JPS6024308A - 冶金炉の熱風連続供給方法 - 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、高炉などの冶金炉に熱風を連続的に供給Ｔる
方法に関するものである。

一般に、冶金炉、王として高炉へ熱風を供給する方式と
しては、第１図に示すような熱風炉方式が用いられてい
る０第１図は熱風炉が３基設けられて、１基燃焼−２基
送風と、２基燃焼−１基送１％の作動モードが交互に繰
返されるよう構成されている例を示Ｔ。

図中、１は高炉　２ａ、２ｂおよび２Ｃは熱風炉で、後
述するように、これらの熱風炉のいづれか１個または２
個から熱風が熱風供給管８により環状管４を経て吹き込
まれるよう接続されており、熱風炉の入側には送風作動
モードのため送風機５から空気を冷風管６を経て供給す
るよう接続されて、冷風８−６にはスチーム供給１′７
および０累ガス供給菅８がそれぞれ流量調節弁９および
ｌＯを経て接続され、また、燃焼作動モードのため空気
供給室１１および燃料ガス供給官１２が熱交換器１８お
よび１４を、経て空気および燃料ガスを供給するようそ
れぞれ接続され、空気供給室１１に空気ファン１５が接
続され、また、熱風炉の出側には燃焼排ガスを排出する
ための煙道１６が熱交換器１７を経て煙突１８に接続さ
れている。

上述の構成になる熱風炉方式による従来の熱風供給装置
では、例えば、熱風炉２ａが送風中で、熱風炉２ｂ、２
ｃが燃焼中であるとすると、送風中の熱風炉２ａにおい
ては、冷風弁１９ａ、熱風弁２０ａは開、空気弁２１　
ａ、ガス弁２２ａ１煙通弁２８ａ、２４ａは閉の状態で
、送風機より送風される冷空気は冷風′Ｕにより熱風炉
２ａに入り、その内部で加熱され、熱風となって熱風供
給°Ｕδにより高炉ｌに送風される。また、送風中の熱
風炉２ａ内の蓄熱量が時間とともに変化することから、
送風温度も変化するため熱風供給゛ｕ３と冷風′目′６
間に接続したバイパス′ａ２５に設けられた混冷弁２６
の調整により熱風に冷空気を混入１−ることによって高
炉１に供給される熱風の温度が一定になるよう制御して
いる。他方、燃焼中の熱ハ（炉２ｂ　、２ｃにおいては
、冷風弁１９ｂ・１９°・熱風弁２０ｂ、２００は閉、
煙道弁２　：３　ｂ　、　２３Ｃｊ。

２４ｂ、２４１０は開、空気弁２１ｂ、２１Ｃｊ、ガス
弁２２ｂ、２２０は開の状態で、燃焼用空気およびガス
を熱風炉バーナで燃焼させ、熱風炉内レンガを加熱し１
、煙道１６、煙芙１８を経て大気中に排出している。

上述したように、熱風炉方式による従来の熱風供給装置
は送風および燃焼加熱を繰返す炉が復数基必要で、その
切替えのための各種弁類および切換え制御装置などの複
雑な設備が必要であるばかりでなく、切替え時には送風
温度や送風圧力などの変動が必然的に生じ、高炉操業上
問題があった。

これがため、上述した問題を解決することを目的として
、熱り虱を連続して供給し得るよう構成した熱風供給装
置が特開昭５４−１５８７０５公報により最近提案され
ている。この装置は、第２図ニ示すように、熱交換器と
してセラミックレキュペレータ３０を使用し、このレキ
ュペレータ８０に冷空気を冷風□Ｑ　ａにより制御弁ａ
１および開閉弁８２を介して通し、熱風を熱風弁８８を
介して熱風供給１ｇ　８により取り出すよう接続され、
冷ｊ虱１′６を経て通流する冷空気と熱変換すべき燃焼
排ガスを燃焼室８４から燃焼排ガス目′８５を経てレキ
ュペレータ３０に供給し、熱交換後の排ガスを燃焼排ガ
スｇ３６を経て空気７アン３７および燃料ガスファン８
８の駆動軸３９の駆動用排気タービン４０に動力源とし
て供給するよう構成されている。４１は駆動軸３９に連
結した蒲助モータを示す。そして、かかる構成とするこ
とにより、レキュペレータ８０内において、加熱側ガス
圧力が被加熱側ガス圧力と同じ圧力になるように燃焼用
空気および燃料ガスをそれぞれ昇圧用空気ファン８７お
よび燃料ガスファン８８によって昇圧してレキュペレー
タ８０内で双方の圧力差が零になるようにガス圧力を制
御し、また、レキュペレータ８０から出た燃焼排ガスの
保有する圧力および熱エネルギーにより排ガスタービン
４０を駆動して前述の昇圧用ファン８７．８８の駆動源
として利用するものである。なお、４２および４８は圧
力検出器、４４は圧力調整器、４５は排気タービン４０
の排ガス官４６に設けた制御弁である０しかし、このよ
うなレキュペレータを使用した熱風連続供給装置では、
レキュペレータに金属レキュペレータ２用いた場合、亀
裂などによってリークを生じるおそれがあり、冶金炉へ
の送風空気中に０２′？ｉ：富化したいわゆる高０２富
化送風操業の場曾ハ、レキュペレータ内で０２の富化さ
れた空気が排気ガス圓ヘリークしてレキュペレータ本体
の焼損や破壊を招くという問題がある。また、セラミッ
クレキュペレータを用いた場合も、リークが生ずれば、
爆裂などの現象によって破激を招くおそれがあり、かか
る破損や破壊等の事故の発生の結果として冶金炉の操業
を継続することができなくなるという問題がある。

本発明は、上述した問題に鑑みなされたもので、レキュ
ペレータ内の０２富化空気のリークを０２歳度によって
検出し、その検出値が基準値を超える１祭に、空気をレ
キュペレータをバイパスして冶金炉に直接に送風するこ
とによりレキュペレータの破損を防止する冶金炉の熱風
連続供給装置の操業方法を提供Ｔることを目的としてい
る。

以下、本発明を図面につき説明する。

第８図は本発明による熱風連続供給装置の１実施例を示
し、図中前述した従来装置と同様部分には前述したと同
じ符号ごつけて示ＴＯ 図示のように、金属またはセラミックレキュペレータ８
０の一方の出口側および入口側に高炉などの冶金炉１に
熱風を供給する熱風供給室８と送風機５から流量調節弁
４８を介して冷空気を供給する冷風゛ｇ　ｅとをそれぞ
れ接続し、他方の入口側および出口側に燃焼室８４から
の燃焼排ガスを通流する入口側および出口側燃焼排ガス
′＃３’　５　、３６をそれぞれ接続し、レキュペレー
タ８０内で燃焼排ガスと冷空気とを熱交換し、冶金炉１
に高温熱風を連続的に供給するよう構成する。４９およ
び５０は燃焼室３４の入口で燃焼用空気供給′ば１１お
よび燃料ガス供給’１ｉ１２に設けた弁を示す。

熱風供給管８には冶金炉１の円滑な休止や休止後の立上
は操業を可能にするため、熱風供給′１・３に熱風弁３
８のｌ４ｉｌ後で冷風′ぼ６および熱風供給１′３内の
送風用空気を放散させるプリーダ己１５２と環状′１４
周りの歿留熱風２放散させるブリーダー′５８とを設け
、これらのプリーダ晋５２，５８にそれぞれプリーダ弁
５４．５５を取付ける。

また、入口側および出口側燃焼排ガス管８５．３６間に
ブロワ−５６を具える温度調整用バイパス管５７を接続
し、ブロワ−５６の前後に弁５８および５９を設け、弁
６０企取付けた大気吸す１管６１をブロワ−５６と弁５
８との間に接続して温度を調整し得るよう構成している
。

さらに、冷風管６を経て供給される０２富化空気をレキ
ュペレータ８０をバイパスして熱風供給管３に通流させ
るバイパス管６２を冷風管６と熱風供給管８との間に接
続し、レキュペレータ８０への入口および出口で冷風′
ｇ６および熱ｊ虱供給管８に開閉弁６８．６４をそれぞ
れ設けるとともにバイパス管６２に一、バイパス弁６５
を設ける。

レキュペレータ３０への入口・圃および出口１ｉＩＩＩ
燃焼排ガス管３５．８６に０２饋度検出器６６．６７ご
それぞれ設け、これらの０２ｉ７に度検出器６６゜６７
からの電気的検出信号を弁開閉制ａｌ器６８に入力し、
この弁開閉制御器６８からの制御信号により弁４９．５
０，６８．６４および６５を制御するよう構成Ｔる。す
なわち、０．濃度検出器６６Ｉ。

６７によって検出される０□濃度の差を、弁開閉制御器
６８において基準値と比較し、基準値を超えたらレキュ
ペレータ８θ内で空気が燃焼排ガス中にリークしている
とみなし、弁ＩｊＨ閉制ｇ４１ｉａｓから制御信号が出
力され、開閉弁６ａ　、６４を閉止し、バイパス弁６５
を開放し、これにより冷風管６からの空気をレキュペレ
ータ８０をバイパスして熱風供給管３に直接に供給する
一方、燃焼用空気供給管１１の弁４９および燃料ガス供
給管１２の弁ごともに閉止して燃焼室３４内での燃焼を
停止させる。かようにして、レキュペレータ８０内への
空気および燃焼排ガスの供給を停止することによりレキ
ュペレータの焼損や爆裂による破損ご防止することがで
きる。

そして、かようにしてレキュペレータ３０の作動企休止
する間に、そのリーク部の補修や交換と行なうことがで
きる。

上述のレキュペレータ８０の作動停止中は一時的に、冶
金炉１へは高温熱風でなく冷空気が送られることになる
が、冶金炉１のコークス投入量を増やすなどして冶金炉
はそのまま操業を継続することができる。なお、弁開閉
制御器６８は上述したように、比較演算機能を有するも
のを用いると好都合である。

次に、上述の構成になる熱風供給装置による溶鉱炉の操
業立上げから定常操業までのガ法を説明する〇 まず、操業立上げに際しては、バイパス弁４０およびブ
リーダ弁５５を閉止した状態で、送風機５を起動し、閉
止弁６３．６４を開放し、ブリーダ弁５４を閉止Ｔると
同時に熱風弁８３を開放し冷空気を冷風管６および熱風
供給管３によってレキュペレータａＯＶ経て環状管４か
ら溶鉱炉１内に送風する。この際、流量調節弁９，１０
．４８は湿分量、０２量および送風貝が所定の値になる
よ。

うに開度調整される。

マタ、冷空気がレキュペレータ：３０を通過した後、燃
焼用空気ファン１５を！起動させ、燃焼用空気な管１１
によって燃焼室８４に供給すると同時に燃料ガスを管１
２によって燃焼室８４に供給し燃焼室３４内で燃焼させ
、燃焼排ガス管８５および８６によってレキュペレータ
３０に燃焼排ガスを通流させる。これと同時に、弁５８
．５９を開放し、ブロワ−５６を起動させる。弁４９．
５０は所定の燃焼熱量に達するまで徐々に開いていく。

この際、弁５９はレキュペレ〜り３０の入口側燃焼排ガ
ス温度が所定の値になるように開度調整される。この弁
５９が全開してもレキュペレータ８０の入口側燃焼排ガ
ス温度が所定値にならない時には大気吸引管６１の弁６
０が開いて温度を調整Ｔることができ−る。燃焼排ガス
の不必要な分は煙突１８から大気中に排出されるが、こ
の燃焼排ガスの顕熱は熱交換器１７によって回収され、
回収熱を利用して熱交換器１８および１４によＶ燃焼用
空気および燃料ガスを予熱する。

以上の操作を所定の送風温度、送風量が得られるまで続
けた後、定常操業に入る。定常操業では、所定の湿分量
、０２量、送風量、送風温度、送風圧力、レキュペレー
タ入口温度になるように６弁がａ；Ｕ御される。

また、レキュペレータ前後の燃焼排ガス管３５゜８６内
の０２量ご検出器６６．６７により測定し。

七の０□濃度差が所定の値より高くなったら冷風管６か
ら燃焼排ガス管８５．８６側に空気がリークしていると
みなし、弁開閉制御器６８から開閉弁６３．６４が閉に
、弁４９．５０が閉に、バイパス弁６５がＵＨになるよ
うな制御信号を６弁に出方し、冷風だけの送風分維持す
る。例えば、０２基準値としては燃焼排ガス中の未燃ｏ
２は通常Ｏ０ＯＳ〜０．０８量程度であるから、基準値
は０．１％程度に設定することによってリークを検出で
きる。上述したように、冷風だけを送風することによる
送風温度の低下に対しては、溶鉱炉へのコークス投入な
どの高炉操業手段によって補償する。また、上述の弁４
９．５０の閉止よって燃焼室３４内での燃焼が停止し、
これと同時に、ブロワ−５６ご停止し、弁５８．５９を
閉止する。この間に、レキュペレータを補修あるいは交
換し、この補修あるいは交換作業の完了後、弁６５を閉
じ、弁４９゜５０．６３．６４分すＨいて定常操業に復
帰させる。

上述したように、本発明によれば、空気をレキュペレー
タで高温の燃焼排ガスと熱交換して熱風にして冶金炉に
供給するに原して、レキュペレータの入口側および出口
側における燃焼排ガス中の０２ｍ度差を測定し、この０
２濃度差が予定値になつた睡に空気をレキュペレータを
バイパスして冶金炉に直接に供給する構成とした力）ら
、高温燃焼排ガス中への０２畠化空気のリークに起因す
る焼損や仮損等の事故の発生を未然に防止できるととも
に冶金炉の操業を継続して行なうことができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱風炉方式による熱風供給系統？示す概
略線図、 第２図は従来のセラミックレキュペレータな用いる熱交
換方式による熱風供給系統の概略線図、第３図は本発明
による熱風供給系統の概略線図、第４図Ｌｔ第８図に示
Ｔ熱風供給系統の一部の拡・大口である。 ｌ・・・冶金炉　８・・・熱風供給管 ４・・・環状管　５・・・送風機 ６・・・冷風管　７・・・スチーム供給菅８・・・酸素
ガス供給管　９．１０・・・流血調整弁１１・・・燃焼
用空気供給管　１２−・・燃料ガス供給管１３．１４・
・・熱交換器　１５・・・空気ファン１７・・・熱交換
器　１８・・・煙突 ３０・・・レキュペレータ　３３・・・Ｆ？、Ｓ　Ｊ＆
　弁δ４・・・燃焼室　３５・・・入口側燃焼排ガス管
３６・・・出口側燃焼排ガス管　４８・・・空気流耐調
整弁４９・・・燃焼用空気弁　５０・・・燃料ガス弁５
２．５３・・・ブリーダ管　５４．（５・・・プリーダ
弁５６・・・燃焼排ガスブロワ−５７・・・温度調整用
バイパス管５８．５９・・・弁　６０・・・弁 ６１・・・大気μ側管　６２・・・レキュペレータバイ
パス管６８．６４・・・開閉弁　６５・・・バイパス弁
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　空気ヲレキュベレータで高温の燃焼排ｊｆ　Ｘと熱
   交換して熱風にして冶金炉に供給Ｔるに際して、レキュ
   ペレータの入口側および出口側における燃焼排ガス中の
   ０２濃度を測定し、この濃度走が予定値になった１県に
   空気をレキュペレータをバイパスして冶金炉に直接に供
   給することを特徴とする冶金炉の熱風連続供給方法。