JPS6041125B2 - ３基熱風炉による並列送風の操業方法 - Google Patents
３基熱風炉による並列送風の操業方法Info
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- JPS6041125B2 JPS6041125B2 JP5675682A JP5675682A JPS6041125B2 JP S6041125 B2 JPS6041125 B2 JP S6041125B2 JP 5675682 A JP5675682 A JP 5675682A JP 5675682 A JP5675682 A JP 5675682A JP S6041125 B2 JPS6041125 B2 JP S6041125B2
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- hot
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- blowing
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、３基熱風炉による並列送風の操業方法に関
し、とくに各炉の１サイクル中の燃焼時間を調節するこ
とで、４基設置熱風炉で採用されるスタッガードバラレ
ル送風と同等の熱効率を達することのできる操業法につ
いての提案である。
し、とくに各炉の１サイクル中の燃焼時間を調節するこ
とで、４基設置熱風炉で採用されるスタッガードバラレ
ル送風と同等の熱効率を達することのできる操業法につ
いての提案である。
一般に高炉への送風を加熱するための熱交換器として、
いわゆる熱風炉が知られており、通常３ないし４基で構
成されている。熱風炉の操業は、燃焼期と送風期を１サ
イクルとし、これを繰りかえしている。近年高炉が大型
化してきたため大容量の送風と高温送風が必要になった
ことから熱効率上有利な４基による並列送風が一般化し
てきた。この４基並列送風は、第１図に示すような蓄熱
状態（温度）の異なる熱風炉をそれぞれ周期をずらして
２基づつ燃焼期のものと送風期のものとに分けて操業す
るスタツガードバラレル送風と呼ばれる方式である。第
１図にもとづいてこの方式を説明すると、船．ＩＨＳの
送風開始とともに徐々に熱風炉通過風量を増大させる一
方で、それまで通風していた船．』ＨＳの通過嵐量を徐
々に減少させ、常に一定の混合空気温度になるように操
業する方法である。
いわゆる熱風炉が知られており、通常３ないし４基で構
成されている。熱風炉の操業は、燃焼期と送風期を１サ
イクルとし、これを繰りかえしている。近年高炉が大型
化してきたため大容量の送風と高温送風が必要になった
ことから熱効率上有利な４基による並列送風が一般化し
てきた。この４基並列送風は、第１図に示すような蓄熱
状態（温度）の異なる熱風炉をそれぞれ周期をずらして
２基づつ燃焼期のものと送風期のものとに分けて操業す
るスタツガードバラレル送風と呼ばれる方式である。第
１図にもとづいてこの方式を説明すると、船．ＩＨＳの
送風開始とともに徐々に熱風炉通過風量を増大させる一
方で、それまで通風していた船．』ＨＳの通過嵐量を徐
々に減少させ、常に一定の混合空気温度になるように操
業する方法である。
熱風炉切替時の短時間混合冷風にて送風温度を調節する
この方法の特徴は、上述の例で言うと、減少させるＮｏ
．４ＨＳの通風温度は目標送風温度よりも低くすること
ができるから、次の加熱蓄熱期操業に入るとき、より低
温域でスタートでき、その分高温でスタートするよりは
蓄熱を有効に利用したことになり、熱効率が良くなるの
である。これに対し、３基設置にかかわる熱風炉の場合
は、上述した並列送風でなく第２図に示すように１基を
送風、２基燃焼というスケジュールで操業するのが一般
的であり、熱風の温度制御は熱風炉をバイパスする冷風
管からの冷風混合量による操業方式である。
この方法の特徴は、上述の例で言うと、減少させるＮｏ
．４ＨＳの通風温度は目標送風温度よりも低くすること
ができるから、次の加熱蓄熱期操業に入るとき、より低
温域でスタートでき、その分高温でスタートするよりは
蓄熱を有効に利用したことになり、熱効率が良くなるの
である。これに対し、３基設置にかかわる熱風炉の場合
は、上述した並列送風でなく第２図に示すように１基を
送風、２基燃焼というスケジュールで操業するのが一般
的であり、熱風の温度制御は熱風炉をバイパスする冷風
管からの冷風混合量による操業方式である。
こうした３基方式の場合は、上述の並列送風を採用する
４基設備熱風炉に比べると、加熱蓄熱期スタート時に低
温にできない分だけ３〜４％相当の熱効率低下を招く。
要するに「一基送風であるから送風温度以下では操業で
きないからである。このように、１基送風２基燃焼とい
う３基式熱風炉の操業が悪いにもかかわらず採用されて
いるのは、第１に設備費が安いこと、第２に小容積の高
炉では高温の送風を要求されないということが起因して
いる。しかしながら、最近のように、高炉が大型化し送
風温度も高温のものが要求されるようになると、従来の
３基熱風炉の主として熱効率の面での改善が望まれるよ
うになってきた。
４基設備熱風炉に比べると、加熱蓄熱期スタート時に低
温にできない分だけ３〜４％相当の熱効率低下を招く。
要するに「一基送風であるから送風温度以下では操業で
きないからである。このように、１基送風２基燃焼とい
う３基式熱風炉の操業が悪いにもかかわらず採用されて
いるのは、第１に設備費が安いこと、第２に小容積の高
炉では高温の送風を要求されないということが起因して
いる。しかしながら、最近のように、高炉が大型化し送
風温度も高温のものが要求されるようになると、従来の
３基熱風炉の主として熱効率の面での改善が望まれるよ
うになってきた。
本発明は、上述のような要請に応えるべく案出した３基
熱風炉による熱効率のいい並列送風化操業の方法である
。
熱風炉による熱効率のいい並列送風化操業の方法である
。
以下にその構成の詳細を説明する。第３図は本発明の好
適実施例で示す図で、１基送風と２基並列送風との期間
を繰返して行う方式の例で、最初のａ期間はＭ．ＩＨＳ
とＮｏ．知日Ｓとを並列送風を行い、次のｂ期間ではＮ
ｏ．ＩＨＳの通過風量が最大値に近づくので冷風混合を
行いながら温度制御するという１基送風を行い、その後
舷．ＩＨＳの通過風量の減少にあわせてＭ．がＳを徐々
に増風する並列送風に戻して操業するという繰返しで操
業する方法である。
適実施例で示す図で、１基送風と２基並列送風との期間
を繰返して行う方式の例で、最初のａ期間はＭ．ＩＨＳ
とＮｏ．知日Ｓとを並列送風を行い、次のｂ期間ではＮ
ｏ．ＩＨＳの通過風量が最大値に近づくので冷風混合を
行いながら温度制御するという１基送風を行い、その後
舷．ＩＨＳの通過風量の減少にあわせてＭ．がＳを徐々
に増風する並列送風に戻して操業するという繰返しで操
業する方法である。
通常熱風炉の操業は、高炉へ供給する熱風量Ｖ８（Ｎが
／ｍｉｎ）、熱風温度ＴＢ（℃）、熱風炉に入る冷風温
度Ｔｃ（００）と、各温度における空気の比熱ＣＰＴＢ
、ＣＰＴｃ（ＫＣａｌ／Ｎで℃）から求められる熱量Ｑ
（ＫＣａｌ／ｈｒ）、即ちＱ＝６０ＶＢ（ＴＢＣＰＴＢ
−ＴｃＣＰＴｃ）に応じてその供給熱量を定めて行われ
る。
／ｍｉｎ）、熱風温度ＴＢ（℃）、熱風炉に入る冷風温
度Ｔｃ（００）と、各温度における空気の比熱ＣＰＴＢ
、ＣＰＴｃ（ＫＣａｌ／Ｎで℃）から求められる熱量Ｑ
（ＫＣａｌ／ｈｒ）、即ちＱ＝６０ＶＢ（ＴＢＣＰＴＢ
−ＴｃＣＰＴｃ）に応じてその供給熱量を定めて行われ
る。
例えば、３基の熱風炉において、熱風炉の１サイクルを
燃焼、送風および切替のくりかえしと定義すると、熱風
炉の操業は第４図に示すようになる。
燃焼、送風および切替のくりかえしと定義すると、熱風
炉の操業は第４図に示すようになる。
ここで燃焼時間ｔｃ（ｈｒ）は正味の燃焼時間、送風時
間ｔｂ（ｈｒ）は切替時間も含むものであり、１サイク
ルの時間：ｔｓはｔｂ＋ｔｃ（ｈｒ）である。熱風炉へ
の時間当りの燃料燃焼熱量をＱｉ（ＫＣａｌ／ｈｒ基）
とすると、１サイクルｔｓに３基４の熱風炉に供給され
る熱量ＱＴ（ＫＣａｌ）は：ＱＴ（ＫＣａｌ）＝ぬｉｔ
ｃ＝ぬｉ（ｔｓ−ｔｂ）：滋ｉら（１‐ｔｂ・ｔｓ）＝
ぬｉｔｓ（１‐ｘ）・・・■（ただしｘ＝ｔｂ／ｔｓ）
となり、１サイクル中の送風時間の比率で示すことがで
きる。
間ｔｂ（ｈｒ）は切替時間も含むものであり、１サイク
ルの時間：ｔｓはｔｂ＋ｔｃ（ｈｒ）である。熱風炉へ
の時間当りの燃料燃焼熱量をＱｉ（ＫＣａｌ／ｈｒ基）
とすると、１サイクルｔｓに３基４の熱風炉に供給され
る熱量ＱＴ（ＫＣａｌ）は：ＱＴ（ＫＣａｌ）＝ぬｉｔ
ｃ＝ぬｉ（ｔｓ−ｔｂ）：滋ｉら（１‐ｔｂ・ｔｓ）＝
ぬｉｔｓ（１‐ｘ）・・・■（ただしｘ＝ｔｂ／ｔｓ）
となり、１サイクル中の送風時間の比率で示すことがで
きる。
このＱＴよりｌｈｒ当たりの平均の燃焼熱量すなわち投
入熱量Ｑｉｍ（ＫＣａｌ／ｈｒ）は、Ｑｉｍ＝ＱＴ／ｔ
ｓ＝ぬｉ（１‐ｘ） …■となるから、熱風炉の
熱効率をりとすると、高炉へ供給可能な熱量すなわち有
効熱量Ｑｅ（ＫＣａｌ／ｈｒ）は；Ｑｅ＝り・Ｑｉｍ＝
３りＱ，（１一Ｘ） …■となる。
入熱量Ｑｉｍ（ＫＣａｌ／ｈｒ）は、Ｑｉｍ＝ＱＴ／ｔ
ｓ＝ぬｉ（１‐ｘ） …■となるから、熱風炉の
熱効率をりとすると、高炉へ供給可能な熱量すなわち有
効熱量Ｑｅ（ＫＣａｌ／ｈｒ）は；Ｑｅ＝り・Ｑｉｍ＝
３りＱ，（１一Ｘ） …■となる。
０ ここで、熱風炉の操業が成り立つ条件というのは、
Ｑｅ＝Ｑと考えられるから、これを整理すると３り・Ｑ
；（１一ｘ）＝６０Ｖ８（Ｔ８ＣｐＴＢ−ＴｃＣｐＴｃ
） ・・・■夕となる。
Ｑｅ＝Ｑと考えられるから、これを整理すると３り・Ｑ
；（１一ｘ）＝６０Ｖ８（Ｔ８ＣｐＴＢ−ＴｃＣｐＴｃ
） ・・・■夕となる。
今Ｑｉを熱嵐炉の設備上ＭＡＸの燃焼熱量とすると、高
炉へ僕聯合可能な熱量である有効熱量Ｑｅは実験から第
５図の如く、ｘの関数として求められる。
炉へ僕聯合可能な熱量である有効熱量Ｑｅは実験から第
５図の如く、ｘの関数として求められる。
したがって■式から高炉の操業条件ＶＢ，ＴＢＯと有効
熱量Ｑｅとが決まると、これに対応するｘを求めること
ができる。なお、時間当りの燃料熱競熱量Ｑ；をＭＡＸ
にするという条件のもとで実験したのは次の理由による
。
熱量Ｑｅとが決まると、これに対応するｘを求めること
ができる。なお、時間当りの燃料熱競熱量Ｑ；をＭＡＸ
にするという条件のもとで実験したのは次の理由による
。
それは、これまでのべたことから、ラップ率（１）が大
きい方が熱風炉の効率はよくなるので・、Ｑが一定の時
、■式より ３り．Ｑｉ（１−Ｘ）＝ＣｏｎＳｔ． ＣｏｎＳｔ． １‐Ｘ：布耳 Ｘ＝１−鰐毒 であるからＱｉが大きい程ｘが大きく、従ってラップ率
（１＝紋−１）も大きくなり、並列送風の時間をより多
くとれるからであり、ＭＡＸでの操業が本発明の効果を
より顕著なものにする。
きい方が熱風炉の効率はよくなるので・、Ｑが一定の時
、■式より ３り．Ｑｉ（１−Ｘ）＝ＣｏｎＳｔ． ＣｏｎＳｔ． １‐Ｘ：布耳 Ｘ＝１−鰐毒 であるからＱｉが大きい程ｘが大きく、従ってラップ率
（１＝紋−１）も大きくなり、並列送風の時間をより多
くとれるからであり、ＭＡＸでの操業が本発明の効果を
より顕著なものにする。
上述の実験は、送風量、送風温度一定の条件下で、ラッ
プ率（１）を変え、■式が成立つＱｉを求め、熱効率り
をラップ率のみの関数として決定して行ったものである
。この発明は、上記■式ならびに第５図の示す、いわゆ
る高炉操業条件や有効熱量Ｑｅより、以下に示すような
ラップ率１を求め、そのラップ率１の範囲内で２基の熱
風炉を該有効熱量の範囲内の所定時間だけ並列して送風
するようにしたのである。
プ率（１）を変え、■式が成立つＱｉを求め、熱効率り
をラップ率のみの関数として決定して行ったものである
。この発明は、上記■式ならびに第５図の示す、いわゆ
る高炉操業条件や有効熱量Ｑｅより、以下に示すような
ラップ率１を求め、そのラップ率１の範囲内で２基の熱
風炉を該有効熱量の範囲内の所定時間だけ並列して送風
するようにしたのである。
さて１サイクルｔｓ時間内で２基並列送風する割合をラ
ップ率】と定義すると、１ヒ：乳ｂ−ｔｓ＝乳ｓｘ−ｔ
ｓ＝ｔｓ（松−１）／，１＝荻一１ （ｔｂ＝ｔＳ．ｘ
）ｘの範囲は、３基の熱風炉のうち１基必らず送風する
という条件より、秘とｔｓ、即ちｘ≧１／３、また１基
必らず燃焼するという条件より、荻とｔｓ、即ちｘＳ２
′３であり、．・．１／３ミｘミ２／３ これからＯＳーミ１である。
ップ率】と定義すると、１ヒ：乳ｂ−ｔｓ＝乳ｓｘ−ｔ
ｓ＝ｔｓ（松−１）／，１＝荻一１ （ｔｂ＝ｔＳ．ｘ
）ｘの範囲は、３基の熱風炉のうち１基必らず送風する
という条件より、秘とｔｓ、即ちｘ≧１／３、また１基
必らず燃焼するという条件より、荻とｔｓ、即ちｘＳ２
′３であり、．・．１／３ミｘミ２／３ これからＯＳーミ１である。
以上要するに、
１＝０は、従来の方法では２基燃焼１基送風を示す。
１＝１は、１基燃焼２基送風の完全並列送風を示す。
こうした結果を踏まえ、ラップ率１が算出できたら、そ
れにもとづいて各熱風炉の１サイクル中の燃焼時間、送
風時間を調節して２基並列送風の操業を行う。
れにもとづいて各熱風炉の１サイクル中の燃焼時間、送
風時間を調節して２基並列送風の操業を行う。
第６図は本発明操業の制御系統図であり、図示の１は送
風管、２は鰹冷バタ弁、３は冷風バタ弁、４は冷風弁、
５は熱風炉、６は熱風弁、７は熱風管、８は高炉である
。
風管、２は鰹冷バタ弁、３は冷風バタ弁、４は冷風弁、
５は熱風炉、６は熱風弁、７は熱風管、８は高炉である
。
高炉へ供給する温度の制御は、熱風温度を温度計９で検
知し、これを設定器１１の設定温度と比較させ偏差を求
める。上記偏差の分を温度コントローラ１０を介して、
１基送風の場合、混冷バタ弁２を開閉させる一方、２基
並列送風時には各炉の冷風バタ弁３，３′，３″を調節
して送風を行う。その要領は、始めに後行して送風する
炉の冷風バタ弁は開方向で温度制御を行なう一方で、そ
れが所定の関度に蓮したら先行して送風している炉の冷
風バタ弁を閉める方向で制御するというスケジュールに
なる。なお、第３図のような操業方式での実験では、高
炉の送風量 ２０００Ｎめ／ｈ・ｍｌｎ送
風温度 １１００００冷
風温度 １００つ０熱風
、冷風比熱を各々０．３３，０．３１（ＫＣａｌ／Ｎで
℃）とし、また熱風炉の最大燃焼能力４０×ｌぴ（ＫＣ
ａｌ／ｈｒ）において本方式の操業では、ラップ率１＝
０．７５５となり、この時の熱効率は８０％であつた。
これに対し従釆方法の１基送風のみの場合は、熱風炉の
燃焼カロリーは２７×ｌび（ＫＣａｌ／ｈｒ）となり熱
効率は約７５％であった。
知し、これを設定器１１の設定温度と比較させ偏差を求
める。上記偏差の分を温度コントローラ１０を介して、
１基送風の場合、混冷バタ弁２を開閉させる一方、２基
並列送風時には各炉の冷風バタ弁３，３′，３″を調節
して送風を行う。その要領は、始めに後行して送風する
炉の冷風バタ弁は開方向で温度制御を行なう一方で、そ
れが所定の関度に蓮したら先行して送風している炉の冷
風バタ弁を閉める方向で制御するというスケジュールに
なる。なお、第３図のような操業方式での実験では、高
炉の送風量 ２０００Ｎめ／ｈ・ｍｌｎ送
風温度 １１００００冷
風温度 １００つ０熱風
、冷風比熱を各々０．３３，０．３１（ＫＣａｌ／Ｎで
℃）とし、また熱風炉の最大燃焼能力４０×ｌぴ（ＫＣ
ａｌ／ｈｒ）において本方式の操業では、ラップ率１＝
０．７５５となり、この時の熱効率は８０％であつた。
これに対し従釆方法の１基送風のみの場合は、熱風炉の
燃焼カロリーは２７×ｌび（ＫＣａｌ／ｈｒ）となり熱
効率は約７５％であった。
以上説明したように本発明によれば、３基熱風炉の並列
送風操業が可能になるとともに、その熱効率も４基熱風
炉の並列操業方式と何ら孫色のない程度に向上させるこ
とができた。
送風操業が可能になるとともに、その熱効率も４基熱風
炉の並列操業方式と何ら孫色のない程度に向上させるこ
とができた。
第１図は４基熱風炉による並列送風操業データのグラフ
、第２図は３基熱風炉による１基送風操業データのグラ
フ、第３図は本発明実施例に当る３基熱風炉による並列
送風操業データのグラフ、第４図は本発明にかかわる熱
風炉切替サイクルの模様を示す模式図、第５図はラップ
率と投入熱量（Ｑｉｍ）有効熱量Ｑｅの関係を示すグラ
フ、第６図は本発明の操業方法を採用するときの制御系
統図である。 １・・・・・・送風管、２・・・・・・混袷バタ弁、３
・・・・・・冷風バタ弁、４・・…・冷風弁、５・・・
・・・熱風炉、６・・・・・・教風弁、７・・・・・・
熱風管、８・・・・・・高炉、９・・・・・・熱風温度
計、１０・・・・・・温度コントローラ、１１・・・・
・・温度設定器。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
、第２図は３基熱風炉による１基送風操業データのグラ
フ、第３図は本発明実施例に当る３基熱風炉による並列
送風操業データのグラフ、第４図は本発明にかかわる熱
風炉切替サイクルの模様を示す模式図、第５図はラップ
率と投入熱量（Ｑｉｍ）有効熱量Ｑｅの関係を示すグラ
フ、第６図は本発明の操業方法を採用するときの制御系
統図である。 １・・・・・・送風管、２・・・・・・混袷バタ弁、３
・・・・・・冷風バタ弁、４・・…・冷風弁、５・・・
・・・熱風炉、６・・・・・・教風弁、７・・・・・・
熱風管、８・・・・・・高炉、９・・・・・・熱風温度
計、１０・・・・・・温度コントローラ、１１・・・・
・・温度設定器。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ３基の熱風炉を用いて２基を並列送風する熱風炉の
操業において、２基を並列して送風することのできる時
間割合を示す下記のラツプ率（ｌ）を、高炉操業条件な
らびに熱風炉の有効熱量にもとづいて求め、そのラツプ
率（ｌ）の指示の範囲内で各熱風炉の１サイクル中の燃
焼時間、送風時間を調節して所定時間並列送風を行うこ
とを特徴とする３基熱風炉による並列送風の操業方法。 ｌ＝３ｘ−１３η・Ｑ＿ｉ（１−ｘ）＝６０Ｖ＿Ｂ（Ｔ
＿ＢＣ＿Ｐ＿Ｔ＿Ｂ−Ｔ＿ＣＣ＿Ｐ＿Ｔ＿Ｃ）ここで；
η：熱効率 Ｑ＿ｉ：燃焼熱量（ＫＣａｌ／ｈｒ・基）Ｖ＿Ｂ：熱風
量（Ｎｍ＾２／ｍｉｎ） Ｔ＿ＢＣ＿Ｐ＿Ｔ＿Ｂ：熱風の比熱（ＫＣａｌ／Ｎｍ＾
３・Ｃ）Ｔ＿ＣＣ＿Ｔ＿Ｐ＿Ｃ：冷風の比熱（ＫＣａｌ
／Ｎｍ＾３・Ｃ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5675682A JPS6041125B2 (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | ３基熱風炉による並列送風の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5675682A JPS6041125B2 (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | ３基熱風炉による並列送風の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58174510A JPS58174510A (ja) | 1983-10-13 |
| JPS6041125B2 true JPS6041125B2 (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=13036347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5675682A Expired JPS6041125B2 (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | ３基熱風炉による並列送風の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041125B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224421Y2 (ja) * | 1986-09-18 | 1990-07-04 | ||
| JPH0440435Y2 (ja) * | 1987-07-03 | 1992-09-22 |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP5675682A patent/JPS6041125B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224421Y2 (ja) * | 1986-09-18 | 1990-07-04 | ||
| JPH0440435Y2 (ja) * | 1987-07-03 | 1992-09-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58174510A (ja) | 1983-10-13 |
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