JP2009185322A - Method for monitoring abnormal charge into blast furnace, and monitoring device using the method - Google Patents

Method for monitoring abnormal charge into blast furnace, and monitoring device using the method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for monitoring abnormal charge into a blast furnace, which can quickly and accurately detect the abnormal charge, and to provide a device for monitoring the abnormal charge using the method. <P>SOLUTION: This monitoring method includes: detecting a position on which a charged fresh material has been dropped in a blast furnace, in a furnace radius of a predetermined position, when the fresh material to be charged has been charged; measuring the shape of an upper surface layer which has been formed in the furnace radius of the predetermined position by the charged fresh material; deriving an angle θ of a tilting angle of the upper surface layer of the charged fresh material at the dropped position with respect to a horizontal surface, on the basis of the detected dropped position and the measured shape of the upper surface layer; and detecting the abnormal charge of the charged material, on the basis of the angle θ of the tilting angle. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、高炉内の装入物のプロフィールの変化に対する迅速な操業条件の変更によって、高炉操業の安定化と炉体寿命の延長を図るべく、ホッパー及びシュート等の装入手段によって高炉内へ装入される鉱石、コークス等の装入物の装入異常をモニタリングする装入異常モニタリング方法、及びこの方法を用いた装入異常モニタリング装置に関する。   In order to stabilize the operation of the blast furnace and extend the life of the furnace body by quickly changing the operating conditions with respect to the change in the profile of the charge in the blast furnace, the present invention is introduced into the blast furnace by charging means such as a hopper and a chute. The present invention relates to a charging abnormality monitoring method for monitoring a charging abnormality of charging materials such as ore and coke to be charged, and a charging abnormality monitoring apparatus using this method.

従来から、高炉内へ装入手段によって装入される装入物の装入異常のモニタリング、例えば、シュートの傾斜角制御や旋回制御等が正常に機能しているか否かをモニタリングするモニタリング装置として、特許文献1に記載された装置が知られている。   Conventionally, as a monitoring device for monitoring whether or not the charging abnormality of the charged material charged into the blast furnace by charging means, for example, the control of the tilt angle of the chute or the turning control is functioning normally. An apparatus described in Patent Document 1 is known.

この装置は、高炉内の上部に設けられたサウジング測定装置により、炉中心から所定の半径位置でのプロフィール深度、旋回しているシュートの先端位置及びシュートから落下する原料等の装入物の通過を検出し、これらの検出に基づいて予め決められている異常診断ルールに従って高炉への装入物の装入異常の有無を診断(モニタリング)している。
特開平4―26712号公報
This device uses a souding measuring device installed at the top of the blast furnace to pass the profile depth at a predetermined radial position from the furnace center, the tip position of the swiveling chute, and the raw material falling from the chute. , And the presence or absence of an abnormal charging of the charge into the blast furnace is diagnosed (monitoring) according to an abnormality diagnosis rule determined in advance based on these detections.
JP-A-4-26712

前記の装置では、装入異常のモニタリングの要素の一つとして前記所定の半径位置でのプロフィール深度を用いているが、この所定の半径位置での前記サウジング測定装置によるプロフィール深度の検出では、当該装置の下方のプロフィール深度しか検出できない。そのため、プロフィール全体の形状が変化した場合にこの変化が直ぐに検出できない場合がある。また、前記プロフィールの形状の変化がシュートの傾斜角制御等の通常の操業条件の変更によるものか、装入異常によるものかの的確な判断が困難であった。   In the apparatus, the profile depth at the predetermined radial position is used as one of the elements of the charging abnormality monitoring. In the detection of the profile depth by the sounding measurement apparatus at the predetermined radial position, Only the profile depth below the device can be detected. Therefore, when the shape of the entire profile changes, this change may not be detected immediately. Further, it is difficult to accurately determine whether the change in the shape of the profile is due to a change in normal operating conditions such as control of the tilt angle of the chute or due to abnormal charging.

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、迅速且つ的確に装入異常を検出することができる高炉の装入異常モニタリング方法、及びこの方法を用いた装入異常モニタリング装置を提供することを課題とする。   Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a charging abnormality monitoring method for a blast furnace capable of detecting a charging abnormality quickly and accurately, and a charging abnormality monitoring apparatus using this method. And

そこで、本発明の発明者らは、上記課題を解消すべく鋭意研究を行った結果、高炉で装入異常が生じた場合に、高炉内での装入物の落下位置におけるプロフィールの水平面に対する傾斜角の角度が大きく変化していることを発見した。そこで、この発見に基づき前記発明者らは、この装入物の落下位置における前記傾斜角に着目し、以下の構成の高炉の装入異常モニタリング方法、及びこの方法を用いた高炉の装入異常モニタリング装置を創作した。   Therefore, the inventors of the present invention have conducted intensive research to solve the above problems, and as a result, when a charging abnormality occurs in the blast furnace, the profile is inclined with respect to the horizontal plane at the dropping position of the charged material in the blast furnace. I found that the angle of the angle changed greatly. Therefore, based on this discovery, the inventors pay attention to the inclination angle at the fall position of the charge, and monitor the abnormal charging of the blast furnace with the following configuration, and the abnormal charging of the blast furnace using this method. Created a monitoring device.

本発明に係る高炉の装入異常モニタリング方法は、高炉内に装入を繰り返すことで当該高炉内に積層される装入物の装入異常を検出するための装入異常モニタリング方法であって、新たな装入物を装入したときに所定位置の炉半径における前記高炉内での前記新たな装入物の落下位置を検出し、前記所定位置の炉半径における前記新たな装入物が形成した層上面形状を計測し、前記検出した落下位置と前記計測した層上面形状とに基づいて前記落下位置における新たな装入物の層上面の水平面に対する傾斜角の角度を導出し、この傾斜角の角度に基づいて前記装入物の装入以上を検出することを特徴とする。   The charging abnormality monitoring method for a blast furnace according to the present invention is a charging abnormality monitoring method for detecting charging abnormality of a charge stacked in the blast furnace by repeating charging in the blast furnace, When a new charge is loaded, the position of the new charge falling in the blast furnace at the furnace radius at a predetermined position is detected, and the new charge is formed at the furnace radius at the predetermined position. The layer top surface shape is measured, and the angle of the tilt angle with respect to the horizontal plane of the layer top surface of the new charge at the drop position is derived based on the detected drop position and the measured layer top surface shape. It is characterized by detecting the amount of the charged material or more based on the angle.

かかる構成によれば、操業中の高炉内といった限られた測定しかできない状況下で、新たに装入される装入物(新たな装入物)の前記落下位置の検出と、前記新たな装入物が形成する層上面形状の計測といった既に操業中の高炉内で実用されている測定機器での測定等により、前記落下位置における前記傾斜角の角度を容易且つ正確に導出することができる。   According to such a configuration, the detection of the drop position of the newly charged material (new charged material) and the new charged material can be performed in a situation where only limited measurement is possible, such as in an operating blast furnace. The angle of the tilt angle at the dropping position can be easily and accurately derived by measurement with a measuring instrument that is already in practical use in a blast furnace that is already in operation, such as measurement of the shape of the upper surface of the layer formed by the inclusion.

このように導出された前記傾斜角の角度を観察することで、装入異常に基づくプロフィールの形状の変化を迅速且つ的確に検出(モニタリング)することが可能となる。   By observing the angle of the inclination angle thus derived, it becomes possible to quickly and accurately detect (monitor) the change in the profile shape based on the charging abnormality.

本発明に係る高炉の装入異常モニタリング方法においては、前記傾斜角の角度は、前記所定位置の炉半径における前記新たな装入物が形成する層上面形状を擬制するための推定形状線のうち少なくとも前記落下位置を含んだ炉壁側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、前記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、前記炉壁側の推定形状線を導出し、前記検出した落下位置と前記導出した炉壁側の推定形状線とから落下位置における傾斜角の角度が導出される構成であってもよい。   In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to the present invention, the angle of inclination is an estimated shape line for imitating the shape of the upper surface of the layer formed by the new charge at the furnace radius at the predetermined position. By setting a continuous function with an unknown coefficient that defines an estimated shape line on the furnace wall side including at least the drop position, and calculating the coefficient of the continuous function based on the measured value obtained by the measurement, A configuration may be adopted in which an estimated shape line on the furnace wall side is derived and an inclination angle at the falling position is derived from the detected fall position and the derived estimated shape line on the furnace wall side.

かかる構成によれば、前記所定の炉半径における前記落下位置を含んだ炉壁側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を装入する際にたまたま生じた部分的な突出等が存在し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前記炉壁側の推定形状線が導出され、精度のよいプロフィールを得ることができる。   According to such a configuration, since a continuous function with an indefinite coefficient that prescribes an estimated shape line on the furnace wall side including the drop position at the predetermined furnace radius is set in advance, the charge is added to the measured layer upper surface shape. Even if there is a partial protrusion, etc. that happens to occur when charging the furnace, a smooth estimated shape line on the furnace wall side is derived without being affected by this partial protrusion, etc. Obtainable.

また、前記傾斜角の角度を導出するときに、炉中心部のプロフィールは必要ないため、少なくとも前記落下位置を含む炉壁側の推定形状線を導出することで、不要な演算等を行う必要がなくなる。   Further, since the profile of the furnace center is not required when deriving the inclination angle, it is necessary to perform unnecessary calculations by deriving the estimated shape line on the furnace wall side including at least the dropping position. Disappear.

そのため、前記落下位置における傾斜角の角度を精度よく迅速に検出することができ、より迅速且つ正確な装入異常のモニタリングが可能となる。   Therefore, the angle of the inclination angle at the dropping position can be detected accurately and quickly, and charging abnormality can be monitored more quickly and accurately.

尚、前記構成の場合、前記高炉内への新たな装入物の装入毎に前記傾斜角の角度を導出し、これら傾斜角の角度同士を比較してその角度の変化量から装入異常を判定する構成が好ましい。   In the case of the above configuration, the angle of the inclination angle is derived every time a new charge is introduced into the blast furnace, and the inclination angle is compared with each other by comparing the angles of the inclination angles. It is preferable to use a configuration for determining

かかる構成によれば、装入毎の前記傾斜角の角度を導出して比較することで、前記傾斜角の変化をより迅速且つ的確に検出することが可能となる。   According to such a configuration, it is possible to detect the change in the inclination angle more quickly and accurately by deriving and comparing the inclination angle for each charging.

また、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、これら複数種の区間関数は、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、前記炉壁側の推定形状線を導出する構成が好ましい。   Further, the continuous function is defined by a plurality of types of section functions defined for a plurality of sections partitioned along the furnace radius at the predetermined position, and each of the plurality of types of section functions is a coefficient. And the range in the furnace radial direction of the predetermined position is undetermined and is set to be continuous at the boundary between adjacent section functions, and the coefficients in all the section functions and the furnace radial direction of the predetermined position based on the measured values It is preferable that the estimated shape line on the furnace wall side is derived by calculating the above range.

このように構成することで、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ることでより実際のプロフィールに近似した前記炉壁側の推定形状線を得ることができる。その結果、より精度よく前記傾斜角の角度を導出することができると共にこの傾斜角の角度の変化もより精度よく検出することができる。   By configuring in this way, 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 surface of the layer is set for each of the plurality of sections to approximate the actual profile. An estimated shape line on the furnace wall side can be obtained. As a result, the angle of the inclination angle can be derived with higher accuracy, and the change in the angle of inclination can be detected with higher accuracy.

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る構成が好ましい。   The section function is preferably 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、前記炉壁側の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 on the furnace wall side.

また、前記炉壁側の推定形状線は、当該推定形状線を規定する係数未定の連続関数が2つの区間関数で規定されるように前記所定位置の炉半径方向における範囲を設定され、これら2つの区間関数は、炉中心側から炉壁側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直線となる一次関数、前記線分が曲線となる曲線関数である構成が好ましい。   Further, the estimated shape line on the furnace wall side is set with a range in the furnace radial direction of the predetermined position so that a continuous function having an undetermined coefficient defining the estimated shape line is defined by two interval functions. The two interval functions are preferably a linear function in which a line segment defined by the corresponding interval functions in order from the furnace center side to the furnace wall side is a straight line function, and a curve function in which the line segment is a curve.

かかる構成によれば、2つの区間関数によってそれぞれ規定される2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前記炉壁側の推定形状線を得ることができる。   According to such a configuration, the estimated shape line on the furnace wall side having a shape corresponding to the shape of the top surface of the charge is obtained by connecting two line segments respectively defined by two interval functions in series. be able to.

このように少ない区間関数で前記炉壁側の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、前記炉壁側の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、精度よく前記傾斜角の角度を導出することができる。   Since the estimated shape line on the furnace wall side can be defined with such a small section function, it becomes easy to calculate the coefficient in each section function based on the measured value of the layer upper surface shape and the range in the furnace radial direction of the predetermined position, The estimated shape line on the furnace wall side can be easily derived. Moreover, since the derived estimated shape line is a shape that conforms to the measured top surface shape of the layer, the inclination angle can be derived with high accuracy.

また、前記曲線関数は、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構成であってもよい。   Further, the curve function may be a function having a constant angle change rate with respect to the x-axis represented by the following expression (1) or a quadratic function represented by the following expression (2). Good.

y=(−1/a)・log|cos(ax+b)|+c ・・・(1)
y=fx+gx+h ・・・(2)
ここで、a,b,c,f,g,hは、係数。
y = (− 1 / a) · log | cos (ax + b) | + c (1)
y = fx 2 + gx + h (2)
Here, a, b, c, f, g, and h are coefficients.

かかる構成によれば、前記曲線関数は、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 curve function is a simple function and has a small number of coefficients, so that it is easier to calculate the coefficient in each section function based on the measurement value and the range in the furnace radial direction of the predetermined position.

また、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構成であってもよい。   Moreover, the structure which calculates | requires the coefficient in all the said area functions and the range in the said x-axis direction simultaneously using the steepest descent method from the said measured value may be sufficient.

かかる構成によれば、前記計測値から容易に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 this configuration, the coefficients of all the interval functions and the ranges in the x-axis direction can be easily obtained from the measured values at the same time.

また、上記課題を解消すべく、本発明に係る高炉の装入異常モニタリング装置は、高炉内に装入物の装入を繰り返すことで当該高炉内に積層される装入物の装入異常を検出するための装入異常モニタリング装置であって、新たな装入物を装入したときに、所定位置の炉半径における前記高炉内での前記新たな装入物の落下位置を検出するための落下位置検出手段と、前記新たな装入物の層上面形状を計測するための計測手段と、前記装入物の落下位置における装入物の層上面の水平方向に対する傾斜角の角度を導出する傾斜角導出手段と、前記傾斜角導出手段から伝達された前記傾斜角の角度を外部に出力する出力手段と、を備え、前記傾斜角導出手段は、前記所定位置の炉半径における前記新たな装入物が形成する層上面形状を擬制するための推定形状線のうち少なくとも前記落下位置を含んだ炉壁側の推定形状線を規定する係数未定の連続関数を記憶しておき、前記計測手段で計測した前記新たな装入物の層上面形状の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炉壁側の推定形状線を導出し、前記落下位置検出手段で検出した前記所定位置の炉半径における前記新たな装入物の落下位置と前記導出した炉壁側の推定形状線とに基づいて前記落下位置における前記新たな装入物の層上面の水平面に対する傾斜角の角度を導出するように構成されることを特徴とする。   Further, in order to solve the above-mentioned problems, the blast furnace charging abnormality monitoring apparatus according to the present invention repeats the charging of the charging material into the blast furnace, thereby preventing the charging abnormality of the charging material stacked in the blast furnace. A charging abnormality monitoring device for detecting, when a new charge is charged, for detecting the fall position of the new charge in the blast furnace at a predetermined furnace radius A drop position detecting means, a measuring means for measuring the layer top surface shape of the new charge, and a tilt angle with respect to the horizontal direction of the layer top surface of the charge at the drop position of the charge are derived. Inclination angle deriving means, and output means for outputting the angle of the inclination angle transmitted from the inclination angle deriving means to the outside, wherein the inclination angle deriving means includes the new device at the furnace radius at the predetermined position. To imitate the shape of the upper surface of the layer formed by the inclusion Stores a continuous function with an unknown coefficient that defines an estimated shape line on the furnace wall side including at least the fall position of the estimated shape line, and the layer top surface shape of the new charge measured by the measuring means The estimated shape line on the furnace wall side is derived by calculating the coefficient of the continuous function based on the measured value of the new charge of the new charge at the furnace radius at the predetermined position detected by the drop position detecting means. Based on the fall position and the derived estimated shape line on the furnace wall side, the angle of the inclination angle with respect to the horizontal plane of the upper surface of the layer of the new charge at the fall position is derived. .

かかる構成によれば、前記落下位置検出手段によって前記新たな装入物の前記落下位置を検出し、前記計測手段によって前記新たな装入物が形成する層上面形状を計測するだけで、前記同様、前記傾斜角の角度が導出され、この傾斜角の角度の変化量から迅速且つ的確な装入異常のモニタリングが可能となる。   According to such a configuration, the fall position detection means detects the fall position of the new charge, and the measurement means only measures the shape of the upper surface of the layer formed by the new charge. The angle of the inclination angle is derived, and the charging abnormality can be monitored quickly and accurately from the amount of change in the angle of inclination.

また、前記傾斜角導出手段において、前記炉壁側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が得られる。そのため、より精度よく前記傾斜角の角度が導出され、この傾斜角の変化もより精度よく検出される。その結果、より精度よく装入異常のモニタリングが可能となる。   In addition, in the inclination angle deriving means, a continuous function with an indeterminate coefficient that prescribes the estimated shape line on the furnace wall side is set in advance, and this happens when the charge is charged into the measured layer top surface shape. Even if there is a partial protrusion or the like, a smooth estimated shape line is derived without being affected by the partial protrusion or the like, and a more accurate profile can be obtained. Therefore, the angle of the inclination angle is derived with higher accuracy, and the change in the inclination angle is detected with higher accuracy. As a result, the charging abnormality can be monitored with higher accuracy.

さらに、求めた前記傾斜角の角度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、迅速且つ的確に前記傾斜角の角度の変化、即ち、装入異常を把握することが可能となる。   Further, the obtained angle of inclination is output by the output means, so that an operator who operates the furnace can quickly and accurately grasp the change of the angle of inclination, that is, charging abnormality. It becomes possible.

また、本発明に係る高炉の装入異常モニタリング装置においては、さらに、新たな装入物が高炉内に装入されたときに前記傾斜角導出手段で導出した傾斜角の角度を順次記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の傾斜角の角度同士を比較する比較手段と、を備えることが好ましい。   In the blast furnace charging abnormality monitoring apparatus according to the present invention, the memory further sequentially stores the angle of the inclination angle derived by the inclination angle deriving means when a new charge is charged into the blast furnace. It is preferable to include a means and a comparing means for comparing the angles of the plurality of inclination angles stored in the storage means.

かかる構成によれば、炉の操業を行う作業者は、前記傾斜角導出手段で導出した複数の傾斜角同士の角度の変化量をより的確に把握することが可能となる。   According to such a configuration, the operator who operates the furnace can more accurately grasp the amount of change in the angle between the plurality of inclination angles derived by the inclination angle deriving means.

以上より、本発明によれば、迅速且つ的確に装入異常を検出することができる高炉の装入異常モニタリング方法、及びこの方法を用いた装入異常モニタリング装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a charging abnormality monitoring method for a blast furnace that can quickly and accurately detect a charging abnormality, and a charging abnormality monitoring apparatus using this method.

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、当該高炉10内に装入物(コークス、鉱石等)を装入するためのベル方式装入装置11を備えている。このベル方式装入装置11は、ベル11a及びムーバルアーマ11bからなる。具体的には、ベル方式装入装置11は、上下することで装入物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、即ち、アーマストロークが変化することでベル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 includes a bell-type charging device 11 for charging a charge (coke, ore, etc.) into the blast furnace 10. The bell type charging device 11 includes a bell 11a and a moveable armor 11b. Specifically, the bell-type charging device 11 has a plate 11 reciprocatingly moved along the radial direction of the furnace with a bell 11a for charging the charged material toward the vicinity of the furnace side wall in the furnace by moving up and down. That is, it is a device for throwing the charge into the furnace peripheral edge using a moveable armor 11b that changes the fall position of the charge from the bell 11a by changing the armature stroke.

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、高炉10内において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への装入単位をバッチとも称する。そして、コークス層を形成するためのコークスバッチ及び鉱石層を形成するための鉱石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。   The charge, in this embodiment, coke and ore are charged into the furnace from the top of the blast furnace 10 configured in this way, so that the coke layer and the ore layer alternately in the blast furnace 10. Laminated. In the present embodiment, a unit for charging coke or ore into a blast furnace is also referred to as a batch. And one charge is comprised mainly by the coke batch for forming a coke layer, and the ore batch 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.

詳細には、コークス層の形成は、ベル方式装入装置11(ベル11a及びムーバルアーマ11b)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位置が設定される。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11bが炉中心側に前進して炉中心よりに落下位置が設定される。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 the bell-type charging device 11 (bell 11a and mover armor 11b), 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 the coke dropping position is set near 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 11b moves forward to the furnace center side and the dropping position 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。前記コークス層c1,c2が形成された後、同様に鉱石バッチO1、鉱石バッチO2の順に各バッチ(装入物の装入)が行われる。   Next, an ore layer is formed. After the coke layers c1 and c2 are formed, each batch (charging charge) is performed in the order of the ore batch O1 and the ore batch O2.

次に、高炉10に用いられる高炉の装入異常モニタリング装置20について説明する。   Next, the blast furnace charging abnormality monitoring apparatus 20 used for the blast furnace 10 will be described.

高炉の異常装入モニタリング装置(以下、単に「モニタリング装置」とも称する。)20は、高炉10における装入物の装入異常をモニタリング(検出)するための装置である。具体的には、装入物が高炉10内に装入された際に形成する層上面形状における前記装入物の落下位置の水平面に対する傾斜角の角度に基づいて装入異常のモニタリングを行う。   The blast furnace abnormal charging monitoring device (hereinafter also simply referred to as “monitoring device”) 20 is a device for monitoring (detecting) an abnormal charging of the charged material in the blast furnace 10. Specifically, the charging abnormality is monitored based on the angle of the inclination angle with respect to the horizontal plane of the dropping position of the charging material in the shape of the upper surface of the layer formed when the charging material is charged into the blast furnace 10.

ここで、装入異常とは、例えば、装入装置11の故障等により装入物を高炉10内の所望の位置に装入できない状態や、所望の量の装入物を装入できていない状態をいう。このような装入異常が生じると、高炉10内の装入物の最上層の層上面形状(プロフィール)を所望の形状に保つことができない。このようにプロフィールの形状が変化すると、炉内の通気抵抗も変化するため意図した高炉操業を行うことができない場合がある。そのため、プロフィールの形状を所望の形状に保つことは、高炉の安定操業において非常に重要となる。   Here, the abnormal charging is a state in which the charged material cannot be charged at a desired position in the blast furnace 10 due to, for example, a failure of the charging device 11 or a desired amount of charged material has not been charged. State. When such a charging abnormality occurs, the top surface shape (profile) of the uppermost layer of the charge in the blast furnace 10 cannot be maintained in a desired shape. When the shape of the profile changes in this way, the ventilation resistance in the furnace also changes, so that the intended blast furnace operation may not be performed. Therefore, maintaining the shape of the profile in a desired shape is very important for stable operation of the blast furnace.

この装入異常は、前記傾斜角の角度に基づいて検出することが可能である。これは、装入異常によって装入物を高炉内の所望の位置に所望の量で装入できないことでプロフィールの形状が変化するため、装入物の落下位置における前記傾斜角の角度が大きく変わるからである。   This charging abnormality can be detected based on the inclination angle. This is because the shape of the profile changes because the charge cannot be charged to a desired position in the blast furnace in a desired amount due to a charging abnormality, so that the angle of inclination at the position where the charge falls is greatly changed. Because.

そこで、この傾斜角の角度をモニタリングすることで、装入異常を迅速に且つ的確に検出(把握)することで高炉の安定操業を行うために、以下の構成のモニタリング装置20を用いて装入異常のモニタリングを行う。   Therefore, by monitoring this inclination angle, in order to detect and grasp the charging abnormality quickly and accurately, to perform stable operation of the blast furnace, charging is performed using the monitoring device 20 having the following configuration. Monitor for abnormalities.

モニタリング装置20は、図2にも示されるように、高炉10内に装入物の装入(バッチ)を繰り返すことで当該高炉10内に積層される装入物の装入異常を検出するための装置である。具体的には、モニタリング装置20は、落下位置検出手段21と、計測手段22と、傾斜角導出手段23と、出力手段24と、を備える。   As shown in FIG. 2, the monitoring device 20 repeats the charging (batch) of the charge in the blast furnace 10 to detect the charging abnormality of the charge stacked in the blast furnace 10. It is a device. Specifically, the monitoring device 20 includes a drop position detection unit 21, a measurement unit 22, an inclination angle derivation unit 23, and an output unit 24.

落下位置検出手段21は、高炉10内に装入される装入物の落下位置を検出するためのもので、図3にも示されるように、炉外から炉壁を貫通するように装入された計測ロッド21aを有する。この計測ロッド21aの上面には、軸方向に沿って所定間隔で複数のセンサー21b,21b,…が配置されている。この落下位置検出手段21は、装入物が高炉10内に装入されたときに、前記装入物を構成する鉱石粒等が各センサー21bに衝突することで、これら鉱石粒等の落下量の分布を検出することができる。そして、この落下量の分布から装入物の高炉10内、詳細には、前回のバッチで形成された層上面における当該バッチの装入物の落下位置(以下、単に「落下位置」とも称する。)が検出(算出)される。   The drop position detecting means 21 is for detecting the drop position of the charge charged in the blast furnace 10 and, as shown in FIG. 3, the charge is inserted so as to penetrate the furnace wall from the outside of the furnace. A measuring rod 21a. A plurality of sensors 21b, 21b,... Are arranged at predetermined intervals along the axial direction on the upper surface of the measuring rod 21a. The fall position detecting means 21 is configured such that when the charged material is charged into the blast furnace 10, ore particles or the like constituting the charged material collide with each sensor 21b, so that the falling amount of these ore particles or the like is reduced. Can be detected. Then, from the distribution of the fall amount, in the blast furnace 10 of the charge, specifically, the drop position (hereinafter simply referred to as “fall position”) of the charge of the batch on the upper surface of the layer formed in the previous batch. ) Is detected (calculated).

計測手段22は、本実施形態においては、いわゆるプロフィールメーターが用いられている。この計測手段22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。計測手段22は、炉外から炉壁を貫通するように挿入された計測ロッド22aを有する。この計測ロッド22a先端の計測部22b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)22b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(プロフィール深度)が計測される。   As the measuring means 22, a so-called profile meter is used in the present embodiment. This measuring means 22 is an apparatus 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. The measuring means 22 has a measuring rod 22a inserted so as to penetrate the furnace wall from the outside of the furnace. The measuring portion 22b at the tip of the measuring rod 22a reciprocates along a radial direction at a predetermined position of the furnace, and based on the reflected wave of the microwave irradiated from the tip (measuring portion) 22b, Height (profile depth) is measured.

これら落下位置検出手段21と計測手段22とは、同一位置の炉半径に沿って上下に配置されている。   These drop position detection means 21 and measurement means 22 are arranged vertically along the furnace radius at the same position.

傾斜角導出手段23は、プロセスコンピュータ25と傾斜角演算コンピュータ26との2つのコンピュータ(演算手段)で構成されている。尚、傾斜角導出手段23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つ以上のコンピュータで構成されていてもよい。   The inclination angle deriving means 23 is composed of two computers (calculation means), a process computer 25 and an inclination angle calculation computer 26. Note that the inclination angle deriving unit 23 does not need to be configured by two computers as in the present embodiment, and may be a single computer or may be configured by three or more computers.

プロセスコンピュータ25は、落下位置検出手段21や計測手段22、ベル方式装入装置11等の制御を行い、前記落下位置検出手段21で検出された落下位置情報やプロフィールメーター22で計測された計測値を傾斜角演算コンピュータ26に送信する。   The process computer 25 controls the fall position detection means 21, the measurement means 22, the bell type charging device 11, etc., and the fall position information detected by the fall position detection means 21 and the measured value measured by the profile meter 22. Is transmitted to the tilt angle calculation computer 26.

傾斜角演算コンピュータ26は、プロセスコンピュータ25からの情報(前記落下位置情報や前記計測値等)に基づき、高炉10内に装入された新たな装入物の落下位置における当該装入物が形成する層上面の水平面に対する傾斜角の角度θ(以下、単に「傾斜角θ」とも称する。)を導出(算出)するコンピュータである。   The tilt angle calculation computer 26 forms the charge at the drop position of a new charge charged in the blast furnace 10 based on information from the process computer 25 (the drop position information, the measured value, etc.). This is a computer that derives (calculates) an angle θ (hereinafter also simply referred to as “inclination angle θ”) of the inclination angle of the upper surface of the layer to the horizontal plane.

この傾斜角演算コンピュータ26は、さらに、装入物が高炉10内に装入されたときに当該傾斜角演算コンピュータ26で導出した傾斜角θを順次記憶する記憶手段(メモリー)26aと、記憶手段26aに記憶された複数の傾斜角θ同士を比較してその角度の変化量から高炉10の装入異常の判定等を行うことが可能な比較手段26bとを備える。   The inclination angle calculation computer 26 further includes storage means (memory) 26a for sequentially storing the inclination angle θ derived by the inclination angle calculation computer 26 when the charge is charged into the blast furnace 10, and storage means. Comparing means 26b capable of comparing a plurality of inclination angles θ stored in 26a and determining the charging abnormality of the blast furnace 10 from the amount of change in the angles.

尚、傾斜角導出手段23における傾斜角演算コンピュータ26で行われる傾斜角θの導出方法、及び比較手段26bで行われる傾斜角θ同士の比較とその結果に基づく装入異常の判定等の詳細については後述する。   The details of the method for deriving the tilt angle θ performed by the tilt angle calculation computer 26 in the tilt angle deriving means 23, the comparison of the tilt angles θ performed by the comparing means 26b, and the determination of the charging abnormality based on the result. Will be described later.

出力手段24は、傾斜角導出手段23から出力された当該傾斜角導出手段23で導出された傾斜角θや比較手段26bでの比較結果等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(印字手段)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 unit 24 displays the tilt angle θ derived from the tilt angle deriving unit 23 output from the tilt angle deriving unit 23, the comparison result in the comparing unit 26b, and the like. In this embodiment, the CRT display is used. Is used. However, the present invention is not limited to this, and may be an FPD, a printer (printing means), or the like, or a combination thereof.

次に、傾斜角導出手段23で行われる傾斜角θの導出及び装入異常の判定について図4及び図5も参照しつつ説明する。   Next, the derivation of the inclination angle θ and the determination of the charging abnormality performed by the inclination angle deriving means 23 will be described with reference to FIGS.

傾斜角導出手段23は、落下位置検出手段21で計測した新たな装入物の落下位置と計測手段22で計測した前記装入物が形成する層上面形状の計測値に基づいて前記落下位置における層上面の水平面に対する傾斜角θを導出し、この導出した傾斜角θに基づいて装入物の装入異常を検出する。   The inclination angle deriving means 23 is based on the measured value of the new charge fall position measured by the drop position detection means 21 and the measured value of the layer upper surface shape formed by the charge measured by the measurement means 22. An inclination angle θ with respect to the horizontal plane of the upper surface of the layer is derived, and an abnormal charging of the charge is detected based on the derived inclination angle θ.

傾斜角導出手段23において、具体的には、以下のようにして装入物の装入異常を検出する。   Specifically, the inclination angle deriving means 23 detects the charging abnormality of the charged material as follows.

「推定形状線を規定する係数未定の連続関数の設定」
傾斜角演算コンピュータ26には、所定位置の炉半径(落下位置検出手段21及び計測手段22の各計測ロッド21a,22aに沿う位置)における推定形状線PLのうち少なくとも新たな装入物の落下位置を含んだ炉壁側の推定形状線plを規定する係数未定の連続関数fが予め記憶されている。この推定形状線PL又は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(プロフィール)を擬制するための曲線である。この推定形状線PL又は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"
The tilt angle calculation computer 26 includes at least a new charge fall position of the estimated shape line PL in the furnace radius at a predetermined position (position along the measurement rods 21a and 22a of the drop position detection means 21 and the measurement means 22). Is stored in advance as a continuous function f with an unknown coefficient that prescribes the estimated shape line pl on the furnace wall side including the. The estimated shape line PL or pl is a curve for imitating the top surface shape (profile) of the uppermost layer at the furnace radius at the predetermined position. This estimated shape line PL or pl is obtained as a result of analyzing the shape of the layer upper surface of the charge in the blast furnace 10 under various operating conditions.

具体的には、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 connecting a plurality of types of section functions f1, f2,... 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、2つの区間関数f1,f2によって規定されている。換言すると、本実施形態に係る炉壁側の推定形状線plは、当該推定形状線plを規定する係数未定の連続関数fが2つの区間関数f1及びf2で規定されるように前記所定位置の炉半径方向における範囲を設定されている。   Specifically, in the present embodiment, this continuous function is defined by two interval functions f1 and f2. In other words, the estimated shape line pl on the furnace wall side according to the present embodiment is such that the continuous function f with an undetermined coefficient that defines the estimated shape line pl is defined by the two interval functions f1 and f2. The range in the furnace radial direction is set.

これら2つの区間関数f1,f2は、炉中心側から炉壁側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直線となる一次関数f1、前記線分が曲線となる曲線関数f2で構成される。尚、一次関数f1で規定されている区間をL1区間、曲線関数f2が規定されている区間をL2区間とする。また、前記所定位置の炉半径において、L1区間の炉中心側の端部位置をr1、L1とL2区間との境界位置をr2、L2区間と炉壁との境界位置をr3とする。   These two interval functions f1 and f2 are a linear function f1 in which a line segment defined by the corresponding interval function in order from the furnace center side to the furnace wall side is a straight line function, and a curve function f2 in which the line segment is a curve. Composed. The section defined by the linear function f1 is defined as L1 section, and the section defined by the curve function f2 is defined as L2 section. Further, in the furnace radius at the predetermined position, the end position on the furnace center side of the L1 section is r1, the boundary position between the L1 and L2 sections is r2, and the boundary position between the L2 section and the furnace wall is r3.

前記区間関数f1,f2に関し、さらに詳細には、一次関数f1は、y=dx+e(以下、単に「式(10)」とも称する。)で表され、曲線関数f2は角度変化率一定関数であり、y=(−1/a)・log|cos(ax+b)|+c(以下、単に「式(11)」とも称する。)で表される。ここで、各区間関数f1,f2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は、係数である。   Regarding the interval functions f1 and f2, more specifically, the linear function f1 is represented by y = dx + e (hereinafter also simply referred to as “Expression (10)”), and the curve function f2 is a function of constant angular change rate. Y = (− 1 / a) · log | cos (ax + b) | + c (hereinafter also simply referred to as “Expression (11)”). Here, each section function f1, f2 is a function represented on the xy plane with the furnace center axis as the y axis and the furnace radius at the predetermined position as the x axis. Further, a, b, c, d, and e are coefficients.

このように各区間関数f1,f2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、L2区間、即ち、ベル11aによって装入される装入物の落下位置(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、L1区間では、L2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る。尚、図4においては、L1区間よりも炉中心側をL0区間とする。このL0区間では、装入物が炉中心のみに装入される中心装入を行った場合に放物線上に堆積することが多いため図のような形状となる。   The section functions f1 and f2 are set in this way because the profile of the uppermost layer in various operating conditions in the blast furnace 10 according to the present embodiment is analyzed, and as a result, the section 11 is charged by the bell 11a. This is because the rate of change of the charge height with respect to the furnace radius is often constant in the vicinity of the fall position (fall point) of the charge. Moreover, in the L1 section, it is a portion corresponding to the foot of the mountain due to the charges accumulated in the L2 section, and thus is often a straight slope. In FIG. 4, the furnace center side of the L1 section is defined as the L0 section. In this L0 section, the shape is as shown in the figure because the charge is often deposited on the parabola when the charge is charged only at the furnace center.

ここで、L1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L2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。   Here, the inclination angle of the profile of the L1 section is called a representative inclination angle. This representative inclination angle accumulates in the L2 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炉壁側の推定形状線の導出」
高炉10内に新たな装入物が装入されたとき、計測手段22での計測値に基づいて炉壁側の推定形状線plが導出される。
"Derivation of estimated shape line on the furnace wall side by calculation of coefficient and range of each interval function"
When a new charge is charged into the blast furnace 10, an estimated shape line pl on the furnace wall side is derived based on the measurement value obtained by the measurement means 22.

具体的には、新たな装入物が装入されると、計測手段22での計測値に基づいて全ての前記区間関数f1,f2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、計測手段22で計測した計測値を用い、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f1,f2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、炉壁側の推定形状線plが導出される。   Specifically, when a new charge is inserted, the coefficients in all the section functions f1 and f2 and the range in the x-axis direction are calculated simultaneously based on the measurement values obtained by the measurement means 22. At this time, using the measurement values measured by the measuring means 22, the coefficients and the ranges in the x-axis direction in all the interval functions f1 and f2 are obtained simultaneously by the steepest descent method which is a kind of optimization method. In this way, the estimated shape line pl on the furnace wall side is derived.

「装入物の落下位置における前記傾斜角の算出」
この導出された炉壁側の推定形状線plは、y=f(x)の関数で表される。また、新たな装入物の落下位置は、前記所定の半径方向の位置、即ち、x軸における位置(落下半径位置)として落下位置検出手段21によって検出される。そのため、前記落下位置(xの値)と炉壁側の推定形状線plを規定する連続関数fとから、前記落下位置における炉壁側の推定形状線plの傾き、即ち、当該推定形状線plの水平軸(x軸)に対する傾斜角θが算出される。
"Calculation of the tilt angle at the fall position of the charge"
The derived estimated shape line pl on the furnace wall side is expressed by a function of y = f (x). Further, the fall position of the new charge is detected by the fall position detection means 21 as the predetermined radial position, that is, the position on the x-axis (drop radius position). Therefore, the inclination of the estimated shape line pl on the furnace wall side at the falling position, that is, the estimated shape line pl, from the falling position (value of x) and the continuous function f defining the estimated shape line pl on the furnace wall side. An inclination angle θ with respect to the horizontal axis (x-axis) is calculated.

「傾斜角による装入異常の判定」
このように導出される傾斜角θは、装入物の新たな装入毎(バッチ毎)に導出され、順次記憶手段26aに記憶される。このように記憶された複数の傾斜角θは、比較手段26bによって傾斜角θ同士で比較され、その傾斜角θの変化量が順次算出される。比較手段26bは、この傾斜角θの変化量が所定の値より大きくなると、換言すると、傾斜角θが急激に変わると装入異常によるプロフィールの形状変化が生じたと判定する。
"Determination of charging abnormality by tilt angle"
The inclination angle θ derived in this way is derived for each new charge (each batch) of the charge, and is sequentially stored in the storage means 26a. The plurality of inclination angles θ stored in this way are compared with each other by the comparing means 26b, and the amount of change in the inclination angle θ is sequentially calculated. When the change amount of the inclination angle θ is larger than a predetermined value, in other words, the comparison unit 26b determines that the profile shape change due to the abnormal charging occurs when the inclination angle θ changes abruptly.

以上のようにして、傾斜角導出手段23において、新たな装入物の落下位置における傾斜角θが導出され、この傾斜角θに基づいて装入異常の判定が行われる。   As described above, the tilt angle deriving means 23 derives the tilt angle θ at the new fall position of the charge, and the charging abnormality is determined based on the tilt angle θ.

上記のように、係数未定の連続関数fが炉壁側の推定形状線plとして予め設定され、計測手段22で得た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傾斜角θの導出が行われる。即ち、計測したプロフィールにおいて、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炉壁側の推定形状線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。この精度の良いプロフィールから傾斜角θを導出することで、精度の良い傾斜角θを導出することができ、迅速且つ正確な装入異常のモニタリングが可能となる。   As described above, the coefficient undetermined continuous function f is set in advance as the estimated shape line pl on the furnace wall side, and the respective coefficients are determined based on the measured values obtained by the measuring means 22 so that the inclination angle is accurate. θ is derived. That is, in the measured profile, even if there is a partial protrusion or the like that occurs when the charge is charged, the estimated shape line pl on the smooth furnace wall side is not affected by this partial protrusion or the like. Is derived, and a more accurate profile can be obtained. By deriving the inclination angle θ from this accurate profile, it is possible to derive the accurate inclination angle θ, and it is possible to monitor the charging abnormality quickly and accurately.

また、前記傾斜角θを導出するときに、炉中心部(L0区間)のプロフィールは必要ないため、少なくとも前記炉壁側の推定形状線plを導出することで、不要な計測及演算等を行う必要がなくなる。   Further, since the profile of the furnace center (L0 section) is not necessary when deriving the inclination angle θ, unnecessary measurement and calculation are performed by deriving at least the estimated shape line pl on the furnace wall side. There is no need.

そのため、新たな装入物の落下位置における傾斜角θを精度よく迅速に検出することができ、その結果、迅速且つ正確な装入異常のモニタリングが可能となる。   Therefore, it is possible to quickly and accurately detect the inclination angle θ at the fall position of the new charge, and as a result, it is possible to monitor the charging abnormality quickly and accurately.

さらに、炉壁側の推定形状線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炉壁側の推定形状線plを得ることができる。そのため、より精度よく傾斜角θを導出することができると共にこの傾斜角θの変化もより精度よく検出することができる。   Further, the continuous function f that defines the estimated shape line pl on the furnace wall side is divided into a plurality of sections, and section functions f1, f2,... That define line segments in accordance with the layer top surface shape are set for each of the plurality of sections. By doing so, it is possible to obtain the estimated shape line pl on the furnace wall side that more closely approximates the actual charge profile. Therefore, the inclination angle θ can be derived with higher accuracy and the change in the inclination angle θ can be detected with higher accuracy.

しかも、本実施形態においては、連続関数が2つの区間関数f1,f2によって規定されているため、計測手段22の計測値に基づく各区間関数f1又はf2における係数やx軸方向の範囲の算出が容易となり、炉壁側の推定形状線plの導出が容易になる。その上、導出した炉壁側の推定形状線plが計測した本実施形態に係る高炉10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、精度よく傾斜角θを導出することができる。   Moreover, in the present embodiment, since the continuous function is defined by the two interval functions f1 and f2, the calculation of the coefficient and the range in the x-axis direction in each interval function f1 or f2 based on the measurement value of the measuring means 22 is performed. This facilitates the derivation of the estimated shape line pl on the furnace wall side. In addition, since the derived estimated shape line pl on the furnace wall side is a shape conforming to the profile of the charge stacked in the blast furnace 10 according to the present embodiment, the inclination angle θ is accurately derived. be able to.

また、バッチ毎の傾斜角θを導出して記憶し、この記憶した傾斜角θ同士若しくは記憶した傾斜角θと新たに導出した傾斜角θとを比較することで、傾斜角θの変化(変化量)をより迅速且つ的確に検出することが可能となる。   In addition, the inclination angle θ for each batch is derived and stored, and the stored inclination angles θ or the stored inclination angle θ is compared with the newly derived inclination angle θ to change (change) the inclination angle θ. Amount) can be detected more quickly and accurately.

次に、モニタリング装置20の動作について、図6も参照しつつ説明する。   Next, the operation of the monitoring device 20 will be described with reference to FIG.

まず、プロセスコンピュータ25が落下位置検出手段21によって新たなバッチ(新たな装入物の装入)での装入物の落下位置を検出(測定)する(ステップS1)。このバッチの間にムーバルアーマ11bのアーマストロークが変化した場合は、当該バッチの最後の方の装入物の落下位置を用いて傾斜角θの導出を行う。尚、前記アーマストロークが変化した場合における傾斜角θを導出する際に用いられる落下位置は、バッチの最後の方の落下位置に限定される必要はなく所定の時間内での平均値等を用いてもよい。   First, the process computer 25 detects (measures) the drop position of the charge in a new batch (charge of a new charge) by the drop position detection means 21 (step S1). If the armature stroke of the mover armor 11b changes during this batch, the inclination angle θ is derived using the drop position of the last charge in the batch. The drop position used when deriving the inclination angle θ when the armature stroke changes does not need to be limited to the drop position at the end of the batch, and an average value within a predetermined time is used. May be.

この落下位置検出手段21で検出された落下位置の情報(落下位置情報)は、プロセスコンピュータ25から傾斜角演算コンピュータ26へ送信される。即ち、傾斜角演算コンピュータ26がこの落下位置情報を取得する(ステップS2)。   Information on the fall position (fall position information) detected by the fall position detection means 21 is transmitted from the process computer 25 to the tilt angle calculation computer 26. That is, the tilt angle calculation computer 26 acquires the drop position information (step S2).

当該バッチが終了した後、プロセスコンピュータ25は、計測手段22を制御して当該バッチのプロフィール、即ち、装入された装入物が形成する最上層の層上面形状についての計測を行い計測値を取得する。このとき、計測手段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10cm間隔で計測を行う。このとき、本実施形態に係る高炉10の炉半径が3.5mであるため、炉半径において等間隔に33箇所の層上面の高さの計測値が得られる(図4及び図5参照:ステップS3)。尚、本実施形態において、図4及び図5の縦軸の1目盛りは500mmである。   After the batch is completed, the process computer 25 controls the measuring means 22 to measure the profile of the batch, that is, the top surface shape of the uppermost layer formed by the charged material, and obtain the measured value. get. At this time, the measurement means 21 measures from the furnace center to the furnace side wall at intervals of 10 cm along the furnace radius at a predetermined position. At this time, since the furnace radius of the blast furnace 10 according to the present embodiment is 3.5 m, the measurement values of the heights of the 33 layer top surfaces are obtained at equal intervals in the furnace radius (see FIG. 4 and FIG. 5: step). S3). In the present embodiment, one scale on the vertical axis in FIGS. 4 and 5 is 500 mm.

また、傾斜角θを求めるだけであれば、炉中心部(L0区間)のプロフィールの計測を行う必要はない。しかし、本実施形態においては、当該高炉10における他の制御にプロフィール全体の計測値が使用される場合があるため、炉中心から炉壁まで(L0区間からL2区間まで)の計測が行われている。   If only the inclination angle θ is obtained, it is not necessary to measure the profile of the furnace center (L0 section). However, in this embodiment, since the measured value of the entire profile may be used for other control in the blast furnace 10, the measurement from the furnace center to the furnace wall (from the L0 section to the L2 section) is performed. Yes.

この計測手段22で計測したプロフィールの計測値は、プロセスコンピュータ25から傾斜角演算コンピュータ26に送信される。即ち、傾斜角演算コンピュータ26がプロフィールの計測値を取得する(ステップS4)。   The profile measurement value measured by the measurement means 22 is transmitted from the process computer 25 to the tilt angle calculation computer 26. That is, the tilt angle calculation computer 26 acquires the measured value of the profile (step S4).

次に、傾斜角演算コンピュータ26が計測手段22から取得した計測値に基づいて当該バッチの炉壁側の推定形状線plを算出する(ステップS5)。   Next, the estimated shape line pl on the furnace wall side of the batch is calculated based on the measurement value acquired from the measuring means 22 by the tilt angle calculation computer 26 (step S5).

このとき、炉壁側の推定形状線plの全ての前記区間関数f1,f2における係数及びx軸方向の範囲は、新たな装入物が形成する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 f1 and f2 of the estimated shape line pl on the furnace wall side are as follows based on the measured values of the profile formed by the new charge. Calculated.

L1区間とL2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。そこで、この境界位置r2において、炉壁側の推定形状線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(11)の係数a,b,c及び上記の式(10)の係数dが決定されると、上記の式(10)の係数e及びL1区間とL2区間の境界位置r2が従属的に決定されることになる。   In the vicinity of the boundary position r2 between the L1 section and the L2 section, the actual profile inclination angle is equal to the representative inclination angle. Therefore, it is assumed that the estimated shape line pl on the furnace wall side has not only continuity but also differentiability at the boundary position r2. In this way, when the coefficients a, b, and c of the above equation (11) and the coefficient d of the above equation (10) are determined, the coefficient e and the L1 interval of the above equation (10) and L2 The boundary position r2 of the section is determined dependently.

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における炉壁側の推定形状線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、炉壁側の推定形状線plを規定する連続関数fのパラメータ(上記の式(11)の係数a,b,c及び上記の式(10)の係数d)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r2)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(10)の係数e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, let x i be the furnace radius position at an arbitrary measurement point, y i be the actual profile measurement value at that furnace radius position, and the continuous function f defining the estimated shape line pl on the furnace wall side at the furnace radius x. Is y = f (x),
Σ {y i −f (x i )} 2
, And the parameters of the continuous function f that define the estimated shape line pl on the furnace wall side (coefficients a, b, c in the above equation (11) and coefficient d in the above equation (10)), The section in which the function is defined (boundary position r2 between the L1 section and the L2 section) is obtained simultaneously by the steepest descent method which is one of nonlinear optimization techniques. By determining the parameter in this way, the coefficient e of the above equation (10), which is the dependent variable, 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)及び式(11)に代入することで炉壁側の推定形状線plが算出される。   The estimated shape line pl on the furnace wall side is calculated by substituting each coefficient thus obtained and the range in the x-axis direction into the above formulas (10) and (11).

傾斜角演算コンピュータ26は、前記プロセスコンピュータ25から取得した当該バッチでの装入物の落下位置と前記算出された炉壁側の推定形状線plとから、前記落下位置におけるプロフィールの水平方向(x軸)に対する傾斜角θを算出(導出)する(ステップS6)。具体的には、路壁側の推定形状線plの前記落下位置での傾きから傾斜角θが導出される。   The tilt angle calculation computer 26 calculates the horizontal direction (x of the profile at the dropping position from the dropping position of the charged material in the batch obtained from the process computer 25 and the estimated shape line pl on the furnace wall side. The inclination angle θ with respect to the axis is calculated (derived) (step S6). Specifically, the inclination angle θ is derived from the inclination of the estimated shape line pl on the road wall side at the dropping position.

このようにして導出された傾斜角θは、記憶手段26aに記憶される(ステップS7)。この記憶された傾斜角θは、記憶手段26aに当該バッチ以前のバッチにおいて導出された複数の傾斜角θが既に記憶されている場合、比較手段26bによって当該バッチでの傾斜角θと以前のバッチでの傾斜角θとが比較される(ステップS8)。尚、本実施形態においては、新たに導出された傾斜角θは、前回導出された傾斜角θと比較されている。また、前記比較において、新たに導出された傾斜角θが記憶手段26aに記憶される前に既に記憶されている傾斜角θと比較されてもよい。   The inclination angle θ derived in this way is stored in the storage means 26a (step S7). As for the stored inclination angle θ, when a plurality of inclination angles θ derived in the batch prior to the batch are already stored in the storage means 26a, the comparison means 26b and the inclination angle θ in the batch and the previous batch are stored. Is compared with the inclination angle θ at (step S8). In the present embodiment, the newly derived inclination angle θ is compared with the previously derived inclination angle θ. In the comparison, the newly derived inclination angle θ may be compared with the already stored inclination angle θ before being stored in the storage means 26a.

このとき、前記記憶されたバッチ毎の傾斜角θは、時系列に並べられて出力手段(CRT)24にグラフとして表示される(図7(a)参照)。この表示に基づいて、高炉10の操業条件を管理している管理者が当該高炉10で装入物の装入異常が生じているか否かを判定することも可能である。   At this time, the stored inclination angle θ for each batch is arranged in time series and displayed as a graph on the output means (CRT) 24 (see FIG. 7A). Based on this display, it is also possible for an administrator who manages the operating conditions of the blast furnace 10 to determine whether or not there is a charging abnormality in the blast furnace 10.

また、比較手段26bが、前記比較において、所定値以上の傾斜角θの変化量を検出した場合に、装入物の装入異常によるプロフィール形状の変化が生じたと判定し、出力手段24によって前記管理者に警告等が表示されるように傾斜角導出手段23を設定することも可能である。   Further, when the comparison unit 26b detects a change amount of the inclination angle θ of a predetermined value or more in the comparison, the comparison unit 26b determines that the profile shape change has occurred due to the charging abnormality of the charging material, and the output unit 24 It is also possible to set the tilt angle deriving means 23 so that a warning or the like is displayed to the administrator.

次に、当該バッチの次のバッチで傾斜角θを導出するか否かが判断される(ステップS9)。導出する場合にはステップS1に戻り、導出しない場合には終了する。   Next, it is determined whether or not the inclination angle θ is derived in the next batch of the batch (step S9). If derived, the process returns to step S1, and if not derived, the process ends.

上記実施形態に係る高炉10及びモニタリング装置20を用いて、高炉10の装入異常モニタリングを行った。このモニタリングにおいて、ある期間におけるバッチ毎に導出された傾斜角θ、代表傾斜角の角度(L1区間における区間関数f1のx軸に対する傾斜角)、及び角度変化率を時系列に並べてそれぞれ表した図が、図7(a)乃至図7(c)である。尚、図7(a)及び図7(b)における縦軸の1目盛りは5°であり、図7(c)における縦軸の1目盛りは5°/mである。   Using the blast furnace 10 and the monitoring device 20 according to the above embodiment, charging abnormality monitoring of the blast furnace 10 was performed. In this monitoring, the inclination angle θ derived for each batch in a certain period, the angle of the representative inclination angle (inclination angle with respect to the x axis of the interval function f1 in the L1 interval), and the angle change rate are arranged in time series, respectively. These are FIGS. 7 (a) to 7 (c). Note that one scale on the vertical axis in FIGS. 7A and 7B is 5 °, and one scale on the vertical axis in FIG. 7C is 5 ° / m.

これらの図のうち、図7(a)の時刻t1及びt2において値(傾斜角θ)が急激に変化している。時刻t1の前後においては、装入物の装入量や原料配合等の高炉10の操業条件は大きく変化していない。一方、時刻t1より以前(且つ図7(a)の範囲内)に、操業条件が大きく変化しているにもかかわらず、その時刻においては傾斜角θは、時刻t1ほどの急激な変化は認められない。   Among these diagrams, the value (inclination angle θ) changes rapidly at times t1 and t2 in FIG. Before and after time t1, the operating conditions of the blast furnace 10 such as the charged amount of raw materials and raw material blending have not changed significantly. On the other hand, despite the fact that the operating conditions have changed significantly before time t1 (and within the range of FIG. 7 (a)), at that time, the inclination angle θ is recognized to change as rapidly as time t1. I can't.

この変化から、操業状態のチェックを行ったところ、プロフィールの形状が炉中心側に少し偏っていることがわかった。具体的には、時刻t1の前後において、図8(a)に示すプロフィールから図8(b)に示すプロフィールのようにプロフィールの形状の変化が生じていた。尚、図8(a)及び図8(b)において、縦軸の1目盛りは500mmである。   From this change, we checked the operating condition and found that the profile shape was slightly biased toward the furnace center. Specifically, before and after time t1, the profile shape changed from the profile shown in FIG. 8A to the profile shown in FIG. 8B. In FIGS. 8A and 8B, one scale on the vertical axis is 500 mm.

そこで、定期休風時に調査を行ったところ、装入物を高炉10内に装入するための装入装置11において異常が発見された。   Therefore, an investigation was performed during regular wind breaks, and an abnormality was found in the charging device 11 for charging the charged material into the blast furnace 10.

この装入装置11の異常を解消したところ、傾斜角θは元のレベルに戻り(図7(a)の時刻t2)、プロフィールの炉中心側への偏りもなくなった。   When the abnormality of the charging device 11 was eliminated, the inclination angle θ returned to the original level (time t2 in FIG. 7A), and the profile was not biased toward the furnace center.

図8(a)及び図8(b)からもわかるように、プロフィールは、炉半径方向の深度分布データであるため、少しの変化しかない場合には気が付き難い。しかし、プロフィールの形状が変化すると、前記のように、炉内の通気抵抗も変化するため意図した高炉操業を行うことが出来ない場合も有るため、プロフィールの形状の変化を迅速且つ的確に把握し、それに伴って操業条件を変更することは、高炉の安定操業及び炉体寿命の延命を図るためには極めて重要である。   As can be seen from FIG. 8A and FIG. 8B, the profile is depth distribution data in the furnace radial direction, so it is difficult to notice when there is only a slight change. However, if the shape of the profile changes, the ventilation resistance in the furnace also changes as described above, so the intended blast furnace operation may not be performed, so it is possible to grasp the change in the profile shape quickly and accurately. Therefore, it is extremely important to change the operating conditions accordingly in order to extend the stable operation of the blast furnace and the life of the furnace body.

一方、傾斜角θは、図7(a)からもわかるように、前記僅かなプロフィールの形状の変化によっても急激な値(角度θ)の変化が現れるため把握し易い。しかも、装入物の落下位置における傾斜角θの変化であるため、当該角度θの急激な変化は、装入異常の生じている可能性が高い。従って、目視では把握し難かったプロフィールの異常を、前記落下位置での傾斜角θをモニタリングすることで、迅速且つ的確に把握(検知)することが可能となることがわかる。   On the other hand, as can be seen from FIG. 7A, the inclination angle θ is easy to grasp because a sudden change in value (angle θ) appears even when the profile changes slightly. Moreover, since it is a change in the inclination angle θ at the fall position of the charge, there is a high possibility that a sudden change in the angle θ has a charging abnormality. Therefore, it can be understood that the abnormality of the profile that is difficult to grasp visually can be grasped (detected) quickly and accurately by monitoring the inclination angle θ at the dropping position.

これに対し、傾斜角θ同様、炉壁側の推定形状線plを設定することでプロフィールの計測値から容易に得られる代表傾斜角や角度変化率においては、時刻t1及びt2において、傾斜角θ程の急激な値の変化は見られない(図7(b)及び図7(c)参照)。   On the other hand, in the case of the representative inclination angle and the angle change rate easily obtained from the profile measurement values by setting the estimated shape line pl on the furnace wall side, similarly to the inclination angle θ, the inclination angle θ at the times t1 and t2. The change of the value is not so rapid (see FIG. 7 (b) and FIG. 7 (c)).

このことからも、プロフィールの形状変化及び装入異常の有無を迅速且つ的確に把握するためには、傾斜角θをモニタリングすることが適していることがわかる。   This also shows that it is suitable to monitor the inclination angle θ in order to quickly and accurately grasp the profile shape change and the presence or absence of charging abnormality.

次に、前記連続関数fにおけるL2区間の区間関数(曲線関数)f2を二次関数f3=gx+hx+i(以下、単に「式(12)」とも称する。)に変更し、他の条件は実施例1と同一条件で装入異常モニタリングを行う場合のシミュレーションを行った。ここで、区間関数f3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り、g,h,iは、係数である。 Next, the interval function (curve function) f2 of the L2 interval in the continuous function f is changed to a quadratic function f3 = gx 2 + hx + i (hereinafter also simply referred to as “Expression (12)”), and the other functions. The simulation was performed under the same conditions as in Example 1 for charging abnormality monitoring. Here, the interval function f3 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, and g, h, and i are coefficients.

このモニタリングのシミュレーションにおいて、実施例1と同一期間におけるバッチ毎に導出された傾斜角θ、及び代表傾斜角の角度を時系列に並べてそれぞれ表した図が、図9(a)及び9(b)である。尚、図9(a)及び図9(b)における縦軸の1目盛りは5°である。   9A and 9B are diagrams in which the inclination angle θ derived for each batch in the same period as in the first embodiment and the representative inclination angles are arranged in time series in the monitoring simulation. It is. Note that one scale on the vertical axis in FIGS. 9A and 9B is 5 °.

図9(a)に示されるように、本実施例のようにL2区間の区間関数を二次関数f3に変更しても、時刻t1及びt2において、傾斜角θが急激に変化する結果となった。従って、連続関数fが区間関数f1及びf3(式(10)及び式(12))で構成されていても、前記実施例同様、傾斜角θを検出することで、迅速且つ的確に高炉10での装入異常の検出を行う(モニタリングする)ことができることが確認できた。   As shown in FIG. 9A, even if the interval function of the L2 interval is changed to the quadratic function f3 as in the present embodiment, the inclination angle θ changes abruptly at times t1 and t2. It was. Therefore, even if the continuous function f is composed of the interval functions f1 and f3 (Equation (10) and Equation (12)), the blast furnace 10 can be detected quickly and accurately by detecting the inclination angle θ as in the above embodiment. It was confirmed that it was possible to detect (monitor) the abnormal charging.

尚、本発明の高炉の装入異常モニタリング方法及びモニタリング装置は、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。   The blast furnace charging abnormality monitoring method and monitoring apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various changes 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、傾斜角θは、バッチ毎に導出されているがこれに限定されず、所定の間隔をあけて(例えば、5バッチ毎や10バッチ毎等)導出するようにしてもよい。このように間隔をあけて傾斜角θをモニタリングしても、一定間隔で傾斜角θを検出し続けることで装入異常を容易且つ的確に検出することができる。   For example, in the present embodiment, the inclination angle θ is derived for each batch, but is not limited thereto, and is derived at a predetermined interval (for example, every 5 batches or every 10 batches). Also good. Even if the inclination angle θ is monitored at intervals as described above, it is possible to easily and accurately detect the charging abnormality by continuously detecting the inclination angle θ at regular intervals.

また、本実施形態においては、バッチ毎に導出した傾斜角θ同士を比較しているが、例えば、過去の操業実績によって得られた経験値としての傾斜角を基準値として、バッチ毎に導出された傾斜角θと前記基準値との比較によって、装入異常をモニタリングしてもよい。   Further, in the present embodiment, the inclination angles θ derived for each batch are compared with each other. For example, the inclination angle as an experience value obtained by past operation results is used as a reference value and is derived for each batch. The charging abnormality may be monitored by comparing the tilt angle θ with the reference value.

また、本実施形態においては、傾斜角θを導出する際に、炉壁側の推定形状線plを用いているが、炉中心から炉壁までの推定形状線PLを用いてもよい。この場合、例えば、連続関数fは、3つの区間関数で構成され、炉中心から炉壁側へ順に、二次関数f3(式(12))、一次関数f1(式(10))、角度変化率一定関数f2(式(11))であってもよく、二次関数f3(式(12))、一次関数f1(式(10))、二次関数f3(式(12))等であってもよい。このような連続関数fを用いても、所定位置の炉半径における落下位置(x軸における落下半径位置)が検出されれば、当該落下位置におけるプロフィールの傾斜角θを導出することができる。尚、推定形状線PLを用いた場合であっても、計測手段22で計測したプロフィールの計測値を用いることで、全ての区間関数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することができる。   In the present embodiment, when the inclination angle θ is derived, the estimated shape line pl on the furnace wall side is used, but the estimated shape line PL from the furnace center to the furnace wall may be used. In this case, for example, the continuous function f is composed of three interval functions, and in order from the furnace center to the furnace wall side, a quadratic function f3 (formula (12)), a linear function f1 (formula (10)), and an angle change. It may be a constant rate function f2 (formula (11)), such as a quadratic function f3 (formula (12)), a linear function f1 (formula (10)), a quadratic function f3 (formula (12)), etc. May be. Even when such a continuous function f is used, if the fall position at the furnace radius at the predetermined position (fall radius position on the x-axis) is detected, the inclination angle θ of the profile at the fall position can be derived. Even when the estimated shape line PL is used, by using the measured values of the profile measured by the measuring means 22, the parameters of all the interval functions and the ranges of the interval functions in the x-axis direction can be reduced to the steepest descent. It can be determined by law.

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. 同実施形態に係る高炉の装入異常モニタリング装置のブロック図である。It is a block diagram of the charging abnormality monitoring apparatus of the blast furnace which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る高炉の装入異常モニタリング装置の落下位置検出手段及び計測手段の概略図である。It is the schematic of the fall position detection means and measurement means of the charging abnormality monitoring apparatus of the blast furnace which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る高炉の装入異常モニタリング方法における推定形状線と区間関数とを示す図である。It is a figure which shows the estimated shape line and interval function in the charging abnormality monitoring method of the blast furnace which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る高炉の装入異常モニタリング方法における推定形状線と落下位置と傾斜角の角度とを示す図である。It is a figure which shows the estimated shape line in the blast furnace charging abnormality monitoring method which concerns on the same embodiment, the fall position, and the angle of inclination. 同実施形態に係る高炉の装入異常モニタリング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 charging abnormality monitoring apparatus of the blast furnace which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る高炉の装入異常モニタリング方法における(a)は落下位置における傾斜角の角度の時系列表示であり、(b)は代表傾斜角の角度の時系列表示であり、(c)は角度変化率の時系列表示である。In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to the embodiment, (a) is a time-series display of the angle of inclination at the drop position, (b) is a time-series display of the angle of representative inclination, (c) Is a time series display of the angle change rate. 同実施形態に係る高炉における(a)は装入異常発生前のプロフィールを示し、(b)は装入異常発生後のプロフィールを示す図である。(A) in the blast furnace which concerns on the same embodiment shows the profile before charging abnormality generation, (b) is a figure which shows the profile after charging abnormality generation. 他実施形態に係る高炉の装入異常モニタリング方法における(a)は落下位置における傾斜角の角度の時系列表示であり、(b)は代表傾斜角の角度の時系列表示である。In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to another embodiment, (a) is a time-series display of the angle of inclination at the dropping position, and (b) is a time-series display of the angle of representative inclination.

符号の説明Explanation of symbols

10 高炉
21 落下位置検出手段
22 計測手段
23 傾斜角導出手段
24 出力手段
f 連続関数
f1 一次関数(区間関数)
f2 角度変化率一定関数(区間関数)
f3 二次関数(区間関数)
PL 推定形状線
pl 炉壁側の推定形状線
θ 傾斜角の角度(傾斜角)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blast furnace 21 Fall position detection means 22 Measurement means 23 Inclination angle derivation means 24 Output means f Continuous function f1 Linear function (section function)
f2 Angle change rate constant function (interval function)
f3 quadratic function (interval function)
PL Estimated shape line pl Estimated shape line θ on the furnace wall side Angle of inclination angle (Inclination angle)

Claims (10)

高炉内に装入を繰り返すことで当該高炉内に積層される装入物の装入異常を検出するための装入異常モニタリング方法であって、
新たな装入物を装入したときに所定位置の炉半径における前記高炉内での前記新たな装入物の落下位置を検出し、
前記所定位置の炉半径における前記新たな装入物が形成した層上面形状を計測し、
前記検出した落下位置と前記計測した層上面形状とに基づいて前記落下位置における新たな装入物の層上面の水平面に対する傾斜角の角度を導出し、
この傾斜角の角度に基づいて前記装入物の装入異常を検出することを特徴とする高炉の装入異常モニタリング方法。
A charging abnormality monitoring method for detecting an abnormal charging of a charge stacked in the blast furnace by repeating charging in the blast furnace,
Detecting the fall position of the new charge in the blast furnace at the furnace radius at a predetermined position when a new charge is charged,
Measure the top surface shape of the layer formed by the new charge at the furnace radius at the predetermined position,
Deriving the angle of inclination with respect to the horizontal plane of the layer top surface of the new charge at the drop position based on the detected drop position and the measured layer top surface shape,
A charging abnormality monitoring method for a blast furnace, characterized by detecting a charging abnormality of the charge based on the inclination angle.
請求項1に記載の高炉の装入異常モニタリング方法において、
前記傾斜角の角度は、前記所定位置の炉半径における前記新たな装入物が形成する層上面形状を擬制するための推定形状線のうち少なくとも前記落下位置を含んだ炉壁側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、
前記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、前記炉壁側の推定形状線を導出し、
前記検出した落下位置と前記導出した炉壁側の推定形状線とから前記落下位置における傾斜角の角度が導出されることを特徴とする高炉の装入異常モニタリング方法。
In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to claim 1,
The inclination angle is an estimated shape line on the furnace wall side including at least the falling position among estimated shape lines for imitating the shape of the upper surface of the layer formed by the new charge at the furnace radius at the predetermined position. Set a continuous function with an unknown coefficient that defines
By calculating the coefficient of the continuous function based on the measurement value obtained by the measurement, the estimated shape line on the furnace wall side is derived,
A method for monitoring abnormal charging of a blast furnace, wherein an angle of an inclination angle at the dropping position is derived from the detected dropping position and the derived estimated shape line on the furnace wall side.
請求項2に記載の高炉の装入異常モニタリング方法において、
前記高炉内への新たな装入物の装入毎に前記傾斜角の角度を導出し、
これら傾斜角の角度同士を比較してその角度の変化量から装入異常を判定することを特徴とする高炉の装入異常モニタリング方法。
In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to claim 2,
Deriving the inclination angle for each new charge in the blast furnace,
A charging abnormality monitoring method for a blast furnace, characterized by comparing the angles of these inclination angles and determining a charging abnormality from the amount of change in the angle.
請求項2又は3に記載の高炉の装入異常モニタリング方法において、
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、
これら複数種の区間関数は、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、前記炉壁側の推定形状線を導出することを特徴とする高炉の装入異常モニタリング方法。
In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to claim 2 or 3,
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,
These plural types of interval functions are set such that the coefficient and the range in the furnace radial direction of the predetermined position are undetermined and continue at the boundary between adjacent interval functions,
Blast furnace charging abnormality characterized by deriving an estimated shape line on the furnace wall side by calculating a coefficient in all the interval functions and a range in the furnace radial direction of the predetermined position based on the measured value Monitoring method.
請求項4に記載の高炉の装入異常モニタリング方法において、
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の装入異常モニタリング方法。
In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to claim 4,
The blast furnace charging abnormality monitoring method, wherein the interval function is a function represented on an xy plane in which the furnace central axis is a y-axis and a furnace radius at the predetermined position is an x-axis.
請求項5に記載の高炉の装入異常モニタリング方法において、
前記炉壁側の推定形状線は、当該推定形状線を規定する係数未定の連続関数が2つの区間関数で規定されるように前記所定位置の炉半径方向における範囲を設定され、
これら2つの区間関数は、炉中心側から炉壁側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直線となる一次関数、前記線分が曲線となる曲線関数であることを特徴とする高炉の装入異常モニタリング方法。
In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to claim 5,
The estimated shape line on the furnace wall side is set with a range in the furnace radial direction of the predetermined position such that a continuous function with an unknown coefficient that defines the estimated shape line is defined by two interval functions,
These two interval functions are a linear function in which a line segment defined by the corresponding interval function in order from the furnace center side to the furnace wall side is a straight line function, and a curve function in which the line segment is a curve. Monitoring method for abnormal charging of blast furnace.
請求項6に記載の高炉の装入異常モニタリング方法において、
前記曲線関数は、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の装入異常モニタリング方法。
y=(−1/a)・log|cos(ax+b)|+c ・・・(1)
y=fx+gx+h ・・・(2)
ここで、a,b,c,f,g,hは、係数。
In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to claim 6,
The curve function is a function having a constant angle change rate with respect to the x-axis represented by the following equation (1) or a quadratic function represented by the following equation (2): An abnormal charging monitoring method.
y = (− 1 / a) · log | cos (ax + b) | + c (1)
y = fx 2 + gx + h (2)
Here, a, b, c, f, g, and h are coefficients.
請求項5乃至7のいずれか1項に記載の高炉の装入異常モニタリング方法において、
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の装入異常モニタリング方法。
In the blast furnace charging abnormality monitoring method according to any one of claims 5 to 7,
A method for monitoring abnormal charging of a blast furnace, wherein coefficients in all the interval functions and ranges in the x-axis direction are obtained simultaneously using a steepest descent method from the measured values.
高炉内に装入物の装入を繰り返すことで当該高炉内に積層される装入物の装入異常を検出するための装入異常モニタリング装置であって、
新たな装入物を装入したときに、所定位置の炉半径における前記高炉内での前記新たな装入物の落下位置を検出するための落下位置検出手段と、
前記新たな装入物の層上面形状を計測するための計測手段と、
前記装入物の落下位置における装入物の層上面の水平方向に対する傾斜角の角度を導出する傾斜角導出手段と、
前記傾斜角導出手段から伝達された前記傾斜角の角度を外部に出力する出力手段と、を備え、
前記傾斜角導出手段は、前記所定位置の炉半径における前記新たな装入物が形成する層上面形状を擬制するための推定形状線のうち少なくとも前記落下位置を含んだ炉壁側の推定形状線を規定する係数未定の連続関数を記憶しておき、前記計測手段で計測した前記新たな装入物の層上面形状の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炉壁側の推定形状線を導出し、前記落下位置検出手段で検出した前記所定位置の炉半径における前記新たな装入物の落下位置と前記導出した炉壁側の推定形状線とに基づいて前記落下位置における前記新たな装入物の層上面の水平面に対する傾斜角の角度を導出するように構成されることを特徴とする高炉の装入異常モニタリング装置。
A charging abnormality monitoring device for detecting a charging abnormality of a charging material stacked in the blast furnace by repeating charging of the charging material in the blast furnace,
A drop position detecting means for detecting a drop position of the new charge in the blast furnace at a furnace radius at a predetermined position when a new charge is charged;
Measuring means for measuring the top surface shape of the new charge;
An inclination angle deriving means for deriving an angle of an inclination angle with respect to a horizontal direction of the upper surface of the layer of the charge at the fall position of the charge;
Output means for outputting the angle of the tilt angle transmitted from the tilt angle deriving means to the outside, and
The inclination angle deriving means includes an estimated shape line on the furnace wall side including at least the falling position among estimated shape lines for imitating the shape of the upper surface of the layer formed by the new charge at the furnace radius at the predetermined position. The coefficient of the continuous function is stored, and the coefficient of the continuous function is calculated based on the measured value of the layer upper surface shape of the new charge measured by the measuring means. The estimated position line is derived from the drop position of the new charge at the furnace radius at the predetermined position detected by the drop position detecting means and the estimated shape line on the derived furnace wall side. An apparatus for monitoring abnormal charging of a blast furnace, characterized in that it is configured to derive an angle of inclination with respect to a horizontal plane of the upper surface of the layer of the new charge.
請求項9に記載の高炉の装入異常モニタリング装置において、
さらに、新たな装入物が高炉内に装入されたときに前記傾斜角導出手段で導出した傾斜角の角度を順次記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された複数の傾斜角の角度同士を比較する比較手段と、を備えることを特徴とする高炉の装入異常モニタリング装置。
In the blast furnace charging abnormality monitoring apparatus according to claim 9,
Furthermore, storage means for sequentially storing the angle of the inclination angle derived by the inclination angle deriving means when a new charge is charged into the blast furnace;
Comparing means for comparing a plurality of inclination angles stored in the storage means, and a charging abnormality monitoring apparatus for a blast furnace, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101388019B1 (en) 2013-01-31 2014-04-22 현대제철 주식회사 Charging method of charging material in blast furnace

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62260010A (en) * 1986-05-06 1987-11-12 Sumitomo Metal Ind Ltd Charging method of mixed raw material for bell-less type blast furnace
JPH11315309A (en) * 1998-03-05 1999-11-16 Kobe Steel Ltd Method for grasping dropping condition of granular powder, instrument for measuring dropping material and instrument for measuring dropping material for blast furnace
JP2002115008A (en) * 2000-10-05 2002-04-19 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for measuring profile of surface of charged material in blast furnace and instrument for measuring profile
JP2003073716A (en) * 2001-09-05 2003-03-12 Nisshin Steel Co Ltd Method for calculating terrace length of raw material deposition layer at blast furnace top
JP2009097048A (en) * 2007-10-18 2009-05-07 Kobe Steel Ltd Method for estimating distribution of layer thickness of charged material in blast furnace and instrument using the method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62260010A (en) * 1986-05-06 1987-11-12 Sumitomo Metal Ind Ltd Charging method of mixed raw material for bell-less type blast furnace
JPH11315309A (en) * 1998-03-05 1999-11-16 Kobe Steel Ltd Method for grasping dropping condition of granular powder, instrument for measuring dropping material and instrument for measuring dropping material for blast furnace
JP2002115008A (en) * 2000-10-05 2002-04-19 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for measuring profile of surface of charged material in blast furnace and instrument for measuring profile
JP2003073716A (en) * 2001-09-05 2003-03-12 Nisshin Steel Co Ltd Method for calculating terrace length of raw material deposition layer at blast furnace top
JP2009097048A (en) * 2007-10-18 2009-05-07 Kobe Steel Ltd Method for estimating distribution of layer thickness of charged material in blast furnace and instrument using the method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101388019B1 (en) 2013-01-31 2014-04-22 현대제철 주식회사 Charging method of charging material in blast furnace

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