JPH08120312A - 高炉への微粉炭吹込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の高炉への微粉炭吹込み装置では、吹込
みに必要な高い圧力まで昇圧した高価な不活性ガスを排
圧時そのまま大気に放散してきた。本装置を用いれば、
簡単にかつ有効にこの排気している不活性ガスを再利用
できる。 【構成】 吹込みタンクを３個以上並列に配し、それぞ
れの吹込みタンク間を均圧導通管で連通し、開閉バルブ
を設置して、排気する不活性ガスを他の吹込みタンクの
加圧に再利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉羽口より原料及び
燃料を吹込む装置で、特に燃料及び還元ガス源として微
粉炭を吹込む装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉羽口へ微粉炭を気流輸送により吹込
む従来技術は、例えば特公昭５１−２９６８４号公報に
示されるもので、従来の吹込み装置を図４に示す。微粉
炭製造装置で製造された微粉炭は供給管１より貯蔵タン
ク２に供給される。貯蔵タンク２は集塵機３と連通され
ており、吹込み装置系内から排出されるガスは集塵機３
で微粉炭を除去されて大気に放散される。貯蔵タンク２
より充填管４Ａ，４Ｂ，４Ｃを介して複数個並列に配置
した吹込みタンク５Ａ，５Ｂ，５Ｃに充填管開閉バルブ
６Ａ，６Ｂ，６Ｃを開として微粉炭を供給する。

【０００３】吹込みタンク５Ａ，５Ｂ，５Ｃからは吹込
み管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ内にある吹込み開閉バルブ８Ａ，
８Ｂ，８Ｃを開としてタンクより微粉炭を切り出し、昇
圧された搬送空気源１５よりの搬送空気により微粉炭を
高炉羽口までの搬送配管１４で気流輸送する。高炉まで
の気流輸送のため、吹込み時は充填管開閉バルブ６Ａ，
６Ｂ，６Ｃを閉として吹込みタンク５Ａ，５Ｂ，５Ｃを
昇圧する必要がある。

【０００４】この昇圧には、微粉炭からの発火を防止す
るため窒素等の不活性ガスを用い、不活性ガス源９から
加圧配管１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと吹込みタンク５Ａ，
５Ｂ，５Ｃの圧力を必要圧に制御する制御バルブ１１
Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを介して昇圧する。吹込みを完了し
た吹込みタンク５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、貯蔵タンク２より
の次に吹込む微粉炭の充填供給を受けるため、排圧管開
閉バルブ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを開とし排圧管１２
Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを介して吹込みタンク５Ａ，５Ｂ，
５Ｃの圧力を降下させ、貯蔵タンク２と同圧力とされた
後充填管開閉バルブ６Ａ，６Ｂ，６Ｃを開とする。

【０００５】この充填、昇圧、吹込み、排圧を繰り返す
吹込みタンク５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、高炉に微粉炭を中断
無く連続的に吹込むため通常２ないし３個設置され、１
個が吹込み運転を行っている間に他のタンクは充填等の
準備及び次の吹込みに備え待機しているスケジュールと
し、各タンクは順次切り替えるサイクルスケジュールで
運転されている。吹込みタンク２個の場合に付いて運転
方法の一例を図５に、吹込みタンク３個の場合に付いて
運転方法の一例を図６に示す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】微粉炭の気流輸送のよ
うに固体を気体との混相状態で輸送する場合は非常に大
きな圧力損失をともない、輸送先の高炉羽口の圧力は近
年の高炉高圧操業で高くなっているため、これに用いる
吹込みタンク内の圧力は非常に高いものとなっている。
また、微粉炭は可燃性であり着火の可能性があるばかり
でなく、非常に危険な炭塵爆発も起こり得るので、吹込
みタンク内は低酸素に保持する必要があり吹込みタンク
内の昇圧には窒素、炭酸ガス等の不活性ガスが用いられ
ている。

【０００７】従来技術による装置では、吹込みを終えた
後の吹込みタンク内のこの圧力の高い高価な不活性ガス
は排出管から排気され、集塵機を介してそのまま大気に
放散されてきている。連続して高炉に吹込むタイムサイ
クルを守るため短時間で排圧されるが、高圧状態から大
気圧状態まで一気に減圧されるため気体膨張も大きく、
大きい集塵機が必要である。

【０００８】吹込みタンクから排気されるこの不活性ガ
スには微粉炭が混入しており、そのまま再利用すること
もできない。不活性ガスに窒素以外を用いると大気汚染
上好ましくなく、集塵を十分行わないと粉塵で環境上好
ましくない。本発明の目的は、この高価で微粉炭を混入
していて再利用され難い不活性ガスを簡単な装置で有効
に再利用する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】微粉炭を貯蔵、供給する
貯蔵タンクと、該貯蔵タンクの下流に並列に配置された
微粉炭の吹込みタンクを持ち、気流輸送により高炉羽口
から微粉炭を連続的に吹込む装置に於いて、前記吹込み
タンクを３個以上とし、それぞれの吹込みタンク間を均
圧導通管で連結し、該均圧導通管にそれぞれ開閉バルブ
を設置したことを特徴とする高炉への微粉炭吹込み装置
にある。

【００１０】

【作用】複数の吹込みタンクの内１個は、高炉羽口まで
微粉炭を中断無く連続的に吹込むため必ず吹込み状態に
ある。本装置では、３個以上の吹込みタンクを有するこ
とにより吹込み中のもの以外に２個以上の吹込みタンク
を、排圧、充填供給、加圧の作業中もしくは次の吹込み
のため待機している準備状態にすることができる。更に
均圧導通管を設置しているので、均圧導通管内の開閉バ
ルブを開とすることで、この２個の準備中吹込みタンク
を連通することができ、タンク内の不活性ガスを高圧側
の吹込みタンクから低圧側の吹込みタンクに送ることが
できる。

【００１１】この本発明の装置を用いて排気する不活性
ガスを再利用する方法を説明する。高炉羽口まで微粉炭
を搬送するため吹込み中である吹込みタンクは昇圧され
ており高圧の状態にあり、吹込みを完了したあとタンク
内は高圧の不活性ガスが充満された状態にある。この吹
込み完了し準備作業を始めた吹込みタンクと、微粉炭の
充填供給を終えて大気圧状態にあるもう１個の準備中の
吹込みタンクの間の均圧導通管の開閉バルブを開として
２個の準備中の吹込みタンクを連通する。

【００１２】吹込みを完了したあとの吹込みタンク内に
充満した大量の高圧の不活性ガスは均圧導通管を通り、
微粉炭で充満された大気圧状態の吹込みタンクに同等圧
力にまで均圧されるまで送られる。従って、この均圧さ
れるまで流れる排気の不活性ガスが再利用できる。吹込
みを終えた吹込みタンク内の微粉炭は空状態で多量の不
活性ガスで充満されているのに対し、微粉炭の充填供給
を終えた吹込みタンクには微粉炭が充満されているため
空隙が少なく、導通して均圧すれば双方ともタンクの微
粉炭が空の場合より高い圧力状態が得られる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例を図により詳細に説明
する。図１は本発明装置で吹込みタンクを３個とした場
合の一実施例を示す装置フロー図で、図４と同じ部品に
は同一の符号を付して説明を省略した。図２は図１の装
置を用いて高炉羽口へ微粉炭を吹込む場合の運転状態と
各バルブの開閉状態を示した実施例で、図上左から右へ
時間が経過して順次各吹込みタンクが吹込みを行った場
合の１サイクルについて示している。

【００１４】図２で矢印を記した時点からの各機器の動
きを、図１を用いて説明する。図示しない微粉炭製造装
置で製造された微粉炭は供給管１より大気圧状態の貯蔵
タンク２に供給され、充填管４Ｃを介して吹込みタンク
５Ｃに充填管開閉バルブ６Ｃを開として微粉炭が供給さ
れる。大気圧状態の吹込みタンク５Ｃが微粉炭で所定量
だけ充満されると充填管開閉バルブ６Ｃを閉として充填
供給を終える。この時吹込みタンク５Ａは吹込管開閉バ
ルブ８Ａを開として高炉羽口へ微粉炭を吹込んでおり、
吹込みタンク５Ｂは吹込みタンク５Ａから途切れること
無く吹込みを続けるため微粉炭を充填して吹込みタンク
５Ａと同じ圧力まで昇圧され待機している。

【００１５】吹込みタンク５Ａ内の微粉炭が空になると
吹込管開閉バルブ８Ａを閉とし、吹込管開閉バルブ８Ｂ
を開として待機していた吹込みタンク５Ｂから微粉炭を
吹込む。吹込みを完了した吹込みタンク５Ａは次の吹込
みに備えて準備作業に入り、高圧となっているタンク圧
力を排圧するが、この時吹込みタンク５Ｃの排圧管開閉
バルブ１３Ｃを閉とし、吹込みタンク５Ａと吹込みタン
ク５Ｃを連通する均圧導通管１６Ｃの開閉バルブ１７Ｃ
を開とする。均圧導通管の中を不活性ガスが吹込みタン
ク５Ａから吹込みタンク５Ｃへ流れ、吹込みタンク５Ａ
と吹込みタンク５Ｃは吹込みに必要な圧力と大気圧の中
間値で同等圧力となる。この作業を図２では便宜的に排
圧される吹込みタンク５Ａでは一次排圧と記載し、加圧
される吹込みタンク５Ｃでは一次加圧と記載している。

【００１６】次に均圧導通管開閉バルブ１７Ｃを閉と
し、加圧管制御バルブ１１Ｃを開として、不活性ガス源
９からの新しい不活性ガスで吹込みタンク５Ｃを吹込み
に必要な圧力まで昇圧（二次加圧）し、昇圧完了で吹込
みタンク５Ｃは次の吹込みに備えて待機状態となる。一
方、一次排圧を終えた吹込みタンク５Ａは、排圧管開閉
バルブ１３Ａを開として大気圧の貯蔵タンクと同等圧ま
で排圧（二次排圧）し、排圧後充填管開閉バルブ６Ａを
開として微粉炭が供給される。

【００１７】上記は、３個の吹込みタンクの内１個のタ
ンクが吹込んでいる時間に相当する間について説明して
いるが、図２に示した運転で同様にして上記の作業が順
次３個のタンクについて繰り返され、排気される不活性
ガスの多くを再利用して高炉羽口へ微粉炭を吹込む。

【００１８】この装置を用いると吹込みを終えた空状態
の吹込みタンク内の昇圧された不活性ガスを、微粉炭の
充填供給を終えた空隙の少ない吹込みタンクに導入して
加圧することで、排気する不活性ガスを有効に再利用す
ることができる。例としてガスの使用量の削減効果を図
３を用いて説明する。図３は、不活性ガスの再利用され
る量を試算するため導通する２個の吹込みタンク内の空
隙量を求めた一例である。吹込みタンク５Ａ，５Ｃの内
容積をＶとし、吹込みタンク５Ｃの８０％まで微粉炭を
充填し、充填状態の微粉炭の空隙率を５０％とすると、
充填時の吹込みタンク５Ｃ全体の空隙容積は０．６Ｖと
なる。排圧側の吹込みタンク５Ａの容積はＶであり、導
通管開閉バルブ１７Ｃを開として均圧した後の容積は二
つの吹込みタンク５Ａと５Ｃで１．６Ｖとなる。均圧時
の圧力は、均圧前の圧力条件で多少異なるが、容積から
算出すると排出前の圧力の６３％の圧力が得られ、加圧
に用いる不活性ガスの６０％以上を削減することができ
る。

【００１９】

【発明の効果】

１．簡単な装置で、排気時に大気放散していた高価な不
活性ガスを有効に再利用できる。 ２．微粉炭の粉塵を含む劣質な不活性ガスを再利用でき
る。 ３．再利用できる圧力が比較的高く、動力エネルギーの
面でも効果がある。 ４．排気により大気放散するガス量が約半分となり集塵
機が小さくてすむ。また、集塵機で捕捉できないような
微細粒子の量もガス量とともに半減し大気汚染の防止に
効果がある。 ５．不活性ガスに窒素以外の炭酸ガス等を用いた場合に
は大気放散で大気汚染につながるが、その放散量を半減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による吹込み装置のフロー図

【図２】本発明による吹込み装置の運転例のスケジュー
ル図

【図３】図１の機能説明図

【図４】従来の吹込み装置のフロー図

【図５】吹込みタンク２個の場合の従来装置の運転例の
スケジュール図

【図６】吹込みタンク３個の場合の従来装置の運転例の
スケジュール図

【符号の説明】

１ 微粉炭の供給管 ２ 貯蔵タンク ３ 集塵機 ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 充填管 ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 吹込みタンク ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ （充填管）開閉バルブ ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 吹込み管 ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ （吹込み管）開閉バルブ ９ 不活性ガス源 １０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 加圧配管 １１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ （加圧管）制御バルブ １２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 排圧管 １３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ （排圧管）開閉バルブ １４ 搬送配管 １５ 搬送空気源 １６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 均圧導通管 １７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ （均圧導通管）開閉バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微粉炭を貯蔵、供給する貯蔵タンクと、
   該貯蔵タンクの下流に並列に配置された微粉炭の吹込み
   タンクを持ち、気流輸送により高炉羽口から微粉炭を連
   続的に吹込む装置において、前記吹込みタンクを３個以
   上とし、それぞれの吹込みタンク間を均圧導通管で連結
   し、該均圧導通管にそれぞれ開閉バルブを設置したこと
   を特徴とする高炉への微粉炭吹込み装置。