3の開度制御により微粉炭の排出量
を調節する機構とを組み合わせ、微粉炭の排出量を調節
するので、精度の高い制御が可能である。また、ロード
セルを用いず、粉体流量計の信号をもとに粉体用バルブ
の開度の調節により微粉炭の排出量を制御するので、制
御の応答性に遅れがない。さらに、粉体流量計により切
り出し速度を検知するので、フィードタンク2内に微粉
炭を受け入れている間でもその影響を受けずに切り出し
速度を検知することができる。
【0020】なお、本発明の装置にはロードセル5が取
り付けられているが、この場合は、従来の装置における
ような微粉炭の切り出し速度の検出手段として用いるの
ではなく、バックアップ用で、粉体重量指示計14に接続
されている。
【0021】粉体用バルブとしては、開度を変化させる
ことにより粉体の流路の断面積を連続的に変えることが
可能で、かつ開度と流量の関係が直線に近い特性を有す
るバルブ(例えば、実開平1−150266号公報で開示され
たバルブ)が好適である。
【0022】粉体流量計としては、差圧式の流量計、静
電容量式の流量計などを用いることができる。
【0023】粉体流量指示調節計および差圧指示調節計
としては、アナログ式やデジタル式の計器を用いること
ができる。
【0024】表1は本発明の装置の制御方式を前記の従
来の装置と比較して示したものである。また、表2に
は、この制御方式の相違によりもたらされる制御特性の
違いを定性的に比較して示した。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【実施例】図1に示した構成を有する本発明の装置によ
り微粉炭の切り出し試験を行った。用いた微粉炭は、バ
ンク、オプティマムおよびウッドランドの3種の混合微
粉炭で、粒度は 200メッシュ以下のものが70重量%以上
を占め、水分は 1.5重量%である。
【0028】微粉炭切り出しの設定流量を 12T/Hおよび
24T/H として試験を行った結果、流量実測値はそれぞれ
12±0.15T/H および24±0.3T/Hで、設定流量に対する偏
差が小さく、良好な切り出し精度(いずれも±1.25%)
を示した。また、 12T/Hから24T/H への流量の変更に対
する追従も迅速であった。
【0029】
【発明の効果】本発明の微粉炭排出量制御装置は微粉炭
の切り出し速度の検出手段として粉体流量計を使用して
いるので、この装置を微粉炭吹き込み装置に適用すれ
ば、応答性の早い制御を行うことができ、従来検知でき
なかったフィードタンクへの微粉炭受け入れ時の切り出
し速度の検出も可能である。また、微粉炭の切り出し量
の制御はフィードタンク内および輸送管内の差圧制御と
粉体用バルブの開度制御を組み合わせて行うので、誤差
の少ない高精度の制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の微粉炭排出量制御装置の一例の構成を
示す図である。
【図2】従来の微粉炭排出量制御装置の一例の構成を示
す図である。
【図3】従来の微粉炭排出量制御装置の他の例の構成を
示す図である。
【図4】従来の微粉炭排出量制御装置のさらに他の例の
構成を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼澤 誠 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−83928(JP,A) 特開 平1−317922(JP,A) 実開 昭58−180820(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65G 53/00 - 53/28 B65G 53/32 - 53/66

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】微粉炭をフィードタンクから抜き出し、キ
    ャリヤガスにより製鉄用溶鉱炉に連続的に吹き込む微粉
    炭吹込装置に取り付けられる微粉炭排出量制御装置であ
    って、フィードタンク内に加圧用ガスを導入するための
    内圧調節弁と、フィードタンクに微粉炭受入れ時、内圧
    を一定に保つ排気用調節弁と、粉体輸送配管内の圧力と
    フィードタンク内の圧力との差圧を検知し、この差圧が
    所定の値になるように内圧調節弁の開度を調節する差圧
    指示調節計と、フィードタンクの下部排出口に取り付け
    られた粉体用バルブと、粉体輸送配管内を通過する粉体
    の流量を検知する粉体流量計と、粉体流量計からの信号
    を入力し、粉体流量が所定の値になるように粉体用バル
    ブの開度を制御する粉体流量指示調節計を有することを
    特徴とする微粉炭排出量制御装置。
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