JPH08283805A

JPH08283805A - 高炉への微粉炭吹込制御方法

Info

Publication number: JPH08283805A
Application number: JP8789395A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Takeshita; 博喜竹下; Seiji Johan; 誠二上半; Yoshiaki Nakabayashi; 義昭中林
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1996-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】高炉へ微粉炭を吹き込む方法において、フィ
ードタンク内の微粉炭残量が少なくなった時点で微粉炭
吹込量の変動を小さくし、安定に微粉炭吹込操業を行う
ことを目的とする。【構成】フィードタンクの圧力により微粉炭吹込量を
制御して、微粉炭吹込用のフィードタンクに貯蔵された
微粉炭を高炉に吹き込む微粉炭吹込制御方法において、
予め微粉炭吹込量一定条件下でのフィードタンク内の微
粉炭重量に対するフィードタンク内圧力との関係を求
め、微粉炭を吹き込む際のフィードタンク内の微粉炭重
量の測定値と、前記微粉炭重量に対するフィードタンク
内の圧力との関係により、フィードタンク内の圧力を設
定して微粉炭吹込量を一定量に制御することを特徴とす
る高炉への微粉炭吹込制御方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉に連続的かつ一定
量の微粉炭を吹き込むためのフィードタンク吹込量制御
装置において、フィードタンク吹込初期の安定化および
吹込末期の吹込量低下防止および石炭種類の変更による
微粉炭吹込量の変動防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２および図３により高炉への微粉炭吹
込制御装置の概要を説明する。図２は微粉炭吹込設備の
全体構成図である。石炭は受け入れホッパー１より切り
出しフィーダー２およびコンベア３により運搬され石炭
バンカー４に収納され、更に給炭フィーダー５によって
石炭粉砕機６に切り出され微粉炭化される。またエアー
ヒーター７ではＣＯＧ８が燃焼エアーファン９によって
送られてきた燃焼空気１０により燃焼され熱ガスブース
ター１１により吸引された希釈空気１２と共に熱ガス１
３となり石炭粉砕機６に送られ、微粉炭を乾燥すると共
にバグフィルター１４へと搬送される。バグフィルター
１４において熱ガス１３を分離された微粉炭は、リザー
バータンク１５に貯蔵される。

【０００３】ここで貯蔵された微粉炭は、開閉弁Ｖ₁₁、
Ｖ₁₂によりＮo.１フィードタンク１６へ、また開閉弁Ｖ
₁₁、Ｖ₁₂によりＮo.２フィードタンク１７へ供給され
る。開閉弁Ｖ₂₁、Ｖ₂₂によりＮo.１フィードタンク１６
へ供給された微粉炭は、開閉弁Ｖ₁₃、Ｖ₁₄を介してディ
スパーサー１８へ導かれ、圧縮空気１９により高炉２０
近くに設置されたディストリビューター２１へトランス
ポートライン２２により搬送される。ディストリビュー
ター２１に搬送された微粉炭は、高炉羽口毎に分配され
高炉２０に吹き込まれる。なお微粉炭を一定量充満した
Ｎo.１フィードタンク１６は制御弁Ｖ₁₅により、窒素コ
ンプレッサー２３より供給された圧縮窒素により高炉２
０に吹き込むための圧力に加圧される。また微粉炭は制
御弁Ｖ₁₆にて送り込まれた圧縮窒素により、流動化され
る。

【０００４】Ｎo.１フィードタンク１６内の微粉炭を高
炉２０へ吹き込んでいる期間中に、Ｎo.２フィードタン
ク１７はリザーバータンク１５より開閉弁Ｖ₂₁、Ｖ₂₂を
介し微粉炭が供給され、高炉２０へ吹き込める圧力へ制
御弁Ｖ₁₅により加圧され、制御弁Ｖ₂₆により流動化され
ている。Ｎo.１フィードタンク微粉炭重量が一定値以下
に減少したとき、開閉弁Ｖ₁₃、Ｖ₁₄が閉まり、開閉弁Ｖ
₂₃、Ｖ₂₄が開いてＮo.２フィードタンクより高炉２０へ
の微粉炭吹込が切り換えられ、連続的に実行される。吹
込みの終了したＮo.１フィードタンク１６内の窒素は制
御弁Ｖ₁₇、Ｖ₁₈によりリザーバータンク１５へと戻され
排圧される。また吹込中における圧力制御においても余
剰窒素は制御弁Ｖ₁₇、Ｖ₁₈によりリザーバータンク１５
へ戻される。Ｎo.２フィードタンク１７吹込終了におい
ても同様に、制御弁Ｖ₂₇、Ｖ₂₈によって排圧される。

【０００５】図４はフィードタンクのステータス切替シ
ーケンスの説明図であり、それぞれ充填、加圧、待機、
吹込、排圧のステータスをシーケンス制御し、相手側フ
ィードタンクの吹込が終了した時点で待機状態から吹込
状態にステータス切替をおこなう。図３は、Ｎo.１フィ
ードタンク１６に着目した微粉炭の吹込量制御系の構成
図であり、図２で説明した要素と同一な構成要素につい
ては、同一符号を付してある。鎖線内の部分２４が制御
装置である。Ｎo.１フィードタンク重量は重量センサー
Ｔ₁₂により測定され制御装置２４へ入力された後、指示
計２５に表示されると同時に演算器２６により重量の減
少変化から一定時間当たりの実績吹込量ＱＰＶが算出さ
れる。

【０００６】吹込量設定２８は吹込量調節計２９の吹込
量設定値ＱＳＶに設定され吹込量実績値ＱＰＶとによ
り、フィードバック信号ｆ（ＱＭＶ）を出力する。また
吹込量設定値２８は基準差圧折れ線演算器３０に入力さ
れ、フィードフォワード信号ｆ（ＱＳＶ）として出力さ
れる。加減算演算器３１は上記フィードバック信号ｆ
（ＱＭＶ）、フィードフォワード信号ｆ（ＱＳＶ）、お
よび送風圧力２７Ｐｏを加減算してフィードタンク圧力
設定ＰＳＶを出力する。

【０００７】Ｎo.１フィードタンク圧力は圧力センサー
Ｔ₁₁により測定され制御装置２４へ入力された後、圧力
調節計３２に表示され、圧力設定値ＰＳＶと圧力測定値
ＰＰＶとにより、偏差信号ＰＭＶを出力する。圧力偏差
ＰＭＶは加圧窒素量および排圧窒素量を制御する。加圧
窒素量の制御は吹込量設定２８より決定される量を折れ
線演算器３３で出力し、圧力偏差ＰＭＶより決定される
量を折れ線演算器３４で出力し、両演算器出力を加算し
た量で制御される。この折れ線演算器はＢｍ³/Ｈで設定
し、フィードタンクＴ₁₁測定値にてＮｍ³/Ｈ演算する演
算器３６を介した後加圧流量調節計３７の設定値ＦＳＶ
に入力され、流量センサーＴ₁₃にて測定され値ＦＰＶと
により、偏差信号ＦＭＶを出力し制御弁Ｖ₁₅により制御
される。

【０００８】排圧窒素量の制御は、圧力偏差ＰＭＶをス
プリット折れ線演算器３８、３９により、大小の制御弁
Ｖ₁₇、Ｖ₁₈の開度を算出し、手動操作器４０、４１を介
して出力する。流動化窒素流量は流量センサーＴ₁₄で測
定され、Ｂｍ³/Ｈに変換する演算器４２を介した後、調
節計４３にて偏差信号を出力し、制御弁Ｖ₁₆にて制御さ
れる。Ｎo.２フィードタンク１７に関しても、吹込フィ
ードタンクが切り換えられた後、全く同様の制御を行う
ことにより、高炉２０に対する微粉炭連続一定吹込制御
が実行される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】特に近年、高炉で使用
する燃料中に占める微粉炭の重要度が増すにつれ、高炉
への吹込量の安定性（経時時な変動が少ない）が極めて
重要となってきた。最近の高炉では、溶銑トン当たりの
微粉炭吹込量が、従来の５０kg程度から、１００kg〜２
００kgまでにも達し、高炉の必要とする燃料の２０％〜
４０％を占めるまでになってきた。このように多量の微
粉炭を吹き込むために、従来に比べ、微粉炭フィードタ
ンクの必要圧力が上昇し、その結果、高炉への微粉炭吹
込安定化にとって、フィードタンク圧力制御がますます
重要となってきた。

【００１０】さて、前記基本構成の制御装置において、
吹込量の変動をもたらすものは、フィードタンクの圧力
変動によることが大きい。しかしながらフィードタンク
圧力一定であっても、様々な要因による吹込量変動がお
きている。その一因としてフィードタンク重量（微粉炭
レベル）によるもの、また微粉炭を作る石炭の種類によ
るものがある。フィードタンク内の微粉炭は、タンク下
部からの流動化用不活性ガスを流入させることにより、
液状化となり、さらに不活性ガスで加圧させることによ
り、高炉へ吹き込まれる。フィードタンク内の微粉炭ヘ
ッド圧力は、フィードタンク満杯時では、０．６kgf/cm
²（約１０ｍのタンク内微粉炭量×０．６（微粉炭嵩比
重））となり、タンク切替前では、０．１kgf/cm²程度
となる。この差０．５kgf/cm²はフィードタンク通常吹
込圧力１０kgf/cm²の５％に相当する。

【００１１】また微粉炭吹込量はフィードタンク圧力と
高炉内圧力との差に比例することから、この５％は吹込
量に換算すると、８〜９％にも相当する。またフィード
タンクの構造上、Ｖ₁₅を介してフィードタンクの加圧ノ
ズルから流入した加圧用不活性ガスは、フィードタンク
内をＶ₁₇、Ｖ₁₈の排圧配管に流れるか、またはＶ₁₃、Ｖ
₁₄を介し、微粉炭と伴に高炉へ吹き込まれる。フィード
タンク微粉炭レベル（重量）が、タンク下部に設置され
ている加圧ノズル付近まで低下した場合、高炉への吹込
側に多量不活性ガスが分流し、フィードタンク加圧力が
低下する。以上のような要因から、同じフィードタンク
であっても、タンク内に微粉炭が充満している吹込初期
と、加圧ノズル付近まで微粉炭レベルが低下した吹込末
期では、同じフィードタンク圧力でも初期の方が多く吹
き込まれ、末期は少なくなる。しかもこの現象は、同一
フィードタンクにおいては再現性を持って現れる。

【００１２】また、高炉吹込用の石炭は近年種類も増加
し、約２〜３日で他の石炭銘柄に切り替わる。このよう
な微粉炭は比重、成分組成、粒度構成、水分等が異な
り、同一の差圧条件では吹込量が異なる。現状では基準
差圧線は１種類のみであり、吹込量変動に対する制御装
置の対応は、吹込量調節計によるフィードバック補正量
によるフィードタンク圧力設定値の変更によるものであ
ったが、この対策のみでは不十分であり、石炭銘柄が異
なった場合、吹込量調節計が制御範囲外への振り切れる
制御不能が発生した。本発明はこの様な従来制御装置の
問題点を解消する吹込量制御装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、フィードタンクの圧力により微粉炭吹
込量を制御して、微粉炭吹込用のフィードタンクに貯蔵
された微粉炭を高炉に吹き込む微粉炭吹込制御方法にお
いて、予め微粉炭吹込量一定条件下でのフィードタンク
内の微粉炭重量に対するフィードタンク内圧力との関係
を求め、微粉炭を吹き込む際のフィードタンク内の微粉
炭重量の測定値と、前記微粉炭重量に対するフィードタ
ンク内の圧力との関係により、フィードタンク内の圧力
を設定して微粉炭吹込量を一定量に制御することを特徴
とする高炉への微粉炭吹込制御方法である。

【００１４】また、フィードタンクの圧力により微粉炭
吹込量を制御して、微粉炭吹込用フィードタンクに貯蔵
された微粉炭を高炉に吹き込む微粉炭吹込制御方法にお
いて、微粉炭吹込操業時に石炭種毎に微粉炭吹込量に対
するフィードタンク内圧力を測定して演算器に入力し、
微粉炭の石炭種切り換え時に該石炭種に対応する演算器
に切き換えて、石炭吹込量に対応するフィードタンク圧
力を設定して微粉炭吹込量を一定量に制御することを特
徴とする高炉への微粉炭吹込制御方法である。

【００１５】

【作用】本発明によれば、吹込量変動の種々の要因の中
で、フィードタンク微粉炭重量による吹込量変動、およ
び石炭種類による吹込量変動に関して、以下にような改
善を実施可能とした。（１）フィードタンク微粉炭重量による吹込量変動に関
しては、吹込末期の吹込量低下現象に伴う圧力補正量
を、従来はフィードバック補正量に依存していたが、図
６に示すように微粉炭重量によるフィードタンク圧力補
正量を演算することにより、吹込量調節計操作量（フィ
ードバック補正量）の変動幅を抑制することが可能とな
り、制御外乱の一部を取り除くことができ、次回このフ
ィードタンクが吹込に入った場合、フィードバック補正
量が変動していないため、吹込初期においても吹込量安
定化を得られる。また、この圧力補正量はフィードフォ
ワード制御であり、吹込量測定値の演算時間遅れを小さ
くすることを可能とした。

【００１６】（２）石炭種類変更による吹込量変動に関
しては、種類変更時の圧力補正量を、（１）項同様にフ
ィードバック補正量に依存していたが、フィードタンク
基準差圧の切替により、制御外乱に一部を取り除けた。
また、石炭種類によっては、基準差圧が大幅に異なるた
め、フィードバック補正量が“＋”または“−”方向に
振り切れる場合が生じていたが、この基準差圧切替機能
により、フィードバック補正量は常に適正な範囲にて機
能することが可能となった。さらにこの基準差圧は吹込
中の変更を可能にするため、常に予備側を書き換え可能
な折れ線演算器を使用した。

【００１７】

【実施例】図１に基づいて発明の実施例を説明する。図
２および図３で説明した要素と同一なものは同一符号を
付してその説明は省略し、本発明の特徴部について説明
する。フィードタンク重量（微粉炭レベル）による吹込
量変動防止対策として、フィードタンク重量より折れ線
演算器４４を制御装置２４に付加し、フィードタンク圧
力設定値の加減算演算器３１にこの出力ｆ（ＷＳＶ）を
くわえる方式である。図５はその効果を示したもので、
一般にフィードタンク圧力を一定に保っていた場合の吹
込量ＱＰＶはフィードタンク重量がある一定値以下にな
った時点より除々に低下してくる。この低下ポイントお
よびその低下量を経験的に導き、この低下量の圧力補正
量を折れ線演算器４４に予め入力しておくことにより、
フィードタンク重量によるフィードフォワード制御を確
立できる。

【００１８】また折れ線演算器４５は折れ線演算器３０
と同様の機能を有するものであり、フィードタンク基準
差圧ｆ（ＱＳＶ）を出力する。また切替スイッチ４６は
それぞれの演算器３０、４５の出力の選択器として機能
する。従来技術では基準差圧は一つの演算器により処理
されていたが、石炭種の変更等により、吹込量調節計２
９の出力ｆ（ＱＭＶ）が制御不能範囲へと振り切れる現
象を呈する場合があり、吹込を停止して基準差圧の折れ
線を変更しなければならなかった。ここでは予め予定さ
れた石炭種の基準差圧を予備とされている折れ線演算器
３０または４５に入力しておき、吹込中であっても切替
スイッチ４６にて変更可能とした。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば従
来吹込量変動補正は吹込量調節計によるフィードバック
補正によるところが多かったが、フィードタンク重量に
よる変動補正のフィードフォワード化および石炭種変更
による基準差圧吹込中変更を実現することにより、制御
外乱の一部を除去可能とし、高炉への微粉炭安定供給が
実現され、高炉の出力製品の品質向上に寄与することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す制御装置構成図、

【図２】従来技術の一例を示す全体構成図、

【図３】その制御装置構成図、

【図４】フィードタンクのステータス切替シーケンス説
明図、

【図５】本発明に関する説明図、

【図６】フィードタンク内の微粉炭重量とフィードタン
ク内の圧力との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ホッパー２切り出しフィーダー３コンベア４石炭バンカー５給炭フィーダー６石炭粉砕機７エアーヒーター８ＣＯＧ９燃焼エアーファン１０燃焼空気１１熱ガスブースター１２希釈空気１３熱ガス１４バックフィルター１５リザーバータンク１６Ｎo.１フィードタンク１７Ｎo.２フィードタンク１８ディスパーサー１９圧縮空気２０高炉２１ディストリビューター２２トランスポートライン２３窒素コンプレッサー２４制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィードタンクの圧力により微粉炭吹込
量を制御して、微粉炭吹込用のフィードタンクに貯蔵さ
れた微粉炭を高炉に吹き込む微粉炭吹込制御方法におい
て、予め微粉炭吹込量一定条件下でのフィードタンク内
の微粉炭重量に対するフィードタンク内圧力との関係を
求め、微粉炭を吹き込む際のフィードタンク内の微粉炭
重量の測定値と、前記微粉炭重量に対するフィードタン
ク内の圧力との関係により、フィードタンク内の圧力を
設定して微粉炭吹込量を一定量に制御することを特徴と
する高炉への微粉炭吹込制御方法。
【請求項２】フィードタンクの圧力により微粉炭吹込
量を制御して、微粉炭吹込用フィードタンクに貯蔵され
た微粉炭を高炉に吹き込む微粉炭吹込制御方法におい
て、微粉炭吹込操業時に、石炭種毎に微粉炭吹込量に対
するフィードタンク内圧力を測定して演算器に入力し、
微粉炭の石炭種切り換え時に該石炭種に対応する演算器
に切き換えて、石炭吹込量に対応するフィードタンク圧
力を設定して微粉炭吹込量を一定量に制御することを特
徴とする高炉への微粉炭吹込制御方法。