JP5444754B2 - 微粉炭吹き込み制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄鋼業における高炉への微粉炭吹き込み設備の制御装置であって、特に微粉炭を安定して高炉に吹き込むための微粉炭吹き込み制御装置に関するものである。

従来、高炉では、鉄鉱石とコークスを交互に装入し、羽口から熱風を吹き込んで昇熱し、コークス燃焼生成ＣＯガスによる鉄鉱石の還元と溶解を行うことにより溶銑を製造している。しかし、近年、石炭を破砕した微粉炭を羽口から吹き込むことにより、微粉炭より高価なコークスを節減し、溶銑の製造コストを低減することが行われている。この微粉炭の吹き込みを行う場合、微粉炭は燃焼性が高いため、窒素ガスやアルゴンガスなどを搬送気体に用い、吹き込みタンクから気体搬送して羽口内に配置したブローパイプから微粉炭を炉内に吹き込む方法が採用されている。このような高炉の微粉炭吹き込み設備は、微粉炭を収納したフィードタンクを加圧することで微粉炭を高炉へ送る。例えば特許文献１に記載されているような、複数のフィードタンクを順次切り替えて微粉炭を高炉に送る微粉炭吹き込み方法が知られている。

図３は、複数のフィードタンク（ＦＴとも記す）を具備する微粉炭吹き込み設備の概略構成の一例である。高炉へ微粉炭を送るために微粉炭を充填し収納する４基のフィードタンク１１、２１、３１、４１と、この４基のフィードタンク１１、２１、３１、４１内への搬送気体（例えば窒素ガス）を加圧する加圧部１と、フィードタンク１１、２１、３１、４１から高炉へ微粉炭を送るための搬送開閉弁１７、２７、３７、４７や搬送配管からなる搬送部２とで構成されている。フィードタンク１１、２１、３１、４１それぞれには、収納する微粉炭の重量を測定して時々刻々重量信号を出力する微粉炭重量計１２、２２、３２、４２、フィードタンク内の搬送気体の圧力を測定するためのＦＴ圧力計１３、２３、３３、４３、フィードタンク１１、２１、３１、４１内の搬送気体の圧力を調整するためのＦＴ圧力調節弁１４、２４、３４、４４、並びに、加圧部１から供給される搬送気体の流量を測定するための搬送気体流量計１５、２５、３５、４５、及び搬送気体の流量を調整するための搬送気体流量調節弁１６、２６、３６、４６が配設されている。さらに微粉炭重量計１２、２２、３２、４２及びＦＴ圧力計１３、２３、３３、４３から出力される各測定信号を入力データとして、ＦＴ圧力調節弁１４、２４、３４、４４、搬送気体流量計１５、２５、３５、４５、搬送気体流量調節弁１６、２６、３６、４６、及び搬送開閉弁１７、２７、３７，４７を制御して微粉炭吹き込み操業を実行するために、前記各測定信号等をデータ処理する制御部３で構成されていることが多い。

このような構成からなる従来の高炉の微粉炭吹き込み制御装置では、図４に示すような『吹込』、『排圧』、『充填』、『加圧』、『待機』からなる一連の工程を繰り返す操業フローで、フィードタンクそれぞれから微粉炭を高炉へ吹き込む操業方法が従来から知られている。図４の操業フローでは左から、フィードタンク１１に微粉炭を充填し（充填）、充填完了後に高炉へ吹き込むために加圧部１から窒素ガスを送りフィードタンク１１を加圧する（加圧）。高炉へ吹き込むための加圧が完了すれば所定の時間待機した後（待機）、フィードタンク１１から高炉へ微粉炭を吹き込む（吹込）。次にフィードタンク１１から切り替わるフィードタンク２１は、フィードタンク１１と同様に微粉炭を充填及び加圧を完了し待機しておく。フィードタンク１１の微粉炭の重量がある設定重量以下になると、次に待機しているフィードタンク２１が吹き込みを開始し（吹込）、フィードタンク２１が吹込になったらフィードタンク１１は吹き込みを終える。吹き込み終えたフードタンク１１は、まだ高圧であるので排圧し（排圧）、排圧完了後に充填及び加圧し、その後次の吹き込みのタイミングまで待機する。また、フィードタンク３１、４１も同様に順次動作する。以上のようにフィードタンク間でタイミングをずらして、『吹込』、『排圧』、『充填』、『加圧』、『待機』からなる一連の工程を実行し、フィードタンク１１からフィードタンク４１に、サイクリックに順次切り替えをすることで高炉へ吹き込む微粉炭を連続で吹き込む操業方法が知られている。

ところが、図４に示すようにフィードタンク１基ずつで吹き込むと、切り替えのタイミングで吹き込み量の変動が大きくなる。そのため、例えば特許文献１に記載されているように、第１のフィードタンクから第２のフィードタンクの吹き込みに切り替えるときに、常に２基のフィードタンクで吹き込むことで吹き込み量の変動を少なくする微粉炭吹き込み制御方法が知られている。このフィードタンク２基で高炉へ微粉炭を吹き込む方法での操業フローを図５に示す。図５における各設備の構成と各フィードタンクの『充填』、『加圧』、『待機』、『吹込』、『排圧』の切り替え順番は、前記したものと同様である。違いは、常にフィードタンク２基で吹き込みを行なう点であって、例えば図５の操業フローで左端から、フィードタンク２１とフィードタンク３１の２基が同時に吹き込みを行なっているところである。

このようなフィードタンクの２基の切り替えについて説明する。前記のフィードタンク２１とフィードタンク３１で吹き込みをしている状態で、フィードタンク２１の微粉炭の重量が設定値以下になったら、切り替えを開始し、先にフィードタンク４１を待機状態から吹込状態にする。フィードタンク４１での吹き込みを開始し、次にフィードタンク２１を排圧状態にして吹き込みを終了する。これ以後は暫くの間フィードタンク３１とフィードタンク４１の２基で吹き込みを行なう。なお、吹き込みを終了したフィードタンク２１は、その後に『排圧』、『充填』、『加圧』、『待機』までの工程を行ない、次に吹き込みを開始するまで待機状態で待つ。次に、上記と同様にフィードタンク３１の微粉炭の重量が設定値以下になったら、フィードタンク１１を吹き込みにし、フィードタンク３１は、吹き込みを終了し、フィードタンク４１とフィードタンク１１へ切り替え、さらにその次も同様に、フィードタンク１１とフィードタンク１２へ切り替えることでサイクリックに順次行なうことで、各フィードタンクの吹込から排圧の切り替え時を除き、常に２基のフィードタンクを使って高炉に微粉炭を連続で吹き込む。

上記の常にフィードタンク２基により吹き込むときの吹き込み制御について、図６で説明する。図６の微粉炭吹き込み制御装置の構成図は、フィードタンク１１とフィードタンク２１との２基で高炉に微粉炭を吹き込んでいるときの微粉炭吹き込み制御装置の構成例である。ただし、上記の図３で説明したものと、同一機能を有す装置・部分には同一の番号を付与してあり、一点鎖線内の部分が制御部３である。

図６において、トータル吹き込み速度設定器５０は、予め設定された、又は上位の生産制御システム等の指示に基づいて、フィードタンク１１とフィードタンク２１からの微粉炭の吹き込み速度の和であるトータル吹き込み速度設定値Ｓｖを出力し、その１／２の吹き込み速度設定値（Ｓｖ／２）を演算器５１で求めて、フィードタンク１１の吹き込み速度調節器６１及びフィードタンク２１の吹き込み速度調節器７１へ入力する。

なお、本願明細書において、吹き込み速度とは、単位時間当たり（例えば毎分又は毎時）の吹き込み量を意味する。

次に、フィードタンク１１の微粉炭重量計１２から時々刻々出力する重量測定値信号を、微粉炭重量指示計６０ａに入力する。さらに、微粉炭重量指示計６０ａから時々刻々出力する重量測定値の信号を、吹き込み速度演算器６０に入力する。吹き込み速度演算器６０は、時々刻々入力される重量測定値信号の差分である変化量を演算して、フィードタンク１１からの吹き込み速度の測定値である微粉炭吹き込み速度実績値を出力する。

吹き込み速度調節器６１は、吹き込み速度演算器６０から出力される微粉炭吹き込み速度実績値と吹き込み速度設定値（Ｓｖ／２）とに基づき吹き込み速度制御（例えばＰＩＤ制御）を行ない、ＦＴ圧力調節器６２に向けて操作量の信号を出力する。

ＦＴ圧力調節器６２は、ＦＴ圧力計１３が測定して出力したＦＴ圧力実績値を使って、別途入力される圧力設定値に基づき圧力調節弁１４を駆動して、フィードタンク１１内の圧力を制御（例えばＰＩＤ制御）する。ここで、別途入力されるＦＴ圧力調節器６２の設定値は、上記の吹き込み速度調節器６１から出力した操作量と、トータル吹き込み速度設定器５０から出力されるトータル吹き込み速度設定値Ｓｖを折線演算器６２ｂで演算した量とを加算器６２ａで加算する。さらに加算器６２ａから出力された量と送風圧力６２ｄ（操作量のオフセット分に相当する）とを加算器６２ｃで加えたものである。なお、折線演算器６２ｂは、予め設定した折線で横軸にトータル吹き込み速度設定値Ｓｖで縦軸をＦＴ圧力設定量としている。

一方、搬送気体流量調節器６３は、搬送気体流量計１５から出力した単位時間当たりの搬送気体（窒素ガス）流量実績値を使って搬送気体流量調節弁１６で搬送気体（窒素ガス）の単位時間当たりの流量を制御（例えばＰＩＤ制御）する。なお、この流量制御の基準値である搬送空気流量調節器６３の設定値は、トータル吹き込み速度設定器５０から出力されたトータル吹き込み速度設定値Ｓｖを折線演算器６３ｂで演算した量とＦＴ圧力調節器６２の操作出力を折線演算器６３ａで演算した量と加算器６３ｃで加算したものである。なお、折線演算器６３ａは、予め設定した折線で横軸にＦＴ圧力調節器６２から出力された操作量で縦軸を搬送気体流量の設定量としている。また折線演算器６３ｂは、予め設定した折線で横軸にトータル吹き込み速度設定値Ｓｖで縦軸を搬送気体流量設定量としている。

以上のフィードタンク１１における吹き込み速度の制御と同様に、フィードタンク２１の吹き込み速度の制御を吹き込み速度調節器７１により行なう。

次に、フィードタンクの切り替えについて説明する。フィードタンク１１とフィードタンク２１との２基を用いて上記の吹き込み制御を行なっている状態で、フィードタンク１１の微粉炭重量計１２から出力される実績値が設定重量値以下になったら、切り替えを開始し、待機していたフィードタンク３１の吹き込みを行なう。フィードタンク２１とフィードタンク３１で、前述のフィードタンク１１とフィードタンク２１で説明した制御を行なう。なお、フィードタンク１１の吹き込み制御は、吹き込み終了で前記の制御とは切り離され『排圧』、『充填』、『加圧』、『待機』となり、次の『吹込』が来るまで『待機』状態で待つ。このようにしてフィードタンク１１〜４１をサイクリックに順次切り替えていく。

ところが、上述した常時２基のフィードタンクから微粉炭を吹込む微粉炭吹き込み制御では、それぞれのフィードタンクの吹き込み速度がトータル吹き込み速度設定値Ｓｖの１／２の吹き込み速度設定値Ｓｖ／２になるように、それぞれのフィードタンクで吹込量を制御すると、高炉に送る搬送部２がディスパーサー１８において繋がっているため、相手の搬送配管さらにはフィードタンク内の圧力に押し勝ったり押し負けたりするので、それぞれの微粉炭の吹き込み速度実績値も同じように変動する。すなわち、それぞれの吹き込み速度実績値の変動でＦＴ圧力設定値を変更するため、お互いに干渉し合う。このためトータル吹き込み速度の実績値も変動が大きくなり制御性が悪いという問題があった。

特開２００４−４３８４９号公報

このような状況に鑑みて、本発明は、３基以上の複数のフィードタンクで構成される高炉の微粉炭吹き込み設備において、フィードタンクを順次切り替えて連続的に微粉炭を吹き込む際に、吹き込み速度の時間的な変動を従来よりも少なくすることができる微粉炭吹き込み制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決した本発明は、次の通りである。

（１）本発明の微粉炭吹き込み制御装置は、高炉に吹き込む微粉炭を収納した３基以上のフィードタンクを備え、各フィードタンクの吹き込み稼動と吹き込み停止を順次切り替えて、前記高炉に連続的に微粉炭を吹き込む微粉炭吹き込み設備の制御装置であって、前記３基以上のフィードタンクのうちの２基のフィードタンクを順次選択して吹き込み稼動の状態とし、且つ、該２基のフィードタンクそれぞれの、吹き込み稼動状態に切り替えるタイミングを互いにずらすようにして、前記３基以上のフィードタンクを順次切り替えて連続的に微粉炭吹き込みを行なう指令信号を出力するシーケンス切り替え指令部と、前記シーケンス切り替え指令部の吹き込み稼動の指令信号に基づき、前記２基のフィードタンクからの吹き込みを、互いにタイミングをずらして開始して、前記２基のフィードタンクからの単位時間当たりの吹き込み量の和であるトータル吹き込み速度を所定の設定値になるように、前記２基のフィードタンクそれぞれの吹き込み速度の設定値が同じになるように前記２基のフィードタンクそれぞれの圧力設定値を算出し、該吹き込み速度の設定値に基づき各フィードタンク内の搬送気体の圧力を個別に制御することにより、前記２基のフィードタンクからの吹き込み速度を制御する吹き込み制御部とを具備し、各フィードタンクの吹き込み稼動状態の切り替えに際して、高炉へのトータルの微粉炭の吹き込み速度の時間的な変動を抑制することを特徴とする。

（２）（１）に記載の微粉炭吹き込み制御装置において、前記吹き込み制御部は、前記２基のフィードタンクそれぞれの吹き込み速度の差分に基づき、前記２基のうち一方のフィードタンクの前記吹き込み速度の設定値を補正するバランス制御器を有していることを特徴とする。

（３）（１）又は（２）に記載の微粉炭吹き込み制御装置において、前記微粉炭吹き込み設備の各フィードタンクは、収納している微粉炭の重量を測定する重量センサを備えており、前記吹き込み制御部は、さらに、前記２基のフィードタンクそれぞれの重量センサからの重量信号に基づき、それぞれのフィードタンクからの微粉炭の吹き込み速度実績値を算出する吹き込み速度測定器と、該吹き込み速度測定器から出力された前記２基のフィードタンクの吹き込み速度実績値の和と、トータル吹き込み速度の設定値との差分を所定の時間で累積計算して、吹き込み量実績の過不足値を出力する累積誤差補正演算器と、を具備し、前記吹き込み量実績の過不足値に基づいて前記トータル吹き込み速度の前記設定値を補正して、新たな吹き込み速度の設定値とすることを特徴とする。

本発明によれば、フィードタンク２基ずつで微粉炭を吹き込むようにし、且つ、それぞれのフィードタンクの微粉炭吹き込み開始のタイミングをずらす。そして、２基のフィードタンクによるトータルの吹き込み速度を一定になるように制御するので、以下のような効果を得ることができる。

本発明の微粉炭吹き込み制御装置では、高炉へ吹き込む微粉炭の量を安定して送ることができる。また、吹き込み中のいずれかのフィードタンクの吹き込み量がアンバランスになっても、バランスをとるように補正することができる。さらに、フィードタンク切り替え時やアンバランスになって過不足になった微粉炭の吹き込み量に対して補正することができる。

本発明の実施の形態の微粉炭吹き込み制御装置の全体構成図である。 図１の微粉炭吹き込み制御装置の一部を示すブロック構成図である。 複数のフィードタンクを具備する微粉炭吹き込み設備の従来例の概略構成図である。 微粉炭吹き込み設備において１基ずつ順次切り替えて吹き込むときの、従来の切り替え操業フロー図である。 微粉炭吹き込み設備において常時２基で吹き込むときの、従来の切り替え操業フロー図である。 微粉炭吹き込み制御装置の従来例の概略を示すブロック構成図である。

以下では、本発明の微粉炭吹き込み制御装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態においては、微粉炭吹き込み設備が４つのフィードタンクを具備しているときの例を説明するが、本発明はこれに限ることはない。なお、図中の符号について、他の図に示した機能ブロック、部分、及び装置と同一機能を有するものには、同じ符号をつけて説明の重複を避けた。

まず、ＦＴの切り替え制御について説明する。図１は、本発明の微粉炭吹き込み制御装置の全体概略構成図である。図１の一点鎖線内部が制御部３で、その制御部３の中には、フィードタンクを順番に、『排圧』、『充填』、『加圧』、『待機』、『吹込』からなるシーケンスの切り替えを行なうためのシーケンス切り替え指令部４と、『待機』と『吹込』工程以外でのＦＴの圧力を制御するＦＴ圧力調整部５と、加圧して微粉炭吹き込みを実行する吹き込み制御部６とが備えられている。

吹き込み制御部６は、シーケンス切り替え指令部４からの指令で、吹き込みを実施するフィードタンクの切り替えを行なうための、フィードタンク１１〜４１のスイッチ群（１１ａ〜１１ｆ、２１ａ〜２１ｆ、３１ａ〜３１ｆ、４１ａ〜４１ｆ）と、微粉炭重量計、ＦＴ圧力計等からの出力される信号を処理する演算器、調節器等とで構成されている。

まず、その中のシーケンス切り替え指令部４からの指令で動作するスイッチ群について説明する。スイッチ１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａは、各フィードタンクで吹き込みを行なう時にスイッチをオンする。スイッチ１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂは、２つのフィードタンクで微粉炭の吹き込みを行なうときに、その内の１つだけスイッチをオンする。例えばスイッチ１１ｂのみがオンされる。

スイッチ１１ｃ〜１１ｆ、２１ｃ〜２１ｆ、３１ｃ〜３１ｆ、４１ｃ〜４１ｆは、排圧、充填、加圧工程の処理をするために、ＦＴ圧力調整部５側へスイッチを切り替える。なお、ＦＴ圧力調整部５は、吹込と待機以外の、排圧、充填、加圧の各工程において徐々にフィードタンク内の圧力を下げたり、上げたりする制御を実行する。

例えば、フィードタンク１１とフィードタンク２１の２つで吹き込みを行なっている場合（すなわち吹き込み稼動している状態）、シーケンス切り替え指令部４からの指令で、スイッチ１１ａ、１１ｂ、２１ａをオンにし、フィードタンク１１とフィードタンク２１それぞれのスイッチ１１ｃ〜１１ｆ、２１ｃ〜２１ｆは、ＦＴ圧力調整部５側ではなく、以下で詳細に説明する吹き込み制御側にスイッチをオンにする。また、フィードタンク２１の他のスイッチ２１ｂとフィードタンク３１、４１のスイッチ３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂはオフにする。さらに、フィードタンク３１、４１のスイッチ３１ｃ〜３１ｆ、４１ｃ〜４１ｆは、排圧、充填、
加圧の処理中は、ＦＴ圧力調整部５側にスイッチをオンにし、待機状態になったら、ＦＴ圧力調整部５側ではない制御側にスイッチをオンにし、次の吹き込みを開始するまでその状態で待ち続ける。このとき、シーケンス切り替え指令部４からの指令で、フィードタンク１１とフィードタンク２１の搬送開閉弁１７、２７は開き、フィードタンク３１とフィードタンク４１の搬送開閉弁３７、４７は、閉じている。

次に、吹き込みを行う２つのフィードタンクの切り替えについて説明する。フィードタンク１１の微粉炭重量計１２から時々刻々出力する重量測定値信号は、微粉炭重量指示計６０ａに入力される。微粉炭重量指示計６０ａの重量信号は、シーケンス切り替え指令部４にも入力されている。この微粉炭重量指示計６０ａの重量信号が、予め設定した切り替え重量指示値以下に減ったとき、シーケンス切り替え指令部４はフィードタンク１１による吹き込みの終了タイミングがきたことを判定し、吹き込みを行っているフィードタンクを、フィードタンク１１、２１からフィードタンク２１、３１へ、シーケンス切り替え指令部４の指令で切り替える。この切り替えで、スイッチ１１ａ、１１ｂはオフにし、スイッチ３１ａ、２１ｂはオンにする。また、スイッチ１１ｃ〜１１ｆは、排圧、充填、加圧を行なうので、ＦＴ圧力調整部５側に切り替える。

また、シーケンス切り替え指令部４からの指令で、フィードタンク３１からの吹き込みに合わせてフィードタンク３１の搬送開閉弁３７は、閉から開にし、フィードタンク１１の搬送開閉弁１７は、開から閉にすることで吹き込みを切り替える。

次に、吹き込み量の安定制御、すなわち上記の吹き込み制御部６の機能について、４基のフィードタンクのうち２基のフィードタンク１１、２１及びその制御部分を記載した図２を用いて詳細に説明する。なお、その他のフィードタンクで吹き込むときも、フィードタンク１１、１２によるときと同様である。

２基のフィードタンク４１、１１から２基のフィードタンク１１、２１へ吹き込みに用いるフィードタンクを切り替えて、所定の時間ΔＴ３（例えば９００秒）経過した後のフィードタンク１１、２１の制御について、具体的に記す。ここで、フィードタンク１１、２１を、説明のために仮にフィードタンクＡ、Ｂとする。

図２において、トータル吹き込み速度設定器５０は、予め設定された値、又は上位の生産制御システム等（図示せず）の指示に基づいて、フィードタンク１１およびフィードタンク２１からの単位時間当たりの微粉炭の吹き込み量の和であるトータル吹き込み速度設定値Ｓｖを出力する。

一方、フィードタンク１１内の微粉炭の重量の測定信号である重量信号が、フィードタンク１１の微粉炭重量計（センサ）１２から時々刻々又は所定の周期で出力され、微粉炭重量指示計６０ａに入力される。当該重量信号に基づき微粉炭重量指示計６０ａから時々刻々出力する重量測定値の信号が、第１の吹き込み速度演算器６０に入力される。吹き込み量演算器６０は、時々刻々又は所定の周期で入力される重量信号の差分である変化量を演算して、フィードタンク１１の単位時間当たりの微粉炭吹き込み量である微粉炭吹き込み速度実績値を出力する。なお、微粉炭重量指示計６０ａと吹き込み速度演算器６０とで、吹き込み速度測定器を構成する。同様に、フィードタンク２１の微粉炭重量計２２から時々刻々又は所定の周期で出力する重量信号に基づいて、フィードタンク２１の微粉炭重量指示計７０ａからの微粉炭吹き込み速度実績値を、第２の吹き込み速度演算器７０で演算し出力する。さらに、フィードタンク３１に接続された微粉炭重量指示計８０ａ、吹き込み速度演算器８０、および、フィードタンク４１に接続された微粉炭重量指示計９０ａ、吹き込み速度演算器９０も、上記の微粉炭重量指示計６０ａ、吹き込み速度演算器６０と同様の機能を有する。

フィードタンク１１とフィードタンク２１は吹き込み稼動状態にあるので、それぞれのスイッチ１１ａ、２１ａはオンしており、第１の吹き込み速度演算器６０から出力されたフィードタンク１１の微粉炭吹き込み速度実績値と、第２の吹き込み速度演算器７０から出力されたフィードタンク２１の微粉炭の吹き込み速度実績値とが、それぞれスイッチ１１ａ、２１ａを経て第一加算器５２へ入力され、第一加算器５２で加算した値を吹き込み速度調節器５３へ、トータル吹き込み速度実績値Ｓｍとして入力する。なお、スイッチ１１ａ、２１ａのオン・オフは、上記したようにシーケンス切り替え指令部４により切り替えられる。

吹き込み速度調節器５３は、上記のトータル吹き込み速度設定器５０から出力されたトータル吹き込み速度設定値Ｓｖ等に基づいて、その操作出力を、フィードタンク１１のＦＴ圧力調節器６２とフィードタンク２１のＦＴ圧力調節器７２の圧力設定値として出力とする。すなわち、この圧力設定値は、各フィードタンク１１、２１の吹き込み速度を実行するための設定値である。

なお、この圧力設定値を基にフィードタンク１１のＦＴ圧力調節器６２でフィードタンク１１内の圧力制御を行ない、その結果としてフィードタンク１１からの吹き込み速度を調節することができる。同様に、フィードタンク２１もフィードタンク１１と同じ設定値を用いてＦＴ圧力調節器７２でフィードタンク２１内の圧力制御を行ない、その結果としてフィードタンク２１からの吹き込み速度を調節することができる。

次に、図２に示したように、バランス制御器５４ａは、第１の吹き込み速度演算器６０より出力したフィードタンク１１の微粉炭吹き込み速度実績値と、第２の吹き込み速度演算器７０より出力したフィードタンク２１の微粉炭吹き込み速度実績値との差分を、予め設定した時間ΔＴ１、例えば６０秒毎に計算して吹き込み速度差分値Δ^０ _１−２を算出する。さらに、バランス制御器５４ａは、当該吹き込み速度差分値Δ^０ _１−２が予め設定した閾値Δ_1,2ｔｈ以上の値となった場合に、吹き込み速度差分値を吹き込み速度差分値信号として出力し、当該吹き込み速度差分値が予め設定した閾値Δ_1,2ｔｈ未満の値となった場合には、吹き込み速度差分値をホールドし且つ吹き込み速度差分値の信号として出力する。

そのバランス制御器５４ａから出力した吹き込み速度差分値信号は、オン状態のスイッチ１１ｂを経て第二加算器５５ａに入る。なお、フィードタンク２１を基準にフィードタンク１１の吹き込み量とフィードタンク２１の吹き込み量のバランスを調整するので、フィードタンク１１のスイッチ１１ｂはオンし、フィードタンク１１の吹き込み量設定量を補正する。片やフィードタンク２１については、吹き込み量の基準になるので、スイッチ２１ｂはオフとし、吹き込み量設定の補正をしない。

図２の第二加算器５５ａは、上記の吹き込み速度調節器５３の操作出力に基づき設定されているＦＴ圧力調節器６２の圧力設定値（すなわち各フィードタンク１１、２１の吹き込み速度を実行するための設定値）に、上記のバランス制御器５４ａの出力を加算して新たにフィードタンク１１のＦＴ圧力調節器６２の圧力設定値とする。

一方、フィードタンク１１の微粉炭吹き込み速度実績値と、フィードタンク２１の微粉炭吹き込み速度実績値との和であるトータル吹き込み速度実績値Ｓｍを第一加算器５２で算出し、累積誤差補正演算器５６へ入力する。

また、累積誤差補正演算器５６は、トータル吹き込み速度設定値Ｓｖと実際に吹き込んだトータル吹き込み速度実績値Ｓｍとの差分を、所定の時間ΔＴ_１毎（例えば１秒毎）にデータを収集し、その収集したデータを予め設定した時間ΔＴ_２毎（例えば１８０秒毎）に差分の平均値を演算し、当該トータル吹き込み速度差分の平均値ΔＳｖをトータル吹き込み速度設定値Ｓｖに第三加算器５７で加算することで、トータル吹き込み量の時間的に累積した過不足を補正する。なお、当該トータル吹き込み速度差分の平均値ΔＳｖは、予め設定した時間ΔＴ_２毎（例えば３分毎）に平均値を演算するが、前回設定したトータル吹き込み速度差分の平均値ΔＳｖ（例えば、１８０秒前に演算したトータル吹き込み速度差分の平均値ΔＳｖ）に、今回設定するトータル吹き込み速度差分の平均値ΔＳｖを加算している。

なお、トータル吹き込み量の時間的に累積した過不足を補正する手法としては、上記の態様のほか、上記トータル吹き込み速度差分の平均値ΔＳｖを用いて、例えば、（１＋ΔＳｖ）をトータル吹き込み速度設定値Ｓｖに掛けるような他の態様であってもよい。

累積誤差補正演算器５６は、シーケンス切り替え指令部４からの指令や操業者の判断で、上記累積した過不足の補正を実行する機能を入れたり切ったりするようにしても良い。

なお、その他のＦＴ圧力調節器６２、７２や搬送気体流量調節器６３，７３等の調節器については、その機能は、図６を用いて上記した従来の微粉炭吹き込み制御装置と同じであるので説明を省略する。

したがって、フィードタンク１１およびフィードタンク２１において同じ圧力設定値で吹き込みをしていても、それぞれのフィードタンクから微粉炭を同じ量で吹き込めないことがあるためフィードタンクの吹き込み速度実績のバランスに差が有る場合は、本発明によりバランスを整えることができる。すなわち、バランス制御器５４ａを用いて吹き込み速度のアンバランスを検知して制御することにより、第１の吹き込み速度演算器６０の微粉炭吹き込み速度実績値と第２の吹き込み速度演算器７０の微粉炭吹き込み速度実績値とから吹き込み速度差分値を導出して、当該吹き込み速度差分値に基づいて圧力補正値を算出して先に吹込んでいるフィードタンク１１の圧力設定値に加算あるいは減算し、バランスを整える。

また、累積誤差補正演算器５６によりトータル吹き込み速度の時間的に累積した過不足を補正するようにして、切り替え時などで変動が起き過不足になったトータル吹き込み量は、過不足分を累積誤差補正演算器５６で累積演算し、ある時間毎に補正を加えることで高炉へ送る微粉炭のトータル吹き込み量を確保している。

なお、図２に示した実施の形態の微粉炭吹き込み制御装置では、各フィードタンクに吹き込みを制御する１式の制御部を設けて示してあるが、少なくとも２式の制御部それぞれで２基のフィードタンクからの吹き込みを制御する構成であってもよい。この場合には、シーケンス切り替え制御部４により吹き込みを実施するフィードタンクの切り替えに際して、２式の制御部を稼動させるフィードタンクを制御するように接続切り替えを行う。

図２中、バランス制御器５４ｂ、第二加算器５５ｂは、フィードタンク２１に接続されて、上記のバランス制御器５４ａ、第二加算器５５ａと同様の機能を発揮するものである。

本発明の微粉炭吹き込み制御装置は、図２に示すように、トータル吹き込み量に対してフィードタンクの圧力制御を同じ圧力設定で制御している。また、２つのフィードタンクの吹き込み量に差がでたときは、一方のフィードタンクの圧力設定を増減させることでバランスするような補正を加えている。さらに、トータル吹き込み量の実績が、設定に対して過不足があるときには、トータル吹き込み量の補正ができる。

本発明によれば、微粉炭吹き込み設備のフィードタンクの吹き込み制御を、図２に示すようにトータル吹き込み量で圧力制御しているので、微粉炭を高炉に安定して供給することができる。

以上で説明した微粉炭吹き込み制御装置は、搬送気体の流れや重量センサ等とのインターフェース部を備えたＤＣＳやＰＬＣやパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンピュータで構成するとよい。その際、上記の各制御部、演算器等は、所定の処理を実行するためのコンピュータソフトウエアを作成して、上記コンピュータに組み込むことにより実施することができる。また、当該コンピュータにはキーボード、マウス等のＩ／Ｏ装置、及び、工場内の他のＰＣを通信するためのＬＡＮボードを具備させると良い。

本発明は、鉄鋼業における高炉への微粉炭吹き込み設備の制御装置として適用できる。

１ 加圧部
２ 搬送部
３ 制御部
４ シーケンス切り替え指令部
５ ＦＴ圧力調整部
６ 吹き込み制御部
１１、２１、３１、４１ フィードタンク（ＦＴ）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ スイッチ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ スイッチ
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ スイッチ
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ スイッチ
１２、２２、３２、４２ 微粉炭重量計
１３、２３、３３、４３ ＦＴ圧力計
１４、２４、３４、４４ ＦＴ圧力調節弁
１５、２５、３５、４５ 搬送気体流量計
１６、２６、３６、４６ 搬送気体流量調節弁
１７、２７、３７，４７ 搬送開閉弁
１８ ディスパーサー
５０ トータル吹き込み速度設定器
５１ 演算器
５２ 第一加算器
５３ 吹き込み速度調節器
５４ａ、５４ｂ バランス制御器
５５ａ、５５ｂ 第二加算器
５６ 累積誤差補正演算器
５７ 第三加算器
６０ 吹き込み速度演算器
６０ａ 微粉炭重量指示計
６１ 吹き込み速度調節器
６２ ＦＴ圧力調節器
６２ａ 加算器
６２ｂ 折線演算器
６２ｃ 加算器
６２ｄ 送風圧力
６３ 搬送気体流量調節器
６３ａ 折線演算器
６３ｂ 折線演算器
６３ｃ 加算器
７０ 吹き込み速度演算器
７０ａ 微粉炭重量指示計
７１ 吹き込み速度調節器
７２ ＦＴ圧力調節器
７３ 搬送気体流量調節器
８０ 吹き込み速度演算器
８０ａ 微粉炭重量指示計
９０ 吹き込み速度演算器
９０ａ 微粉炭重量指示計

Claims (3)

1. 高炉に吹き込む微粉炭を収納した３基以上のフィードタンクを備え、各フィードタンクの吹き込み稼動と吹き込み停止を順次切り替えて、前記高炉に連続的に微粉炭を吹き込む微粉炭吹き込み設備の制御装置であって、
   前記３基以上のフィードタンクのうちの２基のフィードタンクを順次選択して吹き込み稼動の状態とし、且つ、該２基のフィードタンクそれぞれの、吹き込み稼動状態に切り替えるタイミングを互いにずらすようにして、前記３基以上のフィードタンクを順次切り替えて連続的に微粉炭吹き込みを行なう指令信号を出力するシーケンス切り替え指令部と、
   前記シーケンス切り替え指令部の吹き込み稼動の指令信号に基づき、前記２基のフィードタンクからの吹き込みを、互いにタイミングをずらして開始して、前記２基のフィードタンクからの単位時間当たりの吹き込み量の和であるトータル吹き込み速度を所定の設定値になるように、前記２基のフィードタンクそれぞれの吹き込み速度の設定値が同じになるように前記２基のフィードタンクそれぞれの圧力設定値を算出し、該吹き込み速度の設定値に基づき各フィードタンク内の搬送気体の圧力を個別に制御することにより、前記２基のフィードタンクからの吹き込み速度を制御する吹き込み制御部とを具備し、
   各フィードタンクの吹き込み稼動状態の切り替えに際して、高炉へのトータルの微粉炭の吹き込み速度の時間的な変動を抑制することを特徴とする微粉炭吹き込み制御装置。
2. 前記吹き込み制御部は、前記２基のフィードタンクそれぞれの吹き込み速度の差分に基づき、前記２基のうち一方のフィードタンクの前記吹き込み速度の設定値を補正するバランス制御器を有していることを特徴とする請求項１に記載の微粉炭吹き込み制御装置。
3. 前記微粉炭吹き込み設備の各フィードタンクは、収納している微粉炭の重量を測定する重量センサを備えており、
   前記吹き込み制御部は、さらに、
   前記２基のフィードタンクそれぞれの重量センサからの重量信号に基づき、それぞれのフィードタンクからの微粉炭の吹き込み速度実績値を算出する吹き込み速度測定器と、
   該吹き込み速度測定器から出力された前記２基のフィードタンクの吹き込み速度実績値の和と、トータル吹き込み速度の設定値との差分を所定の時間で累積計算して、吹き込み量実績の過不足値を出力する累積誤差補正演算器と、を具備し、
   前記吹き込み量実績の過不足値に基づいて前記トータル吹き込み速度の前記設定値を補正して、新たな吹き込み速度の設定値とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の微粉炭吹き込み制御装置。

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