JP3752948B2 - 高炉送風制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の熱風炉切替期間中の、放風運転を行っている高炉送風制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉の熱風炉切替時には、送風中の熱風炉に通風しながら燃焼中の熱風炉を充圧するため、高炉への送風流量、送風圧力の変動が発生する。高炉の安定操業のためには、この送風流量及び送風圧力の変動を極力小さくすることが必要であり、その実現のために下記３つの代表的な高炉送風機の運転制御方法が提案されている。
【０００３】
第１の制御方法は、特開昭４９−５８００６号公報、特開昭５０−１１９７０３号公報、および特開昭５４−４３８０５号公報で提案されているもので、「熱風炉の充圧制御方法」と題して、高炉送風機と熱風炉充圧弁との間に充圧流量計、流量調節弁を設置し、高炉送風機の吐出流量に充圧流量を加算補正し、高炉への送風流量が一定となるよう送風する、流量補正に着眼したものである。
【０００４】
第２の制御方法は、特開昭５３−１３３５０７号公報および特開昭５３−１３３５０８号公報で提案されているもので、「熱風炉の充圧制御装置」と題して、混冷制御弁（提案１の充圧流量調節弁と同じ）を所定のパターンに従って開放し、送風圧力または送風流量が一定となるよう制御する、混冷制御弁の開放パターンに着眼したものである。
【０００５】
第３の制御方法は、特開平７−１１３１０９号公報で提案されているもので、「高炉送風機の送風流量制御方法」と題して、放風量の少ない状態で高炉送風機のサージング防止を目的としたもので、高炉送風機の静翼、吐出弁による送風流量制御及び、放風弁による吐出圧力制御とを組み合わせて、その組み合わせを切替ることにより制御する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案では下記の問題点がある。
まず第１の制御方法では、充圧分を充圧流量計として測定し、高炉送風機の吐出流量に充圧流量を加算補正し、高炉への送風流量が一定となるよう送風するが、高炉と高炉送風機との組み合わせが変わることによる設備能力差、配管長の違い等により制御コントローラのＰＩＤパラメータ調整が難しく、その制御が困難である。
【０００７】
次に第２の制御方法では、放風運転の場合が考慮されていないため、単なる送風流量制御、吐出圧力制御にとどまっており、放風運転を行いながら高炉への送風流量、送風圧力を一定にすることは困難である。
【０００８】
さらに第３の制御方法では、サージング防止を目的とした高炉送風機の運転方法であり、熱風炉切替時の充圧による高炉への送風流量及び送風圧力の変動は避けられず、これを防止する記載もない。
【０００９】
本発明は、従来方法の以上のような問題点を解決し、高炉の熱風炉切替の間、高炉への送風流量および送風圧力の変動を少なくする方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本願の請求項１に係る発明は、放風運転を行っている高炉送風制御方法において、熱風炉切替期間の放風弁の開度制御パターンを、熱風炉切替直前の放風弁開度Ｐ０から時間Ｔ１の間に放風弁開度Ｐ３まで減少させる第１工程と、該放風弁開度Ｐ３から時間Ｔ３の間に放風弁開度Ｐ０＋Ｐ１まで増加させる第２工程と、さらに該放風弁開度Ｐ０＋Ｐ１を熱風炉切替完了から時間Ｔ２の間保持した後、高炉送風機の吐出圧力を一定とする通常の自動放風制御に戻す第３工程とを備えたものとして構成することを特徴とする高炉送風制御方法である。
【００１１】
さらに、請求項２に係る発明は、前記第１工程を、複数段階に分けて前記放風弁開度Ｐ３まで減少させることを特徴とする請求項１記載の高炉送風制御方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。第１図は、本発明の実施に供される高炉送風設備の一例を示す概略フロー図である。図において、バグフィルター１により清浄された空気は、吸込弁２、吸込配管３を経由して高炉送風機４に導かれる。高炉送風機４により昇圧された圧縮空気は、吐出配管５、吐出絞り弁６、吐出弁７、送風流量計８を経て高炉側へ送られる。通常は、１つの高炉１４に対して高炉送風機４が複数台存在するので、各々の能力差があるのが一般的である。従って、通常高炉送風機４がサージングを起こさないようにしながら、かつ高炉１４への送風流量及び送風圧力が一定となるようにするために放風運転を行う。その際、高炉送風機４からの圧縮空気は主放風弁９、副放風弁１０を経て大気に放散される。主放風弁９は短時間に全風量の全閉をなし得る弁、副放風弁１０は圧力変動を制御できる弁である。
【００１３】
一方高炉側では、熱風炉１１により圧縮空気を昇温し、熱風を高炉１４へ供給する。熱風炉１１は一般的に複数基存在し、燃焼と送風とを繰り返す。各熱風炉１１の入出口には送風弁１２、熱風弁１３が各々存在する。熱風炉１１が燃焼から送風に切り替わる熱風炉切替は、例えば高炉１４へ送風中の熱風炉１１−１から燃焼中の熱風炉１１−２に熱風炉切替となる場合、熱風炉１１−１に通風しながら、熱風炉１１−２に充圧配管１５から充圧流量計１６を経由して充圧を行った後に、熱風炉１１−２前後の送風弁１２、熱風弁１３をそれぞれ開けて、熱風炉１１−１前後の送風弁１２、熱風弁１３をそれぞれ閉めることにより行われる。
【００１４】
第２図は、放風運転中に熱風炉切替が発生した場合の、副放風弁１０の開度及び高炉送風機４の制御モードのタイムチャートを示したものである。放風運転は、高炉１４の送風圧力を一定に保ちながら、高炉送風機４の吐出圧力が一定となるように副放風弁１０の開度を操作して放風制御を行っている。このとき、吸込弁２、吐出絞り弁６、吐出弁７は全開、主放風弁９は全閉である。
【００１５】
熱風炉切替は、一般的に高炉側からの熱風炉切替中信号の有無によって判別される。通常高炉送風機４は、送風流量８が一定になるよう高炉送風機４の静翼４−１の角度を変化させて送風流量制御を行う制御モードＩと、高炉送風１４への吐出圧力が一定になるよう高炉送風機４の静翼４−１角度を操作して吐出圧力制御を行う制御モードIIとを切り替えて制御されている。
【００１６】
熱風炉切替開始と同時に、まず高炉送風機４の制御モードが送風流量制御モードＩから高炉送風機４吐出圧力一定制御モードIIへ切り替わる。これは、熱風炉切替に伴って送風流量計指示に充圧流量増加分が加味されるため送風流量制御では、高炉１４への送風流量が維持出来ないためである。 制御モードIIは、制御モード強制移行タイマーＴ０の間継続され、タイムアップ後元の制御モードＩに戻される。
【００１７】
熱風炉切替が開始されると、送風流量計８の指示は高炉１４への送風流量に加えて熱風炉１１への充圧分が増えた量になるため、そのままだと実際に高炉１４へ送られる送風流量は少なくなる。従ってそれを防止するために、副放風弁１０をあらかじめ設定されている開度、すなわち副放風弁閉下限リミッター１次設定Ｐ２（充圧弁閉１段階分の送風圧力低下を補えるに相当する開度）及び副放風弁閉下限リミッター２次設定Ｐ３（充圧弁閉２段階分の送風圧力低下を補えるに相当する開度）に、時間Ｔ１をかけて段階的に減少させる。これは、熱風炉充圧に伴い必要となる充圧分の流量を、副放風弁１０を閉じて放風量を減少させることにより補うためである。 本実施例では、副放風弁を２段階で閉じる方式を記しているが、設備および操業にあわせて１段階または３段階以上で閉じる方式も可能である。
【００１８】
次に、副放風弁開開始タイマーＴ１（熱風炉切替開始から副放風弁強制開開始までの時間であり、副放風弁強制開開始は熱風炉充圧完了またはそれより少し前に設定）がタイムアップすると、副放風弁１０を熱風炉切替直前の開度Ｐ０より増分した（副放風弁強制開の増分開度Ｐ１）開度Ｐ０＋Ｐ１まで開く。 これは、熱風炉切替完了の際、高炉送風機４から熱風炉１１までの配管長さ分の圧縮空気による高炉１４への圧力変動を吸収するために行う。そして熱風炉切替完了後、熱風炉切替ホールドタイマーＴ２（熱風炉切替完了後の安定化時間）タイムアップ後、副放風弁の制御を、高炉送風機４の吐出圧力を一定とする通常の自動放風制御に戻す。
【００１９】
これら一連の操作により、高炉１４への送風流量及び送風圧力を一定に維持することができる。
【００２０】
本実施例は、放風弁が主放風弁９と副放風弁１０と２つに分かれている場合の副放風弁の制御方法について述べたものであるが、１つの放風弁で放風制御を行っている場合でも同様に適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高炉送風制御方法によれば、高炉と高炉送風機との組み合わせに拘りなく、熱風炉切替時に充圧分を考慮して、高炉への送風流量及び送風圧力を一定にすることができるので、高炉の安定操業を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供される高炉送風設備の一例を示す概略フロー図である。
【図２】放風運転中に熱風炉切替が発生した場合の、本発明方法による副放風弁の開度及び高炉送風機の制御モードのタイムチャートの一例を示したものである。
【符号の説明】
１…バグフィルター
２…吸込弁
３…吸込配管
４…高炉送風機
４−１…静翼
５…吐出配管
６…吐出絞り弁
７…吐出弁
８…送風流量計
９…主放風弁
１０…副放風弁
１１…熱風炉
１２…送風弁
１３…熱風弁
１４…高炉
１５…充圧配管
１６…充圧流量計
Ｐ０…熱風炉切替直前の副放風弁の開度
Ｐ１…副放風弁強制開の増分開度
Ｐ２…副放風弁閉下限リミッター１次設定
Ｐ３…副放風弁閉下限リミッター２次設定
Ｔ１…副放風弁強制開開始タイマー
Ｔ０…強制移行タイマー
Ｔ２…熱風炉切替後ホールドタイマー
Ｔ３…副放風弁強制開の角度タイマー
α…副放風弁の閉速度係数
Ｉ…送風流量一定制御
II…吐出圧力一定制御
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の熱風炉切替期間中の、放風運転を行っている高炉送風制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉の熱風炉切替時には、送風中の熱風炉に通風しながら燃焼中の熱風炉を充圧するため、高炉への送風流量、送風圧力の変動が発生する。高炉の安定操業のためには、この送風流量及び送風圧力の変動を極力小さくすることが必要であり、その実現のために下記３つの代表的な高炉送風機の運転制御方法が提案されている。
【０００３】
第１の制御方法は、特開昭４９−５８００６号公報、特開昭５０−１１９７０３号公報、および特開昭５４−４３８０５号公報で提案されているもので、「熱風炉の充圧制御方法」と題して、高炉送風機と熱風炉充圧弁との間に充圧流量計、流量調節弁を設置し、高炉送風機の吐出流量に充圧流量を加算補正し、高炉への送風流量が一定となるよう送風する、流量補正に着眼したものである。
【０００４】
第２の制御方法は、特開昭５３−１３３５０７号公報および特開昭５３−１３３５０８号公報で提案されているもので、「熱風炉の充圧制御装置」と題して、混冷制御弁（提案１の充圧流量調節弁と同じ）を所定のパターンに従って開放し、送風圧力または送風流量が一定となるよう制御する、混冷制御弁の開放パターンに着眼したものである。
【０００５】
第３の制御方法は、特開平７−１１３１０９号公報で提案されているもので、「高炉送風機の送風流量制御方法」と題して、放風量の少ない状態で高炉送風機のサージング防止を目的としたもので、高炉送風機の静翼、吐出弁による送風流量制御及び、放風弁による吐出圧力制御とを組み合わせて、その組み合わせを切替ることにより制御する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案では下記の問題点がある。
まず第１の制御方法では、充圧分を充圧流量計として測定し、高炉送風機の吐出流量に充圧流量を加算補正し、高炉への送風流量が一定となるよう送風するが、高炉と高炉送風機との組み合わせが変わることによる設備能力差、配管長の違い等により制御コントローラのＰＩＤパラメータ調整が難しく、その制御が困難である。
【０００７】
次に第２の制御方法では、放風運転の場合が考慮されていないため、単なる送風流量制御、吐出圧力制御にとどまっており、放風運転を行いながら高炉への送風流量、送風圧力を一定にすることは困難である。
【０００８】
さらに第３の制御方法では、サージング防止を目的とした高炉送風機の運転方法であり、熱風炉切替時の充圧による高炉への送風流量及び送風圧力の変動は避けられず、これを防止する記載もない。
【０００９】
本発明は、従来方法の以上のような問題点を解決し、高炉の熱風炉切替の間、高炉への送風流量および送風圧力の変動を少なくする方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本願の請求項１に係る発明は、放風運転を行っている高炉送風制御方法において、熱風炉切替期間の放風弁の開度制御パターンを、熱風炉切替直前の放風弁開度Ｐ０から時間Ｔ１の間に放風弁開度Ｐ３まで減少させる第１工程と、該放風弁開度Ｐ３から時間Ｔ３の間に放風弁開度Ｐ０＋Ｐ１まで増加させる第２工程と、さらに該放風弁開度Ｐ０＋Ｐ１を熱風炉切替完了から時間Ｔ２の間保持した後、高炉送風機の吐出圧力を一定とする通常の自動放風制御に戻す第３工程とを備えたものとして構成することを特徴とする高炉送風制御方法である。
【００１１】
さらに、請求項２に係る発明は、前記第１工程を、複数段階に分けて前記放風弁開度Ｐ３まで減少させることを特徴とする請求項１記載の高炉送風制御方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。第１図は、本発明の実施に供される高炉送風設備の一例を示す概略フロー図である。図において、バグフィルター１により清浄された空気は、吸込弁２、吸込配管３を経由して高炉送風機４に導かれる。高炉送風機４により昇圧された圧縮空気は、吐出配管５、吐出絞り弁６、吐出弁７、送風流量計８を経て高炉側へ送られる。通常は、１つの高炉１４に対して高炉送風機４が複数台存在するので、各々の能力差があるのが一般的である。従って、通常高炉送風機４がサージングを起こさないようにしながら、かつ高炉１４への送風流量及び送風圧力が一定となるようにするために放風運転を行う。その際、高炉送風機４からの圧縮空気は主放風弁９、副放風弁１０を経て大気に放散される。主放風弁９は短時間に全風量の全閉をなし得る弁、副放風弁１０は圧力変動を制御できる弁である。
【００１３】
一方高炉側では、熱風炉１１により圧縮空気を昇温し、熱風を高炉１４へ供給する。熱風炉１１は一般的に複数基存在し、燃焼と送風とを繰り返す。各熱風炉１１の入出口には送風弁１２、熱風弁１３が各々存在する。熱風炉１１が燃焼から送風に切り替わる熱風炉切替は、例えば高炉１４へ送風中の熱風炉１１−１から燃焼中の熱風炉１１−２に熱風炉切替となる場合、熱風炉１１−１に通風しながら、熱風炉１１−２に充圧配管１５から充圧流量計１６を経由して充圧を行った後に、熱風炉１１−２前後の送風弁１２、熱風弁１３をそれぞれ開けて、熱風炉１１−１前後の送風弁１２、熱風弁１３をそれぞれ閉めることにより行われる。
【００１４】
第２図は、放風運転中に熱風炉切替が発生した場合の、副放風弁１０の開度及び高炉送風機４の制御モードのタイムチャートを示したものである。放風運転は、高炉１４の送風圧力を一定に保ちながら、高炉送風機４の吐出圧力が一定となるように副放風弁１０の開度を操作して放風制御を行っている。このとき、吸込弁２、吐出絞り弁６、吐出弁７は全開、主放風弁９は全閉である。
【００１５】
熱風炉切替は、一般的に高炉側からの熱風炉切替中信号の有無によって判別される。通常高炉送風機４は、送風流量８が一定になるよう高炉送風機４の静翼４−１の角度を変化させて送風流量制御を行う制御モードＩと、高炉送風１４への吐出圧力が一定になるよう高炉送風機４の静翼４−１角度を操作して吐出圧力制御を行う制御モードIIとを切り替えて制御されている。
【００１６】
熱風炉切替開始と同時に、まず高炉送風機４の制御モードが送風流量制御モードＩから高炉送風機４吐出圧力一定制御モードIIへ切り替わる。これは、熱風炉切替に伴って送風流量計指示に充圧流量増加分が加味されるため送風流量制御では、高炉１４への送風流量が維持出来ないためである。 制御モードIIは、制御モード強制移行タイマーＴ０の間継続され、タイムアップ後元の制御モードＩに戻される。
【００１７】
熱風炉切替が開始されると、送風流量計８の指示は高炉１４への送風流量に加えて熱風炉１１への充圧分が増えた量になるため、そのままだと実際に高炉１４へ送られる送風流量は少なくなる。従ってそれを防止するために、副放風弁１０をあらかじめ設定されている開度、すなわち副放風弁閉下限リミッター１次設定Ｐ２（充圧弁閉１段階分の送風圧力低下を補えるに相当する開度）及び副放風弁閉下限リミッター２次設定Ｐ３（充圧弁閉２段階分の送風圧力低下を補えるに相当する開度）に、時間Ｔ１をかけて段階的に減少させる。これは、熱風炉充圧に伴い必要となる充圧分の流量を、副放風弁１０を閉じて放風量を減少させることにより補うためである。 本実施例では、副放風弁を２段階で閉じる方式を記しているが、設備および操業にあわせて１段階または３段階以上で閉じる方式も可能である。
【００１８】
次に、副放風弁開開始タイマーＴ１（熱風炉切替開始から副放風弁強制開開始までの時間であり、副放風弁強制開開始は熱風炉充圧完了またはそれより少し前に設定）がタイムアップすると、副放風弁１０を熱風炉切替直前の開度Ｐ０より増分した（副放風弁強制開の増分開度Ｐ１）開度Ｐ０＋Ｐ１まで開く。 これは、熱風炉切替完了の際、高炉送風機４から熱風炉１１までの配管長さ分の圧縮空気による高炉１４への圧力変動を吸収するために行う。そして熱風炉切替完了後、熱風炉切替ホールドタイマーＴ２（熱風炉切替完了後の安定化時間）タイムアップ後、副放風弁の制御を、高炉送風機４の吐出圧力を一定とする通常の自動放風制御に戻す。
【００１９】
これら一連の操作により、高炉１４への送風流量及び送風圧力を一定に維持することができる。
【００２０】
本実施例は、放風弁が主放風弁９と副放風弁１０と２つに分かれている場合の副放風弁の制御方法について述べたものであるが、１つの放風弁で放風制御を行っている場合でも同様に適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高炉送風制御方法によれば、高炉と高炉送風機との組み合わせに拘りなく、熱風炉切替時に充圧分を考慮して、高炉への送風流量及び送風圧力を一定にすることができるので、高炉の安定操業を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供される高炉送風設備の一例を示す概略フロー図である。
【図２】放風運転中に熱風炉切替が発生した場合の、本発明方法による副放風弁の開度及び高炉送風機の制御モードのタイムチャートの一例を示したものである。
【符号の説明】
１…バグフィルター
２…吸込弁
３…吸込配管
４…高炉送風機
４−１…静翼
５…吐出配管
６…吐出絞り弁
７…吐出弁
８…送風流量計
９…主放風弁
１０…副放風弁
１１…熱風炉
１２…送風弁
１３…熱風弁
１４…高炉
１５…充圧配管
１６…充圧流量計
Ｐ０…熱風炉切替直前の副放風弁の開度
Ｐ１…副放風弁強制開の増分開度
Ｐ２…副放風弁閉下限リミッター１次設定
Ｐ３…副放風弁閉下限リミッター２次設定
Ｔ１…副放風弁強制開開始タイマー
Ｔ０…強制移行タイマー
Ｔ２…熱風炉切替後ホールドタイマー
Ｔ３…副放風弁強制開の角度タイマー
α…副放風弁の閉速度係数
Ｉ…送風流量一定制御
II…吐出圧力一定制御
Claims (2)
- 放風運転を行っている高炉送風制御方法において、熱風炉切替期間の放風弁の開度制御パターンを、熱風炉切替直前の放風弁開度Ｐ０から時間Ｔ１の間に放風弁開度Ｐ３まで減少させる第１工程と、該放風弁開度Ｐ３から時間Ｔ３の間に放風弁開度Ｐ０＋Ｐ１まで増加させる第２工程と、さらに該放風弁開度Ｐ０＋Ｐ１を熱風炉切替完了から時間Ｔ２の間保持した後、高炉送風機の吐出圧力を一定とする通常の自動放風制御に戻す第３工程とを備えたものとして構成することを特徴とする高炉送風制御方法。
- 前記第１工程を、複数段階に分けて前記放風弁開度Ｐ３まで減少させることを特徴とする請求項１記載の高炉送風制御方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000050391A JP3752948B2 (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 高炉送風制御方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP (1) | JP3752948B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR101431638B1 (ko) | 2012-12-27 | 2014-08-20 | 주식회사 포스코 | 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템 |
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2000
- 2000-02-28 JP JP2000050391A patent/JP3752948B2/ja not_active Expired - Fee Related
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