JPS61174310A - 転炉廃ガス処理における炉圧制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、転炉廃ガス処理装置における炉圧制御のため
の制御パラメータの適応方法を改良した炉圧制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来の転炉廃ガス処理装置においては、炉口部の上部に
位置するスカートを炉口部に密着させず、適当な間隔を
開けて操業を行なっている。廃ガスの回収は炉口部の圧
力Ｐｏを検出し、このＰｏが大気圧Ｐａに等しくなるよ
うにフィードバック制御にてダンパを操作することによ
り行なわれる。この時、炉口とスカート間の間隔が広い
と、炉圧変動時に多量のガス量の流入、流出を招き、回
収率が低下する。逆に、炉口とスカート間の間隔が狭い
とプロセス・ゲインが高くなり、炉圧制御ループがハン
チングを起して操業を続けることが困難となる。この解
決策として本発明者らは、例えば特公昭５８−３９２０
４号公報に示される如く、炉口へ吸入される空気量を算
出してこの値に基づいて制御パラメータを適応させる方
法を提案してぃる。この方法によると、炉口吸引空気量
の算出は、例えば次式にもとづいて行なわれる。

こ−に％　Ｆ’ｅｘは排ガス流量、ＸＣＯは排ガス中の
ＣＯ濃度、ＸＣＯ２は排ガス中のｃｏ２濃度、Ｘ１’Ｉ
２は排ガス中のＨ２濃度である０ 〔発明が解決しようとする間層点〕 ところで各ガス流量Ｘｃｏ、Ｘｃｏ２．Ｘ■２はガス分
析計により計測されるが、これには通常１２〜２０秒程
度の検出遅れがある。従って、（１）式の計算に基づい
て行なわれる制御パラメータの適応は１２〜２０秒遅れ
で行なわれる。そして、従来の如くスカートと炉口間を
ある程度開けた状態で行なう操業では、この程度の遅れ
はそれほど問題にはならないが、回収率およびＣＯ濃度
の向上を図るべく、スカートを炉口に密着させさらに外
側をシールする様な密閉操業においては、炉口とスカー
ト間の間隔は急変することになるので、前記の様な方法
では解決出来ないという問題点がある０〔問題点を解決
するための手段〕 廃ガス処理装置の特性パラメータの変動を時間遅れなく
推定し、制御パラメータを適応させることにより、スカ
ートと炉口間の間隔が急変するような場合でも安定な操
業ができるようにする０〔作用〕 こ＼では、例えばプロセス・ゲインＫｐを次式の如く推
定する。

Ｋ、　＝　Ｋ＋ΔＫｌ＋Δに２　　　　　　　　・・・
・・・　（２）イ）Ｋは、炉口吸引空気量ＦＡより求め
られる成分で、次式の如く表わされる。

ここに、Ｆａは炉内吸引空気量（（１）式で計算される
。）、Ｐａば大気圧、Ｐｏは炉圧、　ｒＱは炉口圧損係
数基準値、ＫＯはｒ６におけるプロセス・ゲインである
。

口）Δに１は、スカート高さ変更時の補正分であり、次
式の如く求められる。

Δに１−−α（ｈ（ｔ）−ｈ（ｔ−ｔ。））　・・・・
・・　（４）こ＼に、αは定数、１．は分析計遅れ時間
、ｈはスカート高さである。なお、（４）式で計算を行
なうと、特公昭５８−３９２０４号公報で述べられてい
る如き、炉口に不均一に付着する地金の影響もなくなる
。つまり、（４）式ではスカート高さの差が演算される
ので、これにより地金分が相殺されるためである。

ハ）Δに２は、外側シール開閉による補正分で、次式の
如く求められる。

・・・・・・　（５） 二）制御パラメータの適応 以上の如くして求めたプロセス・ゲインＫｐヲ用いて、
制御パラメータのゲインＫｃを次式で適応させる。

Ｋｃ＝ＫｃｏｘＫｐｏ／Ｋｐ　　　　　　　−−−−−
−（６）ここに、Ｋｐｏは通常操業時のプロセスゲイン
、ＫＣＯは同じく制御パラメータのゲインである。

なお、上記では主として調節計の比例ゲインを調節する
場合について説明したが、必要に応じて積分時定数や微
分時定数も同じ原理で調節し得ることは云う迄もない。

また、調節計としては、上記の如き演算出力にもとづい
て自動的にパラメータを変更しつるタイプの調節計でな
いと、本発明を実施できないことも勿論であり、このた
め、ディジタル式の調節計が使用される〇 〔実施例〕 第１図はこの発明の一実施例を示す構成概要図である。

先ず転炉廃ガス処理装置（ＯＧ）の構成概要から説明す
る。転炉１の中に屑鉄と溶けた銑鉄２を入れた後、ラン
ス３を通して高圧酸素を吹きつけて精錬（これを吹錬と
いう。）を行ない、吹錬終了後、転炉ｌを傾けて出鋼す
る。この吹錬の際、ランス３から吠き込まれたｒＩＩ素
ジェットは溶けた銑鉄のＣと反応し、ＣＯに富む大量の
廃ガスを発生する。一方、酸素ジェットの鋼浴の衝突面
は非常に高温になり、鋼浴のＦｅが気化するため多量の
酸化鉄粉も発生する。従って、廃ガス処理装置としては
大量、高温の廃ガスを冷却する設備と集塵する設備とに
わけられる０このようにして発生した高温、多塵の大量
の廃ガスは、誘引送風機１１により吸引されて煙道内を
流れるわけであるが、その際、例えば冷却水管群からな
るガス冷却器７において冷却された後、１次集塵器６に
おいて粗いダストの捕集がなされ、続く２次集塵器８に
おいて微細なダストの最終集塵がなされ、かくして除塵
清浄化された廃ガスは誘引送風機１１を経て、図示され
ないガスホルダ等に燃料として回収される。ところで、
転炉１においては吹錬の中期には大量の廃ガスを発生す
るが、その初期や末期においては発生量は少ない。また
、吹錬中において副原料を投入したり、ランス３から吠
きつける酸素の量を変えても廃ガスの発生量は変動する
。このような廃ガス発生量の変動により、フード５内の
ガス圧も変動する。そこで、７−ド５内のガス圧が適当
な範囲内に収まるよう、廃ガスの流量制御が行なわれて
いる。すなわち、７−ド５内のガス圧（炉内圧、炉圧）
を検出し、炉圧発信器１２から調節計１４へ送る。調節
計１４では、予め設定されている設定値とガス圧を比較
し、その偏差が零になるように操作出力信号をダンパ操
作器１５に送り、２次ダンパ９の開閉動作を制御して廃
ガス流量を調節する。

スカート４は吹錬初期は開放状態で上に上っているが、
吹錬が進むにつれて降下し、炉口に密着するまで下降す
る。さらに密閉性を高めるため、外側シール１９を閉め
る。この過程において炉口間隔は急変し、従って、プロ
セスパラメータも急変する。このプロセスパラメータの
変動を推定する方法は、次の通りである。まず、廃ガス
流量計１８および廃ガス分析計１７で廃ガス流量Ｆ’ｅ
ｘと廃ガス中のＣＯ濃度、Ｃ０２濃度、　Ｈ２濃度をそ
れぞれ検出して、炉口吸引空気量Ｆａを（１）式により
計算する。なお、この時分析計の遅れ時間ｔ０を考慮し
て行なう。この空気量Ｆａと炉圧ｐｏを用いて炉口圧損
保数ｒと、それに対するプロセスゲインにヲ（３）式を
用いて計算する０ここで計算されたＫは、分析計の遅れ
時間ｔ０前のプロセスゲインであることに注意を要する
。この点を補正するため、スカート位置計１３を用いて
、１８秒間におけるスカート高さｈの変化を検出し、（
４）式よりゲインの補正値ΔＫｌを求め、さらに外側シ
ール１９の開閉信号を検知し、（５）式を用いてゲイン
の補正値Δに２を求める０そしてに、ΔＫｌ　ｅΔに２
の総和を現在のプロセス・ゲインＫｐとする０そして、
このＫｐを用いてフィードバックゲインＫｃを（６）式
の如く適応させ、炉圧調節計１４の制御パラメータとし
て用いる。なお、これら一連の演算は、演算器１６を用
いて行なわれるが、その際、計測値のサンプリングやそ
の記憶動作が適宜に行なわれる。

第２図は第１図の動作を説明するための説明図である。

つまり、吹錬開始後ｔａまではスカートは上方にあって
開放状態にあり、ｔａからｔｂＯ間でスカートは下降し
て炉口に密着する。そして、しばらく様子を見た後時刻
ｔｃで外側シールを閉める。

この時、プロセスゲインは、図において実線■の様に変
化するものと予測されるＯＫ対し、Ｋは点線■の様に、
Ｋｐが変化しない時は同一の値を示すが、Ｋ、が変化す
る時はｔ。秒遅れて変化する。

一方、Δに１はスカート高さｈが１０秒間に変化した時
のみ、その変化量に応じた値となる（点線Ｏ）。

さらにΔに８は、外側シール閉後、１０秒間だけは所定
の値となる（点線■）。そして、点線Ｂ、Ｃ。

Ｄを重ねると、真のプロセスゲインＫｐに一致すること
がわかる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スカート高さの急変、外側シール開閉
によるスカートと炉口間の間隔の急変時におけるプロセ
ス・ゲイン変化に対し、時間遅れなくその変化を検出し
て制御パラメータを適応させることが出来るので、通常
操業から密閉操業までの広範囲な操業が可能となり、廃
ガス回収率が向上するばかりでなく、操業の安定化を図
り得る利点がもたらされるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成概要図、第２図
は第１図の動作を説明するための説明図である。 符号説明 １・・・・・・転炉、２・・−・・溶洗、３・・・・・
・ランス、４・・・・・・スカート、５・・・・・・フ
ード、６・・・・・・１次集塵器、７・・・・・・ガス
冷却器、８・・・・・・２次集塵器、９・・・・・・２
次タンパ、１０・・・・・・ベンチュリ、１１・・・・
・・誘引送風機、１２・・・・・・炉圧発信器、１３・
・・・・・スカート位置計、１４・・・・・・炉圧調節
計、１５・・・・・・ダンパ操作端、１６・・・・・・
演算器、１７・・・・・・ガス分析計、１８・・・・・
・廃ガス流量計。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　　清 Ｉ２＃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉内圧（炉圧）検出手段と、該検出された炉圧を所定の
   設定値と比較しその偏差に応じた制御信号を出力する炉
   圧調節手段と、該調節手段からの制御信号にもとづいて
   炉内から発生する廃ガスの流量を制御する流量制御手段
   とからなり、該炉圧を所定値となるように制御する転炉
   廃ガス処理装置における炉圧制御装置において、廃ガス
   流量および廃ガス成分濃度から求められる炉内への吸引
   空気量とガス分析遅れ時間分のスカート高さの変化量と
   外側シール機構の開閉状態とに応じて廃ガス処理装置に
   おける特性パラメータの変化量を演算する演算手段と、
   該変化量に適応するように前記調節手段の動作パラメー
   タを決定するパラメータ決定手段とを設けてなることを
   特徴とする転炉廃ガス処理装置における炉圧制御装置。