JPS59162210A - 微粉砕された石炭を高炉への空気管路中へ供給する装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微粉砕された石炭を高炉への空気管路中へ供
給するための装置およびこのような装置を用いて微粉砕
された石炭を供給する方法に関する。この装置は、微粉
砕された石炭のための複数１ン の供給槽からなる。前記槽は順次に空気管路中に空にさ
れ、そして空にされていないとき、再び充填される。

熱噴射の熱含量を増加するために、高炉の羽口に導入さ
れる熱噴射中へ燃料が供給される。高炉は大量の燃料を
必要とするので・、低価格の燃料を使用すべきである。

油は注入に便利であるが、高価である。微粉砕された石
炭は代用品であるが、取扱いにおいて、とくに酸素との
接触時の爆発性から見て、多くの困難を有する。

微粉砕された石炭の注入システムは初期の特許である米
国特許第３３０６２３８号に記載されているが、この特
許は石炭の注入速度を制御する方法を教示していない。

米国特許第３７２０３５１号は、空気噴射管路中へ順次
に空にされる３つの供給槽を有するシステムを開示して
いる。これらの槽の重量を感知するために、重量測定ト
ランスデユーサ−が設けられており、そして時間に関す
るこれらの重量の差を計算して、高炉への石炭の流速の
測度を提供している。

一般に共通の貯蔵槽から供給される、３つの供給槽の使
用は有利である。なぜなら、１つの槽を空気噴射管路中
へ空にし、１つの槽を充填し、そして１つの槽を空にす
ることができる状態にすることが可能であるからである
。槽の１つを修理または保守のために使用を停止しなく
てはならないとき、残りの２つの槽はそれらの１つの破
損に対する保証なしに一定の供給をなお維持することが
できる。

また、欧州特許第００５９９０４号は、冶金学的炉中へ
石炭を供給するシステムを記載しており、ここで供給槽
の重量は測定され、そして時間に関して微分されて、あ
る流速を与える。

現代の高炉において、燃料の空気噴射中への精確に制御
された流れを維持すること、および可能ならば、この流
速における実質的な偏差を回避することが重要であると
考えられる。本発明は、微粉砕された石炭の空気噴射中
への供給の精度を増大する、制御システムおよび方法に
関する。

本発明は、特許請求の範囲に記載されている。

本発明は、ロードセルの出力を、好ましくは非常に頻繁
な間隔で、監視して、槽および／またはセルの機能障害
を検出することが有利であるという認識に基づく。こう
して、本発明は、ロードセル間の重量分布を監視するこ
とを提案する。偏差は、一つのロードセルの破損による
か、あるいは　。

それぞれのロードセルにより支持される部分的重量の実
際の偏りによることがある。いずれの場合においても、
時間に関する合計重量の微粉はもはや流速の精確な速度
であり得ない。好ましい実施態様において、各ロードセ
ル装置は１対のロードセルであり、そしてこのようにし
て提供される２組のセルの出力は、ロードセルの破損を
検出するために、比較される。

本発明は、それ自体、プログラムによるデータ処理手段
により、供給装置を監視しかつ制御することができる。

米国特許第４００４６４７号は、ロードセル装置が２つ
のセルから成り、受容槽を秤量してその内部の石炭を所
望レベルにするために使用される、微粉砕された石炭の
供給システムを開示している。

ロードセルの２つの独立の組は、同時に使用される。

本発明の好ましい実施態様を、実施例により、添付図面
を参照しながら説明する。

第１図は、制御装置、弁および安全装置を排除した、広
い輪郭で石炭注入システムを示す。

石炭（すなわち、無煙炭）はベルト１によりバンカー２
中へ運搬され、そしてそこからロックの方法で作用する
２つのスライドゲート３．４および制御された速度の供
給ベルト５を経て微粉砕機６中へ行く。微粉砕機６から
非常に細かく粉砕された粉末状石炭は、ブロワ−７およ
び空気ヒーター８によりサイクロン９へ運ばれる。熱い
空気はフィルター１０を経て大気中へ解放され、サイク
ロン９およびフィルター１０により集められた微粉砕さ
れた石炭は主貯蔵バンカー１１内に貯蔵される。

主貯蔵バンカー１１から微粉砕された石炭は、制御され
た弁１２を経て３つの同一供給槽１３．１４．１５中へ
供給される。バンカー１１および槽１３．１４．１５内
において、微粉砕された石炭は、システムが運転されて
いる間、不活性ガス、とくに窒素により、流動状態に保
持される。窒素は空気分離設備（図示せず）から導かれ
、そして圧縮機１６により１８バールに圧縮され、冷却
器１７により冷却され、そして受器１８内に貯蔵される
。受器１８から管路１９はバンカー１１の下端へ導かれ
、そのバンカーに流動ガスを提供し、管路２０は流動ガ
スを供給槽１３．１４．１５の各々の下端へ供給し、そ
して管路２１は、制御弁（図示しないが、後述する）を
経て、槽１３．１４．１５の各々の上部へ接続されてい
て、後述するように、槽内の圧力を制御する。

石炭は、供給槽１３．１４．１５からそれぞれの制御弁
２２．２３または２４を経て、移送管路２５中へ入れら
れる。圧縮Ｉ！２６により１５バールの圧力に圧縮され
、冷却器２７中で冷却されがつ受器２８内に貯蔵された
圧縮空気は、移送管路２５に沿って、高炉より上に位置
するディストリビュータ２９へ流れる。ディストリビュ
ータ２９において、空気および連行された微粉砕石炭は
、高炉３２のそれぞれの羽口３１へ接続された複数の供
給管路３０へ均一に分配される。各羽口３１は通常の方
法で、熱噴射リング主管３３に接続される。主管３３は
熱噴射ス１〜−ブ（図示せず）から熱噴射主答：３４に
より供給される。

窒素は６槽１３．１４．１５から管路３５（槽１５につ
いてののみ示されている）を経て逃すことができる。管
路３５は貯蔵バンカー１１へ導かれる。窒素はバンカー
１１から管路３６およびフィルター３７を経て大気へ逃
がされる。供給槽１３．１４．１５の通気の制御は、後
に詳述する。

第２図は、供給槽１３．１４．１５、高炉への供給管路
および供給槽の制御システムの一部分を詳しく示し、同
じ参照数字を第１図と同じ部分に使用する。また、第２
図は、供給槽１５の弁２４を開いて、これによりこの槽
が微粉砕された石炭を移送管路２５中に供給し、空にさ
れることを示す。同時に槽１３．１４の弁２２．２３は
閉じられている。槽１３は貯蔵バンカー１１から充填さ
れつつあり、その間借１４は充満されておりかつ、槽１
５が空のレベルに到達するかあるいは槽１５が破損のた
めに使用されえな・くなると直ちに、弁２３が開いたと
き、石炭を供給できるような状態に維持されている。前
述のように、槽内の石炭は永久的に流動状態に保持され
ている。その上、圧力下の窒素は槽１３．１４あよひ１
５の上部中へ、前述の管路２１を経て、入口制御器３９
の制卸のもとに、供給される。入口制御器３９の操作は
。

後に詳述する。

槽１３．１４．１５は空にされ、順次に再充填される。

順序は規則的である必要はない。たとえば、２つの槽の
みを使用することができ、このとぎ第３の槽は供給のた
め準備された状態に保持され°Ｃいるか、あるいは「使
用されない」状態にある。

また、第２図ば槽１３．１４．１５の各々がどのように
してロードセル装置４０により支持されるかを線図で示
す。各場合において、３つのロードセル装置／１．　Ｏ
は、槽の下部端に密接した水平面内に正三角形（第２ａ
図参照）の頂点に配置されている。実際には、ロードセ
ルは、供給槽をそれ自体が支持する環状フランジを支持
する。供給槽のすべての接続は柔軟性とし、これにより
それらがロードセルにより感知される槽の重量に影響を
及ぼさないようにする。各ロードセル装置４０は、２つ
のロードセル４．Ｑａ、４０１）から成る。ロードセル
４．　Ｏａ　、　４０ｂは槽の荷重を直列に支持するよ
うに配置されている。すなわち、２つのローｌ−セル４
０ａ　、４０ｂは、正しく操作される場合、同一重量を
感知すべきである。その上、セル装置は正三角形に配置
されているので、槽の重心がその中央の垂直軸上に存在
するように、槽が適切にバランスされていると仮定する
と、それらの各々はまた同じ重量を感知すべきである。

第２図は、ロードセル４０ａ　、４０ｂの信号が微分器
４１、コンパレーター４２および加算器４３へ供給され
ることを線図で示す。アラーム装置４４は加算器回路４
３へ取付けられ、一方微粉器４１の出力はライン４５に
より制御弁装置３つへ接続されていることが示されてい
る。制御弁装置３９は窒素を槽の上部へ導く。この線図
の表示を、第３図を参照しながら説明する。第３図は、
この装置により実施される計算および論理のオペレーシ
ョンを示す。

実際には、この装置の感知装置の種々の出力信号および
装置の所望の条件の出力信号は、後にコンピュータと呼
ぶ、プログラムによるデータ処理手段へ供給される。こ
のデータ処理手段は、種々の計算を実施し、石炭供給装
置の状態を分析し、そして装置を制御するための制御信
号出力を提供する。このようなコンピュータの配置およ
びプログラミングは、ここで述べる必要はないであろう
。

もちろん、実際には、コンピュータは高炉のオペレータ
ーのための監視およびアラームのシステムをも提供する
。第３図は、供給槽の１つのみに適用される制御システ
ムを示す。同一の制御配置および工程は、他の供給槽へ
適用される。

第３図を参照すると、コンピュータは、入力データとし
て、高炉で生産すべき銑鉄の１トン当りのキログラムと
して計算した、前もって決定した所望の石炭供給速度を
有する。これから、それは、熱噴射の単位体積当りのダ
ラムとして、熱噴射中への石炭の供給量を計算する。次
いで、同様に入力される熱噴射の体積供給速度を用いて
、それは槽１３．１４．１５からの石炭の適当な供給速
度（トン／時）を計算する。この所望の供給速度は、後
に詳述するように、ロードセルからの調整された重量信
号の微分により得られる実際の供給速度と比較される。

比較の結果は、′槽１３．１４．１５の上部へ第３図中
に「スイッチ」として表示される機能を介して供給され
る窒素圧の制御信号に変換される。「スイッチ」は、窒
素圧制御が適用されない、充填されつつある槽と、（ａ
　）移送管路２５中へ供給している（空になりつつある
）かあるいは（ｂ　）充満しておりかつ、圧力が制御さ
れている、供給できる状態にある、槽とを識別する。

第３図中に四角形５１で示される、圧力制御機能は入力
としてスイッチからの制御信号、およびまたセンサＰに
より感知される槽の上部における実際の圧力を有する。

それはこれらの入力を比較し、そして窒素を槽中へ入れ
る大口弁３つおよび窒素を槽から出すガス抜き弁５２を
制御して、実際の圧力を所望の圧力にして所望の供給速
度を達成する。こうして、槽の圧力は槽から出る供給速
度を制御するために使用される。

ロードセル４０ａ　、４０ｂの出力について実施される
計算について見ると、第３図はロードセル４０ａの上の
セットの出力がコンピュータへ供給され、合計されて、
合計の測定された重量ΣＷ△を与えることを示す。３つ
下方のセル４０ｂにより感知される個々の重量、すなわ
ち、Ｗ　エ、ＷＢ　２　＃よひＷｅａはコンピュータへ
供給され、ここでそれらは比較される。この比較がそれ
らの重量が等しくないことを示す場合、信号が四角形５
４で示される「論理システム」へ供給される。

ＷＢｌ、Ｗｅ　２およびＷＢ３は合計されて合計ΣＷＢ
が提供され、これはΣｗＡと比較され、そして比較の結
果は論理システムへまた供給される。

前もって決定した許容限界内で、信号ＷΔが信号Ｗ８と
等しいことを比較が示すと仮定すると、槽についてのこ
の合計重量の値は槽内の窒素の重量についてコンピュー
タにより補正され（四角形５７〉、この窒素の重量はセ
ンサＰにより示される槽内の圧力と、槽の合計重量から
構内で知られる石炭の重量とから、計算される。この槽
の重量の補正された値は時間に関して微分されて、実際
の供給速度（１〜２７時〉を与え、この速度は上記のよ
うに所望の供給速度と比較される。

第３図の「論理システムＪ５４について詳葎する。第３
図中に別の項目として表すされているが、それはコンピ
ュータのプログラムに従ってコンピュータにより実施さ
れる第３図に示す他の計算および比較のオペレーション
に類似するので、装置の別の項目と考えるべきではない
。

槽１３．１４．１５の各々が、石炭の供給システムの運
転の間、有することができる３つの状態を、槽へ加えら
れる自動圧力制御の対応する状態と一緒に、下に記載す
る。

槽の状態　　　　　　圧力制御の状態 ■　　使用しないか、　　　オフ、槽のカスあるいは最
大重量　　抜き へ充填されている ■　　供給のために　　　　オン 準備された状態 ■　　　供　　給　　　　　　　　　　　　オン「槽の
ガス抜き」とは、圧力制御５１が槽内の圧ツノが効果的
にゼロとなるように、ガス抜き弁を開くことを意味する
く実際に、槽は系の運転中流動化された状態に保持され
るので、正圧が槽内に維持され、これはまた酸素が槽へ
接近することを回避する）。

槽は３つの状態工、ＩＩ、ＩＩＩのいずれか１つである
間、四角形５５．５６で示される比較工程は頻繁な間隔
で実施される。槽が状態工であるとき、補正された合計
の槽重量は、槽がその最大重量レベルに到達したかどう
か、かつ充填されうるかとうかを示すために、監視され
る。この時点において、それは状態用にスイッチされる
ので、自動圧力制御は「オン」にされ、結局槽内の圧力
は槽から石炭を所望速度で移送ライン２５中へ供給する
ために適当な圧力に維持される。この時に、槽は実際に
供給されていないか、槽内の圧力は前記適当な圧力に維
持される。こうして、槽は直ちに供給を開始する状態に
維持される。同様に、空になりつつある槽（状態■）に
ついての補正された重量は監視されるので、それが空に
なったことを示す（もちろん、槽は完全には空にならな
い）、前もって決定した最小重量に到達したとき、それ
は直ちに状態■にスイッチされ、そして状態■の槽（ま
たは槽のうち１つ）は状態ｍにスイッチされ、所望の流
速で熱噴射中へ石炭は妨害されないで流れることができ
る。

所望供給速度の石炭の連続流を確実に維持することが重
要であるので、「論理システム」は四角形５５．５６で
示される比較を連続的に実施しかつ、３つのロードセル
装置において測定された重量が等しくないことを比較５
５が示すどき、あるいはロードセル４０ａにより合ｇ１
される合計重量がロードセル４０ｂにより合計される重
量に等しくないことを比較５６が示すとき、問題の槽を
状態■（使用しない状態）にスイッチする。３つのロー
ドセル単位において感知された異なる重量（比較５５）
は、ロードセルの１つの破損あるいは、それほど起こり
得ないが、槽の充填状態における異常性、たとえば槽内
の石炭分布の不均一性あるいは、再びそれほど起こり得
ないが、槽重量の一部分がロードセル以外の支持体へ移
送された状態のためである。重量ΣＷＡおよびΣＷＢの
間の偏り（比較５６）は、一般に、ロードセルのセット
４０ａおよび４０ｂの１つが機能障害していることを示
す。いずれの場合においても、コンピュータは槽重量の
微分により槽からの石炭の流れをもはや適切に制御する
ことができず、結局槽は使用から除外されなくてはなら
ない。これは、槽を状態■にスイッチし、同時に他の槽
を状態■にスイッチすることにより、自動的に実施され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、微粉砕された石炭を調製し、高炉に供給する
装置の全体の線図である。 第２図は、本発明の応用を示す、第１図の装置の部分図
である。 第３図は、この実施態様における本発明の装置および方
法により実施される制御工程を示すブロック図である。 特許出願人　ホーゴベンス・グループ・べ−・手続補正
書（τ武） 昭和５９年４　月６日 特許庁（ぐ官　若　杉　々１］　夫　　　殿１、事件の
表示 昭和５９年！１ｊｆｆｆ酷第２１２８号２、発明の名称 ｌ）ル初砕きれたイ」戻を、□ｂＰへの空ノｌ＋’ｌ−
３’：を１中へ区、１．１する拉１なおよび方法 ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　ホーゴベンス・グループ・べ−・ブイ（氏　
名） ４、代　理　人〒１０７ ５　補正命令の日付　　　昭和５９　年　３　月２７日
（発送日）６補正の対象 ヴ］　＋；ｉｌｌ計の区浦１の聞早な１況明の情７゛°
”“″“″　　　１式ｎ　゛ 別紙 門＃Ｉ１１借第２１頁第１７行の「部分図である。」の
宏に行を改のて医の文を挿入する。 「渠２ａ凶は、ロードセル装置の配置を示す概略平面図
である。Ｊ 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微粉砕された石炭のための複数の供給槽（１３，１
   ４，１５）からなり、前記槽は順次に空気管路中へ空に
   されかつ空にされた後、再充填され、前記槽は空にされ
   る間、空気管路中への砕粉砕された石炭の所望の流速に
   依存して制御される不活性ガスの圧力のもとに保持され
   、そして各種は複数のロードセル装置（４０〉により支
   持されており、前記ロードセル装置はそれぞれの出力信
   号を提供し、前記信号の合計は槽およびその内部の石炭
   およびガスの合計重量の測度であり、時間に関する前記
   合計の負の微分係数に依存して前記不活性カスの圧力を
   制御するように配置された、装置のための制御手段が存
   在する、微粉砕された石炭を高炉への空気管路中へ供給
   する装置において、前記制御手段はそれぞれのロードセ
   ル装置（４０）からの出力信号を比較しかつ、前記比較
   がロードセル装置への重量分布が所望の重量分布から有
   意に偏ることを示すときを検出するように配置されてお
   り、前記制御手段は、偏る重量分布が前記槽についてそ
   のように示されたとき、その槽からの石炭の供給を停止
   するようにさらに配置されていることを特徴とする、微
   粉砕された石炭を高炉への空気管路中へ供給する装置。 ２、各ロードセル装置（４０）は負荷を直列に支持する
   ように配置された２つのロードセル（４０ａ　、　４０
   １）　）からなり、前記制御手段は、各ロードセル装置
   の一方のセル（４０ａ　＞から成るロードセルの第１組
   により検出された重量の合計を、各ロードセル装置の使
   方のセル＜４０ｂ　）から成るロードセルの第２相によ
   り検出された重量の合計と比較するようにさらに配置さ
   れており、前記制御手段は、前記槽の第１のロードセル
   の組および第２のロードセルの組の重量の合計の間の差
   が前もって決定した値よりも大きいとき、その槽からの
   石炭の供給を停止するようにさらに配置されている、特
   許請求の範囲第１項記載０装置。 ３．６槽は正三角形の頂点に配置された３つの前記ロー
   ドセル装置により支持されている、特許請求の範囲第１
   または２項記載の装置。 ４、前記制御手段は、空にされる槽内の不活性ガスの圧
   力を感知するための感知手段（Ｐ）を含み、そしてロー
   ドセル装置により検出された重量の合計を補正して、槽
   内の不活性ガスの重量を調整するように配置されてあり
   、こうして補正された合計の値を不活性ガス圧の制御に
   使用して、その槽からの石炭の所望の供給速度を特徴す
   る特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の装置。 ５、微粉砕された石炭の複数の供給槽を順次に空気管路
   中へ空にし、そして空になった後、再充填し、前記槽は
   不活性ガスの圧力のもとに保持され、空にする間前記不
   活性ガスの圧力を空気管路中への微粉砕された石炭の所
   望の流速に依存して制御し、そして６槽を複数のロード
   セル装置により支持し、前記ロードセル装置はそれぞれ
   の出力信号を提供し、前記信号の合計は槽およびその内
   部の石炭およびガスの合計重量の測度であり、そして前
   記不活性ガスの圧力を時間に関する前記台別の負の微分
   係数に依存して制御する、微粉砕された石炭を高炉への
   空気管路中へ供給する方法において、それぞれのロード
   セル装置からの出力信号を比較し、前記比較がロードセ
   ル装置への重力分布が所望の重力分布から有意に偏るこ
   とを示すときを検出し、そして偏る重力分布がある槽に
   ついてそのように示されたとき、その槽からの石炭の供
   給を停止する、ことを特徴とする、微粉砕された石炭を
   高炉への空気管路中へ供給する方法。 ６、各ロードセル装置は負荷を直列に支持するように配
   置された２つのロードセルからなり、各ロードセル装置
   の一方のセル（４，Ｏａ）から成るロードセルの第１組
   により検出された重量の合計を、各ロードセル装置の使
   方のセル（４０ｂ　）から成るロードセルの第２組によ
   り検出された重量の合計と比較し、そして前記槽の第１
   および第２のロードセルの組の重量の合計の間の差が前
   もって決定した値よりも大きいどき、その槽からの石炭
   の供給を停止することを含む、特許請求の範囲第５項記
   載の方法。 ７、充填された槽内の石炭を、空気管路中への瞬間の所
   望の供給速度に依存して制御される圧力下に維持するこ
   とにより、前記供給槽を、石炭で充填されたとき、高炉
   への空気管路中へ空にする準備状態に維持することを含
   む、特許請求の範囲５または６項に記載の方法。