JPH0440408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、底吹き転炉あるいは上底吹き転炉内
に装入した溶融鉄浴中へ酸素ガス、粉体燃料を切
り換え弁を介して吹き込む際、とくに各吹き込み
系統への確実な切り換えを実現するための切り換
え方法の改良に関するものである。

（従来の技術） 特公昭60−40487号公報では、キヤリア媒体内
に浮遊する石炭及びコークスの塵埃のような微細
粒炭素を含有する燃料及び酸素を鉄溶融浴内に導
入する装置として、上記燃料を鉄溶融浴中に導入
する場合には溶融浴の面下方に該燃料を信頼性の
よい故障のない供給が長時間に亘つて保証され、
また羽口が閉塞されることがなく、燃料を送らな
い間は羽口は開放した状態に維持される装置が提
案されている。

上記の公報にて開示されている装置（以下単に
切り換え弁と記す）は、燃料供給パイプ、酸素供
給パイプ、および羽口パイプとを具備するハウジ
ング内に可動弁部材を配置しており、前記酸素供
給パイプ内の酸素の圧力を制御することにより該
弁部材を作動させ、燃料又は酸素のいずれかを羽
口パイプを介して転炉内に吹き込む仕組みになつ
ている。

具体的には、酸素供給パイプにおける酸素の吹
き込み圧力を、羽口パイプにおける吹き込み圧力
よりも0.5ないし10バールの調整可能な圧力差だ
け減少させることにより、ハウジング内に配置し
た可動弁部材にて酸素供給孔を閉塞し、このとき
燃料供給孔から燃料の供給を開始する。逆に酸素
の供給を開始する場合には、前記圧力差だけ増加
させることにより、該可動弁部材にて燃料供給孔
を閉塞し、酸素供給孔より酸素の供給を開始する
ものである。

（発明が解決しようとする問題点） この切り換え弁は、転炉内に酸素ガスや炭素を
含有する微細粒燃料を吹き込む際、炭塵爆発等に
よる危険を簡単な仕組みをもつて回避できる点と
くに有利であるが、以下の如き問題があつた。す
なわち、このような切り換え弁は通常転炉の炉底
鉄皮近傍で300℃程度の比較的高い温度の雰囲気
中にあること、また切り換え弁の動作を外部より
電気的に調整すべく調整媒体を有しないことか
ら、切り換え弁が確実に作動しているか否かを直
接検出することができなかつた。このため例え
ば、このような切り換え弁を適用して燃料の吹き
込み動作から酸素吹き込み動作に切り換える場合
には、粉体燃料を吹き込むための搬送ガスの供給
圧力を下げる必要があるが、この供給圧力を下げ
るタイミングが適切でなく、切り換え弁の圧力差
が減少して可動弁部材の動作が不確実となつた
り、酸素ガスの供給が間に合わずに羽口の圧力が
低下する等の不利があつた。

本発明の目的は、このような切り換え弁を適用
して転炉内に酸素ガスや粉体燃料を吹き込む際に
生じる上述したような問題を解消し、酸素ガスお
よび粉体燃料の各吹き込み系統の確実な切り換え
を実現するのに有利な切り換え方法を提案すると
ころにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は、各吹き込み系統における供給圧力
を系統別に制御し、切り換え弁の内部における圧
力差を確保することによつて達成される。

すなわち本発明は、酸素ガス吹き込み系統及び
粉体燃料吹き込み系統を有する底吹あるいは上底
吹き転炉内に、酸素ガス又は粉体燃料のいずれか
一方を選択的に吹き込むために、これら吹き込み
系統間の圧力差によつて切り換え可能な切り換え
弁を次のように作動させること、すなわち、 (1) 粉体燃料から酸素ガスへの切り換えは、前記
酸素ガス吹き込み系統における吹き込み圧力を
切り換えに必要な値以上に維持した上で、前記
粉体燃料吹き込み系統によるキヤリアガスの供
給を停止すると共に、粉体燃料吹き込み系統内
に残存したキヤリアガスを放出しながら行うこ
と、 (2) 酸素ガスから粉体燃料への切り換えは、前記
粉体燃料吹き込み系統における吹き込み圧力を
切り換えに必要な値に維持した上で、前記酸素
ガス吹き込み系統による該酸素ガスの供給を停
止すると共に、酸素ガス吹き込み系統に残存し
た酸素ガスを放出しなから行うこと、 を特長とする転炉における酸素ガス及び粉体燃料
吹き込み系統の切り換え方法である。

（作用） 以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は、転炉における酸素ガス、粉体燃料の
供給設備を模式的に示したものである。図におい
て１は転炉、２は、転炉１の鉄溶融浴中に酸素ガ
ス又は粉体燃料を任意に吹き込むための羽口、３
は酸素ガス、粉体燃料の切り換えを、それらの圧
力差を利用して行う切り換え弁、４は主に酸素ガ
ス（不活性ガスの場合もある）を吹き込むための
酸素ガス吹き込み系統、５は酸素ガス放散弁、６
は酸素ガス圧力計であり、７は酸素ガス遮断弁、
８は酸素ガス流量計、そして９は酸素ガス供給圧
力制御装置である。また１０は粉体燃料をキヤリ
アガスとともに吹き込む粉体燃料吹き込み系統、
１１はキヤリアガス放散弁、１２は粉体燃料を貯
蔵しかつ必要量を切り出すための燃料貯蔵切り出
し装置、１３はキヤリアガス圧力計、１４はキヤ
リアガス遮断弁であり、１５はキヤリアガス流量
計、１６はキヤリアガス供給圧力制御装置、１７
はキヤリアガス流量調節弁、そして１８は粉体燃
料切り出し弁である。

通常、酸素ガス吹き込み系統４における酸素ガ
ス流量は切り換え弁３の酸素吹き込み孔断面の面
積によつて規制されており、必要量のガス流量を
確保しかつ一定にするためには酸素ガス供給圧力
制御装置９により供給圧力を10〜20Kg／cm²Ｇ、例
えば15Kg／cm²Ｇに制御されている。ところで、粉
体燃料吹き込み系統１０においては、キヤリアガ
スのみを吹き込む場合羽口２の入口におけるキヤ
リアガスの圧力はキヤリアガス流量によつても異
なるが、４〜８Kg／cm²Ｇ程度になる。ここで、粉
体燃料吹き込み系統から酸素ガス吹き込み系統４
へ切り換えるに際して、例えば酸素ガスの供給圧
力を15Kg／cm²Ｇとすると切り換え弁３は吹き込み
系統１０から吹き込み系統４へスイツチングを開
始するが、粉体燃料吹き込み系統１０におけるキ
ヤリアガスは流量計１５や流量調節弁１７等から
成る流量制御装置にて流量制御されているため、
切り換え弁３の入口におけるキヤリアガス供給圧
力制御装置１６の２次側圧力である10〜20Kg／
cm²・Ｇたとえば16Kg／cm²・Ｇ近くまで上昇してお
りこのような状態では切り換えに必要かつ十分な
圧力差を切り換え弁に与えることができない。

本発明は、上記の如き設備において、以下の要
領にて切り換え弁を切り換えることにより、酸素
ガス又は粉体燃料のいずれか一方を選択的に吹き
込むものである。

まず酸素ガス供給系統によるガスの吹き込みか
ら粉体燃料吹き込み系統による燃料の吹き込みに
切り換えるに当つては、キヤリアガス放散弁１１
を閉じてからキヤリアガス遮断弁１４を開きキヤ
リアガス供給圧力制御装置１６により圧力制御さ
れたキヤリアガスを流す。そしてキヤリアガスの
圧力が圧力計１３にて所定の値に達したことを確
認した時点で、酸素ガス遮断弁７を閉じ、酸素ガ
ス放散弁５を開として、酸素ガス供給ライン４内
に残存した酸素ガスを放出して圧力を下げる。

ここで上記キヤリアガスの所定の圧力は、羽口
への溶融鉄の差し込みを防ぐのに必要な圧力で、
かつ、酸素ガス遮断弁７および酸素ガス放散弁５
の動作速度を考慮して、切り換え弁３のスムーズ
な切り換え動作を実現するために適当な圧力、た
とえば５Kg／cm²・Ｇとする。また、たとえば、キ
ヤリアガス放散弁１１が図示しない制御装置より
の閉指令を受けながら、全閉にならなかつたり、
あるいは、燃料吹き込み系統１０でリークがあつ
て、キヤリアガスの圧力が所定の値まで上昇しな
い場合は、酸素ガスの遮断弁７は開のまま、酸素
ガス放散弁は閉のままとすることにより、切り換
え弁３の粉体燃料吹き込み側への切り換えを行わ
ない。

次に粉体燃料の吹き込みから酸素ガスの吹き込
みに切り換えるに当つては、酸素ガス放散弁５を
閉じ酸素遮断弁７を開とする。次に酸素ガス供給
圧力制御装置９により酸素ガスを流す。そして、
流量計８、圧力計６にて酸素ガスの流量、圧力が
所定の値に達したことを確認した時点でキヤリア
ガス遮断弁１４を閉じキヤリアガス放散弁１１を
開として粉体燃料吹き込み系統１０内に残存した
キヤリアガスを放出して圧力を下げる。

ここで上記の酸素ガスの圧力の所定の値は、羽
口への溶融鉄の差し込みを防ぐのに必要な圧力
で、かつ、キヤリアガス遮断弁１４およびキヤリ
アガス放散弁１１の動作を考慮して、切り換え弁
３のスムーズな切り換え動作を実現するのに適当
な値、たとえば、５Kg／cm²・Ｇとする。仮にこの
圧力を、14Kg／cm²・Ｇというような高い値に設定
しても、切り換え弁３は、粉体燃料吹き込み側へ
切り換え動作を開始するが、その動作の途中に
は、キヤリアガスが流量計１５と流量調節弁１７
等から構成される流量制御装置にて、未だ流量制
御されているので、切り換え弁内部のキヤリアガ
スの流路の断面積が小さくなつた分だけ、キヤリ
アガスの圧力が上昇し、その圧力の最高値は、キ
ヤリアガス圧力制御装置の２次側設定圧力値にま
で達するので、切り換え弁内部に作用する圧力差
は非常に小さくなり、切り換え動作が短時間に終
わらないことがある。従つて前記の酸素の圧力の
設定値は、羽口への溶融鉄の差し込みが起こらな
い範囲で、できるだけ低い方が望ましい。

また、たとえば、酸素ガス放散弁が図示しない
制御装置より閉指令をうけながら全閉にならなか
つたり、あるいは酸素ガス吹き込み系統４でリー
クがあつて、酸素ガス圧力が前記の所定の値に達
しない時には、キヤリアガス遮断弁１４は開のま
ま、キヤリアガス放散弁１１は閉のままとし、切
り換え弁３の酸素ガス吹き込み側への切り換えは
行わない。

本発明では上述のような要領の操作を行うの
で、切り換え弁３の内部における圧力差を確保す
ることができ、確実に吹き込み系統を切り換える
ことができる。

（実施例） 実施例 １ 第１図に示した設備を適用して底吹き転炉内の
溶融鉄浴中に酸素ガス及び粉体燃料を前述した要
領にて切り換え弁３を介して交互に吹き込み切り
換え弁３の作動状況を調べた。

粉体燃料を300Kg／分の速度で、流量60Nm³／
分の窒素ガスをキヤリアガスとして、切り換え弁
３、羽口２を介して転炉１内の溶融鉄浴中へ吹き
込んでいた。このときキヤリアガス圧力計１３
は、13〜15Kg／cm²・Ｇを示していた。この状態か
ら、第２図のタイムチヤートＡに示すロジツクに
より、酸素ガス吹き込み系統への切り換えを行つ
た。先ず燃料切り出し弁１８を閉じてから所定時
間（T₁秒）経過後酸素ガス放散弁５を閉じ次に
酸素ガス遮断弁７を開き、酸素ガス圧力計６によ
る圧力測定値が、所定の圧力５Kg／cm²に達した時
点で、キヤリアガス遮断弁１４を閉じ、キヤリア
ガス放散弁１１を開けたところ、粉体燃料吹込系
統１０の圧力が低下し、切り換え弁３が酸素ガス
吹き込み系統と粉体燃料吹き込み系統との圧力差
により、酸素ガス吹き込み系統側へスムーズに切
り換わり、所定の流量60Nm³／分で酸素ガスが吹
き込まれた。このとき酸素ガス圧力計６は、約11
Kg／cm²・Ｇを示していた。次に、この状態から、
第２図タイムチヤートのＢに示すロジツクにより
再び粉体燃料吹き込み系統への切り換えを行つ
た。先ず、キヤリアガス放散弁１１を閉じてから
キヤリアガス遮断弁１３を開き、キヤリアガス圧
力計１３による圧力測定値が所定の圧力５Kg／
cm²・Ｇに達した時点で、酸素ガス遮断弁７を閉
じ、酸素ガス放散弁５を開いて、酸素ガス吹き込
み系統の圧力を下げた。その結果、切り換え弁３
の内部のバネ（図示せず）の力により、切り換え
弁３の可動弁部材（図示せず）が粉体燃料吹き込
み系統側へ動作し、キヤリアガス（窒素ガス）が
所定流量60Nm³／分で流れ出した。酸素ガス放散
弁５が開いてから所定時間（T₂秒）経過した後、
粉体燃料切り出し弁１８を開き、粉体燃料を300
Kg／分の流量で吹き込み始めた。

実施例 ２ 前記の実施例１では、粉体燃料から酸素ガスへ
の切り換えは、酸素ガス吹き込み系おにおける吹
き込み圧力を切り換えに必要な値以上に維持した
上で、又、酸素ガスから粉体燃料への切り換え
は、前記粉体燃料吹き込み系統における吹き込み
圧力を切り換えに必要な値以上に維持した上で、
切り換え弁３に作用する酸素ガス圧力を制御して
切り換え弁３の可動弁部材（図示せず）を動作さ
せて、上記切り換えを行うようにした。しかし、
仮に、粉体燃料による粉体燃料吹き込み系統１０
の閉塞や、キヤリアガス放散弁１１への粉体燃料
噛み込みによる動作不良が発生した場合等、前記
圧力値のみを切り換えの条件とする方法では、安
全で確実な切り換えを期し難い。そこで、実施例
２では、前記圧力値の他に、各遮断弁７，１４、
各放散弁５，１１の開閉状態や、各流量計８，１
５による各ガス流量値を切り換え条件として加え
ることにより、安全で確実な切り換えを実現しよ
うとするものである。実施例２における切り換え
方法を第３図のタイムチヤートに示した。

先ず、粉体燃料の流量300Kg／分、キヤリアガ
ス（窒素ガス）の流量60Nm³／分、キヤリアガス
の圧力計１３の指示値13〜15Kg／cm²・Ｇで粉体燃
料を吹き込んでいる状態から、酸素ガス吹き込み
系統への切り換えを次のように行つた。すなわち
切り出し弁１８を閉じてから所定時間（T₁秒）
経た後、酸素ガス放散弁５を閉じ、その全閉状態
をリミツトスイツチ（図示せず）により確認後、
酸素ガス遮断弁７を開ける。酸素ガス遮断弁７の
全開をリミツトスイツチ（図示せず）により確認
し、又酸素ガス圧力計６による圧力測定値が所定
圧力５Kg／cm²・Ｇ以上に、酸素ガス流量計８によ
る酸素ガス流量測定値が所定流量4Nm³／分（こ
の値は酸素ガス遮断弁７から切り換え弁３に至る
酸素ガスの吹き込み系統の配管容積によつて異な
る）以上に達したことを確認して、キヤリアガス
遮断弁１４を閉じ、キヤリアガス放散弁１１を開
いた。その結果切り換え弁３が、酸素ガス吹き込
み系統４と粉体燃料吹き込み系統１０の差圧によ
り酸素ガス吹き込み系統側へ切り換わり所定流量
60Nm³／分で酸素ガスが吹き込まれ始めた。

次にこの状態から再び粉体燃料吹き込み系統へ
の切り換えを次のように行つた。先ずキヤリアガ
ス放散弁１１を閉じ、その全閉状態をリミツトス
イツチ（図示せず）により確認した後、キヤリア
ガス遮断弁１４を開とした。キヤリアガス圧力計
１３が４Kg／cm²・Ｇ以上となり、キヤリアガス流
量計１５が6Nm³／分（この値は、キヤリアガス
遮断弁１４から切り換え弁３に至る粉体燃料吹き
込み系統の配管内容積によつて異なる）以上とな
り、さらにキヤリアガス遮断弁１４の全開をリミ
ツトスイツチ（図示せず）により確認してから、
酸素ガス遮断弁７を閉じ、その全閉状態をリミツ
トスイツチ（図示せず）により確認後、酸素ガス
放散弁５を開いた。その結果、切り換え弁３は粉
体燃料吹き込み系統側へ切り換わり、キヤリアガ
ス（窒素ガス）がキヤリアガス流量調節弁１７に
より流量制御されながら所定流量60Nm³／分で流
れ始めた。酸素ガス放散弁５が全開となつてから
所定時間（T₂秒）経過してから粉体燃料切出し
弁１８が開き、粉体燃料が所定流量300Kg／分で
吹き込み始められた。

この実施例では、各遮断弁や各解放弁の開閉状
態をリミツトスイツチにより確認したまま酸素ガ
スもしくはキヤリアガスの流量を確認することに
より、遮断弁の動作不良や、各吹き込み系統特に
粉体燃料吹き込み系統と閉塞が検知でき、これ等
の検知により以後の切り換え操作を停止できるの
で、実施例１よりもさらに安全で確実な切り換え
ができる。

（発明の効果） 本発明によれば、転炉内に酸素ガス及び粉体燃
料を切り換え弁を介して吹き込む際、切り換え弁
の内部における圧力差を確保することができるの
で、各吹き込み系統への確実な切り換えが可能で
あり、このため酸素と炭素を含有した粉体燃料と
の混在による燃焼事故の防止と安全かつ適確な吹
錬制御が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、転炉への酸素ガス及び粉体燃料吹き
込み系統図、第２図および第３図は、酸素ガスと
粉体燃料吹き込み系統との切り換え要領説明図
（タイムチヤート）である。 １……転炉、２……羽口、３……切り換え弁、
４……酸素ガス吹き込み系統、５……酸素ガス放
散弁、６……酸素ガス圧力計、７……酸素ガス遮
断弁、８……酸素ガス流量計、９……酸素ガス供
給圧力制御装置、１０……粉体燃料吹き込み系
統、１１……キヤリアガス放散弁、１２……粉体
燃料貯蔵切り出し装置、１３……キヤリアガス圧
力計、１４……キヤリアガス遮断弁、１５……キ
ヤリアガス流量計、１６……キヤリアガス供給圧
力制御装置、１７……キヤリアガス流量調節弁、
１８……粉体燃料切り出し弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸素ガス吹き込み系統及び粉体燃料吹き込み
   系統を有する底吹あるいは上底吹き転炉内に、酸
   素ガス又は粉体燃料のいずれか一方を選択的に吹
   き込むために、これら吹き込み系統間の圧力差に
   よつて切り換え可能な切り換え弁を次のように作
   動させること、すなわち、 (1) 粉体燃料から酸素ガスへの切り換えは、前記
   酸素ガス吹き込み系統における吹き込み圧力を
   切り換えに必要な値に維持した上で、前記粉体
   燃料吹き込み系統によるキヤリアガスの供給を
   停止すると共に、粉体燃料吹き込み系統内に残
   存したキヤリアガスを放出しながら行うこと、 (2) 酸素ガスから粉体燃料への切り換えは、前記
   粉体燃料吹き込み系統における吹き込み圧力を
   切り換えに必要な値以上に維持した上で、前記
   酸素ガス吹き込み系統による該酸素ガスの供給
   を停止すると共に、酸素ガス吹き込み系統に残
   存した酸素ガスを放出してから行うこと、 を特徴とする転炉における酸素ガス及び粉体燃料
   吹き込み系統の切り換え方法。