JP5397997B2

JP5397997B2 - 微粉炭の分配供給方法

Info

Publication number: JP5397997B2
Application number: JP2009158938A
Authority: JP
Inventors: 典正前川
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2029-07-03
Also published as: JP2011012324A

Description

本発明は、高炉の羽口から微粉炭を吹き込む際に、複数ある高炉の羽口に微粉炭を分配供給する微粉炭の分配供給方法に関する。

近年、高炉の羽口から微粉炭を吹き込む操業方法が広く採用されている（例えば特許文献１）。微粉炭はコークスの代替燃料としてコスト的にメリットが大きくかつ発熱量が良好なため、微粉炭の吹き込み量は増加する傾向にある。

高炉には多数、例えば１６〜４２個の羽口が配置されており、各羽口から、系外から搬送されてきた微粉炭が吹き込まれるが、各羽口からの微粉炭の吹き込み量が均一にならないと、高炉内での均一な精錬反応が起こらず、生産性の低下要因となる。したがって、微粉炭の吹き込みにおいては、各羽口からの微粉炭の吹き込み量を均一にすることが重要な課題であり、この課題を解決するために従来から種々の研究・改良が図られている。

その一例を図６を参照して説明する。図６において、微粉炭は、供給タンク１から図示しない気体圧送装置により供給管２を介して分配器３に圧送される。分配器３は、その下部の受入部３ａから微粉炭を受け入れ、その側面の分配支管３ｂから微粉炭を排出する。分配支管３ｂの先端には吹き込みノズル４が設けられており、この吹き込みノズル４の先端から微粉炭が吹き込まれる。吹き込みノズル４の先端は、熱風環状管５から分岐した送風支管５ａ内に位置しており、微粉炭は送風支管５ａから供給される熱風と共に、高炉６の下部に配置した羽口６ａから高炉６内に吹き込まれる。

上述のとおり高炉には多数、例えば１６〜４２個の羽口が配置されており、分配支管３ｂ、吹き込みノズル４及び送風支管５ａは各羽口に対応させて羽口の数と同数設けられる。つまり、分配器３は、複数の分配支管３ｂを介して高炉の複数の羽口６に微粉炭を供給する。

ここで、分配器３から吹き込みノズル４までの分配支管３ｂは、例えば、高炉６及び分配器３が配置されている当該設備のレイアウト、周囲の関連設備の設置状況等により、その長さ、形状（直線・曲線）が相違し、それぞれの分配支管３ａにおける圧力損失が相違するため流量が一定ではない。

このため図６の例では、複数の分配支管３ｂのそれぞれに粉体流量測定手段７及び粉体流量調整手段８を設け、粉体流量測定手段７によってそれぞれの分配支管３ｂにおける微粉炭流量の絶対値を把握し、粉体流量調整手段８によってそれぞれの分配支管３ｂにおける微粉炭流量を均一になるように調整している。

粉体流量測定手段７としては、微粉炭流量の絶対値を把握する必要があることから、従来から測定精度が高いものが使用されている。高精度の粉体流量測定手段としては、特許文献２に開示されているような透過及び位相差型のマイクロ波式の粉体流量測定装置が知られている。このほか、静電容量式の粉体流量測定装置が知られている。

一方、粉体流量調整手段８としては、一般的な粉体流量調整バルブのほか、特許文献３に開示されているような分配支管進退手段が知られている。図６の例は分配支管進退手段を適用したものである。この分配支管進退手段は分配器３内部に分配支管３ｂの端部を中心方向に進退させ、分配支管３ｂの吸い込み点を中心方向に変えることで、その分配支管３ｂの固気濃度を調整し、粉体流量を調整するものである。

ここで、従来、粉体流量測定手段７として使用されている透過及び位相差型のマイクロ波式、あるいは静電容量式の粉体流量測定装置はいずれも高価な計器である。したがって、従来の微粉炭の分配供給設備においては図６で説明したようにすべての分配支管３ｂに粉体流量測定手段７を設けるようにしていることから、設備コストが多大になるという問題があった。

特開２００４−２７２６５号公報特開２０００−１４６６４６号公報特開平３−２６６０９号公報

本発明が解決しようとする課題は、高炉の羽口への微粉炭の分配供給方法において、微粉炭の流量測定及び流量調整の機能を維持しつつ、そのコストを低減することにある。

本発明は、微粉炭を供給タンクから供給管を介して分配器に受け入れ、分配器から複数の分配支管を介して高炉の複数の羽口に供給する微粉炭の分配供給方法において、前記複数の分配支管の全数の微粉炭流量の大小を測定してそれぞれの測定値を比較し、その比較結果に基づいて全数の分配支管の前記測定値が同一になるように調整する工程と、前記供給タンクの重量減少速度を測定する工程とを並行して実施し、供給タンクの重量減少速度を分配支管の全本数で割ることによって分配支管の微粉炭流量を算出し、前記全数の分配支管の前記測定値が同一になるように調整する工程では、前記算出した分配支管の微粉炭流量を目標値として、前記全数の分配支管の前記測定値が同一となるように調整することを特徴とする。

本発明では、供給タンクの重量減少速度を分配支管の全本数で割ることによって分配支管の微粉炭流量を算出するので、全ての分配支管の微粉炭流量を同一にする際の微粉炭流量の測定は、微粉炭流量の正確な絶対値を求めるものではなく、相対的に大小を比較可能なものであれば良い。したがって、それぞれの分配支管の微粉炭流量の大小の測定には、簡易的で安価な流量測定装置を使用することができ、設備コストを低減できる。

一方、微粉炭流量の正確な絶対値は、上述のとおり供給タンクの重量減少速度に基づき把握できるので、測定精度の高い粉体流量測定手段をすべての分配支管に設けていた従来の方法と同様の微粉炭の流量測定及び流量調整の機能を発揮できる。

本発明に係る微粉炭の分配供給方法を実施する設備の一例を示す。分配支管の配置例を示す。粉体流量調整手段の一例を示す。粉体流量調整手段の他の例を示す。比較手段による比較表示例を示す。従来の微粉炭の分配供給設備を示す。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明に係る微粉炭の分配供給方法を実施する設備の一例を示す。図１において、微粉炭は、供給タンク１から図示しない気体圧送装置により供給管２を介して分配器３に圧送される。供給タンク１は複数設けられており、切り替え弁１ａの操作により使用する供給タンク１を選択するようにしている。また、それぞれの供給タンク１にはロードセル１ｂが設けられており、このロードセル１ｂによって供給タンク１の重量減少速度を測定するようにしている。

分配器３は、その下部の受入部３ａから微粉炭を受け入れ、その側面の分配支管３ｂから微粉炭を排出する。分配支管３ｂの先端部分の構成は図６と同様である。すなわち、分配支管３ｂの先端には吹き込みノズル４が設けられており、この吹き込みノズル４の先端から微粉炭が吹き込まれる。吹き込みノズル４の先端は、熱風環状管５から分岐した送風支管５ａ内に位置しており、微粉炭は送風支管５ａから供給される熱風と共に、高炉６の下部に配置した羽口６ａから高炉６内に吹き込まれる。

高炉には多数、例えば７〜４２個の羽口が配置されており、分配支管３ｂは各羽口に対応させて羽口の数と同数設けられる。つまり、分配器３は、複数の分配支管３ｂを介して高炉の複数の羽口に微粉炭を供給する。分配支管３ｂは図２に示すように、分配器３の本体部分から例えば放射状に延びるように設けられる（図２は分配支管３ｂを１６本設けた例を示す。）。

再度図１を参照すると、複数の分配支管３ｂのそれぞれに、微粉炭流量を測定する粉体流量測定手段９と微粉炭の流量を調整する粉体流量調整手段１０とが設けられている。さらに、複数の分配支管３ｂのそれぞれに設けた粉体流量測定手段９によって測定した微粉炭流量を相互に比較する比較手段１１が設けられている。

粉体流量測定手段９による微粉炭流量の測定は、微粉炭流量の正確な絶対値を求めるものではなく、相対的に比較可能なものであれば良い。したがって、粉体流量測定手段９としては簡易的で安価な流量測定装置を使用することができる。具体的には、ドップラー型のマイクロ波式の粉体流量測定装置を使用できる。ドップラー型のマイクロ波式の粉体流量測定装置は、粉体搬送管に設置した１ヶ所の検出部にてμ波ドップラー効果を利用し、流体粒子によって反射された周波数及び振幅の計測値から粉体流量を測定するものである。

図３は、図１の実施例で採用した粉体流量調整手段１０を示す。この粉体流量調整手段１０は、分配器３内部に分配支管３ｂの端部を中心方向に進退させる分配支管進退手段からなる。すなわち、この分配支管進退手段は分配器３内部に分配支管３ｂの端部を中心方向に進退させ、分配支管３ｂの吸い込み点を中心方向に変えることで、その分配支管３ｂの固気濃度を調整し、粉体流量を調整する。分配支管３ｂの端部を中心方向に進退させる機構としては、手動ジャッキ等を使用して分配支管３ｂを伸縮させるようにすることができる。

なお、粉体流量調整手段としては、上述の分配支管進退手段を設けるほか、図４に示すように一般的な粉体流量調整バルブ１０ａを設けることもできる。

比較手段１１は、全数の分配支管３ｂに設けた粉体流量測定手段９によって測定した微粉炭流量の大小を相互に比較する。実施例では、図５に示すように全数の分配支管３ｂに設けた粉体流量測定手段９によって測定した微粉炭流量の大小をレーダーチャートとして表示し、比較するようにしている。

以上の構成において、本発明においては、複数の分配支管３ｂの全数の微粉炭流量の大小の値を粉体流量測定手段９で測定して比較手段１１によって比較し、その比較結果に基づいてそれぞれの分配支管３ｂの微粉炭流量が同一になるように粉体流量調整手段１０によって調整する工程と、供給タンク１の重量減少速度をロードセル１ｂによって測定する工程とを並行して実施し、供給タンク１の重量減少速度を分配支管３ｂの全本数で割ることによって分配支管３ｂの微粉炭流量を算出する。

このように本発明では、供給タンク１の重量減少速度を分配支管３ｂの全本数で割ることによって分配支管３ｂの微粉炭流量を算出するので、それぞれの分配支管３ｂの微粉炭流量を同一にする際の微粉炭流量の測定は、微粉炭流量の正確な絶対値を求めるものではなく、相対的に大小を比較可能なものであれば良い。したがって、それぞれの分配支管３ｂの微粉炭流量の大小の測定には、簡易的で安価な流量測定装置を使用することができ、設備コストを低減できる。また、微粉炭流量の正確な絶対値は、上述のとおり供給タンク１の重量減少速度に基づき把握できる。

以上の本発明の分配供給方法を実機に適用したところ、それぞれの分配支管３ｂにおける微粉炭流量を±５％の精度で均一に調整することができた。

１供給タンク
１ａ切り替え弁
１ｂロードセル
２供給管
３分配器
３ａ受入部
３ｂ分配支管
４吹き込みノズル
５熱風環状管
５ａ送風支管
６高炉
６ａ羽口
７粉体流量測定手段
８粉体流量調整手段
９粉体流量測定手段
１０粉体流量調整手段（分配支管進退手段）
１０ａ粉体流量調整バルブ（粉体流量調整手段）
１１比較手段

Claims

微粉炭を供給タンクから供給管を介して分配器に受け入れ、分配器から複数の分配支管を介して高炉の複数の羽口に供給する微粉炭の分配供給方法において、
前記複数の分配支管の全数の微粉炭流量の大小を測定してそれぞれの測定値を比較し、その比較結果に基づいて全数の分配支管の前記測定値が同一になるように調整する工程と、前記供給タンクの重量減少速度を測定する工程とを並行して実施し、供給タンクの重量減少速度を分配支管の全本数で割ることによって分配支管の微粉炭流量を算出し、前記全数の分配支管の前記測定値が同一になるように調整する工程では、前記算出した分配支管の微粉炭流量を目標値として、前記全数の分配支管の前記測定値が同一となるように調整することを特徴とする微粉炭の分配供給方法。
前記複数の分配支管の全数の微粉炭流量の大小を、ドップラー型のマイクロ波式の粉体流量測定装置によって測定する請求項１に記載の微粉炭の分配供給方法。