JP2009097048A - Method for estimating distribution of layer thickness of charged material in blast furnace and instrument using the method - Google Patents

Method for estimating distribution of layer thickness of charged material in blast furnace and instrument using the method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for estimating the distribution of a layer thickness of charged materials in a blast furnace, with which the distribution of the layer thickness of the charged materials along the furnace radius direction from the center of the furnace to a furnace side wall can be obtained with high precision in a short period of time, and an instrument for measuring the distribution of the layer thickness of the charged materials in the blast furnace, using the method. <P>SOLUTION: A continuous function (f) having non-fixed factors is set, which regulates an estimated shape line pL for simulating the layer upper surface shape of the charged material in the furnace radius at the prescribed position, the layer upper surface is measured with a measuring means in the (n-1)th batch and the (n)th batch, respectively, and the respective estimated shape line at the (n-1)th batch and the (n)th batch are derived by calculating the factor in the continuous function (f) on the basis of the measured value obtained by the above measurement. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、高炉内に装入された鉱石、コークス等の装入物の炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を推定する方法及びこの方法を用いた装置に関する。   The present invention relates to a method for estimating a layer thickness distribution along a furnace radial direction from a furnace center to a furnace side wall of charges such as ore and coke charged in a blast furnace, and an apparatus using this method.

高炉操業においては、鉄源である鉱石(鉄鉱石等)とコークスとが交互に炉頂部から炉内に装入され、羽口から空気や微粉炭が供給されることによって前記コークスや微粉炭等が燃焼する。この燃焼によって発生し、炉内を下方より上昇する高温還元ガスによって鉱石の昇温還元が行われることで炉内に融着帯が形成される。この融着帯の下部には、前記鉱石がさらに昇温還元された滴下帯が形成され、炉床部で溶銑となり、出銑口から出銑される。   In blast furnace operation, ore (iron ore, etc.), which is an iron source, and coke are alternately charged into the furnace from the top of the furnace, and air or pulverized coal is supplied from the tuyere and the coke, pulverized coal, etc. Burns. A cohesive zone is formed in the furnace as the ore is heated and reduced by the high temperature reducing gas generated by this combustion and rising from below in the furnace. A dripping zone in which the ore is further temperature-reduced and reduced is formed at the lower part of the cohesive zone, and becomes molten iron at the hearth and is discharged from the tap.

このような高炉操業を安定して行うためには、前記融着帯の形状及び形成位置の制御が極めて重要となる。そのため、前記融着帯の形状及び形成位置が適正になるよう、炉内に積層される鉱石層とコークス層との炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布の調整が行われる。この鉱石層とコークス層とは、高炉炉頂部から鉱石とコークスとが交互に炉内へ装入されることでそれぞれ形成され、交互に積層される。   In order to stably perform such blast furnace operation, it is very important to control the shape and formation position of the cohesive zone. Therefore, the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall of the ore layer and coke layer stacked in the furnace is adjusted so that the shape and formation position of the cohesive zone are appropriate. Is called. The ore layer and the coke layer are formed by alternately charging ore and coke into the furnace from the top of the blast furnace furnace, and are alternately laminated.

この層厚分布の調整方法としては、ベルアーマ式高炉ではムーバルアーマが操作され、またベルレス式高炉では旋回シュートが操作されて、鉱石やコークス等の装入物の炉内への装入位置が変更されることで調整される。この調整方法においては、装入物の層厚分布を把握し、この把握した層厚分布に基づいて次の層厚分布がより適した層厚分布となるように前記ムーバルアーマや旋回シュート等の装入装置の操作が行われる。   As a method for adjusting the layer thickness distribution, the mover armor is operated in the bell-arm type blast furnace, and the swivel chute is operated in the bell-less type blast furnace to change the charging position of the charges such as ore and coke into the furnace. It is adjusted by doing. In this adjustment method, the layer thickness distribution of the charged material is grasped, and based on the grasped layer thickness distribution, the next arm thickness distribution becomes a more suitable layer thickness distribution. The input device is operated.

装入物の層厚分布を把握するためには、該当バッチ(炉内への装入物の装入の単位)の装入物の層上面の形状、即ちプロフィールと、その一つ前のバッチのプロフィールと、該当バッチの装入物全体の体積とを用いる。具体的には、該当バッチのプロフィールと一つ前のバッチのプロフィールとで挟まれる部分の体積が、該当バッチの装入物全体の体積と同一になるように、一つ前のバッチのプロフィールを下方にして、上下二つのプロフィールの間隔を設定する。このように設定された上下二つのプロフィール間の上下幅を層厚と擬制することで層厚分布を推定する。   In order to grasp the layer thickness distribution of the charge, the shape of the top layer of the charge in the corresponding batch (unit of charging of the charge into the furnace), that is, the profile and the previous batch And the total charge of the batch in question. Specifically, the profile of the previous batch is set so that the volume of the portion sandwiched between the profile of the corresponding batch and the profile of the previous batch is the same as the volume of the entire charge of the corresponding batch. Set the distance between the top and bottom profiles down. The layer thickness distribution is estimated by imitating the upper and lower width between the two upper and lower profiles set in this way as the layer thickness.

このように層厚分布を推定するためには装入物のプロフィールを得る必要がある。このプロフィールを得るには、従来から、プロフィールメーターによって装入物の層上面の形状を直接計測する方法が知られている(特許文献1参照)。   Thus, in order to estimate the layer thickness distribution, it is necessary to obtain a charge profile. In order to obtain this profile, conventionally, a method of directly measuring the shape of the upper surface of the charge layer using a profile meter is known (see Patent Document 1).

具体的には、マイクロ波等を用いて計測するプロフィールメーターによって、所定位置の炉半径における装入物の層上面の高さが測定される。所定のバッチでの装入物の層上面を計測し終えた時点で、各計測値をY軸、炉半径をX軸にプロットする。このプロットした点を結ぶことで前記所定の炉半径位置における当該半径に沿った装入物の層上面形状が得られる。この形状を炉中心軸が回転中心となるように一回転させることで、当該バッチの装入物の層上面形状、即ち、プロフィールが得られる。   Specifically, the height of the upper surface of the charge layer at the furnace radius at a predetermined position is measured by a profile meter that uses microwaves or the like. When the measurement of the top surface of the charge in a given batch is completed, each measured value is plotted on the Y axis and the furnace radius is plotted on the X axis. By connecting the plotted points, the top layer shape of the charge along the radius at the predetermined furnace radius position can be obtained. By rotating this shape once so that the center axis of the furnace becomes the center of rotation, the shape of the layer upper surface of the charge of the batch, that is, the profile is obtained.

また、別の方法として、過去の実績データから装入条件とプロフィールの関係を割り出し、種々の装入条件(アーマストローク、シュートの傾動角、装入物の装入重量、サウジングレベル等)を計算条件としてプロフィールを推定するシミュレーションモデルを用いた方法が知られている(特許文献2参照)。
特開平04−24404号公報 特開2001−323306号公報
As another method, the relationship between the charging conditions and the profile is determined from past performance data, and various charging conditions (such as armature stroke, tilt angle of the chute, charging weight of charging material, and souding level) are determined. A method using a simulation model for estimating a profile as a calculation condition is known (see Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 04-24404 JP 2001-323306 A

しかしながら、前記プロフィールメーターを用いてプロフィールを得る場合、計測値から得られたプロフィールと実際のプロフィールとの間には誤差が生じる。即ち、計測した所定位置の炉半径上にだけ、装入の際に種々の原因によって形成された装入物の層上面(表面)の部分的な突出等の凹凸が在る場合が多い。そのため、前記プロットによって得られた所定位置の炉半径に沿った装入物の層上面形状を、炉中心軸を回転中心として回転させても実際のプロフィールとは異なったプロフィールとなっている場合が多い。   However, when the profile is obtained using the profile meter, an error occurs between the profile obtained from the measurement value and the actual profile. That is, there are many irregularities such as partial protrusions on the upper surface (surface) of the charge formed due to various causes at the time of charging only on the measured furnace radius. Therefore, even if the layer top surface shape of the charge along the furnace radius at the predetermined position obtained by the plot is rotated around the furnace center axis, the profile may be different from the actual profile. Many.

前述のように、上下2つのプロフィールに挟まれた体積が装入物の体積と同一となるように、下側のプロフィールの降下量を推定する場合において、特に、炉壁側に生じる前記誤差が大きい場合は、算定される前記プロフィール間の間隔が大きく異なってしまい、正確な層厚分布を算出することができない。   As described above, in the case of estimating the lowering amount of the lower profile so that the volume sandwiched between the two upper and lower profiles is the same as the volume of the charge, the error generated on the furnace wall side is particularly large. If it is large, the calculated interval between the profiles is greatly different, and an accurate layer thickness distribution cannot be calculated.

前記部分的な突出等による誤差を解消するために、数十バッチのプロフィールをそれぞれ計測し、この数十回分の計測値を平均した値を用いてプロフィールを算出することが考えられる。   In order to eliminate the error due to the partial protrusion or the like, it is conceivable to measure profiles of several tens of batches and calculate a profile using a value obtained by averaging the measured values of several tens of times.

しかし、このような方法では、過去において計測した数十回のバッチ毎の計測値の平均値を求めた上でプロフィールを算出して直近の層厚を計算しなければならないので、炉内状況に変化が生じた際、この変化を素早く把握することができない。そのため、前記変化に素早く対応して操業条件の変更をすることができないといった問題が生じる。   However, in such a method, it is necessary to calculate the profile after calculating the average value of the measured values for every several tens of batches measured in the past, so that the latest layer thickness must be calculated. When changes occur, these changes cannot be grasped quickly. Therefore, there arises a problem that the operating conditions cannot be changed quickly in response to the change.

一方、前記シミュレーションモデルは、種々の計算条件が集積されたものであるため、操業条件毎にこれらの計算条件のパラメータを調整するには、多数の計測プロフィールと各操業条件の関係を分析しなければならず、非常に長い時間が必要となる。   On the other hand, since the simulation model is a collection of various calculation conditions, in order to adjust the parameters of these calculation conditions for each operation condition, the relationship between many measurement profiles and each operation condition must be analyzed. It takes a very long time.

また、このように求めたパラメータを用いたとしても、前記シミュレーションモデルを用いてプロフィールを推定する場合、同一の操業条件においては、同一の結果しか算出することができない。しかし、現実の高炉内に形成される装入物のプロフィールは、同一の操業条件であるにも関わらず、全て同一のプロフィールとはならず、バッチ毎に異なったプロフィールとなる場合が多い。   Even if the parameters thus obtained are used, when the profile is estimated using the simulation model, only the same result can be calculated under the same operating conditions. However, the profile of the charge formed in the actual blast furnace is not always the same profile in spite of the same operating conditions, and is often different for each batch.

このように、シミュレーションモデルを用いた場合には、操業条件が一部でも異なれば、当該操業条件に合致する計算条件のパラメータを調整するのに非常に時間がかかる。また、同一操業条件下における層厚分布の変化に対応できないといった問題が生じていた。   As described above, when the simulation model is used, it takes a very long time to adjust the parameter of the calculation condition that matches the operation condition even if the operation condition is partially different. Moreover, the problem that it cannot respond to the change of the layer thickness distribution under the same operation condition has arisen.

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、装入物の炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を短時間で精度よく得ることができる高炉装入物の層厚分布推定方法、及びこの方法を用いた高炉装入物の層厚分布測定装置を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a layer thickness distribution of a blast furnace charge that can accurately obtain a layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall of the charge. It is an object of the present invention to provide an estimation method and an apparatus for measuring a layer thickness distribution of a blast furnace charge using this method.

そこで、上記課題を解消すべく、本発明に係る高炉装入物の層厚推定方法は、高炉内に装入物を装入するバッチをN回(但し、Nは自然数、且つN>1)繰り返すことで当該高炉内に積層された装入物のうち、第n回目(但し、nは1<n≦Nの範囲で任意に選ばれる自然数)バッチの装入物が形成する層における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を推定する方法であって、所定位置の炉半径における装入物の層上面形状を擬制するための推定形状線を規定する係数未定の連続関数を設定しておき、第n−1回目バッチと第n回目バッチとのそれぞれにおいて、前記層上面形状を計測手段で計測し、この計測によって得た計測値に基づいて前記連続関数の係数を算出することで、前記第n−1回目バッチ及び前記第n回目バッチの各推定形状線を導出し、この導出された2本の推定形状線を炉中心軸が回転中心となるように回転させて推定プロフィールをそれぞれ求めた場合に両推定プロフィールに挟まれた空間の体積が第n回目バッチの装入物体積と等しくなるような間隔で、前記第n回目バッチの推定形状線の下方に前記第n−1回目バッチの推定形状線が位置するように前記2本の推定形状線の少なくとも一方を補正し、このように配置された前記第n−1回目バッチと第n回目バッチとの各推定形状線における炉半径方向に沿った各位置での上下間隔をそれぞれ算定し、この算定結果に基づいて第n回目バッチの装入物における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を推定することを特徴とする。   Therefore, in order to solve the above-described problem, the method for estimating the layer thickness of the blast furnace charge according to the present invention performs N batches of charging the charge into the blast furnace (where N is a natural number and N> 1). Of the charges stacked in the blast furnace by repeating, the furnace center in the layer formed by the n-th charge (where n is a natural number arbitrarily selected within the range of 1 <n ≦ N) batch Is a method for estimating the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace side wall to the furnace side wall, and the coefficient undetermined continuous that defines the estimated shape line to simulate the shape of the top surface of the charge at the furnace radius at a predetermined position A function is set, and in each of the (n−1) -th batch and the n-th batch, the upper surface shape of the layer is measured by the measuring means, and the coefficient of the continuous function is calculated based on the measured value obtained by the measurement. By calculating, the n-1st batch and the nth time When the estimated profile lines are derived and the estimated profiles are obtained by rotating the derived two estimated profile lines so that the furnace center axis is the center of rotation, they are sandwiched between the two estimated profiles. The estimated shape line of the n-1st batch is positioned below the estimated shape line of the nth batch at an interval such that the volume of the space is equal to the charge volume of the nth batch. At least one of the two estimated shape lines is corrected, and the vertical distance at each position along the furnace radial direction in each of the estimated shape lines of the (n-1) th batch and the nth batch arranged in this way. And the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall in the charge of the nth batch is estimated based on the calculation result.

かかる構成によれば、連続した2バッチ(第n−1回目バッチと第n回目バッチ)の層上面形状が計測されるだけで、所望する第n回目バッチの装入物における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布が推定される。そのため、従来のように数十バッチの層上面形状を計測して計測値の平均を求める必要がなく、短時間(連続した2バッチに要する時間)で所望のバッチの装入物における前記層厚分布が推定される。   According to such a configuration, only by measuring the top surface shape of two consecutive batches (the (n-1) th batch and the nth batch), the furnace side wall from the furnace center in the desired charge of the nth batch is measured. The layer thickness distribution along the furnace radial direction is estimated. Therefore, there is no need to measure the top surface shape of several tens of batches and obtain the average of the measured values as in the prior art, and the layer thickness in the charge of the desired batch in a short time (the time required for two consecutive batches). Distribution is estimated.

しかも、所定位置の炉半径における装入物の層上面形状を擬制するための推定形状線を規定する係数未定の連続関数が予め設定されているため、計測した層上面形状に装入物の装入する際にたまたま生じた部分的な突出等があってもこの部分的な突出等に影響されることなく滑らかな推定形状線が導出され、より精度の良いプロフィールを得ることができる。そのため、第n−1回目バッチ及び第n回目バッチの2つのプロフィールに上下から挟まれた空間の体積が第n回目バッチの装入物の体積と同一となるよう、前記両プロフィールの間隔を決定して両推定形状線の少なくとも一方を補正した場合、両推定形状線の炉半径方向に沿った各位置における上下間隔が実際の装入物の層により近くなるため、より精度のよい層厚分布が得られる。   In addition, since a continuous function with an unknown coefficient that prescribes an estimated shape line to simulate the shape of the top surface of the charge at the furnace radius at a predetermined position is set in advance, A smooth estimated shape line is derived without being affected by a partial protrusion or the like that happens to occur when entering, and a more accurate profile can be obtained. Therefore, the interval between the two profiles is determined so that the volume of the space sandwiched between the two profiles of the (n-1) th batch and the nth batch is the same as the volume of the charge of the nth batch. When at least one of the two estimated shape lines is corrected, the vertical distance at each position along the furnace radial direction of both estimated shape lines is closer to the actual charge layer, so the layer thickness distribution is more accurate. Is obtained.

さらに、層厚分布を得たいバッチ及びその前の回のバッチにおいて、それぞれ層上面形状を計測し、その計測値に基づいて予め設定された関数の係数を算出するため、当該層上面形状に即した精度のよい推定形状線が導出される。その結果、高炉の同一操業条件下における層厚分布の変化にも対応した層厚分布が精度よく推定される。   Furthermore, in the batch where the layer thickness distribution is to be obtained and the previous batch, the layer top surface shape is measured, and a coefficient of a preset function is calculated based on the measured value. The estimated shape line with high accuracy is derived. As a result, the layer thickness distribution corresponding to the change of the layer thickness distribution under the same operating condition of the blast furnace is accurately estimated.

本発明に係る高炉装入物の層厚推定方法においては、前記連続関数は、前記所定位置の炉半径に沿って区画された複数の区間について、それぞれ規定された複数種の区間関数が連なることで規定され、これら複数の区間関数は、それぞれ係数及び前記所定位置の炉半径方向の範囲が未定で且つ隣接する区間関数同士の境界において連続するように設定され、前記第n−1回目バッチと第n回目バッチとのそれぞれにおいて、前記計測値に基づいて全ての前記区間関数における係数及び前記所定位置の炉半径方向の範囲を算出することで、前記第n−1回目バッチ及び前記第n回目バッチの各推定形状線を導出する構成であってもよい。   In the blast furnace charge layer thickness estimation method according to the present invention, the continuous function includes a plurality of types of section functions defined for a plurality of sections sectioned along the furnace radius at the predetermined position. The plurality of interval functions are set such that the coefficient and the range in the furnace radial direction of the predetermined position are undecided and are continuous at the boundary between adjacent interval functions, and the n-1th batch In each of the n-th batch, the coefficients in all the interval functions and the ranges in the furnace radial direction of the predetermined positions are calculated based on the measured values, so that the n-1 th batch and the n-th batch are calculated. The configuration may be such that each estimated shape line of the batch is derived.

かかる構成によれば、連続関数が複数の区間に分けられ、これら複数の区間毎に層上面形状に即した線分を規定する区間関数が設定されている。そのため、より実際の装入物のプロフィールに近似した推定形状線を得ることができる。その結果、所望のバッチの装入物における前記層厚分布がより精度よく推定される。   According to this configuration, the continuous function is divided into a plurality of sections, and a section function that defines a line segment conforming to the shape of the upper layer surface is set for each of the plurality of sections. Therefore, it is possible to obtain an estimated shape line that more closely approximates the actual charge profile. As a result, the layer thickness distribution in the desired batch charge can be estimated more accurately.

また、前記Nは、N=n且つN>2であってもよい。   The N may be N = n and N> 2.

かかる構成によれば、高炉内の最上層の装入物における層上面形状、即ち、上部に露出した層上面形状を計測すればよいことから、計測が行い易くなる。しかも、直近の装入物における層厚分布が得られるため、次のバッチにおける装入物の装入位置等の操業条件がより設定し易くなる。   According to such a configuration, it is only necessary to measure the layer upper surface shape in the uppermost layer charge in the blast furnace, that is, the layer upper surface shape exposed at the upper portion, so that measurement is facilitated. In addition, since the layer thickness distribution in the latest charge is obtained, it becomes easier to set operation conditions such as the charge position of the charge in the next batch.

また、前記区間関数は、前記炉中心軸をy軸、前記所定位置の炉半径をx軸とするxy平面上で表される関数であってもよい。   The interval function may be a function represented on an xy plane in which the furnace center axis is the y axis and the furnace radius at the predetermined position is the x axis.

かかる構成によれば、複数の区間関数がそれぞれy=f(x)の形で表され、関数の取り扱いが容易になる。そのため、層上面形状の計測値に基づく各区間関数における係数や前記所定位置の炉半径方向の範囲の算出が容易となり、推定形状線の導出が容易になる。   According to such a configuration, the plurality of interval functions are each expressed in the form y = f (x), and the handling of the functions becomes easy. Therefore, it is easy to calculate the coefficient in each interval function based on the measurement value of the layer upper surface shape and the range in the furnace radial direction of the predetermined position, and it is easy to derive the estimated shape line.

また、前記連続関数は、3つの区間関数で規定され、これら3つの区間関数は、炉中心から炉側壁に向かって順に、該当する区間関数によって規定される線分が曲線となる第1の区間関数、前記線分が直線となる一次関数、前記線分が曲線となる第2の区間関数であってもよい。   Further, the continuous function is defined by three interval functions, and these three interval functions are first intervals in which the line segment defined by the corresponding interval function is a curve in order from the furnace center toward the furnace side wall. It may be a function, a linear function in which the line segment is a straight line, or a second interval function in which the line segment is a curve.

かかる構成によれば、3つの区間関数によってそれぞれ規定される3本の線分が直列に接続されることで装入物の層上面形状に即した形状の推定形状線を得ることができる。このように少ない区間関数で推定形状線が規定できることから、層上面形状の計測値に基づく各区間関数における係数や前記所定位置の炉半径方向の範囲の算出が容易となり、前記推定形状線の導出が容易になる。しかも、導出した前記推定形状線が計測した層上面形状に即した形状であることから、精度よく装入物の層厚分布が推定される。   According to such a configuration, an estimated shape line having a shape corresponding to the shape of the top surface of the charge can be obtained by connecting three line segments respectively defined by the three section functions in series. Since the estimated shape line can be defined with such a small number of interval functions, it is easy to calculate the coefficient in each interval function based on the measured value of the layer upper surface shape and the range in the furnace radial direction of the predetermined position, and derive the estimated shape line. Becomes easier. Moreover, since the derived estimated shape line is a shape that matches the shape of the measured layer upper surface, the layer thickness distribution of the charge can be estimated with high accuracy.

また、前記第1の区間関数と第2の区間関数とは、以下の(1)式で表される前記x軸に対する角度変化率が一定の関数、又は以下の(2)式で表される二次関数であってもよい。   The first interval function and the second interval function are expressed by a function having a constant angle change rate with respect to the x axis expressed by the following equation (1), or by the following equation (2). It may be a quadratic function.

y=−1/a・log|cos(αx+b)|+c ・・・(1)
y=αx+βx+γ ・・・(2)
ここで、a,b,c,α,β,γは、係数。
y = −1 / a · log | cos (αx + b) | + c (1)
y = αx 2 + βx + γ (2)
Here, a, b, c, α, β, and γ are coefficients.

かかる構成によれば、第1の区間関数と第2の区間関数とは、簡単な関数であり、係数も少ないため、前記計測値に基づく各区間関数における係数や前記所定位置の炉半径方向の範囲の算出がより容易となる。   According to such a configuration, the first interval function and the second interval function are simple functions and have a small number of coefficients. Therefore, the coefficients in the interval functions based on the measurement values and the furnace radial direction of the predetermined position The range can be calculated more easily.

また、前記第n−1回目バッチと第n回目バッチとのそれぞれにおいて、前記計測値から最急降下法を用い、全ての前記区間関数における係数及び前記x軸方向における範囲を同時に求めてもよい。   Further, in each of the (n-1) th batch and the nth batch, the steepest descent method may be used from the measured values to simultaneously obtain the coefficients in all the interval functions and the ranges in the x-axis direction.

かかる構成によれば、計測値から容易に各バッチにおける全ての区間関数の係数及びx軸方向における範囲を同時に求めることができる。   According to such a configuration, the coefficients of all interval functions and the ranges in the x-axis direction in each batch can be easily obtained from the measured values at the same time.

また、上記課題を解消すべく、本発明に係る高炉装入物の層厚推定装置は、高炉内の装入物の層上面形状を当該高炉内に装入物を装入するバッチ毎に計測可能な計測手段と、前記バッチをN回(但し、Nは自然数、且つ1<N)繰り返すことで前記高炉内に積層された装入物のうち、この計測手段で第n−1回目バッチと第n回目バッチとの連続した2バッチの前記層上面形状を計測した計測値に基づいて、第n回目(但し、nは1<n≦Nの範囲で任意に選ばれる自然数)バッチの装入物が形成する層における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を推定する層厚分布推定手段と、前記層厚測定手段で推定した層厚分布の値を外部に出力する出力手段と、を備える高炉装入物の層厚分布推定装置であって、前記層厚分布推定手段は、所定位置の炉半径における装入物の層上面形状を擬制するための推定形状線を規定する係数未定の連続関数を設定しておき、第n−1回目バッチと第n回目バッチとのそれぞれにおいて、前記層上面形状を計測手段で計測し、この計測によって得た計測値に基づいて前記連続関数の係数を算出することで、前記第n−1回目バッチ及び前記第n回目バッチの各推定形状線を導出し、この導出された2本の推定形状線を炉中心軸が回転中心となるように回転させて推定プロフィールをそれぞれ求めた場合に両推定プロフィールに挟まれた空間の体積が第n回目バッチの装入物体積と等しくなるような間隔で、前記第n回目バッチの推定形状線の下方に前記第n−1回目バッチの推定形状線が位置するように前記2本の推定形状線の少なくとも一方を補正し、このように配置された前記第n−1回目バッチと第n回目バッチとの各推定形状線における炉半径方向に沿った各位置での上下間隔をそれぞれ算定し、この算定値を第n回目バッチの装入物における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布の値として前記出力手段に伝達し、前記出力手段は、前記層厚測定手段から伝達された前記層厚分布の値を外部に出力することを特徴とする。   Further, in order to solve the above problems, the apparatus for estimating the layer thickness of the blast furnace charge according to the present invention measures the top surface shape of the charge in the blast furnace for each batch in which the charge is charged into the blast furnace. Possible measurement means, and among the charges stacked in the blast furnace by repeating the batch N times (where N is a natural number and 1 <N), the measurement means makes the n-1st batch The charging of the nth batch (where n is a natural number arbitrarily selected within the range of 1 <n ≦ N) based on the measured values obtained by measuring the shape of the upper surface of the two consecutive batches with the nth batch The layer thickness distribution estimating means for estimating the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall in the layer formed by the object, and the value of the layer thickness distribution estimated by the layer thickness measuring means is output to the outside. An apparatus for estimating a layer thickness distribution of a blast furnace charge comprising an output means, wherein the layer thickness distribution is estimated The stage sets a continuous function with an undetermined coefficient that prescribes an estimated shape line for imitating the shape of the layer top surface of the charge at a furnace radius at a predetermined position, and the n-1th batch and the nth batch In each of the above, the upper surface shape of the layer is measured by the measuring means, and the coefficient of the continuous function is calculated based on the measurement value obtained by the measurement, so that the n−1th batch and the nth batch When each estimated shape line is derived and the estimated profiles are obtained by rotating these two estimated shape lines so that the furnace center axis is the center of rotation, the volume of the space sandwiched between both estimated profiles Is the same as the charge volume of the nth batch, and the two of the two pieces are positioned so that the estimated shape line of the (n-1) th batch is positioned below the estimated shape line of the nth batch. There are few estimated shape lines Both are corrected, and the vertical spacing at each position along the radial direction of the furnace is calculated for each estimated shape line of the n-1st batch and the nth batch arranged in this way. The value is transmitted to the output means as a value of the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall in the charge of the nth batch, and the output means is transmitted from the layer thickness measuring means. The value of the layer thickness distribution is output to the outside.

かかる構成とすることで、前記同様、連続した2バッチ(第n−1回目バッチと第n回目バッチ)の層上面形状を計測するだけで、第n回目バッチの装入物における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布が推定され、短時間で所定のバッチの装入物における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布が推定される。   By adopting such a configuration, similarly to the above, it is possible to measure the top surface shape of two consecutive batches (the (n-1) th batch and the nth batch) from the center of the furnace in the charge of the nth batch. The layer thickness distribution along the furnace radial direction to the side wall is estimated, and the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall in a predetermined batch of charge is estimated in a short time.

また、所定位置の炉半径における装入物の層上面形状を擬制するための推定形状線を規定する係数未定の連続関数が予め設定されているため、計測した層上面形状に装入物の装入する際にたまたま生じた部分的な突出等があってもこの部分的な突出等に影響されることなく滑らかな推定形状線が導出され、より精度の良いプロフィールを得ることができる。そのため、第n−1回目バッチ及び第n回目バッチの2つのプロフィールに上下から挟まれた空間の体積が第n回目バッチの装入物の体積と同一となるよう、前記両プロフィールの間隔を決定して両推定形状線の少なくとも一方を補正した場合、両推定形状線の炉半径方向に沿った各位置における上下間隔が実際の装入物の層により近くなるため、より精度のよい層厚分布が得られる。   In addition, since a continuous function with an indefinite coefficient that prescribes an estimated shape line for imitating the shape of the top surface of the charge at the furnace radius at a predetermined position is set in advance, the charge of the charge is added to the measured top surface shape of the layer. A smooth estimated shape line is derived without being affected by a partial protrusion or the like that happens to occur when entering, and a more accurate profile can be obtained. Therefore, the interval between the two profiles is determined so that the volume of the space sandwiched between the two profiles of the (n-1) th batch and the nth batch is the same as the volume of the charge of the nth batch. When at least one of the two estimated shape lines is corrected, the vertical distance at each position along the furnace radial direction of both estimated shape lines is closer to the actual charge layer, so the layer thickness distribution is more accurate. Is obtained.

また、層厚分布を得たいバッチ及びその前の回のバッチにおいて、それぞれ層上面形状を計測し、その計測値に基づいて予め設定された関数の係数を算出するため、当該層上面形状に即した精度のよい推定形状線が導出される。その結果、高炉の同一操業条件下における層厚分布の変化にも対応した前記層厚分布が精度よく推定される。   In addition, in the batch where the layer thickness distribution is to be obtained and the previous batch, the layer upper surface shape is measured, and a coefficient of a preset function is calculated based on the measured value. The estimated shape line with high accuracy is derived. As a result, the layer thickness distribution corresponding to the change in the layer thickness distribution under the same operating condition of the blast furnace is accurately estimated.

さらに、求めた前記層厚分布の値が出力手段によって出力されることで、炉の操業を行う作業者は、的確に所望するバッチの装入物の前記層厚分布を把握することができる。   Further, the value of the obtained layer thickness distribution is output by the output means, so that an operator operating the furnace can accurately grasp the layer thickness distribution of the desired batch charge.

また、前記Nは、N=n且つN>2であり、前記計測手段は、最上層の前記装入物の層上面形状を計測可能なプロフィールメータであってもよい。   The N may be N = n and N> 2, and the measuring unit may be a profile meter capable of measuring the layer upper surface shape of the topmost charge.

かかる構成によれば、高炉内の最上層の装入物における層上面形状を計測すればよいことから、計測が行い易くなる。しかも、種々のプロフィールメーターが既に開発されているため、低コストで信頼性の高い計測手段を得ることができる。   According to such a configuration, it is only necessary to measure the layer upper surface shape in the uppermost layer charge in the blast furnace, so that measurement is facilitated. In addition, since various profile meters have already been developed, it is possible to obtain a reliable measurement means at a low cost.

以上より、本発明によれば、装入物の炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を短時間で精度よく得ることができる高炉装入物の層厚推定方法、及びこの方法を用いた高炉装入物の層厚分布測定装置を提供することができるようになる。   As described above, according to the present invention, the method for estimating the layer thickness of the blast furnace charge capable of accurately obtaining the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall of the charge, and An apparatus for measuring the layer thickness distribution of the blast furnace charge using this method can be provided.

以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

まず、図1に基づいて、本実施形態において用いられる高炉10及び当該高炉10への装入物の装入方法について簡単に説明する。   First, based on FIG. 1, the blast furnace 10 used in this embodiment and the charging method of the charge to the said blast furnace 10 are demonstrated easily.

高炉10は、ムーバルアーマ11bを備え、装入物の装入方式がベル装入方式のいわゆるベルアーマ式高炉である。具体的には、この高炉10は、高炉10炉頂部に中心装入専用シュート12と、ベル11a及びムーバルアーマ11bを組み合わせたベル方式装入装置11と、を備えている。中心装入専用シュート12は、コークスを高炉10の中心部(炉中心)へ集中的に投入するために炉中心へ向かって延びる樋状の部材である。ベル方式装入装置11は、上下することで装入物(コークス及び鉱石)を炉内の炉側壁近傍に向かって装入するベル11aと、炉の径方向に沿って板状体が往復動することでベル11aからの装入物の落下位置を変更するムーバルアーマ11bと、を用いて装入物を炉内周縁部へ投入するための装置である。   The blast furnace 10 is a so-called bell armor type blast furnace that includes a movable armor 11b and that uses a bell charging method as a charging method. Specifically, the blast furnace 10 includes a central charging chute 12 at the top of the blast furnace 10 and a bell type charging device 11 in which a bell 11a and a moveable armor 11b are combined. The central charging chute 12 is a bowl-shaped member extending toward the furnace center in order to concentrate coke into the central portion (furnace center) of the blast furnace 10. The bell type charging device 11 is moved up and down, and the plate 11 reciprocates along the radial direction of the furnace with the bell 11a for charging the charged material (coke and ore) toward the vicinity of the furnace side wall in the furnace. This is a device for throwing the charge into the furnace peripheral edge using the moveable armor 11b that changes the drop position of the charge from the bell 11a.

このように構成される高炉10の炉頂部から、装入物、本実施形態においてはコークス及び鉱石がそれぞれ炉内に装入されることで、コークス層と鉱石層とが交互に積層される。尚、本実施形態においては、コークス又は鉱石の高炉10への装入単位をバッチとする。そして、コークス層を形成するためのコークス2バッチ及び鉱石層を形成するための鉱石2バッチが主になって1チャージが構成される。1チャージ中の最初のコークスバッチをC1、次のコークスバッチをC2とし、次の鉱石バッチをO1、その次の鉱石バッチをO2とする。また、鉱石層を形成する際、炉中心へ集中的に少量のコークスを装入するため、前記鉱石バッチと交互に行われる中心装入専用シュートを用いた高炉10中心部への各中心装入コークスバッチをCC1、CC2とする。   The charge, in the present embodiment, coke and ore are charged into the furnace from the top of the blast furnace 10 configured as described above, so that the coke layer and the ore layer are alternately stacked. In this embodiment, a unit of charging coke or ore into the blast furnace 10 is a batch. And 1 coke is comprised mainly by 2 coke batches for forming a coke layer, and 2 ore batches for forming an ore layer. The first coke batch in one charge is C1, the next coke batch is C2, the next ore batch is O1, and the next ore batch is O2. In addition, when forming an ore layer, in order to charge a small amount of coke intensively to the center of the furnace, each center charging to the center of the blast furnace 10 using the center charging dedicated chute performed alternately with the ore batch. The coke batch is CC1 and CC2.

詳細には、コークス層の形成は、ベル方式装入装置(ベル11a及びムーバルアーマ11b)11が用いられ、C1バッチ及びC2バッチが行われる。具体的には、C1バッチでは、ムーバルアーマ11bが炉側壁位置まで後退して炉側壁近傍にコークスの落下点が設定される。この状態でベル11aが下降することでコークスが装入されてコークス層c1が形成される。ついで、C2バッチでは、ムーバルアーマが炉中心側に前進して炉中心よりに落下点が設定される。この状態でコークスが装入されてコークス層c2が形成される。   Specifically, the coke layer is formed by using a bell-type charging device (bell 11a and moveable armor 11b) 11 and performing C1 batch and C2 batch. Specifically, in the C1 batch, the moveable armor 11b moves backward to the furnace side wall position, and a coke dropping point is set in the vicinity of the furnace side wall. In this state, the bell 11a is lowered, so that coke is charged and a coke layer c1 is formed. Next, in the C2 batch, the moveable armor advances to the furnace center side, and a drop point is set from the furnace center. In this state, coke is charged to form a coke layer c2.

次に、鉱石層の形成が行われる。その際、炉中心に中心装入コークスも装入される。前記コークス層c1,c2が形成された後、中心装入専用シュート12とベル方式装入装置11とが交互に用いられる。即ち、炉中心への中心装入コークスバッチCC1、炉側壁近傍への鉱石バッチO1、炉中心への中心装入コークスバッチCC2、炉側壁側への鉱石バッチO2の順に各バッチ(装入物の装入)が行われる。このように、炉中心への中心装入コークスバッチと炉側壁近傍への鉱石バッチとが交互に行われることにより、中心装入コークス層cc1,cc2が鉱石層o1,o2によって分断されることがなく前記コークス層c1,c2と中心装入コークス層cc1,cc2とが連続する。   Next, an ore layer is formed. At that time, the central charging coke is also charged into the furnace center. After the coke layers c1 and c2 are formed, the central charging chute 12 and the bell charging device 11 are alternately used. That is, each of the batches (the charge of the charge) in the order of the central charging coke batch CC1 to the furnace center, the ore batch O1 near the furnace side wall, the central charging coke batch CC2 to the furnace center, and the ore batch O2 to the furnace side wall. Charging) is performed. As described above, the centrally charged coke batch at the furnace center and the ore batch near the furnace side wall are alternately performed, so that the centrally charged coke layers cc1 and cc2 are divided by the ore layers o1 and o2. The coke layers c1 and c2 and the centrally charged coke layers cc1 and cc2 are continuous.

次に、高炉10に用いられる高炉装入物の層厚分布推定装置について説明する。   Next, the blast furnace charge layer thickness distribution estimating apparatus used for the blast furnace 10 will be described.

図2にも示されるように、層厚分布推定装置(以下、単に「推定装置」と称する。)20は、高炉10内に装入されて積層した鉱石、コークス等の装入物の炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を推定する装置である。具体的には、推定装置20は、計測手段21と、層厚分布推定手段22と、出力手段23と、を備える。   As shown in FIG. 2, a layer thickness distribution estimation device (hereinafter simply referred to as “estimation device”) 20 is a furnace center of charges such as ore and coke charged and stacked in a blast furnace 10. Is a device for estimating the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace side wall to the furnace side wall. Specifically, the estimation device 20 includes a measurement unit 21, a layer thickness distribution estimation unit 22, and an output unit 23.

計測手段21は、本実施形態においてはプロフィールメーターが用いられている。このプロフィールメーター21は、高炉10内の装入物の層上面形状(プロフィール)を計測するための装置で、当該高炉10内に装入物を装入するバッチ毎に計測可能である。プロフィールメーター21は、図3にも示されるように、炉外から炉側壁を貫通するように挿入された計測ロッド211を有する。この計測ロッド211先端の計測部212が炉の所定位置の径方向に沿って往復動し、その先端(計測部)212から照射したマイクロ波の反射波に基づいて、装入物の層上面の高さが計測される。   As the measuring means 21, a profile meter is used in the present embodiment. The profile meter 21 is a device for measuring the layer upper surface shape (profile) of the charge in the blast furnace 10 and can be measured for each batch in which the charge is charged into the blast furnace 10. As shown in FIG. 3, the profile meter 21 has a measuring rod 211 inserted from the outside of the furnace so as to penetrate the furnace side wall. The measuring part 212 at the tip of the measuring rod 211 reciprocates along the radial direction at a predetermined position of the furnace, and based on the reflected wave of the microwave irradiated from the tip (measuring part) 212, Height is measured.

層厚分布推定手段22は、プロセスコンピュータ22aと層厚演算コンピュータ22bとの2つのコンピュータで構成されている。尚、層厚分布推定手段22は、本実施形態のように2つのコンピュータで構成される必要はなく、1つのコンピュータであってもよく、3つ以上で構成されていてもよい。   The layer thickness distribution estimation means 22 is composed of two computers, a process computer 22a and a layer thickness calculation computer 22b. Note that the layer thickness distribution estimation means 22 does not need to be configured by two computers as in this embodiment, and may be a single computer or may be configured by three or more.

プロセスコンピュータ22aは、プロフィールメーター21やベル方式装入装置11等の制御を行い、前記プロフィールメーター21からの計測値や高炉10内への装入物の装入量(装入物の体積)情報を層厚演算コンピュータ22bに送信する。また、プロセスコンピュータ22aには、高炉10の操業条件等を入力するための操業条件入力装置24が接続されている。   The process computer 22a controls the profile meter 21 and the bell system charging device 11 and the like, and measures the measured value from the profile meter 21 and the amount of charged material into the blast furnace 10 (volume of charged material). Is transmitted to the layer thickness calculation computer 22b. The process computer 22a is connected to an operation condition input device 24 for inputting operation conditions of the blast furnace 10 and the like.

層厚演算コンピュータ22bは、プロセスコンピュータ22aからの情報(プロフィールメーター21の計測値や装入物の装入量等)に基づき、高炉10内に積層された層のうち、最上層の層厚分布を推定するコンピュータである。尚、当該層厚演算コンピュータ22bで行われる層厚分布の推定方法についての詳細は後述する。   The layer thickness calculation computer 22b is a layer thickness distribution of the uppermost layer among the layers stacked in the blast furnace 10 based on information from the process computer 22a (measured value of the profile meter 21, the amount of charged material, etc.). It is a computer that estimates The details of the layer thickness distribution estimation method performed by the layer thickness calculation computer 22b will be described later.

また、出力手段23は、層厚演算コンピュータ22bでの演算結果を表示するものであり、本実施形態においてはCRTディスプレイが用いられている。しかし、これに限定される必要はなく、FPDやプリンタ等であってもよく、これらを組み合わせたものでもよい。   The output means 23 is for displaying the calculation result in the layer thickness calculation computer 22b, and a CRT display is used in this embodiment. However, the present invention is not limited to this, and may be an FPD, a printer, or the like, or a combination thereof.

次に、層厚演算コンピュータ22bで行われる層厚分布の推定方法について図4及び図5も参照しつつ説明する。   Next, a method for estimating the layer thickness distribution performed by the layer thickness calculation computer 22b will be described with reference to FIGS.

層厚演算コンピュータ22bは、バッチをN回(但し、Nは自然数、且つ2<N)繰り返すことで高炉10内に積層された装入物のうち、プロフィールメーター21で計測した第N−1回目バッチと第N回目バッチとの層上面形状の計測値に基づいて第N回目バッチの装入物の層厚分布を推定する。尚、推定する層厚分布は、第N回目バッチの装入物が形成する層における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布である。   The layer thickness calculation computer 22b repeats the batch N times (where N is a natural number and 2 <N), and among the charges stacked in the blast furnace 10, the N-1th time measured by the profile meter 21. The layer thickness distribution of the charge of the Nth batch is estimated based on the measured value of the layer upper surface shape of the batch and the Nth batch. The estimated layer thickness distribution is a layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall in the layer formed by the charge of the Nth batch.

層厚演算コンピュータ22bにおいて、具体的には、以下のようにして第N回目バッチ(以下、単に「該当バッチ」とも称する。)の装入物における層厚分布を推定する。   Specifically, the layer thickness calculation computer 22b estimates the layer thickness distribution in the charge of the Nth batch (hereinafter also simply referred to as “corresponding batch”) as follows.

「推定形状線を規定する係数未定の連続関数の設定」
層厚演算コンピュータ22bには所定位置(プロフィールメーター21で測定する位置)の炉半径における推定形状線pLを規定する係数未定の連続関数fが予め設定、記憶されている。この推定形状線pLとは、前記所定位置の炉半径における最上層の層上面形状を擬制するための曲線である。この推定形状線pLは、種々の操業条件における高炉10内の装入物の層上面形状を分析した結果、得られたものである。
"Setting a continuous function with an unknown coefficient that defines an estimated shape line"
In the layer thickness calculation computer 22b, a continuous function f with an undetermined coefficient defining the estimated shape line pL at the furnace radius at a predetermined position (position measured by the profile meter 21) is preset and stored. The estimated shape line pL is a curve for imitating the top layer shape of the uppermost layer at the furnace radius at the predetermined position. This estimated shape line pL is obtained as a result of analyzing the layer upper surface shape of the charge in the blast furnace 10 under various operating conditions.

具体的には、前記連続関数fは、前記所定位置の炉半径に沿って区画された複数の区間について、それぞれ規定された複数種の区間関数f1,f2,…が連なることで規定されている。これら複数の区間関数f1,f2,…は、それぞれ係数及び前記所定位置の炉半径方向の範囲が未定で且つ隣接する区間関数同士の境界において連続するように設定されている。   Specifically, the continuous function f is defined by a plurality of types of section functions f1, f2,... That are defined for a plurality of sections partitioned along the furnace radius at the predetermined position. . The plurality of interval functions f1, f2,... Are set such that the coefficient and the range of the predetermined position in the furnace radial direction are undecided and are continuous at the boundary between adjacent interval functions.

詳細には、この連続関数は、本実施形態においては、3つの区間関数f1,f2,f3によって規定されている。これら3つの区間関数f1,f2,f3は、炉中心から炉側壁に向かって順に、該当する区間関数によって規定される線分が曲線となる第1の区間関数f1、前記線分が直線となる一次関数f2、前記線分が曲線となる第2の区間関数f3で構成される。尚、第1の区間関数f1が規定されている区間をL1区間、一次関数f2で規定されている区間をL2区間、第2の区間関数f3が規定されている区間をL3区間とする。また、前記所定位置の炉半径において、L1区間とL2区間との境界位置をr1、L2区間とL3区間との境界位置をr2とする。   Specifically, in the present embodiment, this continuous function is defined by three interval functions f1, f2, and f3. These three interval functions f1, f2, and f3 are, in order from the furnace center toward the furnace side wall, a first interval function f1 in which the line segment defined by the corresponding interval function becomes a curve, and the line segment becomes a straight line. It comprises a linear function f2 and a second interval function f3 in which the line segment is a curve. Note that the section in which the first section function f1 is defined is the L1 section, the section defined by the linear function f2 is the L2 section, and the section in which the second section function f3 is defined is the L3 section. Further, in the furnace radius at the predetermined position, the boundary position between the L1 section and the L2 section is r1, and the boundary position between the L2 section and the L3 section is r2.

前記区間関数に関し、さらに詳細には、第1の区間関数f1は、y=αx+βx+γ(以下、単に「式(10)」とも称する。)で表され、一次関数f2は、y=dx+e(以下、単に「式(11)」とも称する。)で表され、第2の区間関数f3はy=−1/a・log|cos(αx+b)|+c(以下、単に「式(12)」とも称する。)で表される。ここで、各区間関数は、炉中心軸をy軸、前記所定位置の炉半径をx軸とするxy平面上で表される関数である。また、a,b,c,d,e,α,β,γは、係数である。 More specifically, regarding the interval function, the first interval function f1 is represented by y = αx 2 + βx + γ (hereinafter also simply referred to as “Expression (10)”), and the linear function f2 is expressed as y = dx + e ( Hereinafter, the second interval function f3 is simply expressed as “expression (11)”, and y = −1 / a · log | cos (αx + b) | + c (hereinafter simply referred to as “expression (12)”). Designated). Here, each section function is a function represented on the xy plane where the furnace center axis is the y axis and the furnace radius at the predetermined position is the x axis. Further, a, b, c, d, e, α, β, and γ are coefficients.

このように各区間関数が設定されたのは、本実施形態に係る高炉10での種々の操業条件における最上層のプロフィールが分析された結果、L3区間、即ち、ベル11aによって装入される装入物の落下地点付近では、炉半径に対しての装入物高さの変化率が一定であることが多いからである。また、L2区間では、L3区間で堆積した装入物による山の裾野にあたる部分であるため、直線状の斜面になることが多いからであり、L1区間では、中心装入された中心装入コークス層cc1,cc2が放物線上に堆積することが多いからである。ここで、L2区間のプロフィールの傾斜角は、代表傾斜角と呼ばれている。この代表傾斜角は、ベル11aによって装入物を装入し続けるとL3区間に堆積して山となるが、この山の傾斜面(裾野)が代表傾斜角よりも急角度になるとこの急になった傾斜面が崩れ、再度、前記代表傾斜角となった時点で前記崩れが治まるような角度である。   Each section function is set in this way because the profile of the uppermost layer under various operating conditions in the blast furnace 10 according to the present embodiment is analyzed, and as a result, the section charged by the bell 11a is loaded. This is because the rate of change of the charge height relative to the furnace radius is often constant in the vicinity of the entry fall point. In addition, in the L2 section, it is a part that corresponds to the foot of the mountain due to the charge accumulated in the L3 section, and therefore it is often a straight slope. In the L1 section, the centrally charged coke that is centrally charged. This is because the layers cc1 and cc2 are often deposited on the parabola. Here, the inclination angle of the profile of the L2 section is called a representative inclination angle. This representative inclination angle accumulates in the L3 section when it continues to be charged with the bell 11a and becomes a mountain. However, when the slope of the mountain (bottom) becomes steeper than the representative inclination angle, The angle is such that the collapse is subsided when the tilted surface is broken and becomes the representative tilt angle again.

「各区間関数の係数及び範囲の算出による推定形状線の導出」
第N−1回目バッチ(以下、単に「前回のバッチ」とも称する。)と第N回目バッチとのそれぞれにおいて、プロフィールメーター21での計測値に基づいて前回のバッチ及び該当バッチの2つの連続するバッチの各推定形状線pLが導出される。
"Derivation of estimated shape line by calculating coefficients and range of each interval function"
In each of the (N-1) th batch (hereinafter, also simply referred to as “previous batch”) and the Nth batch, two consecutive batches, the previous batch and the corresponding batch, are measured based on the measurement values of the profile meter 21. Each estimated shape line pL of the batch is derived.

具体的には、前記各バッチ(前回のバッチと該当バッチのそれぞれ)において、プロフィールメーター21での計測値に基づいて全ての前記区間関数f1,f2,f3における係数及びx軸方向における範囲が同時に算出される。このとき、プロフィールメーター21での計測値を用い、最適化手法の一種である最急降下法によって全ての前記区間関数における係数及びx軸方向の範囲が同時に求められる。このようにして、該当バッチと前回のバッチとにおける各推定形状線pL1,pL2が導出される。   Specifically, in each batch (each of the previous batch and the corresponding batch), the coefficients in all the interval functions f1, f2, and f3 and the ranges in the x-axis direction are simultaneously determined based on the measurement values of the profile meter 21. Calculated. At this time, using the measurement value of the profile meter 21, the coefficients and the ranges in the x-axis direction in all the interval functions are obtained simultaneously by the steepest descent method which is a kind of optimization method. In this way, the estimated shape lines pL1 and pL2 in the corresponding batch and the previous batch are derived.

「前回のバッチの推定形状線の補正」
この導出された2本の推定形状線pL1、pL2を炉中心軸が回転中心となるように回転させて推定プロフィールがそれぞれ求められる。このようにして求められた両推定プロフィールに挟まれた空間の体積が該当バッチの装入物全体の体積と等しくなるような間隔で、該当バッチの推定形状線pL2の下方に前回のバッチの推定形状線pL1が位置するように前回のバッチの推定形状線pL1が補正される(図5において推定形状線pL1が下方に引き下げられる)。
"Correction of estimated shape line of previous batch"
The two estimated shape lines pL1 and pL2 thus derived are rotated so that the furnace center axis is the center of rotation, thereby obtaining estimated profiles. The estimation of the previous batch is made below the estimated shape line pL2 of the corresponding batch at an interval such that the volume of the space sandwiched between the two estimated profiles thus obtained becomes equal to the total volume of the charge of the corresponding batch. The estimated shape line pL1 of the previous batch is corrected so that the shape line pL1 is positioned (the estimated shape line pL1 is pulled downward in FIG. 5).

「炉半径方向に沿った各位置での層厚の算出」
このように補正された前回のバッチと該当バッチとの各推定形状線pL1,pL2における炉半径方向に沿った各位置での上下間隔がそれぞれ算出される。この算出された値に基づき、各位置での該当バッチの層厚が算出され、炉半径方向に沿った層厚分布が推定される。
"Calculation of layer thickness at each position along the furnace radial direction"
The vertical intervals at the respective positions along the furnace radial direction in the estimated shape lines pL1, pL2 between the previous batch and the corresponding batch corrected in this way are calculated. Based on this calculated value, the layer thickness of the corresponding batch at each position is calculated, and the layer thickness distribution along the furnace radial direction is estimated.

以上のようにして、層厚演算コンピュータ22bにおいて、層厚分布の推定が行われるが、上記のように係数未定の連続関数fが推定形状線pLとして予め設定され、プロフィールメーター21の計測値に基づいて、前記各係数が決定されることで、精度のよい層圧分布の推定が行われる。即ち、計測したプロフィールに装入物を装入する際にたまたま生じた部分的な突出等があってもこの部分的な突出等に影響されることなく滑らかな推定形状線pLが導出され、より精度の良いプロフィールを得ることができる。そのため、第N−1回目バッチ及び第N回目バッチの2つの推定プロフィールに上下から挟まれた空間の体積が第N回目バッチの装入物の体積と同一となるよう、前記両推定プロフィールの間隔を決定して第N−1回目バッチの推定形状線pL1を補正した場合、両推定形状線pL1,pL2の炉半径方向に沿った各位置における上下間隔が実際の装入物の層に近くなるため、精度のよい層厚分布が得られる。   As described above, the layer thickness distribution is estimated in the layer thickness calculation computer 22b. As described above, the continuous function f whose coefficient is undetermined is set in advance as the estimated shape line pL, and the measured value of the profile meter 21 is obtained. Based on the determination of the coefficients, the laminar pressure distribution is accurately estimated. That is, even if there is a partial protrusion, etc. that happened when charging the measured profile, the smooth estimated shape line pL is derived without being affected by this partial protrusion, etc. An accurate profile can be obtained. Therefore, the interval between the two estimated profiles is such that the volume of the space sandwiched between the two estimated profiles of the N-1st batch and the Nth batch is the same as the volume of the charge of the Nth batch. And the estimated shape line pL1 of the (N-1) th batch is corrected, the vertical distance at each position along the furnace radial direction of both estimated shape lines pL1, pL2 is close to the actual charge layer. Therefore, an accurate layer thickness distribution can be obtained.

さらに、推定形状線pLを規定する連続関数fが複数の区間に分けられ、これら複数の区間毎に層上面形状に即した線分を規定する区間関数f1,f2,…が設定されることで、より実際の装入物のプロフィールに近似した推定形状線pLを得ることができる。そのため、第N回目バッチの装入物における層厚分布がより精度よく推定される。   Further, the continuous function f that defines the estimated shape line pL is divided into a plurality of sections, and section functions f1, f2,... That define line segments that conform to the shape of the upper surface of the layer are set for each of the plurality of sections. Thus, it is possible to obtain an estimated shape line pL that more closely approximates the actual charge profile. Therefore, the layer thickness distribution in the charge of the Nth batch is estimated with higher accuracy.

しかも、本実施形態においては、連続関数が3つの区間関数によって規定されているため、プロフィールの計測値に基づく各区間関数における係数やx軸方向の範囲の算出が容易となり、推定形状線pLの導出が容易になる。その上、導出した推定形状線pLが計測した本実施形態に係る高炉内に積層される装入物のプロフィールに即した形状であることから、精度よく装入物の層厚分布が推定される。   In addition, in this embodiment, since the continuous function is defined by three interval functions, it is easy to calculate the coefficient and the range in the x-axis direction in each interval function based on the measured value of the profile, and the estimated shape line pL Derivation becomes easy. In addition, since the derived estimated shape line pL is a shape conforming to the profile of the charge stacked in the blast furnace according to the present embodiment, the layer thickness distribution of the charge is accurately estimated. .

また、プロフィールの計測値(実測値)に基づいて、各区間関数における係数や前記x軸方向の範囲が算出されているため、同一操業条件での高炉内の炉状況の変化にも対応した推定形状線pLの算出が可能となる。   Moreover, since the coefficient in each interval function and the range in the x-axis direction are calculated based on the measured value (actual value) of the profile, the estimation corresponding to the change in the furnace condition in the blast furnace under the same operating conditions The shape line pL can be calculated.

次に、推定装置20の動作について、図6も参照しつつ、炉半径方向に沿ったO1バッチの層厚分布を推定する際の動作を用いて説明する。尚、炉半径に沿ったO1バッチの層厚分布とは、所定位置の路半径に沿って炉中心から炉側壁までの各位置におけるO1バッチの層厚の分布をいい、O1バッチの層厚とは、前記炉半径上の或る位置におけるC2バッチ(コークス層c2)のプロフィールからO1バッチ(鉱石層o1)のプロフィールまでの垂直方向の距離(間隔)である。   Next, the operation of the estimation device 20 will be described using the operation when estimating the layer thickness distribution of the O1 batch along the furnace radial direction with reference to FIG. The layer thickness distribution of the O1 batch along the furnace radius refers to the distribution of the layer thickness of the O1 batch at each position from the furnace center to the furnace side wall along the predetermined path radius. Is the vertical distance (interval) from the profile of the C2 batch (coke layer c2) to the profile of the O1 batch (ore layer o1) at a certain position on the furnace radius.

まず、層厚演算コンピュータ22bが当該層厚演算コンピュータ22bやプロセスコンピュータ22a等の記憶領域にC2バッチのプロフィール(層上面形状)についてのプロフィールメーター21による計測値が存在するか(記憶されているか)否かを判断する(図6のステップS1)。   First, whether or not the measurement value by the profile meter 21 for the profile (layer upper surface shape) of the C2 batch exists (stores) in the storage area of the layer thickness calculation computer 22b or the process computer 22a. It is determined whether or not (step S1 in FIG. 6).

C2バッチのプロフィールの前記計測値が存在しない場合、層厚演算コンピュータ22bは、プロセスコンピュータ22aに対し、C2バッチのプロフィール、即ち、最上層(コークス層c2)の層上面形状についてのプロフィールメーター21による計測値を取得するように指令を出す。この指令によって、プロセスコンピュータ22aは、プロフィールメーター21を制御してC2バッチのプロフィールを計測して前記計測値を取得する。このとき、プロフィールメーター21は、所定位置の炉半径に沿って、炉中心から炉側壁までを20cm間隔で計測を行う。本実施形態においては炉半径が5mであるため、前記炉半径において等間隔に26箇所の層上面の高さの計測値が得られる(図4及び5参照)。尚、C2バッチのプロフィールの前記計測値が存在する場合には、後述のO1バッチのプロフィールの計測から始まる。   If the measured value of the profile of the C2 batch does not exist, the layer thickness calculation computer 22b gives the profile of the C2 batch profile, that is, the top layer shape of the uppermost layer (coke layer c2) to the process computer 22a. A command is issued to obtain the measured value. In response to this command, the process computer 22a controls the profile meter 21 to measure the profile of the C2 batch and obtain the measured value. At this time, the profile meter 21 measures the distance from the furnace center to the furnace side wall at intervals of 20 cm along the furnace radius at a predetermined position. In the present embodiment, since the furnace radius is 5 m, the measurement values of the heights of the 26 layer upper surfaces are obtained at equal intervals in the furnace radius (see FIGS. 4 and 5). When the measurement value of the profile of the C2 batch exists, the measurement of the profile of the O1 batch described later is started.

次に、層厚演算コンピュータ22bは、C2バッチのプロフィールの前記計測値をプロセスコンピュータ22aから取得する(図6のステップS2)。   Next, the layer thickness calculation computer 22b acquires the measurement value of the profile of the C2 batch from the process computer 22a (step S2 in FIG. 6).

そして、層厚演算コンピュータ22bは、前記計測値に基づいてC2バッチの推定形状線pLを算出する(図6のステップS3)。   Then, the layer thickness calculation computer 22b calculates the estimated shape line pL of the C2 batch based on the measurement value (step S3 in FIG. 6).

このとき、推定形状線pLの全ての前記区間関数における係数及びx軸方向の範囲は、C2バッチのプロフィールの前記計測値に基づいて以下のように算出される。   At this time, the coefficients and the ranges in the x-axis direction of all the section functions of the estimated shape line pL are calculated as follows based on the measured values of the profile of the C2 batch.

L2区間とL3区間との境界位置r2近傍では、実際のプロフィールの傾斜角は、前記代表傾斜角と等しくなっている(図4参照)。そこで、この境界位置r2において、推定形状線pLは、連続性だけでなく微分可能性も持つものとする。このようにすることで、上記の式(12)の係数a,b,c及び上記の式(11)の係数dが決定されると、上記の式(11)の係数e及びL2区間とL3区間の境界位置r2が従属的に決定されることになる。また、L1区間とL2区間との境界位置r1においても、プロフィールは連続的であるため、関数の連続性が仮定でき、上記の式(12)の係数a,b,c、上記の式(11)の係数d、上記の式(10)の係数α,β及びL1区間とL2区間との境界位置r1を決定することで上記の式(10)の係数γを従属的に求めることができる。このようにして、上記の式(12)の係数a,b,c、上記の式(11)の係数d、上記の式(10)の係数α,β及びL1区間とL2区間との境界位置r1が決定変数、上記の(11)の係数e、L2区間とL3区間との境界位置r2及び上記の式(10)の係数γが従属変数とされる。   In the vicinity of the boundary position r2 between the L2 section and the L3 section, the actual profile inclination angle is equal to the representative inclination angle (see FIG. 4). Therefore, it is assumed that the estimated shape line pL has not only continuity but also differentiability at the boundary position r2. In this way, when the coefficients a, b, and c in the above equation (12) and the coefficient d in the above equation (11) are determined, the coefficient e and the L2 interval in the above equation (11) and L3 The boundary position r2 of the section is determined dependently. Further, since the profile is continuous even at the boundary position r1 between the L1 section and the L2 section, the continuity of the function can be assumed, and the coefficients a, b, c in the above expression (12), and the above expression (11) ), The coefficients α and β in the above equation (10), and the boundary position r1 between the L1 and L2 intervals, the coefficient γ in the above equation (10) can be determined in a dependent manner. In this way, the coefficients a, b, c in the above equation (12), the coefficient d in the above equation (11), the coefficients α, β in the above equation (10), and the boundary position between the L1 and L2 intervals. r1 is a decision variable, the coefficient e in (11) above, the boundary position r2 between the L2 and L3 sections, and the coefficient γ in the above equation (10) are dependent variables.

次に、任意の計測点の炉半径位置をxとし、その炉半径位置における実際のプロフィールの計測値をyとし、炉半径xにおける推定形状線pLを規定する連続関数fをy=f(x)とすると、
Σ{y−f(x)}
を最小にするようにして、推定形状線を規定する連続関数のパラメータ(上記の式(12)の係数a,b,c、上記の式(11)の係数d及び上記の式(10)の係数α,β)とその関数が定義される区間(L1区間とL2区間との境界位置r1)とを非線形最適化手法の一つである最急降下法により同時に求める。このようにして前記パラメータが決定することで、前記従属変数である上記の式(11)の係数e、上記の式(10)の係数γ及びL2区間とL3区間との境界位置r2を決定できる。即ち、全てのパラメータ及び各区間関数のx軸方向における範囲を前記最急降下法により決定できる。
Next, a furnace radius position at an arbitrary measurement point is set to x i , a measured value of an actual profile at the furnace radius position is set to y i, and a continuous function f defining an estimated shape line pL at the furnace radius x is y = f (X)
Σ {y i −f (x i )} 2
Of the continuous function that defines the estimated shape line (coefficients a, b, c in the above equation (12), coefficient d in the above equation (11), and the above equation (10). Coefficients α, β) and a section where the function is defined (boundary position r1 between the L1 section and the L2 section) are simultaneously obtained by the steepest descent method which is one of nonlinear optimization techniques. By determining the parameters in this way, the coefficient e in the above equation (11), the coefficient γ in the above equation (10), and the boundary position r2 between the L2 and L3 intervals, which are the dependent variables, can be determined. . That is, the range in the x-axis direction of all parameters and each interval function can be determined by the steepest descent method.

このようにして得られた各係数及び前記x軸方向における範囲を上記の式(10)乃至(12)に代入することで、C2バッチの推定形状線pL1が算出される。   The estimated shape line pL1 of the C2 batch is calculated by substituting each coefficient thus obtained and the range in the x-axis direction into the above equations (10) to (12).

次に、O1バッチが行われ、その後、層厚演算コンピュータ22bは、プロセスコンピュータ22aに対し、O1バッチのプロフィールについてのプロフィールメーター21による計測値を取得するように指令を出す。この指令によって、プロセスコンピュータ22aは、プロフィールメーター21を制御しO1バッチのプロフィールを計測して前記計測値を取得する。   Next, the O1 batch is performed, and thereafter, the layer thickness calculation computer 22b instructs the process computer 22a to obtain the measurement value by the profile meter 21 for the profile of the O1 batch. By this command, the process computer 22a controls the profile meter 21 to measure the profile of the O1 batch and obtain the measured value.

そして、層厚演算コンピュータ22bは、O1バッチのプロフィールについての前記計測値をプロセスコンピュータ22aから取得し(図6のステップS4)、前記同様、この取得した計測値に基づいてO1バッチの推定形状線pL2を算出する(図6のステップS5)。   Then, the layer thickness calculation computer 22b acquires the measured value for the profile of the O1 batch from the process computer 22a (step S4 in FIG. 6), and similarly to the estimated shape line of the O1 batch based on the acquired measured value. pL2 is calculated (step S5 in FIG. 6).

層厚演算コンピュータ22bは、O1バッチの際に装入された装入物(鉱石)全体の体積をプロセスコンピュータ22aから取得する(図6のステップS6)。   The layer thickness calculation computer 22b acquires the volume of the entire charged material (ore) charged in the O1 batch from the process computer 22a (step S6 in FIG. 6).

層厚演算コンピュータ22bは、プロフィールメーター21の計測値に基づいて導出(算出)したC2バッチとO1バッチとの2本の推定形状線pL1,pL2を炉中心軸が回転中心となるように回転させてC2バッチとO1バッチとの推定プロフィールをそれぞれ算出する。この算出された両推定プロフィールに挟まれた空間の体積が前記プロセスコンピュータ22aから取得したO1バッチの装入物全体の体積と等しくなるような間隔でO1バッチの推定形状線pL2の下方にC2バッチの推定形状線pL1が位置するように(図5参照)C2バッチの推定形状線を補正する(図6のステップS7)。   The layer thickness calculation computer 22b rotates the two estimated shape lines pL1 and pL2 of the C2 batch and the O1 batch derived (calculated) based on the measurement value of the profile meter 21 so that the furnace center axis is the rotation center. The estimated profiles of the C2 batch and the O1 batch are calculated respectively. The C2 batch below the estimated shape line pL2 of the O1 batch at an interval such that the volume of the space sandwiched between the two estimated profiles is equal to the total volume of the O1 batch charge obtained from the process computer 22a. The estimated shape line of the C2 batch is corrected so that the estimated shape line pL1 is positioned (see FIG. 5) (step S7 in FIG. 6).

このようにして上下に並ぶ一対の推定形状線pL2,pL1の前記x軸方向における各位置での垂直方向の間隔が算出されることで、前記各位置における層厚が算出(推定)される。このようにして算出された前記各位置における層厚を前記x軸方向に沿って並べることで層厚分布が算出(推定)される(図6のステップS8)。   In this way, by calculating the vertical spacing at each position in the x-axis direction of the pair of estimated shape lines pL2, pL1 arranged vertically, the layer thickness at each position is calculated (estimated). The layer thickness distribution is calculated (estimated) by arranging the layer thicknesses at the respective positions calculated in this way along the x-axis direction (step S8 in FIG. 6).

層厚演算コンピュータ22bは、このようにして算出した層厚分布をCRT(出力手段)23に表示させる(図6のステップS9)。   The layer thickness calculation computer 22b displays the layer thickness distribution thus calculated on the CRT (output means) 23 (step S9 in FIG. 6).

層厚演算コンピュータ22bは、連続して次のバッチ(本実施形態においてはO2バッチ)の層厚分布を推定するか否かを判断する(図6のステップS10)。層厚分布の推定を行う場合は、上記一連の工程が繰り返される。その場合、O1バッチの推定形状線pL2が既に算出されているため、層厚演算コンピュータ22bがO2バッチのプロフィールの前記計測値を取得し、当該O2バッチの推定形状線が算出される工程から始めればよい。また、次のバッチの層厚分布の推定を行わない場合は、そのまま終了する。   The layer thickness calculation computer 22b determines whether to continuously estimate the layer thickness distribution of the next batch (O2 batch in the present embodiment) (step S10 in FIG. 6). When estimating the layer thickness distribution, the above series of steps is repeated. In this case, since the estimated shape line pL2 of the O1 batch has already been calculated, the layer thickness calculation computer 22b starts from the step of obtaining the measured value of the profile of the O2 batch and calculating the estimated shape line of the O2 batch. That's fine. If the layer thickness distribution of the next batch is not estimated, the process ends.

上記実施形態に係る高炉の操業条件を同一にして、異なる2つの日時(日時1及び日時2)において所定のバッチの層厚分布の推定を行った。その際、各日時において2つの連続するバッチのプロフィールをプロフィールメーターで計測し、この計測によって得た計測値に基づいて、上記実施形態に係る層厚分布推定方法(連続関数で規定された推定形状線を用いる方法)によって層厚分布を推定した場合と、前記層厚分布推定方法を用いることなく(未処理の前記計測値を用いる方法で)層厚分布を推定した場合とを比較し、その結果を図7に示す。尚、図7において、上記実施形態に係る層厚分布推定方法を用いたものが「本手法」で、用いなかったものが「未処理」である。   The operating conditions of the blast furnace according to the above embodiment were made the same, and the layer thickness distribution of a predetermined batch was estimated at two different dates (date 1 and date 2). At that time, the profile of two consecutive batches at each date and time is measured with a profile meter, and based on the measured value obtained by this measurement, the layer thickness distribution estimation method according to the above embodiment (the estimated shape defined by the continuous function) A method using a line) and a case where the layer thickness distribution is estimated without using the layer thickness distribution estimation method (using the unprocessed measurement value), The results are shown in FIG. In FIG. 7, the method using the layer thickness distribution estimation method according to the above embodiment is “this method”, and the method not used is “unprocessed”.

日時1における所定のバッチの層厚分布の推定結果は、図7の「本手法1」と「未処理1」である。日時2における所定のバッチの層厚分布の測定結果は、図7の「本手法2」と「未処理2」である。このように、操業条件が同一であっても、プロフィールの形状が変化している。即ち、従来のシュミレーションと異なり、炉状況の変化による層厚分布の変化を正確に反映した層厚分布の推定が可能であることが分かる。また、未処理のものに比べて本手法を用いたものは炉径方向における層厚の変化も滑らかであるため、計測したプロフィールにのみに存在するような部分的な突出等の凹凸による影響を受けることなく若しくは影響が少なく、精度の高い層厚分布の推定がなされたことがわかる。   The estimation results of the layer thickness distribution of the predetermined batch on the date 1 are “present method 1” and “unprocessed 1” in FIG. The measurement results of the layer thickness distribution of a predetermined batch at the date 2 are “present method 2” and “unprocessed 2” in FIG. In this way, the profile shape changes even if the operating conditions are the same. That is, it can be seen that, unlike the conventional simulation, it is possible to estimate the layer thickness distribution that accurately reflects the change in the layer thickness distribution due to the change in the furnace condition. In addition, since the change in the layer thickness in the furnace radial direction is smoother in the one using this method than in the untreated one, it is affected by unevenness such as partial protrusions that exist only in the measured profile. It can be seen that the layer thickness distribution was estimated with high accuracy without being affected or with little influence.

次に、上記実施形態に係る高炉での連続した2バッチ(C2バッチとO1バッチ)のプロフィールをプロフィールメーターで計測し、その計測値から各バッチの推定プロフィールを算出して両推定プロフィール間の体積が該当バッチ(O1バッチ)の装入物全体の体積と等しくなるように前回のバッチ(C2バッチ)の推定形状線又は所定位置の炉径方向におけるプロフィールを引き下げる補正を行った。   Next, the profile of two continuous batches (C2 batch and O1 batch) in the blast furnace according to the above embodiment is measured with a profile meter, and the estimated profile of each batch is calculated from the measured value, and the volume between both estimated profiles is calculated. Was corrected to lower the estimated shape line of the previous batch (C2 batch) or the profile in the furnace radial direction at a predetermined position so that the total volume of the charge of the corresponding batch (O1 batch) becomes equal.

図8(a)乃至図8(c)は、その結果を示している。図8(a)は、計測値を未処理で用いた所定位置の炉径方向におけるプロフィールを示し、図8(b)は、図8(a)と同一のバッチの測定値から上記実施形態に係る層厚分布推定方法によって算出した推定形状線(所定位置の炉径方向におけるプロフィール)を示し、図8(c)は、C2、O1バッチをそれぞれ30バッチ行い、その平均した所定位置の炉半径におけるプロフィールを示している。30バッチを平均して得た図8(c)に示されるプロフィールは、装入量やアーマストロークなどの操業条件が一定であり、高炉内の状況の変化も殆どなかった時期のプロフィールであるため、1バッチのみで生じたノイズ(1バッチのプロフィールのみの凹凸)等は殆ど無いものと考えられる。   FIG. 8A to FIG. 8C show the results. FIG. 8A shows a profile in the furnace radial direction at a predetermined position where the measurement values are used unprocessed, and FIG. 8B shows the above embodiment from the same batch measurement values as in FIG. 8A. FIG. 8C shows an estimated shape line (profile in the furnace radial direction at a predetermined position) calculated by the layer thickness distribution estimation method, and FIG. 8C shows 30 averages of the C2 and O1 batches, and the averaged furnace radius at the predetermined position. The profile in is shown. The profile shown in FIG. 8 (c) obtained by averaging 30 batches is a profile at a time when the operating conditions such as the charging amount and the armor stroke are constant and the situation in the blast furnace is hardly changed. It is considered that there is almost no noise generated only in one batch (unevenness of only one batch profile).

これら図8(a)乃至図8(c)から、上記実施形態に係る層厚分布推定方法を用いることで、連続する2バッチのプロフィールを計測するだけで前記ノイズ等の殆ど無いプロフィール(推定形状線)、即ち、測定誤差の少ないプロフィールが得られることが分かる(図8(b)及び図8(c)参照)。   From these FIGS. 8 (a) to 8 (c), by using the layer thickness distribution estimation method according to the above-described embodiment, a profile (estimated shape) having almost no noise or the like can be obtained only by measuring two consecutive batch profiles. It can be seen that a profile with a small measurement error is obtained (see FIG. 8B and FIG. 8C).

図9(a)は、図8(a)乃至図8(c)に示されるO1バッチの層厚を示す図である。この図から1バッチの層厚分布を求めるための計測値(2つの連続するバッチのプロフィールの各計測値)を未処理で用いたプロフィールの層厚は、30バッチを平均したプロフィールの層厚に対して炉半径1.2m,3.4mの位置で大きくずれている。それに対し、上記実施形態に係る層厚分布推定方法を用いたプロフィール(推定形状線)は、30バッチを平均したプロフィールの層厚に近いことが分かる。   Fig.9 (a) is a figure which shows the layer thickness of O1 batch shown by Fig.8 (a) thru | or FIG.8 (c). From this figure, the measured layer thickness distribution of each batch (each measured value of the profile of two consecutive batches) was used unprocessed. On the other hand, there is a large deviation at the furnace radii of 1.2m and 3.4m. On the other hand, it can be seen that the profile (estimated shape line) using the layer thickness distribution estimation method according to the above embodiment is close to the layer thickness of the profile obtained by averaging 30 batches.

また、図9(b)は、30バッチを平均したプロフィールの層厚に対する、推定形状線を算出して層厚分布を推定した場合(上記実施形態に係る層厚分布推定方法を用いた場合)の層厚の誤差と、計測値をそのまま用いて層厚分布を推定した場合(計測値を未処理で用いた場合)の層厚の誤差とを示している。この図からもわかるように、上記実施形態に係る層厚分布推定方法を用いた層厚分布のほうが誤差の少ないことが分かる。このように、上下各1バッチ(連続する2つのバッチ)のプロフィールを計測することで、精度良く層厚分布を推定する(得る)ことができる。   FIG. 9B shows the case where the estimated shape line is calculated and the layer thickness distribution is estimated with respect to the layer thickness of the profile obtained by averaging 30 batches (when the layer thickness distribution estimation method according to the above embodiment is used). And the layer thickness error when the layer thickness distribution is estimated using the measured values as they are (when the measured values are used unprocessed). As can be seen from this figure, it can be seen that the layer thickness distribution using the layer thickness distribution estimation method according to the above embodiment has fewer errors. Thus, the thickness distribution can be estimated (obtained) with high accuracy by measuring the profile of each of the upper and lower batches (two consecutive batches).

次に、前記連続関数fにおけるL1区間とL3区間との区間関数を入れ換え、即ち、L1区間の区間関数を第2の区間関数f3とすると共にL3区間の区間関数を第1の区間関数f1とし、他を同一とした推定装置20を用い、前記同様、上記実施形態に係る高炉での連続した2バッチ(C2バッチとO1バッチ)のプロフィールをプロフィールメーターで計測し、その計測値から各バッチの推定プロフィールを算出して両推定プロフィール間の体積が該当バッチの装入物全体の体積と等しくなるように前回のバッチの推定形状線又は所定位置の炉径方向におけるプロフィールを引き下げる補正を行った。   Next, the section functions of the L1 section and the L3 section in the continuous function f are interchanged, that is, the section function of the L1 section is set as the second section function f3, and the section function of the L3 section is set as the first section function f1. , Using the estimation device 20 with the other being the same, the profile of two continuous batches (C2 batch and O1 batch) in the blast furnace according to the above-described embodiment is measured with a profile meter, and each batch is determined from the measured values. The estimated profile was calculated, and correction was made to lower the estimated shape line of the previous batch or the profile in the furnace radial direction at a predetermined position so that the volume between both estimated profiles is equal to the volume of the entire charge of the corresponding batch.

図10(a)乃至図10(c)は、その結果を示している。尚、図10(a)は、図8(a)と同一であり、図10(c)は、図8(c)と同一である。図10(b)は、図10(a)と同一のバッチの測定値から上記実施形態において前記連続関数fのL1区間とL3区間との区間関数を入れ換えた層厚分布推定方法によって算出した推定形状線を示している。   FIG. 10A to FIG. 10C show the results. 10 (a) is the same as FIG. 8 (a), and FIG. 10 (c) is the same as FIG. 8 (c). FIG. 10B shows an estimation calculated by the layer thickness distribution estimation method in which the interval functions of the L1 interval and the L3 interval of the continuous function f are interchanged in the above embodiment from the same batch measurement values as in FIG. A shape line is shown.

これら図10(a)乃至図10(c)から、上記実施形態において前記連続関数fのL1区間とL3区間との区間関数を入れ換えた層厚分布推定方法を用いることでも、連続する2バッチのプロフィールを計測するだけで、前記同様、測定誤差の少ないプロフィールが得られることが分かる(図10(b)及び図10(c)参照)。   From these FIG. 10 (a) to FIG. 10 (c), even by using the layer thickness distribution estimation method in which the section functions of the L1 section and the L3 section of the continuous function f in the above embodiment are replaced, It can be seen that a profile with a small measurement error can be obtained just by measuring the profile (see FIGS. 10B and 10C).

図11(a)は、図10(a)乃至図10(c)に示されるO1バッチの層厚を示す図である。この図から1バッチの層厚分布を求めるための計測値を未処理で用いたプロフィールの層厚は、30バッチを平均したプロフィールの層厚に対し、炉半径1.2m,3.4mの位置で大きくずれている。それに対し、前記連続関数fのL1区間とL3区間との区間関数を入れ換えた層厚分布推定方法を用いたプロフィールは、30バッチを平均したプロフィールの層厚に近いことが分かる。   Fig.11 (a) is a figure which shows the layer thickness of O1 batch shown by Fig.10 (a) thru | or FIG.10 (c). From this figure, the thickness of the profile in which the measured values for determining the layer thickness distribution of one batch were used untreated is the position of the furnace radius of 1.2 m and 3.4 m with respect to the layer thickness of the profile obtained by averaging 30 batches. It is greatly shifted by. On the other hand, it can be seen that the profile using the layer thickness distribution estimation method in which the interval functions of the L1 interval and L3 interval of the continuous function f are interchanged is close to the layer thickness of the profile obtained by averaging 30 batches.

また、図11(b)は、30バッチを平均したプロフィールの層厚に対する、推定形状線を算出して層厚分布を推定した場合の層厚の誤差と、計測値をそのまま用いて層厚分布を推定した場合の層厚の誤差とを示している。この図からもわかるように、上記実施形態において前記連続関数fのL1区間とL3区間との区間関数を入れ換えた層厚分布推定方法を用いた層厚分布においても前記同様に誤差の少ないことが分かる。このように、上記実施形態においてL1区間とL3区間との区間関数を入れ換えた層厚分布推定方法を用いることによっても、上下各1バッチ(連続する2バッチ)のプロフィールを計測することで、精度良く層厚分布を推定することができる。   Further, FIG. 11B shows the layer thickness distribution using the measured thickness and the error of the layer thickness when the estimated shape line is calculated and the layer thickness distribution is estimated with respect to the layer thickness of the profile averaged over 30 batches. It shows the error of the layer thickness when. As can be seen from this figure, even in the layer thickness distribution using the layer thickness distribution estimation method in which the interval functions of the L1 interval and the L3 interval of the continuous function f are interchanged in the above embodiment, there are few errors in the same manner as described above. I understand. As described above, by using the layer thickness distribution estimation method in which the interval functions of the L1 interval and the L3 interval are interchanged in the above embodiment, it is possible to measure the accuracy of each of the upper and lower batches (two consecutive batches). The layer thickness distribution can be estimated well.

尚、本発明の層厚分布の推定方法及び装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   It should be noted that the layer thickness distribution estimation method and apparatus of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、本実施形態においては、推定形状線を規定する連続関数は、3つの区間関数によって規定されているが、これに限定される必要はなく、2つの区間関数であってもよく、4つ以上の区間関数であってもよい。また、区間関数は、上記の式(10)乃至式(12)に限定される必要もない。即ち、複数種の区間関数が連なることで、所定位置における炉半径の最上層の層上面形状(プロフィール)を精度よく擬制できる曲線となればよい。そうすることで、上記同様、連続する2バッチのプロフィールを計測するだけで、精度良く該当バッチの層厚分布を推定することができる。   For example, in this embodiment, the continuous function that defines the estimated shape line is defined by three interval functions, but is not limited to this, and may be two interval functions. The interval function described above may be used. Further, the interval function need not be limited to the above formulas (10) to (12). That is, it is only necessary that a plurality of types of interval functions are connected to form a curve that can accurately simulate the top surface shape (profile) of the uppermost layer of the furnace radius at a predetermined position. By doing so, it is possible to accurately estimate the layer thickness distribution of the corresponding batch only by measuring the profile of two consecutive batches as described above.

従って、本実施形態のように中心装入方式の高炉に限定する必要もなく、適宜区間数及び区間関数を選択することで、連続する2バッチのプロフィールを計測するだけで、種々の装入方式(例えば、シュートによって装入物の装入を行うベルレス方式等)の高炉における層厚分布を精度よく推定することができる。   Accordingly, it is not necessary to limit to the blast furnace of the central charging method as in the present embodiment, and various charging methods can be obtained simply by measuring the profile of two consecutive batches by appropriately selecting the number of sections and the section function. It is possible to accurately estimate the layer thickness distribution in a blast furnace (for example, a bell-less system in which a charge is charged by a chute).

また、本実施形態においては、推定形状線は、上記の式(10)乃至(12)が順に連なることで規定されているが、この順に限定される必要もない。即ち、上記のL1乃至L3区間において、L2区間が式(11)であれば、L1区間は式(10)又は(12)であればよく、L3区間も式(10)又は(12)であればよい。従って、L1区間から順に式(10)、式(11)、式(10)の順に連なってもよく、式(12)、式(11)、式(10)の順に連なってもよい。   Moreover, in this embodiment, although an estimated shape line is prescribed | regulated by said Formula (10) thru | or (12) continuing in order, it is not necessary to be limited to this order. That is, in the above L1 to L3 sections, if the L2 section is the formula (11), the L1 section may be the formula (10) or (12), and the L3 section may be the formula (10) or (12). That's fine. Therefore, the expression (10), the expression (11), and the expression (10) may be sequentially connected in order from the L1 section, or the expression (12), the expression (11), and the expression (10) may be sequentially connected in this order.

また、本実施形態において、高炉への装入物は、コークスと鉱石であるが、これら装入物に副原料(石灰石、珪石、転炉スラグ等)が混ぜられた状態のコークスや鉱石であってもよい。但し、所定量以上の大量の副原料を、当該副原料だけで装入する場合は、この副原料によって形成される副原料層に対しても、上記実施形態に係る層厚推定方法を適用することができる。   In this embodiment, the charge to the blast furnace is coke and ore. However, the charge is coke or ore in which auxiliary materials (limestone, silica, converter slag, etc.) are mixed. May be. However, in the case where a large amount of the auxiliary material of a predetermined amount or more is charged only with the auxiliary material, the layer thickness estimation method according to the above embodiment is applied to the auxiliary material layer formed by the auxiliary material. be able to.

本実施形態に係る高炉炉頂部の一部拡大構成図である。It is a partial expanded block diagram of the blast furnace top part concerning this embodiment. 同実施形態に係る層厚分布推定装置のブロック図である。It is a block diagram of the layer thickness distribution estimation apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る層厚分布推定装置のプロフィールメーターの概略図である。It is the schematic of the profile meter of the layer thickness distribution estimation apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る層厚分布推定方法における推定形状線と区間関数を示す図である。It is a figure which shows the estimated shape line and interval function in the layer thickness distribution estimation method which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る層厚分布推定方法における前回のバッチの推定形状線の補正を示す図である。It is a figure which shows correction | amendment of the estimated shape line of the last batch in the layer thickness distribution estimation method which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る層厚分布推定装置における動作のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of operation | movement in the layer thickness distribution estimation apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る高炉における、同一操業条件での本実施形態に係る層厚分布推定方法で算出した層厚と未処理で算出した層厚との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison with the layer thickness computed by the layer thickness distribution estimation method which concerns on this embodiment on the same operation conditions, and the layer thickness computed by un-processing in the blast furnace concerning the embodiment. 同実施形態に係る高炉での層厚分布の推定において、(a)は実測値のプロフィールを示し、(b)は当該実施形態に係る層厚分布推定方法で求めたプロフィールを示し、(c)は30バッチの平均のプロフィールを示す図である。In the estimation of the layer thickness distribution in the blast furnace according to the embodiment, (a) shows the profile of the actual measurement value, (b) shows the profile obtained by the layer thickness distribution estimation method according to the embodiment, (c) FIG. 3 is a diagram showing an average profile of 30 batches. 同実施形態に係る高炉での層圧分布の推定において、(a)は図8(a)乃至図8(c)における各プロフィールでの層厚を示し、(b)は図9(a)での層厚の誤差を示す図である。In the estimation of the layer pressure distribution in the blast furnace according to the embodiment, (a) shows the layer thickness in each profile in FIG. 8 (a) to FIG. 8 (c), and (b) in FIG. 9 (a). It is a figure which shows the difference | error of layer thickness. 他実施形態に係る高炉での層厚分布の推定において、(a)は実測値のプロフィールを示し、(b)は当該実施形態に係る層厚分布推定方法で求めたプロフィールを示し、(c)は30バッチの平均のプロフィールを示す図である。In the estimation of the layer thickness distribution in the blast furnace according to another embodiment, (a) shows the profile of the actual measurement value, (b) shows the profile obtained by the layer thickness distribution estimation method according to the embodiment, and (c) FIG. 3 is a diagram showing an average profile of 30 batches. 同実施形態に係る高炉での層圧分布の推定において、(a)は図10(a)乃至図10(c)における各プロフィールでの層厚を示し、(b)は図11(a)での層厚の誤差を示す図である。In the estimation of the layer pressure distribution in the blast furnace according to the embodiment, (a) shows the layer thickness in each profile in FIG. 10 (a) to FIG. 10 (c), and (b) in FIG. 11 (a). It is a figure which shows the difference | error of layer thickness.

符号の説明Explanation of symbols

10 高炉
21 プロフィールメーター(計測手段)
f 連続関数
pL 推定形状線
10 Blast furnace 21 Profile meter (measuring means)
f Continuous function pL Estimated shape line

Claims (9)

高炉内に装入物を装入するバッチをN回(但し、Nは自然数、且つN>1)繰り返すことで当該高炉内に積層された装入物のうち、第n回目(但し、nは1<n≦Nの範囲で任意に選ばれる自然数)バッチの装入物が形成する層における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を推定する方法であって、
所定位置の炉半径における装入物の層上面形状を擬制するための推定形状線を規定する係数未定の連続関数を設定しておき、
第n−1回目バッチと第n回目バッチとのそれぞれにおいて、前記層上面形状を計測手段で計測し、この計測によって得た計測値に基づいて前記連続関数の係数を算出することで、前記第n−1回目バッチ及び前記第n回目バッチの各推定形状線を導出し、
この導出された2本の推定形状線を炉中心軸が回転中心となるように回転させて推定プロフィールをそれぞれ求めた場合に両推定プロフィールに挟まれた空間の体積が第n回目バッチの装入物体積と等しくなるような間隔で、前記第n回目バッチの推定形状線の下方に前記第n−1回目バッチの推定形状線が位置するように前記2本の推定形状線の少なくとも一方を補正し、
このように配置された前記第n−1回目バッチと第n回目バッチとの各推定形状線における炉半径方向に沿った各位置での上下間隔をそれぞれ算定し、
この算定結果に基づいて第n回目バッチの装入物における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を推定することを特徴とする高炉装入物の層厚分布推定方法。
Of the charges stacked in the blast furnace by repeating the batch of charging the charges into the blast furnace N times (where N is a natural number and N> 1), the nth time (where n is A natural number arbitrarily selected within the range of 1 <n ≦ N) A method for estimating the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall in the layer formed by the batch charge,
Set a continuous function with an unknown coefficient that defines an estimated shape line to simulate the shape of the top surface of the charge at the furnace radius at a predetermined position,
In each of the (n−1) -th batch and the n-th batch, the upper surface shape of the layer is measured by a measuring unit, and the coefficient of the continuous function is calculated based on the measured value obtained by the measurement. Deriving each estimated shape line of the (n-1) th batch and the nth batch,
When the estimated profiles are obtained by rotating these two estimated shape lines so that the furnace center axis is the center of rotation, the volume of the space sandwiched between the two estimated profiles is the charge of the nth batch. At least one of the two estimated shape lines is corrected such that the estimated shape line of the n-1st batch is positioned below the estimated shape line of the nth batch at an interval equal to the object volume. And
The vertical spacing at each position along the furnace radial direction in each estimated shape line of the n-1st batch and the nth batch arranged in this way is calculated,
A method for estimating a layer thickness distribution of a blast furnace charge, comprising estimating a layer thickness distribution along a furnace radial direction from a furnace center to a furnace side wall in the charge of the nth batch based on the calculation result.
請求項1に記載の高炉装入物の層厚分布推定方法において、
前記連続関数は、前記所定位置の炉半径に沿って区画された複数の区間について、それぞれ規定された複数種の区間関数が連なることで規定され、
これら複数の区間関数は、それぞれ係数及び前記所定位置の炉半径方向の範囲が未定で且つ隣接する区間関数同士の境界において連続するように設定され、
前記第n−1回目バッチと第n回目バッチとのそれぞれにおいて、前記計測値に基づいて全ての前記区間関数における係数及び前記所定位置の炉半径方向の範囲を算出することで、前記第n−1回目バッチ及び前記第n回目バッチの各推定形状線を導出することを特徴とする高炉装入物の層厚分布推定方法。
In the method for estimating the layer thickness distribution of the blast furnace charge according to claim 1,
The continuous function is defined by connecting a plurality of types of section functions defined for a plurality of sections partitioned along the furnace radius at the predetermined position,
The plurality of interval functions are set such that the coefficient and the range of the predetermined position in the furnace radial direction are undetermined and are continuous at the boundary between adjacent interval functions,
In each of the (n−1) th batch and the nth batch, the coefficient in all the interval functions and the range in the furnace radial direction of the predetermined position are calculated based on the measured value, thereby the n−th batch. A method for estimating a layer thickness distribution of a blast furnace charge, wherein each estimated shape line of the first batch and the n-th batch is derived.
請求項1又は2に記載の高炉装入物の層厚分布推定方法において、
前記Nは、N=n且つN>2であることを特徴とする高炉装入物の層厚分布推定方法。
In the method for estimating the layer thickness distribution of the blast furnace charge according to claim 1 or 2,
The method for estimating the layer thickness distribution of a blast furnace charge, wherein N is N = n and N> 2.
請求項2又は3に記載の高炉装入物の層厚分布推定方法において、
前記区間関数は、前記炉中心軸をy軸、前記所定位置の炉半径をx軸とするxy平面上で表される関数であることを特徴とする高炉装入物の層厚分布推定方法。
In the method for estimating the layer thickness distribution of the blast furnace charge according to claim 2 or 3,
The method of estimating a layer thickness distribution of a blast furnace charge, wherein the interval function is a function represented on an xy plane in which the furnace center axis is the y axis and the furnace radius at the predetermined position is the x axis.
請求項4に記載の高炉装入物の層厚分布推定方法において、
前記連続関数は、3つの区間関数で規定され、
これら3つの区間関数は、炉中心から炉側壁に向かって順に、該当する区間関数によって規定される線分が曲線となる第1の区間関数、前記線分が直線となる一次関数、前記線分が曲線となる第2の区間関数であることを特徴とする高炉装入物の層厚分布推定方法。
In the method for estimating the layer thickness distribution of the blast furnace charge according to claim 4,
The continuous function is defined by three interval functions,
These three section functions are, in order from the furnace center toward the furnace side wall, a first section function in which the line segment defined by the corresponding section function is a curve, a linear function in which the line segment is a straight line, and the line segment Is a second interval function in which the curve is a curve.
請求項5に記載の高炉装入物の層厚分布推定方法において、
前記第1の区間関数と第2の区間関数とは、以下の(1)式で表される前記x軸に対する角度変化率が一定の関数、又は以下の(2)式で表される二次関数であることを特徴とする高炉装入物の層厚分布推定方法。
y=−1/a・log|cos(αx+b)|+c ・・・(1)
y=αx+βx+γ ・・・(2)
ここで、a,b,c,α,β,γは、係数。
In the method for estimating the layer thickness distribution of the blast furnace charge according to claim 5,
The first interval function and the second interval function are a function having a constant angle change rate with respect to the x-axis expressed by the following equation (1), or a secondary expressed by the following equation (2). A method for estimating the layer thickness distribution of a blast furnace charge, which is a function.
y = −1 / a · log | cos (αx + b) | + c (1)
y = αx 2 + βx + γ (2)
Here, a, b, c, α, β, and γ are coefficients.
請求項4乃至6のいずれか一項に記載の高炉装入物の層厚分布推定方法において、
前記第n−1回目バッチと第n回目バッチとのそれぞれにおいて、前記計測値から最急降下法を用い、全ての前記区間関数における係数及び前記x軸方向における範囲を同時に求めることを特徴とする高炉装入物の層厚分布推定方法。
In the method for estimating the layer thickness distribution of the blast furnace charge according to any one of claims 4 to 6,
A blast furnace characterized in that, in each of the (n-1) -th batch and the n-th batch, a coefficient in all the interval functions and a range in the x-axis direction are obtained simultaneously from the measured value using the steepest descent method. Method for estimating the layer thickness distribution of charges.
高炉内の装入物の層上面形状を当該高炉内に装入物を装入するバッチ毎に計測可能な計測手段と、
前記バッチをN回(但し、Nは自然数、且つ1<N)繰り返すことで前記高炉内に積層された装入物のうち、この計測手段で第n−1回目バッチと第n回目バッチとの連続した2バッチの前記層上面形状を計測した計測値に基づいて、第n回目(但し、nは1<n≦Nの範囲で任意に選ばれる自然数)バッチの装入物が形成する層における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布を推定する層厚分布推定手段と、
前記層厚測定手段で推定した層厚分布の値を外部に出力する出力手段と、を備える高炉装入物の層厚分布推定装置であって、
前記層厚分布推定手段は、所定位置の炉半径における装入物の層上面形状を擬制するための推定形状線を規定する係数未定の連続関数を設定しておき、
第n−1回目バッチと第n回目バッチとのそれぞれにおいて、前記層上面形状を計測手段で計測し、この計測によって得た計測値に基づいて前記連続関数の係数を算出することで、前記第n−1回目バッチ及び前記第n回目バッチの各推定形状線を導出し、
この導出された2本の推定形状線を炉中心軸が回転中心となるように回転させて推定プロフィールをそれぞれ求めた場合に両推定プロフィールに挟まれた空間の体積が第n回目バッチの装入物体積と等しくなるような間隔で、前記第n回目バッチの推定形状線の下方に前記第n−1回目バッチの推定形状線が位置するように前記2本の推定形状線の少なくとも一方を補正し、
このように配置された前記第n−1回目バッチと第n回目バッチとの各推定形状線における炉半径方向に沿った各位置での上下間隔をそれぞれ算定し、
この算定値を第n回目バッチの装入物における炉中心から炉側壁までの炉半径方向に沿った層厚分布の値として前記出力手段に伝達し、
前記出力手段は、前記層厚測定手段から伝達された前記層厚分布の値を外部に出力することを特徴とする高炉装入物の層厚分布推定装置。
Measuring means capable of measuring the top surface shape of the charge in the blast furnace for each batch in which the charge is charged into the blast furnace;
Of the charges stacked in the blast furnace by repeating the batch N times (where N is a natural number and 1 <N), the measurement means uses the n-1st batch and the nth batch. Based on the measurement values obtained by measuring the top surface shape of the two consecutive batches, the nth (where n is a natural number arbitrarily selected within the range of 1 <n ≦ N) in the layer formed by the charge of the batch A layer thickness distribution estimating means for estimating a layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall;
An output means for outputting the value of the layer thickness distribution estimated by the layer thickness measuring means to the outside, and a layer thickness distribution estimating apparatus for a blast furnace charge,
The layer thickness distribution estimating means sets a continuous function with an unknown coefficient defining an estimated shape line for imitating the shape of the layer upper surface of the charge at a furnace radius at a predetermined position,
In each of the (n−1) -th batch and the n-th batch, the upper surface shape of the layer is measured by a measuring unit, and the coefficient of the continuous function is calculated based on the measured value obtained by the measurement. Deriving each estimated shape line of the (n-1) th batch and the nth batch,
When the estimated profiles are obtained by rotating these two estimated shape lines so that the furnace center axis is the center of rotation, the volume of the space sandwiched between the two estimated profiles is the charge of the nth batch. At least one of the two estimated shape lines is corrected such that the estimated shape line of the n-1st batch is positioned below the estimated shape line of the nth batch at an interval equal to the object volume. And
The vertical spacing at each position along the furnace radial direction in each estimated shape line of the n-1st batch and the nth batch arranged in this way is calculated,
This calculated value is transmitted to the output means as the value of the layer thickness distribution along the furnace radial direction from the furnace center to the furnace side wall in the charge of the nth batch,
The apparatus for estimating a layer thickness distribution of a blast furnace charge, wherein the output unit outputs the value of the layer thickness distribution transmitted from the layer thickness measuring unit to the outside.
請求項9に記載の高炉装入物の層厚分布推定装置において、
前記Nは、N=n且つN>2であり、
前記計測手段は、最上層の前記装入物の層上面形状を計測可能なプロフィールメータであることを特徴とする高炉装入物の層厚推分布定装置。
In the apparatus for estimating the layer thickness distribution of the blast furnace charge according to claim 9,
N is N = n and N> 2.
The apparatus for estimating a layer thickness of a blast furnace charge, wherein the measuring means is a profile meter capable of measuring the shape of the upper surface of the charge of the uppermost layer.
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