CN117480263A - 供给热量推定方法、供给热量推定装置、供给热量推定程序和高炉的操作方法 - Google Patents
供给热量推定方法、供给热量推定装置、供给热量推定程序和高炉的操作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117480263A CN117480263A CN202280042203.XA CN202280042203A CN117480263A CN 117480263 A CN117480263 A CN 117480263A CN 202280042203 A CN202280042203 A CN 202280042203A CN 117480263 A CN117480263 A CN 117480263A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- amount
- blast furnace
- pig iron
- estimating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 138
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 99
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 31
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 40
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/24—Test rods or other checking devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/006—Automatically controlling the process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2300/00—Process aspects
- C21B2300/04—Modeling of the process, e.g. for control purposes; CII
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0028—Regulation
- F27D2019/0034—Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
本发明的供给热量推定方法包括：通过使用每单位时间的送风中的氧的量、在高炉内气化的碳的量和用于加热还原熔融生铁中的每规定单位量的铁成分所需要的碳的量来算出制铁速度，使用算出的制铁速度来推定供给至高炉内的生铁的热量的步骤；以及推定存在于高炉中的炉芯焦炭所保持的热量，考虑推定出的炉芯焦炭所保持的热量来推定供给至高炉内的生铁的热量的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及推定供给至高炉内的生铁的热量的供给热量推定方法、供给热量推定装置、供给热量推定程序和高炉的操作方法。
背景技术
通常，为了稳定地操作高炉，需要将熔融生铁温度保持在规定范围内。详细而言，当熔融生铁温度处于低位时，熔融生铁以及与熔融生铁一起生成的熔渣的粘性升高，难以使熔融生铁、熔渣从出铁口排出。另一方面，当熔融生铁温度处于高位时，熔融生铁中的Si浓度升高而熔融生铁的粘性升高，因此熔融生铁粘在风口而使风口熔损的风险变高。因此，为了稳定地操作高炉，需要抑制熔融生铁温度的变动。出于这样的背景，提出了推定供给至高炉内的热量、熔融生铁温度的各种方法。具体而言，专利文献1中公开了一种高炉的炉热控制方法，其特征在于，根据自对应于目标熔融生铁温度的炉热指数基准水平起的当前时刻的炉热指数位移量、自对应于目标熔融生铁温度的炉顶的卸载速度基准水平起的当前时刻的卸载速度位移量和两位移量对熔融生铁温度的影响时间来依次推定特定时间后的熔融生铁温度，基于该推定结果进行炉热控制操作以减小熔融生铁温度变动。另外，专利文献2中公开了一种高炉的熔融生铁温度预测方法，其是基于包括包含高炉中的送风温度、送风湿度、送风量、微粉炭吹入量和氧富集量中的至少任一者的鼓风条件数据的实际值、至少包含碳溶损量的干扰因素数据的实际值、以及熔融生铁温度的实际值的操作数据来预测将来的熔融生铁温度的高炉的熔融生铁温度预测方法，其特征在于，具备：数据积累工序，其积累操作数据；稳定状态预测模型构建工序，其构建根据由数据积累工序积累的稳定状态时的操作数据来预测稳定状态时的熔融生铁温度的稳定状态预测模型；非稳定状态预测模型构建工序，其是将稳定状态预测模型低维化的工序，其中，构建根据由数据积累工序积累的非稳定状态时的操作数据来预测非稳定状态时的熔融生铁温度的非稳定状态预测模型；以及熔融生铁温度预测工序，其根据所构建的稳定状态预测模型和非稳定状态预测模型来预测熔融生铁温度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平2-115311号公报
专利文献2：日本特开2008-144265号公报
发明内容
发明所要解决的问题
熔融生铁温度大幅变动的可能性高的时机为由于向高炉内的送风量等操作度发生变化而所制造的熔融生铁的量发生变化、生铁的量相对于供给至高炉内的热量发生变化时。另外，在通常的操作中，以将高炉内的原料表面的高度保持为恒定的方式装入原料。因此，每单位时间制造的熔融生铁的量能够由每单位时间装入的原料中的铁量推定。另外，由于装入的原料的氧化度(铁矿石原料中的氧的摩尔数与铁的摩尔数之比)是已知的，因此每单位时间制造的熔融生铁的量也可以由高炉中的每单位时间的碳和氧的平衡算出。但是，在逐渐降低原料装入面的高度的降料面操作时，由于不进行原料装入，或者成为间歇性的原料装入，因此难以根据每单位时间装入的原料中的铁量推定每单位时间制造的熔融生铁的量。另外，在由于不进行原料的装入而使原料表面的高度大幅减少的情况下，原料表面的矿石的还原率上升，因此难以根据高炉中的每单位时间的碳和氧的平衡高精度地算出熔融生铁的量。
但是，在专利文献1中记载的方法由于未考虑由被认为根据操作度的增减而变化的送风显热引起的带出显热等因素，因此无法在使操作度大幅变化时高精度地推定供给至生铁的热量。另一方面，在专利文献2中记载的方法中，认为在进行了过去未积累的操作变化时熔融生铁温度的推定精度降低。另外，在这样熔融生铁温度的推定精度低的情况下，变成过量的热供给的情况也多，担心设备故障。另外，从削减二氧化碳排出量的趋势出发，也不优选作为碳源的还原材料的过量使用。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供在操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时也能够高精度地推定供给至高炉内的生铁的热量的供给热量推定方法、供给热量推定装置和供给热量推定程序。另外，本发明的另一目的在于提供在操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时也能够适当地保持供给至高炉内的生铁的热量并且能够将熔融生铁温度高精度地控制在规定范围内的高炉的操作方法。
用于解决问题的方法
本发明的供给热量推定方法为根据供给至高炉内的热量和高炉内的熔融生铁的制造速度来推定供给至高炉内的生铁的热量的供给热量推定方法，其包括：推定步骤，其中，推定由炉内通过气体引起的带出显热的变化和由被上述炉内通过气体预热的原料供给的带入显热的变化，考虑推定出的带出显热和带入显热的变化来推定供给至高炉内的生铁的热量，上述推定步骤包括：通过使用每单位时间的送风中的氧的量、在高炉内气化的碳的量和用于加热还原熔融生铁中的每规定单位量的铁成分所需要的碳的量来算出制铁速度，使用算出的制铁速度来推定供给至高炉内的生铁的热量的步骤；以及推定存在于上述高炉中的炉芯焦炭所保持的热量，考虑推定出的炉芯焦炭所保持的热量来推定供给至高炉内的生铁的热量的步骤。
本发明的供给热量推定装置为根据供给至高炉内的热量和高炉内的熔融生铁的制造速度来推定供给至高炉内的生铁的热量的供给热量推定装置，其具备：推定单元，其推定由炉内通过气体引起的带出显热的变化和由被上述炉内通过气体预热的原料供给的带入显热的变化，考虑推定出的带出显热和带入显热的变化来推定供给至高炉内的生铁的热量，上述推定单元通过使用每单位时间的送风中的氧的量、在高炉内气化的碳的量和用于加热还原熔融生铁中的每规定单位量的铁成分所需要的碳的量来算出制铁速度，使用算出的制铁速度来推定供给至高炉内的生铁的热量，推定存在于上述高炉中的炉芯焦炭所保持的热量，考虑推定出的炉芯焦炭所保持的热量来推定供给至高炉内的生铁的热量。
本发明的供给热量推定程序为使计算机执行根据供给至高炉内的热量和高炉内的熔融生铁的制造速度来推定供给至高炉内的生铁的热量的处理的供给热量推定程序，其使上述计算机执行如下推定处理：推定由炉内通过气体引起的带出显热的变化和由被上述炉内通过气体预热的原料供给的带入显热的变化，考虑推定出的带出显热和带入显热的变化来推定供给至高炉内的生铁的热量，上述推定处理包括如下处理：通过使用每单位时间的送风中的氧的量、在高炉内气化的碳的量和用于加热还原熔融生铁中的每规定单位量的铁成分所需要的碳的量来算出制铁速度，使用算出的制铁速度来推定供给至高炉内的生铁的热量，推定存在于上述高炉中的炉芯焦炭所保持的热量，考虑推定出的炉芯焦炭所保持的热量来推定供给至高炉内的生铁的热量。
本发明的高炉的操作方法包括如下步骤：基于通过本发明的供给热量推定方法推定出的供给至高炉内的生铁的热量来控制供给至高炉内的热量。
发明效果
根据本发明的供给热量推定方法、供给热量推定装置和供给热量推定程序，在操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时也能够高精度地推定供给至高炉内的生铁的热量。另外，根据本发明的高炉的操作方法，在操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时也能够适当地保持供给至高炉内的生铁的热量并且能够将熔融生铁温度高精度地控制在规定范围内。
附图说明
图1是示出作为本发明的一个实施方式的炉热控制装置的构成的框图。
图2是示出作为本发明的一个实施方式的炉热控制处理的流程的流程图。
图3是示出以往指数和本发明的炉热指数与相对于基准熔融生铁温度的温度差的关系的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对应用了本发明的供给热量推定方法和供给热量推定装置的、作为本发明的一个实施方式的炉热控制装置的构成和动作进行说明。
[构成]
首先，参照图1对作为本发明的一个实施方式的炉热控制装置的构成进行说明。图1是示出作为本发明的一个实施方式的炉热控制装置的构成的框图。如图1所示，作为本发明的一个实施方式的炉热控制装置1由计算机等信息处理装置构成，通过控制从设置于高炉2的下部的风口供给至高炉2内的熔体的热量，将在高炉2内制造的熔融生铁的温度控制在规定范围内。炉热控制装置1作为本发明的供给热量推定装置发挥功能。
具有这样的构成的炉热控制装置1通过执行以下所示的炉热控制处理，在高炉2的操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时也能够高精度地推定供给至高炉2内的生铁的热量，使用推定结果，适当地保持供给至高炉2内的生铁的热量，将熔融生铁温度高精度地控制在规定范围内。以下，参照图2对作为本发明的一个实施方式的炉热控制处理的流程进行说明。
需要说明的是，以下所示的炉热控制装置1的动作通过如下方式实现：构成炉热控制装置1的信息处理装置内的CPU等运算处理装置从ROM等存储部向RAM等临时存储部加载程序1a，并执行加载的程序1a。程序1a也可以构成为以可安装的形式或可执行的形式的文件记录在CD-ROM、软盘、CD-R、DVD等计算机可读取的记录介质中来提供。程序1a也可以构成为通过存储在与互联网等电信线路、手机等电话通信网、WiFi(注册商标)等无线通信网等网络连接的计算机上、并经由网络下载来提供。
[炉热控制处理]
图2是示出作为本发明的一个实施方式的炉热控制处理的流程的流程图。在图2所示的流程图中，在炉热控制处理的执行命令被输入至炉热控制装置1的时刻开始，炉热控制处理除了以往以来进行的根据高炉内的反应热平衡(反应生成热、反应吸热)、送风显热和热损耗(来自炉体的除热量等)等来推定供给至高炉内的热量的步骤S1的处理以外还追加进行步骤S2、步骤S3和步骤S4的处理，将这些处理整合后进入推定供给热量的步骤S5的处理。根据高炉内的反应热平衡(反应生成热、反应吸热)、送风显热和热损耗(来自炉体的除热量等)等来推定供给至高炉内的热量的步骤S1的处理以往以来便进行，将此时的供给热量设为Q0。关于步骤S1的处理的优选例，之后进行说明。
在步骤S2的处理中，炉热控制装置1推定从高炉2的下部通向上部的气体(炉内通过气体)带出到高炉2的上部的显热(气体带出显热)Q7。具体而言，气体带出显热Q7(MJ/t-p：每一吨生铁(pig iron)的热量。以下，在记载为t-p时，表示生铁吨数)可以通过将在风口前燃烧的气体的推定温度与表示高炉炉下部上端的温度的基准温度的温度差乘以气体的比热而算出，由以下所示的数学式(1)表示。由此，步骤S2的处理完成，进入步骤S5的处理。
在此，Ci表示气体种类i(氮气、一氧化碳、氢气)的比热(MJ/m3/℃)，Vi表示炉腹气体中的气体种类i的流量(m3(s.t.p)/分钟)(m3(s.t.p)：0℃、1atm(大气压)下的体积)，TFT表示理论燃烧温度(℃)，Tbase表示基准温度(℃)(800～1200℃、优选为900～1000℃)，Pig表示制铁速度(t-p/分钟)，α表示因高炉2而改变的影响系数。它们的值例如可以从通过电信线路而连接于炉热控制装置1的过程计算机等上位计算机3获得。
在通常的操作中，以将高炉内的原料表面的高度保持为恒定的方式装入原料。因此，每单位时间制造的熔融生铁的量可以根据每单位时间装入的原料中的铁量推定。另外，由于装入的原料的氧化度(铁矿石原料中的氧的摩尔数与铁的摩尔数之比)是已知的，因此每单位时间制造的熔融生铁的量也可以由高炉中的每单位时间的碳和氧的平衡算出。但是，在逐渐降低原料装入面的高度的降料面操作时，由于不进行原料装入或者成为间歇性的原料装入，因此难以根据每单位时间装入的原料中的铁量推定每单位时间制造的熔融生铁的量。另外，在由于不进行原料的装入而使原料表面的高度大幅减少的情况下，原料表面的矿石的还原率上升，因此难以从高炉中的每单位时间的碳和氧的平衡高精度地算出熔融生铁的量。
因此，在本实施方式中，通过使用每单位时间的送风中氧量、在高炉内气化的碳量、以及用于加热还原熔融生铁中的铁成分每1kmol所需的碳量，推定在不受每单位时间的铁成分装入量和原料表面的原料的氧化度的影响的情况下每单位时间制造的熔融生铁的量。具体而言，在将在2FeO+C→2Fe+CO2的反应中气化的碳扣除成Fe每1kmol的量而得到的值设为ysl(kmol-C/kmol-Fe)、将在基于送风氧和送风湿成分的氧的2C+O2→2CO或C+H2O→CO+H2的反应中在风口气化的碳的量扣除成Fe每1kmol的量而得到的值设为yb(kmol-C/kmol-Fe)时，用于加热还原熔融生铁中的铁成分每1kmol所需要的碳量X(kmol-C/kmol-Fe)如以下所示的数学式(2)表示。在此，由于填充在高炉内的还原材料比是已知的，因此根据还原材料比将碳量换算成摩尔量，通过将还原材料比的分母的熔融生铁1t中所含的铁量也换算成摩尔量，能够求出用于加热还原熔融生铁中的铁成分每1kmol所需要的碳量X(kmol-C/kmol-Fe)。
X＝ysl+yb…(2)
另外，每单位时间直接还原所消耗的碳量A(kmol-C/分钟)可以在风口前燃烧生成的气体在高炉中反应并从高炉上部排出的期间作为碳量的增加量进行测量，因此可以根据送风气体的组成和炉上部的气体分析值的差求出。并且，在将由送风中所含的氧和送风中湿成分生成的CO中所含的碳量设为B(kmol-C/分钟)时，在上述ysl与yb之间，以下的数学式(3)所示的关系成立。
A：B＝ysl：yb…(3)
因此，通过对yb、ysl求解数学式(2)、(3)，能够得到以下所示的数学式(4)、(5)。根据送风条件，送风中氧量(kmol-O/分钟)是已知的，因此通过将送风中氧量除以数学式(5)所示的ysl值，能够求出每单位时间制造的铁的摩尔量(制铁速度(kmol-Fe/分钟))。在此，通过将算出的铁的摩尔量乘以铁的摩尔质量，将得到的值除以熔融生铁中的铁的重量比，由此能够求出每单位时间制造的熔融生铁的量。由此，即使在降料面操作时，也能够高精度地推定每单位时间制造的熔融生铁的量。需要说明的是，熔融生铁中的铁的重量比可以使用熔融生铁成分的分析值，更优选使用紧前的分析值。
在步骤S3的处理中，炉热控制装置1推定从高炉2的上部供给至下部的原料向高炉2的下部带入的显热(原料带入显热)Q8。具体而言，原料带入显热Q8(MJ/t-p)可以如以下的数学式(6)所示那样通过将熔接带下端的原料温度T1(＝1450～1500℃)与基准温度Tbase的温度差乘以原料的比热而算出。由此，步骤S3的处理完成，进入步骤S5的处理。
Q8＝β·{∑(Cj·Rj)}·(T1-Tbase)…(6)
在此，Cj表示原料j(焦炭、生铁、熔渣)的比热(MJ/kg/℃)，Rj表示原料j的原单位(kg/t-p)，T1表示熔接带下端的原料温度(℃)，Tbase表示基准温度(℃)，β表示因高炉2而改变的影响系数。它们值例如可以从上位计算机3获得。
在步骤S4的处理中，炉热控制装置1推定存在于高炉2的下部的炉芯焦炭所保持的热量(焦炭保持热量)Q9。具体而言，焦炭保持热量Q9(MJ/t-p)可以通过从每1吨熔融生铁的焦炭原单位减去燃烧消耗量和以粉尘形式排出的碳量而得到的值乘以基准温度与理论燃烧温度之差和焦炭的比热Ccoke来求出，由以下所示的数学式(7)表示。由此，步骤S4的处理完成，进入步骤S5的处理。需要说明的是，该步骤S4的处理也可以省略。
在此，Ccoke表示焦炭的比热(MJ/kg/℃)，TFT表示理论燃烧温度(℃)，Tbase表示基准温度(℃)，CR表示焦炭比(kg/t-p)，CRburn表示风口前燃烧碳比(送风氧与由于调湿而在风口前消耗掉的氧量)(kg/t-p)，PCR表示微粉炭比(kg/t-p)，CinPC表示微粉炭中的碳比率，Csol表示碳溶损比(kg/t-p)，Dust表示粉尘比(kg/t-p)，Cindust表示粉尘中的碳比率，γ和δ表示因高炉2而改变的影响系数。它们的值例如可以从上位计算机3获得。
在步骤S5的处理中，炉热控制装置1使用在步骤S1的处理中推定出的供给热量Q0、在步骤S2～S4的处理中推定出的气体带出显热Q7、原料带入显热Q8和焦炭保持热量Q9，推定供给至高炉2内的生铁的热量。具体而言，炉热控制装置1通过将在步骤S1中推定出的供给热量Q0、在步骤S2～S4的处理中推定出的气体带出显热Q7、原料带入显热Q8和焦炭保持热量Q9代入以下所示的数学式(8)中，算出与供给至高炉2内的生铁的热量对应的炉热指数TQ(MJ/t-p)。由此，步骤S5的处理完成，进入步骤S6的处理。需要说明的是，在省略了步骤S4的处理的情况下，将焦炭保持热量Q9的值设定为0。
TQ＝Q0-Q7+Q8-Q9…(8)
在此，Q0表示利用高炉内的反应热平衡(反应生成热、反应吸热)、送风显热和热损耗(来自炉体的除热量等)等供给至高炉内的热量，可以应用在以往的供给热量推定中多数情况下采用的推定方法，但作为优选方式，可以列举数学式(9)。
Q0＝Q1+Q2-Q3-Q4-Q5-Q6…(9)
在此，Q1表示风口前端焦炭的燃烧热(MJ/t-p)。燃烧热Q1可以通过将根据每单位时间从风口送风至高炉的氧的量算出的焦炭的燃烧所产生的发热量除以在该单位时间内制造的熔融生铁铁量(制铁速度)来算出。通过上述方法，即使在降料面操作时也能够高精度地算出制铁速度。
另外，Q2表示通过来自风口的送风投入至高炉的送风显热(MJ/t-p)。送风显热Q2可以通过根据每单位时间的送风量和送风温度的测定值求出每单位时间利用送风投入至高炉的热量并将该值除以该单位时间内制造的熔融生铁铁量来算出。
另外，Q3表示溶损反应热(MJ/t-p)。该值例如可以如专利文献1记载的那样通过根据炉顶气体成分值求出碳溶损量来算出该反应热。溶损反应热Q3可以通过将该溶损反应热除以在该单位时间内制造的熔融生铁铁量来算出。
另外，Q4表示主要包含在送风中的湿成分的分解热(MJ/t-p)。分解热Q4可以通过将根据送风湿成分的测量值求出的分解热除以在该单位时间内制造的熔融生铁铁量来算出。
另外，Q5表示来自炉体的热损耗(例如，由冷却水引起的除热量)(MJ/t-p)。作为热损耗，在算出由冷却水引起的除热量的情况下，除热量Q5可以通过根据冷却水的水量和高炉炉体的冷却水的入口侧与出口侧的温度差来算出由冷却水引起的每单位时间的除热量并将算出的除热量除以在该单位时间内制造的熔融生铁铁量来算出。
另外，Q6表示在单位时间内从风口吹入的还原材料的分解热(MJ/t-p)。分解热Q6可以通过将分解热除以在该单位时间内制造的熔融生铁铁量来算出。
在步骤S6的处理中，炉热控制装置1基于在步骤S5的处理中推定出的供给至高炉2内的生铁的热量来控制从风口供给至高炉2内的热量，由此适当地保持供给至高炉2内的生铁的热量，将熔融生铁温度控制在规定范围内。由此，步骤S6的处理完成，一系列炉热控制处理结束。
根据以上说明可知，在作为本发明的一个实施方式的炉热控制处理中，炉热控制装置1推定由炉内通过气体引起的向高炉上部的带出显热的变化和由被炉内通过气体预热的原料供给至高炉的下部的带入显热的变化，考虑推定出的带出显热和带入显热的变化来推定供给至高炉内的生铁的热量。另外，炉热控制装置1通过使用每单位时间的送风中的氧的量、在高炉内气化的碳的量和用于加热还原熔融生铁中的每规定单位量的铁成分所需要的碳的量来算出制铁速度，使用算出的制铁速度来推定供给至高炉内的生铁的热量，推定存在于高炉中的炉芯焦炭所保持的热量，考虑推定出的炉芯焦炭所保持的热量来推定供给至高炉内的生铁的热量。由此，在向高炉内的送风量等操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时也能够高精度地推定供给至高炉内的生铁的热量。另外，由此，在操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时也能够适当地保持供给至高炉内的生铁的热量并且能够将熔融生铁温度高精度地控制在规定范围内。
[实施例]
在图4中示出将降料面操作时的以往的炉热指数(利用Q1～Q6推定)和本发明的炉热指数(利用Q1～Q9推定)与实际的熔融生铁温度(与基准熔融生铁温度的差)进行对比的结果。如图4所示，在本发明的炉热指数(本发明例)中，与以往的炉热指数(比较例)相比，能够确认在炉热指数与熔融生铁温度(与基准熔融生铁温度的差)之间具有一定的相关关系。另外，在表1中汇总示出考虑了各个因素时的推定熔融生铁温度与实际熔融生铁温度之差的标准偏差。可知，与仅使用Q1～Q6作为以往的炉热指数来推定炉热指数的情况(比较例1)、不使用本发明的制铁速度的计算方法而利用Q1～Q9推定炉热指数的情况(比较例2)相比，在使用本发明的制铁速度的计算方法利用Q1～Q9推定炉热指数的情况(本发明例)下，推定精度提高。由此可知，在操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时，通过使用本发明的炉热指数，也能够适当地保持供给至高炉内的生铁的热量，将熔融生铁温度高精度地控制在规定范围内。
[表1]
(表1)
以上，对应用了由本发明人完成的发明的实施方式进行了说明，但本发明不受基于本实施方式的构成本发明的公开的一部分的记载和附图限定。即，本领域技术人员等基于本实施方式完成的其它实施方式、实施例和运用技术等全部包含在本发明的范畴内。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供在操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时也能够高精度地推定供给至高炉内的生铁的热量的供给热量推定方法、供给热量推定装置和供给热量推定程序。另外，根据本发明，能够提供在操作度大幅变化时、特别是在降料面操作时也能够适当地保持供给至高炉内的生铁的热量并且能够将熔融生铁温度高精度地控制在规定范围内的高炉的操作方法。
符号说明
1 炉热控制装置
1a 程序
2 高炉
3 上位计算机
Claims (4)
1.一种供给热量推定方法，其是根据供给至高炉内的热量和高炉内的熔融生铁的制造速度来推定供给至高炉内的生铁的热量的供给热量推定方法，其中，
所述供给热量推定方法包括：推定步骤，其中，推定由炉内通过气体引起的带出显热的变化和由被所述炉内通过气体预热的原料供给的带入显热的变化，考虑推定出的带出显热和带入显热的变化来推定供给至高炉内的生铁的热量，
所述推定步骤包括：通过使用每单位时间的送风中的氧的量、在高炉内气化的碳的量和用于加热还原熔融生铁中的每规定单位量的铁成分所需要的碳的量来算出制铁速度，使用算出的制铁速度来推定供给至高炉内的生铁的热量的步骤；以及推定存在于所述高炉中的炉芯焦炭所保持的热量，考虑推定出的炉芯焦炭所保持的热量来推定供给至高炉内的生铁的热量的步骤。
2.一种供给热量推定装置，其是根据供给至高炉内的热量和高炉内的熔融生铁的制造速度来推定供给至高炉内的生铁的热量的供给热量推定装置，其中，
所述供给热量推定装置具备：推定单元，其推定由炉内通过气体引起的带出显热的变化和由被所述炉内通过气体预热的原料供给的带入显热的变化，考虑推定出的带出显热和带入显热的变化来推定供给至高炉内的生铁的热量，
所述推定单元通过使用每单位时间的送风中的氧的量、在高炉内气化的碳的量和用于加热还原熔融生铁中的每规定单位量的铁成分所需要的碳的量来算出制铁速度，使用算出的制铁速度来推定供给至高炉内的生铁的热量，推定存在于所述高炉中的炉芯焦炭所保持的热量，考虑推定出的炉芯焦炭所保持的热量来推定供给至高炉内的生铁的热量。
3.一种供给热量推定程序，其是使计算机执行根据供给至高炉内的热量和高炉内的熔融生铁的制造速度来推定供给至高炉内的生铁的热量的处理的供给热量推定程序，其中，
使所述计算机执行如下推定处理：推定由炉内通过气体引起的带出显热的变化和由被所述炉内通过气体预热的原料供给的带入显热的变化，考虑推定出的带出显热和带入显热的变化来推定供给至高炉内的生铁的热量，
所述推定处理包括如下处理：通过使用每单位时间的送风中的氧的量、在高炉内气化的碳的量和用于加热还原熔融生铁中的每规定单位量的铁成分所需要的碳的量来算出制铁速度，使用算出的制铁速度来推定供给至高炉内的生铁的热量，推定存在于所述高炉中的炉芯焦炭所保持的热量，考虑推定出的炉芯焦炭所保持的热量来推定供给至高炉内的生铁的热量。
4.一种高炉的操作方法，其包括如下步骤：基于通过权利要求1所述的供给热量推定方法推定出的供给至高炉内的生铁的热量来控制供给至高炉内的热量。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021106365 | 2021-06-28 | ||
| JP2021-106365 | 2021-06-28 | ||
| PCT/JP2022/014489 WO2023276357A1 (ja) | 2021-06-28 | 2022-03-25 | 供給熱量推定方法、供給熱量推定装置、供給熱量推定プログラム、及び高炉の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117480263A true CN117480263A (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=82780736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280042203.XA Pending CN117480263A (zh) | 2021-06-28 | 2022-03-25 | 供给热量推定方法、供给热量推定装置、供给热量推定程序和高炉的操作方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4335934A1 (zh) |
| JP (1) | JP7115663B1 (zh) |
| KR (1) | KR20240006043A (zh) |
| CN (1) | CN117480263A (zh) |
| TW (1) | TWI795277B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02115311A (ja) | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Kawasaki Steel Corp | 高炉の炉熱制御方法 |
| JP4948304B2 (ja) | 2006-11-13 | 2012-06-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 高炉の溶銑温度予測方法 |
| KR102135521B1 (ko) * | 2016-02-05 | 2020-07-17 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 고로 샤프트부로의 수소 함유 환원 가스 공급 방법 |
| JP6493447B2 (ja) * | 2016-08-02 | 2019-04-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶銑温度予測方法、溶銑温度予測装置、高炉の操業方法、操業ガイダンス装置、溶銑温度制御方法、及び溶銑温度制御装置 |
| CN109790590B (zh) * | 2017-02-15 | 2021-01-12 | 日本制铁株式会社 | 脱磷处理装置及使用了该装置的铁液的脱磷方法 |
| JP6624212B2 (ja) * | 2017-03-01 | 2019-12-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉炉熱予測装置及び高炉炉熱予測方法 |
-
2022
- 2022-03-25 JP JP2022534432A patent/JP7115663B1/ja active Active
- 2022-03-25 CN CN202280042203.XA patent/CN117480263A/zh active Pending
- 2022-03-25 EP EP22832518.9A patent/EP4335934A1/en active Pending
- 2022-03-25 KR KR1020237041428A patent/KR20240006043A/ko unknown
- 2022-04-27 TW TW111115939A patent/TWI795277B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202313991A (zh) | 2023-04-01 |
| JP7115663B1 (ja) | 2022-08-09 |
| JPWO2023276357A1 (zh) | 2023-01-05 |
| TWI795277B (zh) | 2023-03-01 |
| KR20240006043A (ko) | 2024-01-12 |
| EP4335934A1 (en) | 2024-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6314484B2 (ja) | 溶銑脱りん方法 | |
| JP5924186B2 (ja) | 転炉での溶銑の脱炭精錬方法 | |
| JP2019073799A (ja) | 溶湯温度補正装置、溶湯温度補正方法、及び溶湯の製造方法 | |
| CN117480263A (zh) | 供给热量推定方法、供给热量推定装置、供给热量推定程序和高炉的操作方法 | |
| WO2023276357A1 (ja) | 供給熱量推定方法、供給熱量推定装置、供給熱量推定プログラム、及び高炉の操業方法 | |
| JP5678718B2 (ja) | 転炉での溶銑の脱炭精錬方法 | |
| JP7140305B1 (ja) | 供給熱量推定方法、供給熱量推定装置、供給熱量推定プログラム、及び高炉の操業方法 | |
| EP4332243A1 (en) | Supply heat quantity estimation method, supply heat quantity estimation device, supply heat quantity estimation program, and blast furnace operation method | |
| WO2023276356A1 (ja) | 供給熱量推定方法、供給熱量推定装置、供給熱量推定プログラム、及び高炉の操業方法 | |
| JP7115664B1 (ja) | 供給熱量推定方法、供給熱量推定装置、供給熱量推定プログラム、及び高炉の操業方法 | |
| WO2023276352A1 (ja) | 供給熱量推定方法、供給熱量推定装置、供給熱量推定プログラム、及び高炉の操業方法 | |
| WO2023276353A1 (ja) | 供給熱量推定方法、供給熱量推定装置、供給熱量推定プログラム、及び高炉の操業方法 | |
| EP4289976A1 (en) | Supplied heat quantity estimation method, supplied heat quantity estimation device, and operation method for blast furnace | |
| Azadi et al. | Model predictive control of molten iron and slag quality indices in a large-scale ironmaking blast furnace using a hybrid dynamic model | |
| JP2019183222A (ja) | Ｔ．Ｆｅ推定方法、Ｔ．Ｆｅ制御方法、統計モデル生成方法、転炉吹錬制御装置、統計モデル生成装置、およびプログラム | |
| JP4161526B2 (ja) | 溶融還元炉の操業方法 | |
| KR102534954B1 (ko) | 전로형 탈인 정련로의 취련 제어 방법 및 취련 제어 장치 | |
| KR101400620B1 (ko) | 고로의 환원제비 예측 방법 | |
| JPS59568B2 (ja) | 酸素転炉の吹錬制御法 | |
| Azadi et al. | Efficient Utilization of Active Carbon in a Blast Furnace through a Black-Box Model-Based Optimizing Control Scheme | |
| JP2021031684A (ja) | 転炉吹錬制御装置、統計モデル構築装置、転炉吹錬制御方法、統計モデル構築方法およびプログラム | |
| JPH0434606B2 (zh) | ||
| JPH0128803B2 (zh) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |