JP2010007178A - Method for grasping charging situation of raw materials in bell-less blast furnace, and method for operating blast furnace - Google Patents

Method for grasping charging situation of raw materials in bell-less blast furnace, and method for operating blast furnace Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for grasping the charging situation of raw materials by which, in a bell-less blast furnace, the relation between the laying order in a conveyer and the discharging order of the raw materials from a furnace top bunker, etc., can be grasped. <P>SOLUTION: In the method for grasping the charging situation of the raw materials in the bell-less blast furnace having distributing chutes at the furnace top part of the blast furnace, RFID (Radio Frequency Identification) tags which are different in ID information, are set on each raw material in the conveyer for conveying the raw material to the blast furnace and the ID information of the RFID tag discharged from the furnace top bunker, is detected by a lower part tag detecting mechanism in which a lower part ID information detecting end part is disposed at the discharging hole or the lower part of the furnace top bunker, and the charging situation of the raw material is grasped by using the arranging order of the RFID tag on the conveyer and the discharging order from the bunker in the RFID tag detected by the lower part tag detecting mechanism. Thus, this result is used, and the optimization of the raw material distribution is achieved and the proper operation of the blast furnace can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ベルレス装入装置を有する高炉(以下、「ベルレス高炉」ともいう)への原料装入状況の把握方法および高炉の操業方法に関し、詳しくは、原料の高炉内における分布制御の精度を向上させることが可能なベルレス高炉における原料装入状況の把握方法、およびこの原料装入状況の把握方法を用いた高炉の操業方法に関する。   The present invention relates to a method for grasping a raw material charging state into a blast furnace having a bellless charging device (hereinafter also referred to as a “bellless blast furnace”) and a method for operating the blast furnace. The present invention relates to a method for grasping a raw material charging state in a bell-less blast furnace that can be improved, and a method for operating a blast furnace using the raw material charging state grasping method.

一般に、高炉操業においては、高炉の炉頂から、原料である塊鉱石、焼結鉱、ペレット等の鉱石とコークスとを交互に装入して、層状に堆積させる。高炉の羽口から吹き込まれる熱風により、高炉内の炉下部に堆積したコークスがガス化し、消滅することにより、また、鉱石が溶融し、滴下することにより、高炉内の原料は降下し、層高は低下していく。そのため、この層高を常時ほぼ一定の高さに維持するように、炉頂から鉱石およびコークスを交互に装入する。   In general, in blast furnace operation, ores such as lump ore, sintered ore, and pellets, which are raw materials, and coke are alternately charged and deposited in layers from the top of the blast furnace. The hot air blown from the tuyeres of the blast furnace gasifies and extinguishes the coke deposited in the lower part of the blast furnace, and when the ore melts and drops, the raw material in the blast furnace descends and the layer height increases. Will decline. Therefore, ore and coke are alternately charged from the top of the furnace so that the bed height is always maintained at a substantially constant height.

図1は、従来のベルレス高炉の上部およびベルレス高炉に原料を装入する装置の構成を示す図である。図1を用いて、ベルレス高炉における原料の装入について説明する。高炉10の上部には傾動角(シュートの長手方向軸と鉛直線とのなす角度)が変更可能であり、且つ旋回する分配シュート12が設けられている。高炉10の上部には、高炉10の炉体に近い方から順に、集合ホッパー13、炉頂バンカー14および原料装入部15が設けられている。炉頂バンカー14は集合ホッパー13の上方に通常2個並立されているが、3個並立されたり、垂直2段に配置されることもある。原料装入部15の上部には、コンベア16の端部(搬送方向下流側の端部)が配置されており、コンベア16の他端(搬送方向上流側の端部)の上方には、鉱石21またはコークス23(以下、総称して「原料20」ともいう)が種類毎に貯蔵された原料槽17が配置されている。以下、炉頂バンカーおよび分配シュートは、それぞれ単に、「バンカー」および「シュート」ともいう。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional bellless blast furnace and an apparatus for charging raw materials into the bellless blast furnace. The raw material charging in the bell-less blast furnace will be described with reference to FIG. A tilting angle (an angle formed by the longitudinal axis of the chute and the vertical line) can be changed at the upper part of the blast furnace 10, and a distribution chute 12 that turns is provided. In the upper part of the blast furnace 10, a collecting hopper 13, a furnace top bunker 14, and a raw material charging portion 15 are provided in order from the side closer to the furnace body of the blast furnace 10. Two furnace top bunkers 14 are usually juxtaposed above the collecting hopper 13, but three may be juxtaposed or arranged in two vertical stages. The end of the conveyor 16 (end on the downstream side in the transport direction) is disposed above the raw material charging unit 15, and the ore is located above the other end (end on the upstream side in the transport direction) of the conveyor 16. A raw material tank 17 in which 21 or coke 23 (hereinafter collectively referred to as “raw material 20”) is stored for each type is disposed. Hereinafter, the furnace top bunker and the distribution chute are also simply referred to as “bunker” and “chute”, respectively.

所定の装入量に応じて原料槽17からコンベア16上に排出された原料20は、コンベア16によって原料装入部15の上部に搬送される。搬送された原料20は、原料装入部15内に落下し、炉頂バンカー14に一旦蓄えられた後、集合ホッパー13を経て、分配シュート12を介して高炉10内に装入される。   The raw material 20 discharged from the raw material tank 17 onto the conveyor 16 according to a predetermined charging amount is conveyed to the upper part of the raw material charging unit 15 by the conveyor 16. The conveyed raw material 20 falls into the raw material charging unit 15, temporarily stored in the furnace top bunker 14, and then charged into the blast furnace 10 through the collecting hopper 13 and the distribution chute 12.

通常、高炉10内に原料20を装入する際には、鉱石21とコークス23を一括して装入するのではなく、鉱石21とコークス23を、炉頂バンカー14を通じて交互に、複数回に分割して装入している。この原料20の分割単位をバッチと称する。ベルレス高炉では、1バッチの装入途中で分配シュート12の傾動角を変更して、高炉10内への原料20の装入位置を変化させる。   Normally, when charging the raw material 20 into the blast furnace 10, the ore 21 and coke 23 are not charged all at once, but the ore 21 and coke 23 are alternately passed through the top bunker 14 several times. Divided and charged. This division unit of the raw material 20 is referred to as a batch. In the bell-less blast furnace, the tilt angle of the distribution chute 12 is changed during the charging of one batch to change the charging position of the raw material 20 into the blast furnace 10.

今日の高炉操業においては、生産効率の向上、資源の節約および地球環境問題から、炉内通気性の確保と反応効率の向上の両立が重要な課題である。これら、通気性の確保および反応効率の向上には、高炉内における半径方向の原料の堆積状態、すなわち高炉内部における装入物の分布を適切に制御することが有効である。   In today's blast furnace operation, it is important to ensure both the air permeability in the furnace and the improvement of the reaction efficiency because of the improvement of production efficiency, resource saving and global environmental problems. In order to ensure air permeability and improve reaction efficiency, it is effective to appropriately control the deposition state of the raw material in the radial direction in the blast furnace, that is, the distribution of charges in the blast furnace.

高炉内部における装入物の分布を制御する方法としては、上述の、分配シュートの傾動角の変更に加えて、以下の方法が適宜併用される。その方法としては、高炉内に装入される原料の粒径を、常に平均粒径となるように均一化するのではなく、その経時変化を適切に制御する方法や、コークスを適度に混合した鉱石層を、高炉内の適切な半径方向位置に装入する方法が挙げられる。これは、一般に高炉操業においては、炉内の中心部に装入する原料の粒径が大きいほど、通気性の確保に有利であり、操業が安定することや、鉱石層内にコークスが存在することにより、鉱石の還元反応が促進されることなどの知見を背景としている。   As a method for controlling the distribution of charges in the blast furnace, in addition to the change in the tilt angle of the distribution chute described above, the following methods are used in combination as appropriate. As the method, the particle size of the raw material charged into the blast furnace is not always made uniform so as to always have an average particle size, but the method of appropriately controlling the change with time, or coke is mixed appropriately. A method of charging the ore layer at an appropriate radial position in the blast furnace can be mentioned. In general, in blast furnace operation, the larger the particle size of the raw material charged in the center of the furnace, the more advantageous it is to ensure air permeability, the operation is stable, and there is coke in the ore layer. This is based on the knowledge that the reduction reaction of ore is promoted.

上述のような、装入物の分布制御のために、原料槽からコンベア上に原料を排出する際に、原料の粒径や種類、鉱石とコークスとの混合比率を時系列的に変化させる方法が従来からとられている。しかし、コンベア上に積載された原料の順序と、バンカーから排出され、高炉に装入される原料の順序とは、必ずしも一致しないことが知られている。その理由は、以下のように考えられている。   As described above, when discharging the raw material from the raw material tank onto the conveyor, the particle size and type of the raw material, and the mixing ratio of the ore and coke are changed in time series for controlling the distribution of the charge. Is traditionally taken. However, it is known that the order of the raw materials loaded on the conveyor does not necessarily match the order of the raw materials discharged from the bunker and charged into the blast furnace. The reason is considered as follows.

まず、コンベアからバンカーに原料が装入される際に、粒径の大きい原料や、鉱石とコークスとの混合物中のコークスのように、密度の小さい原料は、粒度偏析や密度偏析により、バンカーの外周部(側壁部)に堆積する。そして、装入された原料をバンカーから排出する際には、原料は粉粒体であるため、バンカーの排出口直上部では流下速度が速く、側壁部近辺では流下速度が遅くなる、「ファンネルフロー」という現象が生じる。   First, when a raw material is charged from a conveyor into a bunker, a raw material having a small particle size, such as a raw material having a large particle size or coke in a mixture of ore and coke, is caused by particle size segregation or density segregation. Deposits on the outer periphery (side wall). When the charged raw material is discharged from the bunker, since the raw material is a granular material, the flow speed is fast immediately above the bunker discharge port, and the flow speed is slow near the side wall. "Occurs.

したがって、この粒度偏析、密度偏析およびファンネルフローのため、バンカーの排出口直上部に堆積した比較的粒径の小さい原料や、密度の大きい原料は、バンカーの外周部に堆積した比較的粒径の大きい原料や、密度の小さい原料よりも、早期に排出される傾向がある。   Therefore, due to this particle size segregation, density segregation, and funnel flow, a relatively small particle size raw material deposited directly above the bunker outlet or a high density material has a relatively small particle size deposited on the outer periphery of the bunker. It tends to be discharged earlier than large raw materials or raw materials with low density.

そのため、ベルレス高炉においては、目的とする特定原料が目的とするタイミングでバンカーから排出されるようにバンカーへの原料の装入を制御することが、炉内での原料の分布制御を行う上で重要であると同時に難しい課題でもある。   Therefore, in the bell-less blast furnace, controlling the charging of the raw material into the bunker so that the target specific raw material is discharged from the bunker at the target timing is necessary for controlling the distribution of the raw material in the furnace. It is both an important and difficult task.

炉内での原料の分布制御を行うための原料の装入方法の指針を得る方法としては、例えば、非特許文献1には、落下する焼結鉱石またはコークス等の粒子にマイクロ波を放射して、粒子からの散乱電力により粒度を測定する方法が開示されている。   As a method for obtaining a guideline of a raw material charging method for controlling the distribution of raw materials in a furnace, for example, Non-Patent Document 1 discloses that microwaves are emitted to particles such as falling sintered ore or coke. Thus, a method for measuring the particle size by the scattered power from the particles is disclosed.

特許文献1には、高炉内に装入された鉱石やコークス等からなる粒状性物体の表面に、その粒状性物体の粒径に近い波長を有する電磁波を所定の入射角度で入射させて、その粒状性物体の表面から反射した反射波のうち、強度が最大となる反射角度を求めることにより粒状性物体の粒度を推定する方法が開示されている。   In Patent Document 1, an electromagnetic wave having a wavelength close to the particle size of the granular object is incident on the surface of the granular object made of ore or coke charged in the blast furnace at a predetermined incident angle. A method of estimating the granularity of a granular object by obtaining a reflection angle at which the intensity is maximum among the reflected waves reflected from the surface of the granular object is disclosed.

また、特許文献2には、高炉の炉頂バンカーの下方において、交流電流を印加した中空のコイルを、高炉内へ落下装入される原料がその内部を通過するように配置し、原料の通過時にコイルに発生する出力電圧にもとづいて高炉に装入される原料の混合率を計測する方法が開示されている。   Further, in Patent Document 2, a hollow coil to which an alternating current is applied is arranged below the bunker top bunker so that the raw material dropped into the blast furnace passes through the inside, and the passage of the raw material is performed. A method for measuring the mixing ratio of raw materials charged into a blast furnace based on an output voltage sometimes generated in a coil is disclosed.

特開平5−52737号公報(特許請求の範囲および段落[0014]〜[0022])JP-A-5-52737 (Claims and paragraphs [0014] to [0022]) 特開2007−155570号公報(特許請求の範囲、段落[0023]、[0024]および図6)JP 2007-155570 A (claims, paragraphs [0023] and [0024] and FIG. 6)

白川芳幸、外4名、「マイクロ波によるオンライン粒度計測技術の開発,実用化」、製鉄研究、新日本製鐵株式会社、1990年、第339号、p.8−13Yoshiyuki Shirakawa, 4 others, “Development and commercialization of on-line particle size measurement technology using microwaves”, Steel Research, Nippon Steel Corporation, 1990, No. 339, p. 8-13

しかし、いずれの文献に記載された方法も、コンベア上における原料の積載順序と、バンカーから排出される原料の順序や、粒度、原料中の鉱石とコークスの混合比率の時間変化との、直接的な対応関係を決定することはできない。   However, the methods described in any of the documents are directly related to the loading order of the raw materials on the conveyor, the order of the raw materials discharged from the bunker, the particle size, and the change over time of the mixing ratio of ore and coke in the raw materials. It is not possible to determine a proper correspondence.

バンカーから排出される原料の順序や粒度、原料中の鉱石とコークスの混合比率が判明すれば、シュートの角度との関係からその原料が高炉内のどの位置に装入されたか推測でき、これに基づいて高炉の操業条件の最適化を図ることができる。そのため、コンベア上への積載順序等の原料の高炉への装入条件と、バンカーから排出される原料の順序や粒度、鉱石とコークスの混合比率の時間変化との関係を把握することが求められている。しかし、これらの関係の把握は、上述のように従来の技術では困難であった。このため、上述のような高炉の操業条件の最適化を図ることも困難であった。   If the order and particle size of the raw material discharged from the bunker and the mixing ratio of ore and coke in the raw material are known, it can be estimated from which position the raw material is charged in the blast furnace from the relationship with the angle of the chute. Based on this, it is possible to optimize the operating conditions of the blast furnace. Therefore, it is required to understand the relationship between the loading conditions of raw materials such as the order of loading on the conveyor into the blast furnace and the order and particle size of the raw materials discharged from the bunker, and the temporal change in the mixing ratio of ore and coke. ing. However, as described above, it has been difficult for the conventional technology to grasp these relationships. For this reason, it has been difficult to optimize the operating conditions of the blast furnace as described above.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、高炉の操業条件の最適化を図るため、装入コンベア上の原料の積載順序と、炉頂バンカーから排出される原料の順序や粒度、鉱石とコークスの混合比率の時間変化との関係を精度良く把握し、その結果に基づいてコンベア上の原料の積載順序や炉頂バンカーから排出される原料の順序を制御することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and in order to optimize the operating conditions of the blast furnace, the loading order of the raw materials on the charging conveyor, the order and the particle size of the raw materials discharged from the furnace top bunker The purpose is to accurately grasp the relationship between the change in the mixing ratio of ore and coke and to control the order of the raw materials loaded on the conveyor and the order of the raw materials discharged from the furnace bunker based on the results. .

近年、RFID(Radio Frequency Identification)と呼ばれる、電波による非接触通信とICチップとを利用した認証(認識)技術が次第に普及してきている。   In recent years, an authentication (recognition) technique using non-contact communication using radio waves and an IC chip, which is called RFID (Radio Frequency Identification), is gradually spreading.

RFIDを用いれば、タグやラベル状に加工されたアンテナ付きICチップ(RFIDタグ、以下単に「タグ」ともいう)を人や物に付与し、タグに個別に記憶された情報(ID情報、以下、単に「ID」ともいう)をタグリーダと呼ばれる装置で読みとることにより、個人認証や物体認識を行うことが可能である。RFIDは電波による非接触通信を利用するため、従来から行われているバーコードによるID認識と比べて、汚れに強く、且つ対象から離れて認識や認証を行うことができる点で優れている。   By using RFID, an IC chip with an antenna processed into a tag or a label (RFID tag, hereinafter also simply referred to as “tag”) is given to a person or an object, and information (ID information, hereinafter) stored individually in the tag By simply reading “ID”) with a device called a tag reader, personal authentication or object recognition can be performed. Since RFID uses non-contact communication by radio waves, it is superior in that it is resistant to dirt and can be recognized and authenticated away from the target as compared with conventional ID recognition by bar code.

RFIDタグには、パッシブ方式とアクティブ方式の2方式が存在する。パッシブ方式のタグは、タグリーダからの電波(UHF帯やマイクロ波帯)をエネルギー源として動作し、電池を内蔵する必要がないため、小型且つ安価である。パッシブ方式のタグのID情報は、タグのアンテナがタグリーダからの電波の一部を反射した電波(反射波)によって搬送される。反射波の強度は非常に小さいため、後述するアクティブ方式に比べて受信距離が短く、また、タグリーダは、タグからの非常に微弱な反射波を受信し、解読するため、比較的高出力の電波を供給しなければならない。しかも、その電波を利用するには電波法に従って電波局への申請が必要である。しかし、小型且つ安価であること、およびほぼ恒久的に作動するというメリットがあり、実操業での連続的な監視に適用可能である。   There are two types of RFID tags, a passive method and an active method. Passive tags operate using radio waves (UHF band and microwave band) from a tag reader as an energy source, and do not need to have a built-in battery, so they are small and inexpensive. The ID information of the passive tag is carried by radio waves (reflected waves) in which a tag antenna reflects a part of radio waves from the tag reader. Since the intensity of the reflected wave is very small, the reception distance is shorter than that of the active method described later, and the tag reader receives and decodes a very weak reflected wave from the tag. Must be supplied. Moreover, in order to use the radio waves, it is necessary to apply to a radio station in accordance with the Radio Law. However, it has the merit of being small and inexpensive and operating almost permanently, and can be applied to continuous monitoring in actual operation.

一方、アクティブ方式のタグは、内蔵した電池をエネルギー源として動作し、タグ自身が電波を発する。そのため、通信距離を10〜100mと長く取ることができ、且つその電波は通常の使用範囲では電波法による申請が不要というメリットがある。しかし、タグが高価というデメリットがある。   On the other hand, an active tag operates using a built-in battery as an energy source, and the tag itself emits radio waves. Therefore, there is a merit that the communication distance can be as long as 10 to 100 m, and the radio wave does not require an application by the Radio Law in the normal use range. However, there is a disadvantage that the tag is expensive.

本発明者らは、上記の課題を解決するために、このRFIDタグを用いることを検討した。その結果、互いにIDが異なったRFIDタグを、コンベア上に積載された原料中にトレーサーとして配置または混入させ、高炉の炉頂バンカーの排出口以降で検出することにより、コンベア上での原料の積載順序と、バンカーから排出される順序とを関連付けることが可能になるとの知見を得た。つまり、意図した炉内装入物分布を得ることができる、コンベア上における原料積載順序を容易に決定することが可能となることが判明した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have studied using this RFID tag. As a result, RFID tags with different IDs are placed or mixed in the raw material loaded on the conveyor as a tracer, and detected after the outlet of the bunker top bunker to load the raw material on the conveyor It was found that it becomes possible to associate the order with the order discharged from the bunker. That is, it has been found that it is possible to easily determine the raw material stacking order on the conveyor, which can obtain the intended furnace interior inclusion distribution.

本発明は、上記の知見に基づきなされたものであり、下記のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法と、この把握結果に基づくベルレス高炉の操業方法を要旨としている。   The present invention has been made on the basis of the above-mentioned knowledge, and the gist thereof is a method of grasping the raw material charging state in the bellless blast furnace described below and a method of operating the bellless blast furnace based on the grasped result.

高炉炉頂に分配シュートを有するベルレス高炉における原料装入状況の把握方法において、高炉に原料を搬送するコンベア上の原料中に、互いにID情報の異なるRFIDタグを配置し、炉頂バンカーから排出される前記RFIDタグのID情報を炉頂バンカーの排出口またはその下方に下部ID情報検出端を配設した下部タグ検出機構によって検出し、前記コンベア上における前記RFIDタグの配列順序と、前記下部タグ検出機構によって検出された前記RFIDタグの前記バンカーからの排出順序とを用いて前記原料の装入状況を把握することを特徴とするベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。   In the method of grasping the raw material charging status in a bell-less blast furnace having a distribution chute at the top of the blast furnace, RFID tags having different ID information are arranged in the raw material on the conveyor that conveys the raw material to the blast furnace and discharged from the top bunker. ID information of the RFID tag is detected by a lower tag detection mechanism in which a lower ID information detection end is disposed below the discharge port of the furnace top bunker, and the arrangement order of the RFID tags on the conveyor, and the lower tag A method for grasping a raw material charging state in a bell-less blast furnace, wherein the raw material charging state is grasped using a discharge order of the RFID tag detected from the bunker by a detection mechanism.

本発明において、「ID情報」とは、RFIDタグに個別に記憶された、英字や数字などの文字の配列からなる情報であり、数字のみからなるものの場合には、「ID番号」ともいう。また、「原料装入状況」とは、原料の装入順序、鉱石とコークスの混合比率を意味する。そして、「タグ検出機構」は、ID情報検出端とRFIDタグリーダにより構成されている。   In the present invention, “ID information” is information consisting of an array of characters such as letters and numbers stored individually in the RFID tag, and in the case of only numbers, it is also referred to as “ID number”. The “raw material charging status” means the charging order of raw materials and the mixing ratio of ore and coke. The “tag detection mechanism” includes an ID information detection end and an RFID tag reader.

上記ベルレス高炉における原料装入状況の把握方法において、炉頂バンカーから1バッチで排出されるコンベア上の原料に、RFIDタグを、予め記録したID情報の順序で配置すると、RFIDタグの、コンベア上における配列順序を検出するためのタグ検出機構を設ける必要がなくなるため、装置管理や費用の削減の面で好ましい。また、RFIDタグをコンベア上の原料に等間隔に配置すると、原料装入状況について偏りのない情報を得ることができるため好ましい。   In the method of grasping the raw material charging status in the bell-less blast furnace, when RFID tags are arranged in the order of pre-recorded ID information on the raw material on the conveyor discharged in one batch from the furnace bunker, the RFID tag on the conveyor This eliminates the need for providing a tag detection mechanism for detecting the arrangement order in the apparatus, which is preferable in terms of device management and cost reduction. In addition, it is preferable to arrange the RFID tags at equal intervals on the raw material on the conveyor because it is possible to obtain unbiased information about the raw material charging status.

原料をコンベア上に排出する前に、原料槽に貯蔵された原料中にRFIDタグを混入させるとともに、RFIDタグのコンベア上における配置順序を、RFIDタグを原料とともにコンベアから炉頂バンカーに装入する際に、炉頂バンカーの装入部またはその上方に上部ID情報検出端を配設した上部タグ検出機構によって検知することとしてもよい。この場合、配置前にRFIDタグをID情報順に管理する必要がない。   Before discharging the raw material onto the conveyor, the RFID tag is mixed into the raw material stored in the raw material tank, and the arrangement order of the RFID tag on the conveyor is loaded into the furnace bunker from the conveyor together with the raw material. In this case, the detection may be performed by the upper tag detection mechanism in which the upper ID information detection end is disposed above or in the charging section of the furnace top bunker. In this case, it is not necessary to manage RFID tags in the order of ID information before arrangement.

前記原料が粒度分布幅を有し、前記RFIDタグが前記粒度分布幅内の複数種類の粒度に形成されるとともに、前記ID情報に前記粒度の情報が含まれることによって、原料装入状況のうち、排出量の粒度ごとの時間変化、すなわち粒度の時間変化を把握することが可能となる。   The raw material has a particle size distribution width, and the RFID tag is formed in a plurality of types of particle sizes within the particle size distribution width, and the ID information includes the information on the particle size. It becomes possible to grasp the time change for each particle size of the discharged amount, that is, the time change of the particle size.

前記原料が複数種類の原料からなり、RFIDタグのID情報にそれぞれの原料の種類の情報が含まれるとともに、コンベア上において、ID情報に含まれる原料種類の情報に対応した原料にRFIDタグを配置することによって、各原料の装入状況、すなわち各原料の装入順序および混合比率を把握することが可能となる。そして、複数種類の原料の密度がそれぞれ異なる場合には、RFIDタグを各密度の原料と同じかまたは近似する密度の物質で被覆することにより、より精度良く各原料の挙動を追跡し、混合比率を把握することが可能である。   The raw material is composed of a plurality of types of raw materials, and the RFID tag ID information includes information on the type of each raw material, and an RFID tag is arranged on the conveyor corresponding to the raw material type information included in the ID information. By doing so, it becomes possible to grasp the charging status of each raw material, that is, the charging order and mixing ratio of each raw material. If the density of multiple types of raw materials is different, the behavior of each raw material can be tracked more accurately by coating the RFID tag with a substance having a density that is the same as or close to that of the raw material of each density, and the mixing ratio Can be grasped.

また、上記方法を用いることにより、コンベア上の原料の積載順序と、炉頂バンカーから排出される原料の順序や粒度、鉱石とコークスの混合比率の時間変化との関係を精度良く把握することができるため、その把握結果に基づいて、これらの操作量を制御し、高炉の操業条件の適正化を図ることが可能である。   In addition, by using the above method, it is possible to accurately grasp the relationship between the loading order of the raw materials on the conveyor, the order and particle size of the raw materials discharged from the top bunker, and the temporal change in the mixing ratio of ore and coke. Therefore, based on the grasped result, it is possible to control these operation amounts and optimize the operating conditions of the blast furnace.

本発明によれば、上記把握結果に基づいて、高炉の装入物分布条件の適正化を的確におこなうことにより、高炉の通気性、反応効率向上を図り、高炉の安定操業、および原料に占める還元材の割合を低減させる低還元材比操業に寄与することができる。   According to the present invention, based on the above grasped result, by appropriately optimizing the blast furnace charge distribution conditions, the blast furnace's air permeability and reaction efficiency are improved, stable operation of the blast furnace, and account for the raw material. It is possible to contribute to the operation of a low reducing material ratio that reduces the ratio of the reducing material.

従来のベルレス高炉の上部およびベルレス高炉に原料を装入する装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the apparatus which inserts a raw material into the upper part of the conventional bell-less blast furnace, and a bell-less blast furnace. 本発明の第1の実施形態に係る原料装入状況の把握方法を利用した、原料装入装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the raw material charging apparatus using the grasping | ascertaining method of the raw material charging condition which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る原料装入状況の把握方法を利用した、原料装入装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the raw material charging apparatus using the grasping | ascertaining method of the raw material charging condition which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 数値シミュレーションに用いた炉頂バンカー中の原料の配置条件を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning conditions of the raw material in the furnace top bunker used for the numerical simulation. 着目原料のバンカー排出挙動を示すグラフであり、同図(a)はcase1〜4、同図(b)はcase5〜7についてのグラフである。It is a graph which shows the bunker discharge | emission behavior of a raw material of interest, The figure (a) is a graph about cases 1-4 and the figure (b) is a graph about cases 5-7. 着目原料の炉頂装入物分布を示すグラフであり、同図(a)はcase1〜4、(b)はcase5〜7についてのグラフである。It is a graph which shows the furnace top charge distribution of a raw material of interest, and the same figure (a) is a graph about cases 1-4 and (b) is about cases 5-7. 実施例1における試験方法および試験結果を示す図であり、同図(a)はコンベア上に配置された鉱石タグの炉頂バンカーへの装入および排出順序を示す模式図であり、(b)はその検出結果を示すグラフである。It is a figure which shows the test method and test result in Example 1, The figure (a) is a schematic diagram which shows the charging and discharging order to the furnace top bunker of the ore tag arrange | positioned on the conveyor, (b) Is a graph showing the detection results. バンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数を示すグラフである。It is a graph which shows the detection number according to the particle size of the ore tag discharged | emitted from the bunker. 実施例2に用いた原料装入装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the raw material charging device used for Example 2. FIG. 実施例2における試験方法および試験結果を示す図であり、同図(a)は実施例2の検討用の原料列の構成を示す模式図であり、(b)はバンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数を示すグラフである。It is a figure which shows the test method and test result in Example 2, the figure (a) is a schematic diagram which shows the structure of the raw material row | line for examination of Example 2, (b) is the ore tag discharged | emitted from the bunker It is a graph which shows the number of detection according to particle size. 実施例2における改善後の試験方法および試験結果を示す図であり、同図(a)は実施例2の改善後の原料列の構成を示す模式図であり、(b)はバンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数を示すグラフである。It is a figure which shows the test method after the improvement in Example 2, and a test result, The figure (a) is a schematic diagram which shows the structure of the raw material row | line after the improvement of Example 2, (b) is discharged | emitted from a bunker. It is a graph which shows the detected number according to the particle size of the ore tag. 実施例3の着目原料のバンカー排出タイミングの測定実験に用いた実験装置の構成図である。It is a block diagram of the experimental apparatus used for the measurement experiment of the bunker discharge | emission timing of the attention raw material of Example 3. FIG. 実施例3における着目原料のRFIDタグの検知タイミングのグラフである。6 is a graph of detection timing of an RFID tag of a raw material of interest in Example 3.

本発明の原料装入状況の把握方法は、上述の通り、高炉炉頂に分配シュートを有するベルレス高炉における原料装入状況の把握方法において、高炉に原料を搬送するコンベア上の原料中に、互いにID情報の異なるRFIDタグを配置し、炉頂バンカーから排出される前記RFIDタグのID情報を炉頂バンカーの排出口またはその下方に下部ID情報検出端を配設した下部タグ検出機構によって検出し、前記コンベア上における前記RFIDタグの配列順序と、前記下部タグ検出機構によって検出された前記RFIDタグの前記バンカーからの排出順序とを用いて前記原料の装入状況を把握することを特徴とするベルレス高炉における原料装入状況の把握方法である。   As described above, the method for grasping the raw material charging state of the present invention is as described above, in the raw material charging state in the bellless blast furnace having a distribution chute at the top of the blast furnace furnace, An RFID tag with different ID information is arranged, and the ID information of the RFID tag discharged from the furnace top bunker is detected by a lower tag detection mechanism in which a lower ID information detection end is arranged at the outlet of the furnace top bunker or below the outlet. The charging status of the raw material is grasped by using the arrangement order of the RFID tags on the conveyor and the discharge order of the RFID tags detected by the lower tag detection mechanism from the bunker. It is a method of grasping the raw material charging situation in the bell-less blast furnace.

1.第1の実施形態
図2は、本発明の第1の実施形態に係る原料装入状況の把握方法を利用した、原料装入装置の構成例を示す図である。図2に示す原料装入装置は、タグ混入機が配置されている点以外は図1に示すものと同一である。
1. First Embodiment FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a raw material charging apparatus using a method for grasping a raw material charging state according to a first embodiment of the present invention. The raw material charging apparatus shown in FIG. 2 is the same as that shown in FIG. 1 except that a tag mixing machine is arranged.

図2に示す原料装入装置において、コンベア16の搬送方向上流側の端部の上部には、原料槽17の下流側に並んで2個のタグ混入機18が配置されている。タグ混入機18には、RFIDタグ40(後述する2種類の大きさの鉱石タグ41、42およびコークスタグの総称)が収容されている。   In the raw material charging apparatus shown in FIG. 2, two tag mixing machines 18 are arranged on the downstream side of the raw material tank 17 at the upper end of the conveyor 16 on the upstream side in the transport direction. The tag mixing machine 18 accommodates an RFID tag 40 (a general term for ore tags 41 and 42 having two kinds of sizes described later and a coke tag).

また、集合ホッパー13内部の天井(集合ホッパー13の上部であって、炉頂バンカー14の配管との接続部を除く部分)には、原料20に混入したRFIDタグ40から発信される、ID番号を含む信号を検出する下部ID情報検出端(下部検出アンテナ)32が配置されている。検出アンテナ32には、タグリーダ31が接続されており、タグリーダ31には検出したRFIDタグ40のID番号および信号を検出した時刻が記録される。ここで、ID情報検出端およびタグリーダ(検出アンテナ)を総称して、「タグ検出機構」とも記す。   Further, the ID number transmitted from the RFID tag 40 mixed in the raw material 20 to the ceiling inside the collecting hopper 13 (the portion above the collecting hopper 13 and excluding the connecting portion with the piping of the furnace bunker 14). A lower ID information detection end (lower detection antenna) 32 for detecting a signal including a signal is disposed. A tag reader 31 is connected to the detection antenna 32, and the ID number of the detected RFID tag 40 and the time when the signal is detected are recorded in the tag reader 31. Here, the ID information detection end and the tag reader (detection antenna) are collectively referred to as a “tag detection mechanism”.

炉頂バンカー14から排出されるRFIDタグ40を含む原料20は、集合ホッパー13下部の分配シュート12へ排出される落下口の上方では、RFIDタグ40とともに露出した状態となる。そのため、下部検出アンテナ32によって、RFIDタグ40の信号の安定した検出が可能である。   The raw material 20 including the RFID tag 40 discharged from the furnace top bunker 14 is exposed together with the RFID tag 40 above the dropping port discharged to the distribution chute 12 below the collecting hopper 13. For this reason, the signal of the RFID tag 40 can be stably detected by the lower detection antenna 32.

原料槽17から排出され、コンベア16によって搬送される原料20の列上に、タグ混入機18によってRFIDタグ40が落下、載置される。ここで、RFIDタグ40は、炉頂バンカー14から1バッチで排出される、コンベア16上の原料20の列を対象として、必要個数が必要位置に載置される。   The RFID tag 40 is dropped and placed by the tag mixer 18 on the row of the raw materials 20 discharged from the raw material tank 17 and conveyed by the conveyor 16. Here, the required number of RFID tags 40 is placed at a required position for the row of raw materials 20 on the conveyor 16 discharged from the furnace top bunker 14 in one batch.

タグ混入機18から排出されるRFIDタグ40の信号は、タグ混入機18の排出口またはその近傍に設けられた検出アンテナによって検出され、それぞれのRFIDタグ40の信号が検出された時刻は、下部検出アンテナ32に接続された下部タグリーダ31にID番号とともに記録される。この記録から、原料20上におけるRFIDタグ40の順序や位置を把握することができる。   The signal of the RFID tag 40 discharged from the tag mixing machine 18 is detected by a detection antenna provided at or near the discharge port of the tag mixing machine 18, and the time when the signal of each RFID tag 40 is detected is It is recorded together with the ID number in the lower tag reader 31 connected to the detection antenna 32. From this record, the order and position of the RFID tag 40 on the raw material 20 can be grasped.

そして、RFIDタグ40は、原料20とともにコンベア16によって原料装入部15の上部に搬送され、原料装入部15内に落下し、炉頂バンカー14に一旦貯蔵される。そして、炉頂バンカー14から集合ホッパー13に排出される際に、下部検出アンテナ32によって信号が検出される。その後、集合ホッパー13から分配シュート12を介して高炉10に装入される。これにより、コンベア16上での原料20の配列順序と、集合ホッパー13からの排出順序とを関連付けること、すなわち原料20の挙動を追跡することができる。   The RFID tag 40 is conveyed together with the raw material 20 to the upper portion of the raw material charging unit 15 by the conveyor 16, falls into the raw material charging unit 15, and is temporarily stored in the furnace top bunker 14. Then, a signal is detected by the lower detection antenna 32 when being discharged from the furnace top bunker 14 to the collecting hopper 13. Thereafter, the hopper 10 is charged from the collecting hopper 13 through the distribution chute 12. Thereby, the arrangement | sequence order of the raw material 20 on the conveyor 16 and the discharge | emission order from the collection hopper 13 can be linked | related, ie, the behavior of the raw material 20 can be tracked.

原料20上でのRFIDタグ40の配置は等間隔であることが好ましい。配置を等間隔とすることにより、コンベア16上の各位置の原料20の挙動について偏りのない情報を得ることができる。   The arrangement of the RFID tags 40 on the raw material 20 is preferably equidistant. By setting the arrangements at equal intervals, it is possible to obtain unbiased information on the behavior of the raw material 20 at each position on the conveyor 16.

そして、この追跡結果に基づいて、高炉10内に装入された原料の配置が高炉操業の安定化にとって適切なものとなるように、原料槽17から排出する原料20のコンベア16上における原料配列を最適化し、また、コンベア16の搬送速度、分配シュート12の傾動角を制御することが可能となる。   And based on this tracking result, the raw material arrangement | sequence on the conveyor 16 of the raw material 20 discharged | emitted from the raw material tank 17 so that arrangement | positioning of the raw material charged in the blast furnace 10 may become appropriate for stabilization of blast furnace operation. It is also possible to control the conveying speed of the conveyor 16 and the tilt angle of the distribution chute 12.

1−1.RFIDタグの形態
本発明に係る原料装入状況の把握方法に使用できるRFIDタグの形態の一例について説明する。RFIDタグとしては、アクティブ方式、パッシブ方式のいずれも使用することができる。アクティブ方式のタグの場合、約20mm角のボタン状であり、内部に電池を内蔵し、タグ固有のID番号を含む信号を0.2秒間隔で送信する。RFIDタグの耐熱温度は電池の動作上限である80℃であるが、信号の検出を行うバンカー下方における雰囲気温度は80℃以下であるため、問題なく運用が可能である。パッシブ方式のタグの場合には、アクティブ方式のものより小型であり、電池を内蔵しないため、耐熱温度がアクティブ方式のものよりも高く、この場合にも問題なく運用が可能である。
1-1. Form of RFID Tag An example of the form of an RFID tag that can be used in the method for grasping the raw material charging state according to the present invention will be described. As the RFID tag, either an active method or a passive method can be used. In the case of an active tag, it has a button shape of about 20 mm square, has a battery inside, and transmits a signal including an ID number unique to the tag at intervals of 0.2 seconds. The heat-resistant temperature of the RFID tag is 80 ° C., which is the upper limit of battery operation, but since the ambient temperature below the bunker where signals are detected is 80 ° C. or lower, the RFID tag can be operated without problems. The passive tag is smaller than the active tag and does not have a built-in battery. Therefore, the heat-resistant temperature is higher than that of the active tag, and in this case, it can be operated without any problem.

RFIDタグは、露出した状態で原料に混入させてもよいが、次に説明するように、樹脂に埋設してもよいし、原料に挿入してもよい。例えば、原料のうちコークスに混入させるRFIDタグ(以下、「コークスタグ」ともいう)は、コークスと密度が同じかまたは近似した、所定の大きさのプラスチック系の樹脂の塊に埋設することにより作製することができる。これにより、RFIDタグが導電性を有するコークス中にある場合においても信号を受信することができるため、その所定の大きさのコークスの挙動を精度良く追跡することが可能である。   The RFID tag may be mixed in the raw material in an exposed state, but may be embedded in a resin or inserted into the raw material as described below. For example, an RFID tag (hereinafter also referred to as “coke tag”) to be mixed with coke out of raw materials is manufactured by embedding in a plastic resin block of a predetermined size having the same or similar density as coke. can do. Accordingly, since the signal can be received even when the RFID tag is in the coke having conductivity, the behavior of the coke having the predetermined size can be accurately tracked.

プラスチック系樹脂としては、耐熱温度が本発明の実施に十分な150℃であり、容易に電波を透過することが可能なポリアセタール樹脂を使用することができる。樹脂の塊の大きさとしては、例えばコークスとして中塊コークスを用いる場合には、その粒径に一致させて直径約30mmのものを作製し、他に、コークスの粒度分布に合わせて、その分布幅内に含まれる粒径である直径50mmおよび80mm程度のものを作製すればよい。   As the plastic resin, a polyacetal resin having a heat-resistant temperature of 150 ° C. sufficient for carrying out the present invention and capable of easily transmitting radio waves can be used. As for the size of the resin lump, for example, when using medium lump coke as the coke, a resin having a diameter of about 30 mm is prepared in accordance with the particle size. What is necessary is just to produce a thing about 50 mm in diameter which is a particle size contained in the width | variety, and 80 mm.

また、鉱石に混入させるRFIDタグ(以下、「鉱石タグ」という)は、鉱石に穴をあけて、その中に挿入することにより作製することができる。鉱石は絶縁体であり、電波をよく透過するため、この鉱石タグにより、その鉱石および周辺の類似する粒径の鉱石の挙動を精度良く追跡することが可能である。RFIDタグを挿入する鉱石の大きさとしては、例えば直径約30mmまたは約50mmを、代表的な粒径として挙げることができる。   In addition, an RFID tag (hereinafter referred to as “ore tag”) to be mixed in ore can be produced by making a hole in the ore and inserting it into the ore. Since the ore is an insulator and transmits radio waves well, it is possible to accurately track the behavior of the ore and the ore of a similar particle size around the ore by using the ore tag. As the size of the ore into which the RFID tag is inserted, for example, a diameter of about 30 mm or about 50 mm can be given as a typical particle size.

このように、RFIDタグを樹脂に埋設または鉱石に挿入することにより、コンベア上やホッパー内で大量の原料中に混入しても故障しにくい耐久性を確保することができる。また、それぞれの種類のRFIDタグを、コンベア上の、対応した種類の原料に配置することにより、原料の挙動をその種類ごとおよび大きさごとに追跡できる。   In this way, by burying the RFID tag in a resin or inserting it in ore, it is possible to ensure durability that is unlikely to fail even if mixed in a large amount of raw material on a conveyor or in a hopper. Further, by placing each type of RFID tag on a corresponding type of raw material on a conveyor, the behavior of the raw material can be tracked for each type and size.

複数の大きさのRFIDタグを用いる場合には、それぞれの大きさのものを同じ位置に配置することにより、それぞれの大きさの粒子について精度良く挙動を追跡することができる。   When using RFID tags having a plurality of sizes, the behavior of each size particle can be tracked with high accuracy by arranging the RFID tags having the same size at the same position.

RFIDタグのID番号は、固有の識別番号に加えて、配置する位置の原料の種類や大きさがわかるように設定することにより、管理が容易となる。例えば、ID番号を構成する8桁の数字のうち、一番左の桁を原料種、左から2桁目を原料の大きさ、残りの6桁を固有の識別番号とすることができる。   Management is facilitated by setting the ID number of the RFID tag so that the type and size of the raw material at the position to be placed can be known in addition to the unique identification number. For example, among the eight digits constituting the ID number, the leftmost digit can be a raw material type, the second digit from the left can be the size of the raw material, and the remaining six digits can be a unique identification number.

1−2.タグ検出機構の検出アンテナ
タグ検出機構の検出アンテナとしては、ダイポールアンテナを用いることが可能である。ダイポールアンテナは、遮蔽物が存在しない条件では20m程度離れたRFIDタグからでもID番号の信号を検出することができ、導電体であるコークス層の中に埋もれた場合でも、その深さが10cm以内であれば、コークス粒子間の若干の隙間を通して安定した信号の検出が可能である。また、検出アンテナの設置スペースが許せば、ダイポールアンテナよりも検出感度の高い八木アンテナ等も利用可能である。
1-2. Detection antenna of tag detection mechanism A dipole antenna can be used as the detection antenna of the tag detection mechanism. A dipole antenna can detect an ID number signal even from an RFID tag about 20 m away under the condition that there is no shielding object, and the depth is within 10 cm even when buried in a coke layer as a conductor. Then, it is possible to detect a stable signal through a slight gap between coke particles. Moreover, if the installation space of a detection antenna permits, the Yagi antenna etc. with a detection sensitivity higher than a dipole antenna can also be used.

2.第2の実施形態
RFIDタグの、コンベア上の原料への配置は、コンベア上の原料列にタグ混入機から落下、載置する方法に限られず、原料槽中の原料に予め混入する方法により行っても構わない。
2. Second Embodiment The arrangement of RFID tags on the raw material on the conveyor is not limited to the method of dropping and placing from the tag mixing machine on the raw material row on the conveyor, but by the method of premixing the raw material in the raw material tank. It doesn't matter.

図3は、本発明の第2の実施形態に係る原料装入状況の把握方法を利用した、原料装入装置の構成例を示す図である。図3に示す原料装入装置は、原料槽に鉱石タグまたはコークスタグが装入されているため、タグ混入機が配置されていない点ならびにタグリーダおよび検出アンテナが2個ずつ、つまりタグ検出機構が2組配置されている点で異なる以外は、図2に示す原料装入装置と同様の構成である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the raw material charging apparatus using the raw material charging state grasping method according to the second embodiment of the present invention. In the raw material charging apparatus shown in FIG. 3, since the ore tag or the coke tag is charged in the raw material tank, there is no tag mixing machine, and there are two tag readers and two detection antennas, that is, a tag detection mechanism. The configuration is the same as that of the raw material charging apparatus shown in FIG.

本実施形態では、図3に示すように、上部タグリーダ33に接続された上部検出アンテナ34が原料装入部15内部の天井(原料装入部15の上部であって、コンベア16から装入される原料20が接触しない部分)に配置され、下部タグリーダ31に接続された下部検出アンテナ32が集合ホッパー13内部の天井に配置されている。上部検出アンテナ34および下部検出アンテナ32はいずれもRFIDタグ40から発信される、ID番号を含む信号を直接捕らえることができるため、RFIDタグ40から信号を安定して受信することが可能である。上部タグリーダ33および下部タグリーダ31には、いずれも検出した鉱石タグまたはコークスタグのID番号および信号を検出した時刻が記録される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the upper detection antenna 34 connected to the upper tag reader 33 is mounted on the ceiling inside the raw material charging unit 15 (the upper part of the raw material charging unit 15 and is loaded from the conveyor 16. The lower detection antenna 32 connected to the lower tag reader 31 is arranged on the ceiling inside the collecting hopper 13. Since both the upper detection antenna 34 and the lower detection antenna 32 can directly capture a signal including an ID number transmitted from the RFID tag 40, the signal can be stably received from the RFID tag 40. Each of the upper tag reader 33 and the lower tag reader 31 records the ID number of the detected ore tag or coke tag and the time when the signal was detected.

鉱石21およびコークス23の種類別に貯蔵された原料槽17中の原料20に、固有の識別番号に加えて、原料20の種類を識別可能なID番号を設定したRFIDタグ40を混入させ、原料20とRFIDタグ40を一緒にコンベア16上に排出する。   The raw material 20 in the raw material tank 17 stored for each type of ore 21 and coke 23 is mixed with an RFID tag 40 set with an ID number that can identify the type of the raw material 20 in addition to the unique identification number. And the RFID tag 40 are discharged onto the conveyor 16 together.

原料20とともにコンベア16によって搬送されたRFIDタグ40は、炉頂バンカー14に装入される際に、原料装入部15に配置された上部検出アンテナ34によって信号が検出され、ID番号と検出時刻が上部タグリーダ33に記録される。このようにして得られた上部タグリーダ33の記録から、原料20に混入したRFIDタグ40のコンベア上での配列順序およびその位置や間隔を算出することができる。   When the RFID tag 40 conveyed by the conveyor 16 together with the raw material 20 is inserted into the furnace top bunker 14, a signal is detected by the upper detection antenna 34 disposed in the raw material charging unit 15, and the ID number and detection time are detected. Is recorded in the upper tag reader 33. From the record of the upper tag reader 33 obtained in this way, the arrangement order of the RFID tag 40 mixed in the raw material 20 on the conveyor, its position and interval can be calculated.

続いて、炉頂バンカー14から高炉10内に原料20とともに排出される際に、RFIDタグ40は集合ホッパー13に配置された下部検出アンテナ32によって信号が検出され、ID番号と検出時刻が下部タグリーダ31に記録される。   Subsequently, when the raw material 20 is discharged from the furnace top bunker 14 into the blast furnace 10, the RFID tag 40 detects a signal by the lower detection antenna 32 disposed in the collecting hopper 13, and the ID number and the detection time are determined by the lower tag reader. 31.

したがって、上部タグリーダ33および下部タグリーダ31に記録された各RFIDタグ40についてのデータに基づいて、原料20のコンベア16上における順序と、炉頂バンカー14からの排出順序との相関関係を得ることができる。これにより、従来は感覚的な概要の理解に留まっていた炉頂バンカー14内での原料の偏析とファンネルフローの影響に関して詳細かつ具体的なデータを得ることができる。   Therefore, the correlation between the order of the raw materials 20 on the conveyor 16 and the order of discharge from the furnace top bunker 14 can be obtained based on the data about each RFID tag 40 recorded in the upper tag reader 33 and the lower tag reader 31. it can. As a result, detailed and specific data can be obtained regarding the influence of the segregation of the raw material and the funnel flow in the furnace top bunker 14, which has conventionally been limited to understanding the sensory outline.

また、上記の相関関係の結果を長期間にわたり、比較することによって、バンカーへ装入される原料の衝突によるバンカー内壁やバンカー内設備の摩耗等に起因するバンカー内の原料の排出特性、降下挙動などの力学的特性の変化を把握することができる。また、コンベア16上での原料20の種類ごとの順序を変更して、原料20の炉頂バンカー15からの排出順序の最適化を図ることができる。   In addition, by comparing the results of the above correlation over a long period of time, the discharge characteristics and descending behavior of the material in the bunker due to wear of the bunker inner wall and bunker equipment due to the collision of the material charged into the bunker It is possible to grasp changes in mechanical properties such as Moreover, the order for every kind of the raw material 20 on the conveyor 16 can be changed, and the discharge | emission order from the furnace top bunker 15 of the raw material 20 can be optimized.

RFIDタグ40を原料槽17中の原料20に予め混入させておく場合、原料槽1槽あたりのRFIDタグ40は多いほど望ましいが、通常の操業の場合、原料槽中の原料100tに対して約50個程度、つまり原料1tあたり0.5個程度混合させておけば、十分な精度で原料の排出順序の相関関係を得ることができる。   When the RFID tag 40 is mixed in the raw material 20 in the raw material tank 17 in advance, it is desirable that the number of RFID tags 40 per one raw material tank is larger. However, in normal operation, the amount of the RFID tag 40 is about 100 t relative to the raw material 100t in the raw material tank. If about 50, that is, about 0.5 per 1 ton of raw materials are mixed, the correlation of the discharge order of the raw materials can be obtained with sufficient accuracy.

また、常時、原料20中にRFIDタグ40を均一に混合しておけば、常に高炉10内への原料20の装入状況をモニターすることができる。これにより、原料を意図した通りに装入できなかったこと等による異常を直ちに検出することができる。   In addition, if the RFID tag 40 is uniformly mixed in the raw material 20 at all times, the charging state of the raw material 20 into the blast furnace 10 can be monitored at all times. As a result, it is possible to immediately detect an abnormality caused by failure to load the raw material as intended.

上記原料装入状況の把握方法を用いることにより、コンベア16上における原料20の種類ごとの順序を変更する等の対策を施し、高炉の安定操業を確保することができる。発明者らは、このことを数学モデルによるシミュレーションで確認した。   By using the method for grasping the raw material charging status, it is possible to take measures such as changing the order of the types of raw materials 20 on the conveyor 16 and to ensure stable operation of the blast furnace. The inventors confirmed this by simulation using a mathematical model.

ベルレス高炉において、同一バッチで着目原料を他の原料と同時に装入するとき、全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対して、該着目原料の炉頂バンカーからの排出期間が短い場合、炉内における該着目原料が特定部位に集中すると推定される。逆に、該着目原料の炉頂バンカーからの排出期間が全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対して近い程、広範囲に他の原料と共に混合して装入されることが期待される。   In a bell-less blast furnace, when the target material is charged simultaneously with other raw materials in the same batch, if the discharge period of the target material from the top bunker is shorter than the discharge period from the top bunker, It is estimated that the raw material of interest in the center is concentrated in a specific part. Conversely, the closer the discharge period of the target material from the furnace top bunker is to the discharge period of the entire material from the furnace top bunker, it is expected that the raw material will be mixed and charged with other raw materials in a wider range.

発明者らは数値シミュレーションにより、全原料の炉頂バンカーからの排出期間(t1)に対する着目原料のバンカー排出期間(t2)の割合(τ=t2/t1)と着目原料の炉内堆積位置の関係を整理した。着目原料の排出期間が分割して現れる場合には、各排出期間の合計をt1として、着目原料のバンカー排出期間の割合(τ)を規定した。   The inventors conducted a numerical simulation to determine the relationship between the ratio (τ = t2 / t1) of the target material bunker discharge period (t2) to the discharge period (t1) of all the raw materials from the top bunker and the deposition position of the target material in the furnace. Arranged. When the discharge period of the material of interest appears in a divided manner, the ratio (τ) of the bunker discharge period of the material of interest is defined with the total of the discharge periods as t1.

図4は、数値シミュレーションに用いた炉頂バンカー中の原料の配置条件を示す図である。本数値シミュレーションの計算条件を図4ならびに表1および表2に示す。   FIG. 4 is a view showing the arrangement conditions of the raw materials in the furnace top bunker used for the numerical simulation. The calculation conditions for this numerical simulation are shown in FIG. 4 and Tables 1 and 2.

Figure 2010007178
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Figure 2010007178
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図4に示すように、炉頂バンカー14中には原料W1、W2およびW3が順に装入され、貯蔵されている。原料W1および原料W3は焼結鉱、原料W2は中塊コークスである。 As shown in FIG. 4, raw materials W 1 , W 2, and W 3 are sequentially charged and stored in the furnace top bunker 14. The raw material W 1 and the raw material W 3 are sintered ore, and the raw material W 2 is a medium mass coke.

本数値シミュレーションでは、全原料の合計質量を123.1tとし、原料W2を着目原料とした。表1に示すように、case1〜7において、着目原料である原料W2は3.1tで一定とし、原料W1およびW2は合計が120tとなるように配分した。case1では原料W1は装入せず、原料W2および原料W3のみを装入し、case7では原料W3は装入せず、原料W1および原料W2のみを装入した。表2には、鉱石バッチ(原料W1〜W3)の装入条件として、シュートの傾動角および旋回数を示した。原料は、シュートの傾動を低傾動角側から高傾動角側に向かって制御しながら装入した。各傾動角では表2に記載の通りの旋回数で原料を装入し、0では無い旋回数が記載される最大傾動角の最終旋回で全原料の装入が完了するものとした。 In this numerical simulation, the total mass of all the raw materials was 123.1 t, and the raw material W 2 was the raw material of interest. As shown in Table 1, in Cases 1 to 7, the raw material W 2 as the raw material of interest was constant at 3.1 t, and the raw materials W 1 and W 2 were distributed so that the total was 120 t. In case 1, the raw material W 1 was not charged, and only the raw material W 2 and the raw material W 3 were charged. In case 7, the raw material W 3 was not charged, and only the raw material W 1 and the raw material W 2 were charged. Table 2 shows the tilt angle and the number of turns of the chute as charging conditions for the ore batch (raw materials W 1 to W 3 ). The raw material was charged while controlling the tilt of the chute from the low tilt angle side to the high tilt angle side. At each tilt angle, the raw materials were charged at the number of turns as shown in Table 2, and the charging of all the raw materials was completed at the final turn of the maximum tilt angle at which the number of turns was not zero.

計算の結果を図5および6ならびに表3に示す。   The results of the calculation are shown in FIGS.

Figure 2010007178
Figure 2010007178

表3に、case1〜7についての着目原料のバンカー排出期間の割合(τ)と評価を示す。評価は、高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差について行い、評価の欄の×は、この偏差が所定値以上であることを表し、○は所定値未満であることを表す。   Table 3 shows the ratio (τ) and evaluation of the bunker discharge period of the raw material of interest for cases 1 to 7. The evaluation is performed with respect to the radial deviation of the amount of the target raw material deposited at the top of the blast furnace layer. The x in the evaluation column indicates that the deviation is equal to or greater than a predetermined value, and the circle indicates that it is less than the predetermined value.

図5は、着目原料のバンカー排出挙動を示すグラフであり、(a)はcase1〜4、(b)はcase5〜7についてのグラフである。図5では、横軸をバンカー排出無次元時間、すなわち全原料の炉頂バンカーからの排出期間を1とした、原料のバンカーからの排出時間とし、縦軸を着目原料のバンカー排出速度、すなわち単位時間当たりに排出される着目原料の質量とした。   FIG. 5 is a graph showing the bunker discharge behavior of the raw material of interest, where (a) is a graph for cases 1 to 4 and (b) is a graph for cases 5 to 7. In FIG. 5, the horizontal axis represents the bunker discharge dimensionless time, that is, the discharge time from the bunker of the raw material, where the discharge period from the top bunker of all raw materials is 1, and the vertical axis represents the bunker discharge speed of the target raw material, that is, the unit It was set as the mass of the raw material of interest discharged per hour.

図6は、着目原料の炉頂装入物分布を示すグラフであり、(a)はcase1〜4、(b)はcase5〜7についてのグラフである。図6では、横軸を高炉層頂無次元半径、すなわち高炉内の炉口半径を1とした、高炉の中心からの距離とし、縦軸を着目原料層堆積量、すなわち堆積した着目原料の単位面積当たりの質量とした。   FIG. 6 is a graph showing the furnace top charge distribution of the raw material of interest, where (a) is a graph for cases 1 to 4 and (b) is a graph for cases 5 to 7. In FIG. 6, the horizontal axis is the distance from the center of the blast furnace where the topless dimension radius of the blast furnace layer, that is, the furnace port radius in the blast furnace is 1, and the vertical axis is the target raw material layer deposition amount, that is, the unit of the target raw material deposited. The mass per area was taken.

高炉内の反応効率・通気性向上の観点から、高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差は小さいことが望ましい。図6において、case1および2は無次元半径0.4付近に、case6および7は無次元半径0.75付近に、それぞれ着目原料堆積量のピークが顕在化している。case1、2、6および7のように、着目原料堆積量の半径方向偏差が大きくなると、高炉内の反応効率および通気性は低下すると考えられる。   From the viewpoint of improving reaction efficiency and air permeability in the blast furnace, it is desirable that the deviation in the radial direction of the amount of raw material deposited at the top of the blast furnace layer is small. In FIG. 6, the peaks of the material deposition amount of interest are apparent in cases 1 and 2 near the dimensionless radius 0.4, and in cases 6 and 7 near the dimensionless radius 0.75. As in Cases 1, 2, 6, and 7, it is considered that the reaction efficiency and air permeability in the blast furnace decrease when the radial deviation of the amount of raw material of interest increases.

case1および2は、表3から全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対する着目原料のバンカー排出期間の割合(τ)がそれぞれ0.70および0.85である。そのため、τが0.90を下回ると高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差が大きくなることが推定される。従って、τが0.90以上となるようにバンカーへの着目原料の装入順序を制御することが、該着目原料を広範囲に装入するための必要条件である。   In cases 1 and 2, from Table 3, the ratio (τ) of the bunker discharge period of the raw material of interest to the discharge period from the top bunker of all raw materials is 0.70 and 0.85, respectively. Therefore, it is estimated that when τ is less than 0.90, the radial deviation of the amount of material deposition of interest at the top of the blast furnace layer increases. Therefore, it is a necessary condition for charging the target raw material in a wide range to control the order of charging the target raw material into the bunker so that τ is 0.90 or more.

但し、case6および7のように、τが0.90以上でも、高炉層頂での着目原料堆積量の半径方向偏差が大きくなる場合がある。そこで、その精度を向上すべく、発明者らは数値シミュレーションにより、全原料の炉頂バンカーからの排出期間内において、着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差と着目原料の混合状態の関係を整理し、表4に示した。   However, as in Cases 6 and 7, even when τ is 0.90 or more, the radial deviation of the amount of material deposition of interest at the top of the blast furnace layer may increase. Therefore, in order to improve the accuracy, the inventors conducted a numerical simulation to determine the relationship between the time deviation of the frequency of discharge of the top bunker of the target material and the mixing state of the target material within the discharge period of the total material from the top bunker. Organized and shown in Table 4.

Figure 2010007178
Figure 2010007178

その結果、表4に示すように、着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差σが0.4を越えると高炉層頂において着目原料が特定部位に装入されること、すなわち高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差が大きくなることを知見した。ここで、着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差σは下記(1)式で定義する。このσは、全原料の炉頂バンカーからの排出期間内において、着目原料が時間的に完全に均一に排出された場合に0となり、時間的な偏差が大きいほど大きくなる。また、表4の評価欄の記載は表3と同内容である。   As a result, as shown in Table 4, when the time deviation σ of the furnace top bunker discharge frequency of the material of interest exceeds 0.4, the material of interest is charged into a specific part at the top of the blast furnace layer, that is, at the top of the blast furnace layer. It was found that the radial deviation of the amount of accumulated raw material of interest increased. Here, the time deviation σ of the furnace top bunker discharge frequency of the material of interest is defined by the following equation (1). This σ is 0 when the raw material of interest is completely and temporally discharged within the discharge period of all the raw materials from the furnace top bunker, and increases as the temporal deviation increases. The description in the evaluation column of Table 4 is the same as that of Table 3.

Figure 2010007178
Figure 2010007178

実際の高炉操業においては、着目原料がどのタイミングで炉頂バンカーから排出されるか直接把握できない。そこで、本発明の原料装入状況の把握方法ではRFIDタグを用いて、着目原料の炉頂バンカーからの排出タイミングを把握し、この把握した内容に基づいて本発明の高炉の操業方法を実施するのである。本発明によれば、バンカー形状、バンカーの大きさ、原料の種類等が異なる場合でも適用可能である。   In actual blast furnace operation, it is not possible to directly grasp when the raw material of interest is discharged from the top bunker. Therefore, in the method of grasping the raw material charging state of the present invention, the RFID tag is used to grasp the discharge timing of the raw material of interest from the furnace bunker, and the blast furnace operating method of the present invention is carried out based on this grasped content. It is. The present invention is applicable even when the bunker shape, the size of the bunker, the type of raw material, and the like are different.

RFIDタグを用いる場合には、表5に示す対応表に従って式(1)の記号を置き換えた、式(2)から偏差σを算出することができる。   When the RFID tag is used, the deviation σ can be calculated from the equation (2) in which the symbol of the equation (1) is replaced according to the correspondence table shown in Table 5.

Figure 2010007178
Figure 2010007178

Figure 2010007178
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本発明に係るベルレス高炉における原料装入状況の把握方法の効果を確認するため、以下に示す試験を実施した。以下に説明する実施例1および2は、試験研究の一環であること、ならびに届け出ることなく使用できる範囲の電波強度および周波数であり、且つ数m離れた位置から安定してID信号を検出できるという観点から、RFIDの方式として、発信周波数が315MHz帯のアクティブ方式を採用した。   In order to confirm the effect of the method of grasping the raw material charging state in the bell-less blast furnace according to the present invention, the following tests were conducted. Examples 1 and 2 described below are part of a test study, and have a radio wave intensity and a frequency that can be used without notification, and can detect an ID signal stably from a position several meters away. From the viewpoint, an active method with a transmission frequency of 315 MHz was adopted as the RFID method.

〈実施例1〉
前記図2に示す原料装入装置を用いて、実施した実施例について説明する。
<Example 1>
The Example implemented using the raw material charging apparatus shown in the said FIG. 2 is described.

実施例1では、コンベアによって搬送される鉱石上に、直径30mmおよび50mmの、大小2種類の粒径の鉱石タグをそれぞれ1個ずつ落下させ、1m間隔で配置した。コンベア上の鉱石列の長さは15mであり、鉱石列を1m毎に分割した各部分のほぼ中央に鉱石タグを大小1個ずつ配置したので、15÷1×2=30より、鉱石列上に配置された鉱石タグは合計30個である。   In Example 1, ore tags having a diameter of 30 mm and 50 mm and having two kinds of large and small particle diameters were dropped on the ore conveyed by the conveyor one by one and arranged at intervals of 1 m. The length of the ore row on the conveyor is 15m, and one ore tag is placed at the center of each part of the ore row divided every 1m. Therefore, 15 ÷ 1 × 2 = 30. There are a total of 30 ore tags placed in.

鉱石タグに挿入されたRFIDタグのID番号は、固有の識別番号に加えて、鉱石粒子の大きさの大小を識別できるように設定した。そして、コンベアによって搬送され、炉頂バンカーからホッパーに排出される鉱石に混入した鉱石タグからID番号を含む信号を検出した。   The ID number of the RFID tag inserted in the ore tag was set so that the size of the ore particle could be identified in addition to the unique identification number. And the signal containing ID number was detected from the ore tag mixed with the ore conveyed by the conveyor and discharged | emitted from the furnace top bunker to the hopper.

図7は、試験方法および試験結果を示す図である。図7(a)は、コンベア16上に配置された鉱石タグが、どのような順序で炉頂バンカー14に装入され、排出されたかを示す模式図である。同図(a)では、15mの鉱石列を先頭部a、中間部bおよび後方部cに3等分し、それぞれの部分が炉頂バンカー内でどのように装入されたかを示す。先頭部a、中間部bおよび後方部cにはそれぞれ大小5個ずつ、合計10個の鉱石タグが含まれる。   FIG. 7 is a diagram showing test methods and test results. FIG. 7A is a schematic diagram showing in what order the ore tags arranged on the conveyor 16 are loaded into the furnace top bunker 14 and discharged. In FIG. 5A, a 15-meter ore row is divided into three equal parts, a leading part a, an intermediate part b, and a rear part c, and how these parts are loaded in the furnace top bunker is shown. The top part a, the middle part b, and the rear part c each contain five ore, a total of ten ore tags.

図7(b)は、横軸に炉頂バンカーから鉱石の排出を開始後完了するまでの時間を1とした無次元時間をとり、縦軸にバンカー排出口での鉱石タグの検出頻度(任意単位)をとって、その経時変化を示したグラフである。同図(b)に示すように、鉱石の排出のごく初期には、先頭部aに配置された鉱石タグが検出され、その後中間部bおよび後方部cに配置された鉱石タグが検出され、排出後期には再び先頭部に配置されたものが多く検出された。このことから、鉱石の排出挙動について、バンカーからの排出初期には鉱石列の先頭部aの鉱石が少量排出され、その後中間部bおよび後方部cの鉱石のみが排出され、排出後期には中間部bおよび後方部cの鉱石に加え、先頭部aの鉱石が多く排出されたことが判明した。   In FIG. 7B, the horizontal axis indicates a dimensionless time, where the time from the start of the discharge of the ore from the furnace top bunker to the completion is 1, and the vertical axis indicates the frequency of detection of the ore tag at the bunker discharge port (arbitrary It is the graph which showed the time-dependent change taking a unit. As shown in the figure (b), at the very beginning of the discharge of ore, the ore tag arranged at the head part a is detected, and then the ore tag arranged at the intermediate part b and the rear part c is detected, In the latter half of the discharge, many were again located at the top. From this, regarding the discharge behavior of ore, a small amount of ore in the leading part a of the ore row is discharged at the initial stage of discharge from the bunker, and then only the ore in the intermediate part b and the rear part c is discharged, and in the latter part of the discharge In addition to the ore of the part b and the back part c, it turned out that much ore of the head part a was discharged | emitted.

図8は、バンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数の経時変化を示すグラフであり、横軸に炉頂バンカーから鉱石の排出を開始してからの時間をとり、縦軸に10秒ごとの検出個数をとったものである。同図に示すように、鉱石の排出初期には小径の鉱石タグが多く検出され、排出後期には大径の鉱石タグが多く検出された。このことから、小径の鉱石の方が大径の鉱石よりも先に排出されたことがわかった。このように、排出される鉱石の粒径経時変化は、コンベア上での配置が同じであっても粒径によって炉頂バンカー内での堆積挙動が異なることに加えて、前記図7(b)に示した排出挙動が重畳されることによって生じたと考えられる。   FIG. 8 is a graph showing the change over time in the number of detected ore tags by particle size discharged from the bunker. The horizontal axis represents the time from the start of discharging the ore from the furnace top bunker, and the vertical axis represents The number of detections every 10 seconds is taken. As shown in the figure, many small-diameter ore tags were detected in the early stage of ore discharge, and many large-diameter ore tags were detected in the late stage of discharge. From this, it was found that the small diameter ore was discharged before the large diameter ore. As described above, the particle size change over time of the discharged ore is different from the deposition behavior in the furnace top bunker depending on the particle size even if the arrangement on the conveyor is the same, and FIG. This is thought to be caused by the superposition of the discharge behavior shown in Fig. 1.

一般に、高炉操業は、炉内中心部に装入する原料の粒径が大きいほど安定した中心ガス流が確保されることから、安定する。したがって、このような鉱石タグを用いた試験を行い、その結果に基づいて、コンベア上において粒径毎に原料を配置することにより、炉内中心部に装入する原料の粒径を大きくし、高炉の操業を安定化することができる。また、バンカーから排出される鉱石の粒径経時変化の勾配が大きくなるようにバンカー内の粒度偏析影響因子、例えば、コンベアの送り速度やバンカー内での原料落下位置等を制御することによっても、炉内中心部に装入する原料の粒径を大きくすることができる。   In general, blast furnace operation is more stable because the larger the particle size of the raw material charged in the center of the furnace, the more stable the central gas flow is secured. Therefore, a test using such an ore tag is performed, and based on the result, by placing the raw material for each particle size on the conveyor, the particle size of the raw material charged in the center of the furnace is increased, The operation of the blast furnace can be stabilized. In addition, by controlling the particle size segregation influencing factors in the bunker, for example, the feed speed of the conveyor, the raw material falling position in the bunker, etc. so that the gradient of the particle size aging of the ore discharged from the bunker becomes large, The particle size of the raw material charged in the center of the furnace can be increased.

〈実施例2〉
鉱石タグおよびコークスタグを用いてコンベア上における原料の配置順序とバンカーからの原料の排出順序について調査し、その結果に基づいてコンベア上における原料の配置について検討した実施例について説明する。
<Example 2>
An embodiment in which the arrangement order of the raw materials on the conveyor and the discharge order of the raw materials from the bunker is investigated using the ore tag and the coke tag, and the arrangement of the raw materials on the conveyor based on the results will be described.

図9は、実施例2に用いた原料装入装置の構成例を示す図である。図9に示す原料装入装置は、タグ混入機18が、鉱石タグを混入する混入機に加えてコークスタグを混入する混入機が配置されている点で異なる以外は、前記図2に示す原料装入装置と同様の構成である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the raw material charging apparatus used in the second embodiment. The raw material charging apparatus shown in FIG. 9 is different from the raw material shown in FIG. 2 except that the tag mixing machine 18 is different from the mixing machine for mixing the ore tag in addition to the mixing machine for mixing the coke tag. The configuration is similar to that of the charging device.

図10は、本実施例の試験方法および試験結果を示す図である。図10(a)は、本実施例の検討用の原料列の構成を示す模式図である。また、同図(b)は、粒径別の鉱石タグおよびコークスタグの検出個数の経時変化を示すグラフであり、横軸を炉頂バンカーから鉱石の排出を開始してからの時間とし、縦軸を10秒ごとの検出個数として、表示したものである。   FIG. 10 is a diagram showing the test method and test results of this example. FIG. 10A is a schematic diagram showing a configuration of a raw material row for examination of this example. FIG. 5B is a graph showing the change over time in the number of detected ore tags and coke tags for each particle size. The horizontal axis represents the time from the start of ore discharge from the furnace top bunker. The axis is displayed as the number of detections every 10 seconds.

本実施例では、まず、先頭の5mは中塊コークス23、残りの10mは鉱石21とした原料列を作製し、検討用とした。中塊コークス23の列上には、直径30mmのコークスタグ43を0.5m間隔で1個ずつ、合計10個配置し、鉱石21の列上には、直径30mmおよび50mmの、大小2種類の粒径の鉱石タグ41、42を1m間隔でそれぞれ1個ずつ、合計20個配置した。   In this example, first, a raw material row in which the first 5 m was a medium coke 23 and the remaining 10 m was an ore 21 was prepared for examination. A total of 10 coke tags 43 with a diameter of 30 mm are arranged on the row of medium mass coke 23 at intervals of 0.5 m, and a total of 10 types of large and small types with a diameter of 30 mm and 50 mm are placed on the row of ores 21. A total of 20 ore tags 41 and 42 having a particle size were arranged at 1 m intervals.

鉱石タグ41、42およびコークスタグ43に装入されたRFIDタグのID番号は、鉱石またはコークスの原料種類および鉱石粒子の大きさの大小を識別できるように設定した。   The ID numbers of the RFID tags charged in the ore tags 41 and 42 and the coke tag 43 were set so that the type of ore or coke raw material and the size of the ore particles could be identified.

そして、コンベアによって搬送され、炉頂バンカーからホッパーに排出される原料に混入した鉱石タグまたはコークスタグからID信号を検出した。   And the ID signal was detected from the ore tag or coke tag mixed with the raw material conveyed by the conveyor and discharged | emitted from the furnace top bunker to the hopper.

図10(b)から、コークスの排出時期が、原料の排出初期と排出終期の2つの時期に分かれていることがわかる。これはバンカー内における原料のファンネルフローによるものである。   From FIG. 10 (b), it can be seen that the coke discharge time is divided into two periods, the raw material discharge initial stage and the final discharge period. This is due to the funnel flow of the raw material in the bunker.

この結果に基づき、コンベア上における原料列の配置について検討し、改善を図った。改善後の原料列は、鉱石列を分割して順序を入れ替え、先頭の3mを鉱石21、中央の5mを中塊コークス23、後端の7mを鉱石21とした。鉱石21の列上およびコークス23の列上での鉱石タグ41、42とコークスタグ43の配置については、検討用の場合と同様とした。   Based on this result, the arrangement of the raw material rows on the conveyor was examined and improved. In the improved raw material row, the ore row was divided and the order was changed, with the top 3 m being the ore 21, the middle 5 m being the medium mass coke 23, and the rear end 7 m being the ore 21. The arrangement of the ore tags 41 and 42 and the coke tag 43 on the ore 21 row and the coke 23 row was the same as in the case of the examination.

図11は、本実施例の改善後の試験方法および試験結果を示す図である。図11(a)は、本実施例の改善後の原料列の構成を示す模式図であり、同図(b)は、バンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数の経時変化を示すグラフであって、縦軸および横軸は前記図10(b)と同様である。   FIG. 11 is a diagram illustrating a test method and a test result after improvement of the present example. FIG. 11 (a) is a schematic diagram showing the structure of the raw material row after the improvement of this embodiment, and FIG. 11 (b) shows the change over time in the number of detected ore tags by particle size discharged from the bunker. The vertical axis and the horizontal axis are the same as those in FIG.

図11(b)から、コンベア上の原料の配列を変更することにより、バンカーからの原料の排出期間の全域にわたって、鉱石とコークスとが均等に混合されて排出されることがわかる。   From FIG. 11 (b), it can be seen that by changing the arrangement of the raw materials on the conveyor, the ore and the coke are uniformly mixed and discharged over the entire discharge period of the raw material from the bunker.

〈実施例3〉
実機の1/5模型を用いて、コンベアから装入する原料中の着目原料の装入順を変更し、RFIDタグによる該着目原料のバンカー排出タイミングを測定する実験を行った。
<Example 3>
Using a 1/5 model of an actual machine, an experiment was performed in which the charging order of the target raw material in the raw material charged from the conveyor was changed and the bunker discharge timing of the target raw material by the RFID tag was measured.

図12は、実施例3の着目原料のバンカー排出タイミングの測定実験に用いた実験装置の構成図である。図12の実験装置は、寸法、および原料装入部を有しない点以外は前記図2に示す原料装入装置とほぼ同様の構成であり、実質的に同一の部分には同一の符号を付している。原料Wは、コンベア16から炉頂バンカー14中に、原料W1、W2およびW3の順に装入される。原料W1および原料W3は焼結鉱、原料W2は中塊コークスである。本実験では原料W2を着目原料とし、原料Wのうち、原料W2にのみRFIDタグ(ICタグ粒子)としてコークスタグ43を混入させる。 FIG. 12 is a configuration diagram of an experimental apparatus used in the measurement experiment of the bunker discharge timing of the target material of Example 3. The experimental apparatus of FIG. 12 has substantially the same configuration as the raw material charging apparatus shown in FIG. 2 except that the dimensions and the raw material charging part are not provided, and substantially the same parts are denoted by the same reference numerals. is doing. The raw material W is charged into the furnace bunker 14 from the conveyor 16 in the order of the raw materials W 1 , W 2 and W 3 . The raw material W 1 and the raw material W 3 are sintered ore, and the raw material W 2 is a medium mass coke. In this experiment, the raw material W 2 is used as a target raw material, and the coke tag 43 is mixed as an RFID tag (IC tag particles) only in the raw material W 2 among the raw materials W.

原料W1〜W3は、炉頂バンカー14から、流量調整弁(FCG)14aによって集合ホッパー13への排出量が調整される。該着目原料W2のバンカー排出タイミングは、炉頂バンカー14の排出口付近の集合ホッパー13の上部に設置したアンテナ32を通じて、RFIDタグの発信する電波をICタグ受信機31により受信することにより把握できる。アンテナ32の上方の集合ホッパー13の上端には、ノイズとなる装置外部のICタグの検知を回避するため、鉄板13aが配置されている。 The discharge amounts of the raw materials W 1 to W 3 from the furnace top bunker 14 to the collecting hopper 13 are adjusted by a flow rate adjusting valve (FCG) 14a. The bunker discharge timing of the target raw material W 2 is grasped by receiving the radio wave transmitted from the RFID tag by the IC tag receiver 31 through the antenna 32 installed on the upper portion of the collecting hopper 13 near the discharge port of the furnace top bunker 14. it can. An iron plate 13a is disposed at the upper end of the collective hopper 13 above the antenna 32 in order to avoid detection of an IC tag outside the apparatus that causes noise.

実験条件を表6に示す。本実施例では、全原料の合計質量を965kgとする。表6に示すように、case1〜4において、着目原料である原料W2は25kgで一定とし、原料W1およびW2は合計が940kgとなるように配分した。すなわち、装入コンベアからバンカーへ装入する全原料における、着目原料W2の装入順序を変化させた。case1では原料W1は装入せず、原料W2および原料W3のみを装入した。RFIDタグの全投入数は30個とし、RFIDタグ検知頻度カウントの時間刻み数は10とした。 Table 6 shows the experimental conditions. In this embodiment, the total mass of all raw materials is 965 kg. As shown in Table 6, in Cases 1 to 4, the raw material W 2 as the raw material of interest was fixed at 25 kg, and the raw materials W 1 and W 2 were distributed so that the total amount was 940 kg. That is, the charging order of the target raw material W 2 in all the raw materials charged into the bunker from the charging conveyor was changed. In case 1, the raw material W 1 was not charged, but only the raw material W 2 and the raw material W 3 were charged. The total number of RFID tags inserted was 30 and the number of time increments of the RFID tag detection frequency count was 10.

Figure 2010007178
Figure 2010007178

実験結果を表6および図13に示す。表6には、実験条件とともに、実験結果として全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対する着目原料の検知期間割合(τ)、全原料の炉頂バンカーからの排出期間内における着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差(σ)および評価を示す。評価は、高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差について行い、評価の欄の×は、この偏差が所定値以上であることを表し、○は所定値未満であることを表す。本実施例では、着目原料のRFIDタグの検知期間を、着目原料のバンカー排出期間t1とする。   The experimental results are shown in Table 6 and FIG. Table 6 shows the experimental condition and the ratio of the detection period of the target raw material (τ) to the discharge period of the entire raw material from the top bunker as the experimental result, and the top of the target raw material in the discharge period of the total raw material from the top bunker. The time deviation (σ) and evaluation of the bunker discharge frequency are shown. The evaluation is performed with respect to the radial deviation of the amount of the target raw material deposited at the top of the blast furnace layer. The x in the evaluation column indicates that the deviation is equal to or greater than a predetermined value, and the circle indicates that it is less than the predetermined value. In the present embodiment, the detection period of the RFID tag of the material of interest is the bunker discharge period t1 of the material of interest.

図13は、実施例3における着目原料のRFIDタグの検知タイミングのグラフである。図13は、case1〜4の各々についての、着目原料のRFIDタグのバンカー排出タイミングであり、横軸はバンカー排出無次元時間、縦軸はICタグの検知頻度(個)を示す。   FIG. 13 is a graph of the detection timing of the RFID tag of the material of interest in Example 3. FIG. 13 shows the bunker discharge timing of the RFID tag of the raw material of interest for each of cases 1 to 4, the horizontal axis indicates the bunker discharge dimensionless time, and the vertical axis indicates the IC tag detection frequency (pieces).

表6および図13に示すcase3およびcase4についての結果からわかるように、装入コンベアからバンカーへの着目原料の装入順序を制御することにより、全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対する着目原料の検知期間割合(τ)を90%以上に、また、全原料の炉頂バンカーからの排出期間内における着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差(σ)を0.4以下に制御することができる。したがって、前記表3および前記表4に示した数値シミュレーション結果を勘案すれば、装入コンベアからバンカーへの着目原料の装入順序を制御することにより、高炉内層頂で着目原料を広範囲に分布させることができるのである。   As can be seen from the results for case 3 and case 4 shown in Table 6 and FIG. 13, by controlling the charging order of the raw materials from the charging conveyor to the bunker, the raw materials of interest for the discharge period from the top bunker of all the raw materials The detection period ratio (τ) of the raw material is controlled to 90% or more, and the time deviation (σ) of the discharge frequency of the top bunker of the material of interest within the discharge period from the top bunker of all raw materials is controlled to 0.4 or less. Can do. Therefore, if the numerical simulation results shown in Table 3 and Table 4 are taken into consideration, the raw material of interest is distributed over a wide range at the top of the blast furnace inner layer by controlling the charging order of the raw material of interest from the charging conveyor to the bunker. It can be done.

本発明によれば、着目する原料のバンカー排出タイミングを直接、検知できるので、バンカー形状、バンカーへの原料供給設備、着目する原料性状が異なる場合でも、コンベア上の原料の積載順序や炉頂バンカーから排出される原料の順序を精度よく制御することが可能となる。   According to the present invention, since the bunker discharge timing of the material of interest can be directly detected, even if the shape of the bunker, the material supply equipment to the bunker, and the material properties of interest are different, the loading order of the materials on the conveyor and the furnace top bunker It becomes possible to control the order of the raw materials discharged from the container with high accuracy.

このように、コンベア上を搬送される原料列上にRFIDタグを配置して、炉頂バンカーからの排出時にID信号の検出を行うことにより、コンベア上の原料列の配置を最適化することができ、高炉操業の安定化に寄与することができる。   In this way, it is possible to optimize the arrangement of the raw material row on the conveyor by arranging the RFID tag on the raw material row conveyed on the conveyor and detecting the ID signal at the time of discharging from the furnace top bunker. Can contribute to the stabilization of blast furnace operation.

本発明によれば、コンベア上の原料の積載順序と、炉頂バンカーから排出される原料の順序や粒度、鉱石とコークスの混合比率の時間変化との関係を精度良く把握することができるため、その結果に基づいて、これらの操作量を制御し、高炉の操業条件の適正化を図ることが可能である。したがって、本発明の方法は、炉内における原料分布の的確な把握と精度の高い分布制御を可能とし、良好な通気性および反応効率を実現するための原料装入状況の把握方法として広範に適用できる。   According to the present invention, it is possible to accurately grasp the relationship between the loading order of the raw materials on the conveyor, the order and particle size of the raw materials discharged from the furnace bunker, and the temporal change in the mixing ratio of ore and coke. Based on the result, it is possible to control the amount of operation and to optimize the operating conditions of the blast furnace. Therefore, the method of the present invention enables accurate grasping of the raw material distribution in the furnace and highly accurate distribution control, and is widely applied as a raw material charging state grasping method for realizing good air permeability and reaction efficiency. it can.

10:高炉、12:分配シュート、13:集合ホッパー、13a:鉄板、
14:炉頂バンカー、14:流量調整弁(FCG)、15:原料装入部、
16:コンベア、17:原料槽、18:タグ混入機、20:原料、21:鉱石、
23:コークス、31:下部タグリーダ、
32:下部ID情報検出端(下部検出アンテナ)、33:上部タグリーダ、
34:上部ID情報検出端(上部検出アンテナ)、40:RFIDタグ、
41:鉱石タグ、42:鉱石タグ、43:コークスタグ
10: blast furnace, 12: distribution chute, 13: collective hopper, 13a: iron plate,
14: Furnace top bunker, 14: Flow control valve (FCG), 15: Raw material charging section,
16: conveyor, 17: raw material tank, 18: tag mixing machine, 20: raw material, 21: ore,
23: Coke, 31: Lower tag reader,
32: Lower ID information detection end (lower detection antenna), 33: Upper tag reader,
34: Upper ID information detection end (upper detection antenna), 40: RFID tag,
41: Ore tag, 42: Ore tag, 43: Coke tag

Claims (8)

高炉炉頂に分配シュートを有するベルレス高炉における原料装入状況の把握方法において、
高炉に原料を搬送するコンベア上の原料中に、互いにID情報の異なるRFIDタグを配置し、炉頂バンカーから排出される前記RFIDタグのID情報を炉頂バンカーの排出口またはその下方に下部ID情報検出端を配設した下部タグ検出機構によって検出し、
前記コンベア上における前記RFIDタグの配列順序と、前記下部タグ検出機構によって検出された前記RFIDタグの前記バンカーからの排出順序とを用いて前記原料の装入状況を把握することを特徴とするベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。
In the method of grasping the raw material charging status in the bell-less blast furnace having a distribution chute at the top of the blast furnace furnace,
RFID tags with different ID information are arranged in the raw material on the conveyor that conveys the raw material to the blast furnace, and the ID information of the RFID tag discharged from the furnace top bunker is the lower ID at the outlet of the furnace top bunker or below it. Detected by the lower tag detection mechanism provided with the information detection end,
A bell-less that grasps the charging state of the raw material by using the arrangement order of the RFID tags on the conveyor and the discharge order of the RFID tags detected by the lower tag detection mechanism from the bunker. Method of grasping the raw material charging status in the blast furnace.
前記炉頂バンカーから1バッチで排出されるコンベア上の原料に、前記RFIDタグを、予め記録した前記ID情報の順序で等間隔に配置することを特徴とする請求項1に記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。   In the bell-less blast furnace according to claim 1, wherein the RFID tags are arranged at equal intervals in the order of the ID information recorded in advance on the material on the conveyor discharged in one batch from the furnace top bunker. Method of grasping raw material charging status. 前記原料を前記コンベア上に排出する前に、原料槽に貯蔵された原料中に前記RFIDタグを混入させるとともに、前記RFIDタグの前記コンベア上における配置順序を、RFIDタグを前記原料とともにコンベアから炉頂バンカーに装入する際に、炉頂バンカーの装入部またはその上方に上部ID情報検出端を配設した上部タグ検出機構によって検知することを特徴とする請求項1に記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。   Before discharging the raw material onto the conveyor, the RFID tag is mixed into the raw material stored in the raw material tank, and the arrangement order of the RFID tag on the conveyor is changed from the conveyor together with the RFID tag to the furnace. In the bell-less blast furnace according to claim 1, wherein the top bunker is detected by an upper tag detection mechanism in which an upper ID information detection end is disposed above or at a charging portion of the top bunker. Method of grasping raw material charging status. 前記原料が粒度分布幅を有し、前記RFIDタグが前記粒度分布幅内の複数種類の粒度に形成されるとともに、前記ID情報に前記粒度の情報が含まれることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。   The raw material has a particle size distribution width, and the RFID tag is formed in a plurality of types of particle sizes within the particle size distribution width, and the ID information includes the particle size information. 4. A method for grasping a raw material charging state in a bell-less blast furnace according to any one of 3 above. 前記原料が複数種類の原料からなり、前記RFIDタグのID情報にそれぞれの原料の種類の情報が含まれるとともに、前記コンベア上において、ID情報に含まれる原料種類の情報に対応した原料に前記RFIDタグを配置することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。   The raw material is composed of a plurality of types of raw materials, and information on the type of each raw material is included in the ID information of the RFID tag, and the RFID corresponding to the raw material type information included in the ID information on the conveyor A method for grasping a raw material charging state in a bell-less blast furnace according to any one of claims 1 to 4, wherein a tag is arranged. 前記複数種類の原料の密度がそれぞれ異なり、前記RFIDタグを前記各密度の原料と同じかまたは近似する密度の物質で被覆することを特徴とする請求項5に記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。   6. The raw material charging situation in the bell-less blast furnace according to claim 5, wherein the plurality of types of raw materials have different densities, and the RFID tag is coated with a material having a density that is the same as or similar to the raw materials of the respective densities. How to figure out. 請求項1〜6のいずれかに記載の原料装入状況の把握方法を用いて、着目原料の炉頂バンカーからの排出タイミングを前記RFIDタグにより検知し、前記RFIDタグの全数の検知期間が全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対して90%以上となるように、装入順序変更により、前記炉頂バンカー内での該着目原料の配置を変更することを特徴とする高炉の操業方法   Using the method for grasping the raw material charging state according to any one of claims 1 to 6, the discharge timing of the raw material of interest from the furnace top bunker is detected by the RFID tag, and the total detection period of the RFID tags is all A method of operating a blast furnace, wherein the arrangement of the raw material of interest in the furnace top bunker is changed by changing the charging order so that the discharge period from the furnace top bunker is 90% or more. 請求項7に記載の高炉の操業方法において、下記(1)式で定義される、検知された該着目原料の炉頂バンカーからの排出頻度の時間偏差を、0.4以下とすることを特徴とする高炉の操業方法
Figure 2010007178
The operation method of the blast furnace according to claim 7, wherein the time deviation of the discharge frequency of the detected raw material from the top bunker defined by the following formula (1) is 0.4 or less. How to operate the blast furnace
Figure 2010007178
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