説明

微粉炭の分配供給設備

【課題】高炉の羽口への微粉炭の分配供給設備において、微粉炭の流量測定及び流量調整の機能を維持しつつ、そのコストを低減する。
【解決手段】微粉炭を受け入れる受入部3aと複数の分配支管3bとを有する分配器3を備え、複数の分配支管3bを介して高炉の複数の羽口に微粉炭を供給する微粉炭の分配供給設備において、複数の分配支管3bの少なくとも一つに、基準となる微粉炭流量の絶対値測定手段9を設け、複数の分配支管3bの全数に、微粉炭流量の大小のみを検知する簡易測定手段10と、微粉炭の流量を調整する流量調整手段11とを設け、さらに、複数の分配支管3bの全数に設けた簡易測定手段10によって検知した測定値を比較する比較手段12を設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高炉の羽口から微粉炭を吹き込む際に、複数ある高炉の羽口に微粉炭を分配供給する微粉炭の分配供給設備に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、高炉の羽口から微粉炭を吹き込む操業方法が広く採用されている(例えば特許文献1)。微粉炭はコークスの代替燃料としてコスト的にメリットが大きくかつ発熱量が良好なため、微粉炭の吹き込み量は増加する傾向にある。
【0003】
高炉には多数、例えば16〜42個の羽口が配置されており、各羽口から、系外から搬送されてきた微粉炭が吹き込まれるが、各羽口からの微粉炭の吹き込み量が均一にならないと、高炉内での均一な精錬反応が起こらず、生産性の低下要因となる。したがって、微粉炭の吹き込みにおいては、各羽口からの微粉炭の吹き込み量を均一にすることが重要な課題であり、この課題を解決するために従来から種々の研究・改良が図られている。
【0004】
その一例を図6を参照して説明する。図6において、微粉炭は、供給タンク1から図示しない気体圧送装置により供給管2を介して分配器3に圧送される。分配器3は、その下部の受入部3aから微粉炭を受け入れ、その側面の分配支管3bから微粉炭を排出する。分配支管3bの先端には吹き込みノズル4が設けられており、この吹き込みノズル4の先端から微粉炭が吹き込まれる。吹き込みノズル4の先端は、熱風環状管5から分岐した送風支管5a内に位置しており、微粉炭は送風支管5aから供給される熱風と共に、高炉6の下部に配置した羽口6aから高炉6内に吹き込まれる。
【0005】
上述のとおり高炉には多数、例えば16〜42個の羽口が配置されており、分配支管3b、吹き込みノズル4及び送風支管5aは各羽口に対応させて羽口の数と同数設けられる。つまり、分配器3は、複数の分配支管3bを介して高炉の複数の羽口6に微粉炭を供給する。
【0006】
ここで、分配器3から吹き込みノズル4までの分配支管3bは、例えば、高炉6及び分配器3が配置されている当該設備のレイアウト、周囲の関連設備の設置状況等により、その長さ、形状(直線・曲線)が相違し、それぞれの分配支管3aにおける圧力損失が相違するため流量が一定ではない。
【0007】
このため図6の例では、複数の分配支管3bのそれぞれに粉体流量測定手段7及び粉体流量調整手段8を設け、粉体流量測定手段7によってそれぞれの分配支管3bにおける微粉炭流量の絶対値を把握し、粉体流量調整手段8によってそれぞれの分配支管3bにおける微粉炭流量を均一になるように調整している。
【0008】
粉体流量測定手段7としては、微粉炭流量の絶対値を把握する必要があることから、従来から測定精度が高いものが使用されている。高精度の粉体流量測定手段としては、特許文献2に開示されているような透過及び位相差型のマイクロ波式の粉体流量測定装置が知られている。このほか、静電容量式の粉体流量測定装置が知られている。
【0009】
一方、粉体流量調整手段8としては、一般的な粉体流量調整バルブのほか、特許文献3に開示されているような分配支管進退手段が知られている。図6の例は分配支管進退手段を適用したものである。この分配支管進退手段は分配器3内部に分配支管3bの端部を中心方向に進退させ、分配支管3bの吸い込み点を中心方向に変えることで、その分配支管3bの固気濃度を調整し、粉体流量を調整するものである。
【0010】
ここで、従来、粉体流量測定手段7として使用されている透過及び位相差型のマイクロ波式、あるいは静電容量式の粉体流量測定装置はいずれも高価な計器である。したがって、従来の微粉炭の分配供給設備においては図6で説明したようにすべての分配支管3bに粉体流量測定手段7を設けるようにしていることから、設備コストが多大になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2004−27265号公報
【特許文献2】特開2000−146646号公報
【特許文献3】特開平3−26609号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明が解決しようとする課題は、高炉の羽口への微粉炭の分配供給設備において、微粉炭の流量測定及び流量調整の機能を維持しつつ、そのコストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、微粉炭を受け入れる受入部と複数の分配支管とを有する分配器を備え、前記複数の分配支管を介して高炉の複数の羽口に微粉炭を供給する微粉炭の分配供給設備において、前記複数の分配支管の少なくとも一つに、基準となる微粉炭流量の絶対値測定手段を設け、前記複数の分配支管の全数に、微粉炭流量の大小のみを検知する簡易測定手段と、微粉炭の流量を調整する流量調整手段とを設け、さらに、前記複数の分配支管の全数に設けた簡易測定手段によって検知した測定値を比較する比較手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明では、基準となる微粉炭流量を測定する絶対値測定手段を複数の分配支管の少なくとも一つに設け、分配支管の全数に微粉炭流量の大小のみを検知する簡易測定手段を設け、それぞれの分配支管における微粉炭流量を比較し流量調整手段によって調整することで、それぞれの分配支管における微粉炭流量が均一になるように調整できる。また、絶対値測定手段によって基準となる微粉炭流量を測定するから、それぞれの分配支管における微粉炭流量の絶対値も把握し調整できる。
【0015】
このように本発明によれば、微粉炭流量の絶対値を把握するために高い測定精度が求められる絶対値測定手段を少なくとも一つの分配支管に設けるだけで、測定精度の高い流量測定手段をすべての分配支管に設けていた従来の設備と同様の微粉炭の流量測定及び流量調整の機能を発揮できる。
【0016】
そして、高価な絶対値測定手段は少なくとも一つの分配支管に設けるだけで、あとは微粉炭流量の大小のみを検知する安価な簡易測定手段、及び同様に安価な比較手段を設ければよいので、設備コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係る微粉炭の分配供給設備の一実施例を示す。
【図2】分配支管の配置例を示す。
【図3】流量調整手段の一例を示す。
【図4】流量調整手段の他の例を示す。
【図5】比較手段による比較表示例を示す。
【図6】従来の微粉炭の分配供給設備を示す。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【0019】
図1は本発明に係る微粉炭の分配供給設備の一実施例を示す。図1において、微粉炭は、供給タンク1から図示しない気体圧送装置により供給管2を介して分配器3に圧送される。分配器3は、その下部の受入部3aから微粉炭を受け入れ、その側面の分配支管3bから微粉炭を排出する。分配支管3bの先端部分の構成は図6と同様である。すなわち、分配支管3bの先端には吹き込みノズル4が設けられており、この吹き込みノズル4の先端から微粉炭が吹き込まれる。吹き込みノズル4の先端は、熱風環状管5から分岐した送風支管5a内に位置しており、微粉炭は送風支管5aから供給される熱風と共に、高炉6の下部に配置した羽口6aから高炉6内に吹き込まれる。
【0020】
高炉には多数、例えば16〜42個の羽口が配置されており、分配支管3bは各羽口に対応させて羽口の数と同数設けられる。つまり、分配器3は、複数の分配支管3bを介して高炉の複数の羽口に微粉炭を供給する。分配支管3bは図2に示すように、分配器3の本体部分から例えば放射状に延びるように設けられる(図2は分配支管3bを16本設けた例を示す。)。
【0021】
再度図1を参照すると、複数の分配支管3bの少なくとも一つに、基準となる微粉炭流量を測定する微粉炭流量の絶対値測定手段9が設けられている。また、複数の分配支管3bの全数に、微粉炭流量の大小のみを検知できる簡易測定手段10と、微粉炭の流量を調整する流量調整手段11とが設けられている。さらに、複数の分配支管3bのそれぞれに設けた簡易測定手段10によって検知した測定値を相互に比較する比較手段12が設けられている。
【0022】
絶対値測定手段9としては、分配支管3bにおける微粉炭流量の絶対値を把握する必要があることから、測定精度の高いものを使用する。具体的には、特許文献2に開示されているような透過及び位相差型のマイクロ波式の粉体流量測定装置、又は静電容量式の粉体流量測定装置が適当である。
【0023】
透過及び位相差型のマイクロ波式の粉体流量測定装置は、粉体搬送管に沿って設置した2ヶ所の検出部にて粉体にマイクロ波を作用させた際の当該マイクロ波の位相変化量と粉体重量嵩密度との関係係数を予め設定し、この関係係数、粉体の流通速度、粉体の流路の断面積及びマイクロ波の位相変化量に基づいて粉体の流量を測定する粉体流量測定装置であって、測定対象である粉体の重量嵩密度とこの粉体に作用させたマイクロ波の位相変化量とを実測して前記関係係数を設定する関係係数設定手段を設けているものである。
【0024】
静電容量式の粉体流量測定装置は、粉体搬送管に沿って設置した2ヶ所の検出部にて静電容量を測定し、粉体密度及び測定波形の検出部管の移動速度から粉体流量を測定するものである。
【0025】
なお、本発明の微粉炭の分配供給設備における絶対値測定手段の設置数量は、当該設備においていずれか1本の分配支管に1個あれば良いが、使用による故障等を考慮すると、さらに1〜2本の他の分配支管にそれぞれ設置してもよい。
【0026】
一方、簡易測定手段10としては、絶対値測定手段9によって測定される基準となる微粉炭流量と対応する相対的な微粉炭流量を測定できれば良く。微粉炭流量の絶対値を精度良く測定する必要はないので、簡易的で安価な粉体流量測定装置を使用できる。具体的には、ドップラー型のマイクロ波式の粉体流量測定装置を使用できる。
【0027】
ドップラー型のマイクロ波式の粉体流量測定装置は、粉体搬送管に設置した1ヶ所の検出部にてμ波ドップラー効果を利用し、流体粒子によって反射された周波数及び振幅の計測値から粉体流量を測定するものである。
【0028】
図3は、図1の実施例で採用した流量調整手段11を示す。この流量調整手段11は、分配器3内部に分配支管3bの端部を中心方向に進退させる分配支管進退手段からなる。すなわち、この分配支管進退手段は分配器3内部に分配支管3bの端部を中心方向に進退させ、分配支管3bの吸い込み点を中心方向に変えることで、その分配支管3bの固気濃度を調整し、粉体流量を調整する。分配支管3bの端部を中心方向に進退させる機構としては、手動ジャッキ等を使用して分配支管3bを伸縮させるようにすることができる。
【0029】
なお、流量調整手段としては、上述の分配支管進退手段を設けるほか、図4に示すように一般的な粉体流量調整バルブ11aを設けることもできる。
【0030】
比較手段12は、それぞれの分配支管3bに設けた簡易測定手段10によって検知した測定値を相互に比較する。実施例では、図5に示すようにそれぞれの分配支管3bに設けた簡易測定手段10によって検知した微粉炭流量の大小のみの測定値をレーダーチャートとして表示し、比較するようにしている。ここで、図5中のAの測定値は、絶対値測定手段9を設けた分配支管3bにおける簡易測定手段10による測定値である。このAの微粉炭流量は、絶対値測定手段9によって正確な絶対値が把握されており、当該分配支管3bに設けられた流量調整手段11によって所望の流量に調整されている。その他の分配支管3bについては、図5のような比較表示結果に基づき、当該分配支管3bにおける簡易測定手段10により検知された測定値が基準となるAの値になるように流量調整手段11によって調整する。そうすると、すべての分配支管3bにおける微粉炭流量が揃って均一となり、しかもその絶対値も所望の流量になる。
【0031】
すなわち、本発明に係る微粉炭の分配供給設備では以下の工程1〜3により、微粉炭の分配供給を行う。
工程1:絶対値測定手段9を設けた分配支管3bにおいて、絶対値測定手段9によって測定した微粉炭流量の絶対値が所望の流量となるように、当該分配支管3bに設けた流量調整手段11によって微粉炭流量を調整する。
工程2:それぞれの分配支管3bに設けた簡易測定手段10によって、微粉炭流量の大小のみを検知・測定し、比較手段12によって比較する。
工程3:比較手段12による比較結果に基づき、絶対値測定手段9を設けていない分配支管3bにおける簡易測定手段10による大小の測定値が、絶対値測定手段9を設けた分配支管3bにおける簡易測定手段10による大小の測定値と同一になるように、それぞれの分配支管3bに設けた流量調整手段11によって微粉炭流量を調整する。
【0032】
本発明に係る微粉炭の分配供給設備では上記工程1〜3による分配供給方法を行うことで、それぞれの分配支管3bにおける微粉炭流量を±5%の精度で均一に調整することができた。
【符号の説明】
【0033】
1 供給タンク
2 供給管
3 分配器
3a 受入部
3b 分配支管
4 吹き込みノズル
5 熱風環状管
5a 送風支管
6 高炉
6a 羽口
7 粉体流量測定手段
8 粉体流量調整手段
9 絶対値測定手段
10 簡易測定手段
11 流量調整手段(分配支管進退手段)
11a 粉体流量調整バルブ(流量調整手段)
12 比較手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
微粉炭を受け入れる受入部と複数の分配支管とを有する分配器を備え、前記複数の分配支管を介して高炉の複数の羽口に微粉炭を供給する微粉炭の分配供給設備において、
前記複数の分配支管の少なくとも一つに、基準となる微粉炭流量の絶対値測定手段を設け、
前記複数の分配支管の全数に、微粉炭流量の大小のみを検知する簡易測定手段と、微粉炭の流量を調整する流量調整手段とを設け、
さらに、前記複数の分配支管の全数に設けた簡易測定手段によって検知した測定値を比較する比較手段を設けたことを特徴とする微粉炭の分配供給設備。
【請求項2】
前記絶対値測定手段として、透過及び位相差型のマイクロ波式、又は静電容量式の粉体流量測定装置を設け、
前記簡易測定手段として、ドップラー型のマイクロ波式の粉体流量測定装置を設けた請求項1に記載の微粉炭の分配供給設備。
【請求項3】
前記流量調整手段として、粉体流量調整バルブ、又は前記分配器内部に前記分配支管の端部を中心方向に進退させる分配支管進退手段を設けた請求項1又は2に記載の微粉炭の分配供給設備。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−12323(P2011−12323A)
【公開日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−158936(P2009−158936)
【出願日】平成21年7月3日(2009.7.3)
【出願人】(306022513)新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Fターム(参考)】