JPS62227039A - 被還元材予熱装置における排ガス温度制御方法 - 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、例えば鉄粉を還元処理する鉄粉還元炉に備え
られた被還元材予熱装置における排ガス温度の制御方法
に関し、特に被還元材の予熱温度の制御精度の改善に関
する。

〔従来の技術〕

一般に、還元炉は粉状被還元材、例えば鉄粉を搬送用ス
チールベルト上に帯板状に載置し、炉内を搬送しつつ所
定のヒートパターンに沿って加熱。

冷却することにより還元処理を施す熱設備である。

このような鉄粉還元炉は、鉄粉を高温に加熱し、この高
温状態に所定時間保持するのであるから、その必要エネ
ルギー量は非常に多大であり、そのエネルギー消費量の
低減が要請されている。

そこで、上記エネルギー消費量を低減するため、本件出
願人は、還元炉自体の燃焼排ガスを利用して鉄粉を予熱
する鉄粉予熱装置を開発している。

この予熱装置は第４図に示すように、原料粉１を炉本体
２に供給する供給ホッパ３の途中に熱交換器４を設け、
該熱交換器４に炉本体２のバーナ２ａからの燃焼排ガス
を外方に排出する排気ダクト５を接続し、さらに排気ダ
クト５に外気導入ダンパ６を接続するとともに、該ダン
パ６を温度制御装置７によって、排ガスの熱交換器４入
口部温度が一定になるよう開閉制御するように構成され
ている。なお８ａは搬送用スチールヘルドであり、これ
は炉の前、後に配設されたヘッドプーリ８ｂ。

８Ｃに巻回されている。

この第４図の予熱装置によれば、鉄粉の予熱温度に応じ
た熱挺を排ガスから回収できるから、その分だけ必要な
燃料量が低減され、燃料原単位を向上できる。

ところで、燃料原単位を向上させる観点に立てば、原料
粉ｌをできるだけ高温に予熱するのが望ましい、一方、
原料粉が例えば鉄粉の場合は、予熱温度が３００℃以上
になるとその表面酸化が急速に進行するから、予熱完了
温度は所定温度以下とする必要がある。従って大きな予
熱効果を得ながら上記表面酸化の問題を防止するには、
予熱精度を向上することが要請される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記第４図の予熱装置は、単に鉄粉の予熱に
よる燃料原革位の向上だけを目的としており、排ガス温
度を一定に保って鉄粉を略同一温度だけ予熱する装置で
ある。従って鉄粉の予熱完了温度は必ずしも一定にはな
らないから、上記要請には応えられない。

そこで本発明の目的は、制御精度を向上できる、つまり
予熱完了温度を所望温度に精度よく一致させることので
きる被還元材予熱装置における排ガス温度制ｊ８方法を
提供する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上記目的を達成するため、被還元材の予熱
完了温度への影響因子について種々検討した結果、被還
元材、例えば鉄粉は粒子径が非常に小さく、熱伝導率が
非常に悪いので、原料粉の熱交換器入口温度の変動、及
び還元炉の、例えばＨ種の差異に応じて決定される炉内
搬送速度が予熱完了温度を大きく変動させてしまうこと
を見い出した。

そこで本願の第１発明は、被還元材予熱装置における排
ガス温度制御方法において、被還元材の熱交換器入口温
度が高いほど予熱装置への排ガス温度を低く設定した点
に特徴があり、第２発明は被還元材の炉内搬送速度、つ
まり生産速度が速いほど上記排ガス温度を高く設定した
点に特徴がある。

ここで、上記設定排ガス温度を決定するには、目標予熱
温度を得るための、熱交換器入口温度と排ガス温度との
関係、あるいは炉内搬送速度と排ガス温度との関係を予
め実験等によって求めておき、この実験結果から熱交換
器入口温度あるいは炉内搬送速度に応じた排ガス温度を
選択するようにすればよい。

〔作用〕

本発明に係る被還元材予熱装置における排ガス温度制御
方法では、被還元材の熱交換器入口温度が変化した場合
、及び搬送速度が変動した場合は、これに応じて熱交換
器に供給される排ガスの温度が調整されるので、被還元
材の入口温度の変動及び搬送速度の変動による予熱完了
温度に対する影響は、上記排ガス温度の調整によって吸
収され、その結果予熱完了温度を一定にでき、またこれ
に応じて還元炉の熱負荷の変動も小さくできる。

〔実施例〕

以下、本願発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本願の第１．第２発明の一実施例
による鉄粉還元炉における鉄粉予熱！ｌａ置の排ガス温
度制御方法を実施するための予？ｔ！、装置を説明する
ためのもので、図において、第４図と同一符号は同一部
分を示す。

８は排ガスダクト５内を流れる燃焼排ガスの熱交換器４
入口部における温度Ｔｇを検出する排ガス温度検出器、
９は鉄粉１の供給ホッパ３内への供給時の温度Ｔｉを検
出する鉄粉供給温度検出器、ｌＯは鉄粉ｌの熱交換器４
の出側における予熱温度Ｔｅを検出する鉄粉予熱温度検
出器、１１はスチールベルト８ａの移動速度Ｖ、つまり
鉄粉１の炉内搬送速度を検出する搬送速度検出器、１２
は鉄粉の目標予熱温度ＴＳを設定する鉄粉目標予熱温度
設定器である。

そして上記各検出器８〜１１からの検出温度Ｔｇ、　Ｔ
ｉ、　Ｔｅ、検出速度Ｖ、及び設定器１２からの目標予
熱温度Ｔｓは排ガス温度側’４ＢＶ装置１３に入力され
る。この制御Ｖｔ置１３は、設定された鉄粉目標予熱温
度Ｔｓを実現するための設定排ガス温度Ｔｇｓを、鉄粉
供給温度Ｔｉ及び搬送速度Ｖに基づいて演算し、検出排
ガス温度Ｔｇが該設定器ガス温度”［’ｇｓになるよう
上記外気導入ダンパ６を開閉制御する。

ここで第２図（ａ）及び（ｂ）は、上記制御Ｕ置１３に
よる設定排ガス温度’［’ｇｓの演算方法の一例を説明
するためのマツプ図であり、これは予め実験で求めたも
ので、制御装置１３の記ｔα部に格納されている。まず
、第２図（ｂ）は、搬送速度がＶの場合に、目標予熱温
度Ｔｓを実現するための設定排ガス温度Ｔｇｓｌを示し
、図から明らかなように、設定排ガス温度ＴｇＳ１は搬
送速度Ｖが速いほど、及び目標予熱温度Ｔｓが高いほど
高くなっている。また第２図（ａ）は上記設定排ガス温
度”ｒｇｓｔを鉄粉供給温度Ｔｉに応じて補正するため
の補正係数りを示し、図から明らかなようにこの補正係
数りは供給温度Ｔｉが高いほど及び目標予熱温度Ｔｓが
低いほど低くなっており、つまり供給湯＆Ｔｉが高いほ
ど上記設定排ガス温度Ｔｇｓ１を低くなるように補正す
る。

次に本実施例方法を上記装置によって実施する場合につ
いて説明する。

まず本装置の動作の概要について説明すれば、鉄粉供給
ホッパ３から供給される鉄粉１は熱交換器４によって予
熱された後、搬送用ベルト８ａ上に供給され、該ベルト
８ａによって炉内を搬送されつつ、バーナ２ａによって
加熱される。また、熱交換器４にはバーナ２ａからの燃
焼排ガスが供給される。そしてこの場合、排ガス温度制
御装置１３が、設定排ガス温度Ｔｇｓひいては鉄粉の目
標予熱温度ＴＳを実現できるように外気導入ダンパ６を
開閉制御する。

次に上記制御装置１３の動作について第３図のフローチ
ャートに沿って説明する。

鉄粉の目標予熱温度設定器１２によって設定された目標
予熱温度Ｔｓが人力されるとくステップＳｌ）、鉄粉供
給温度検出器９．鉄粉予熱温度検出器１０からの供給温
度Ｔｉ、予熱温度Ｔｅ、排ガス温度検出器８からの排ガ
ス温度Ｔｇ、及び搬送速度検出器１１からの搬送速度Ｖ
を読み込み（ステップＳ２）、上記設定値Ｔ　ｓ　、及
び検出搬送速度Ｖに応じた設定排ガス温度Ｔｇｓｌを上
記第２図（ｂ）のマツプから読み出しくステップＳ３）
、また設定値Ｔｓ、検出鉄粉供給温度Ｔｉに応じた補正
係数りを第２図（ａ）のマツプから読み出しくステップ
Ｓ４）、この補正係数りと上記設定排ガス温度Ｔ　、Ｆ
　Ｓ　ｌとを積算して最終設定排ガス温度Ｔｇ　ｓを演
算する（ステップＳ５）、そして、この設定排ガス温度
Ｔｇｓを実現するためのダンパ開度Ｋを演算し、上記外
気導入ダンパ６を上記開度Ｋになるよう開閉制御する（
ステップＳ６．３７）、そして次に予熱温度検出器１０
からの検出予熱温度Ｔｅと目標予熱温度Ｔｓとを比較し
、両者が一敗しない時は、上記補正係数りを両温度Ｔｅ
、Ｔｓの差に応じて補正しくステップ９）、ステップＳ
５に戻り、両者が一致するまで上記スソテプ３５〜Ｓ９
を繰り返す。

このようにして、予熱温度Ｔｅが目標予熱温度Ｔｓにな
るよう外気導入ダジパ６の開度、ひいては排ガス温度Ｔ
ｇが制御されることとなる。

このように、本実施例では、鉄粉ｌの熱交換器４入口部
温度Ｔ　ｉ　、及び鉄粉１の炉内搬送速度Ｖの変動に応
じて、排ガスの熱交換器４入口部設定温度Ｔｇｓを変化
させるようにしたので、上記変動を吸収して予熱温度Ｔ
ｅを目標温度Ｔｓに精度よく一致させることができ、そ
の結果、過加熱による表面酸化の発生を防止しつつ燃料
原単位の向上を図ることができる。

なお、上記実施例では、排ガス温度の制御手段として外
気導入ダンパ６を設けて、これの開度をＡＩｉ！！！す
るようにしたが、この制御手段としてはこのような方法
に限定されるものではなく、例えばプロアによって排ガ
スを予熱装置に吸い込むように構成し、該ブロアの風量
を調整するようにしてもよい。

また、上記実施例では、設定排ガス温度を決定する因子
として、鉄粉予熱温度、及び鉄粉搬送速度の両方を採用
した場合について説明したが、本願発明方法では、上記
因子のうちいずれか一方のみを採用してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る被還元材予熱装置における排
ガス温度’ｔＪ制御方法によれば、被還元材の熱交換器
入口温度、又は被還元材の炉内搬送温度に応じて熱交換
器への排ガスの設定温度を変化させるようにしたので、
上記入口温度、ｖｉ送速度の変動による被還元材の予熱
温度に対する影響を吸収でき、該予熱温度の制御精度を
向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本願の第１．第２発明の一実施例
による鉄粉予熱装置における排ガス温度制御方法を説明
するための図であり、第１図は上記実施例方法を実施す
るための鉄粉予熱装置の構成図、第２図（ａ）　、　（
ｂ）はそれぞれ上記装置の制御装置に格納されたマツプ
図、第３図はそのフローチャート図、第４図は従来の予
熱装置の構成図である。 図において、■は被還元材（鉄粉）、２は炉本体、４は
熱交換器、Ｔｅは予熱温度（熱交換器出口温度）、Ｔｇ
は排ガス温度、Ｔｇｓは設定排ガス温度、Ｔｉは鉄わ）
供給温度（熱交換器入口温度）　、Ｔ　ｓは目標予熱温
度、■は搬送速度である。 特許出願人　　　　　　　株式会社神戸製鋼所代理人　
弁理士　　　　　下布　努 第２図 鱈畑錦Ｔｉ　− 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）還元炉に供給される粉状の被還元材を燃焼排ガス
   によって予熱する予熱装置において、該予熱装置の熱交
   換器への上記燃焼排ガスの温度を、被還元材の熱交換器
   出口温度が目標予熱温度になるよう制御する方法であっ
   て、被還元材の熱交換器入口温度に応じて、上記熱交換
   器入口部の設定排ガス温度を、被還元材の熱交換器入口
   温度が高いほど低く設定したことを特徴とする被還元材
   予熱装置における排ガス温度制御方法。
2. （２）還元炉に供給される粉状の被還元材を燃焼排ガス
   によって予熱する予熱装置において、該予熱装置の熱交
   換器への上記燃焼排ガスの温度を、被還元材の熱交換器
   出口温度が目標予熱温度になるよう制御する方法であっ
   て、上記被還元材の還元炉内における搬送速度に応じて
   、上記熱交換器入口部の設定排ガス温度を、搬送速度が
   速いほど高く設定したことを特徴とする被還元材予熱装
   置における排ガス温度制御方法。