JP2014118599A - Method for controlling furnace heat in blast furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は高炉の炉熱制御方法に関する。 The present invention relates to a furnace heat control method for a blast furnace.
高炉の操業において重要なことは、炉熱の安定化を図ることである。このことが安定した高炉操業を実現し、ひいては一定品質の溶銑を生産するのに有効である。従来、そうした炉熱の安定化を図るための高炉の炉熱制御方法としては、各種のセンサーデータに基づいて炉熱の推移を判定して炉熱アクションガイダンスを行う、特許文献１に開示されているような方法が知られている。また、ファジー推論を利用して炉熱の推定を行いアクションガイダンスとする、特許文献２に開示のような方法もある。その他、炉熱指数に基づいた炉熱制御方法も知られている（特許文献３参照）。 The important thing in the operation of the blast furnace is to stabilize the furnace heat. This realizes stable blast furnace operation and is effective in producing hot metal of a certain quality. Conventionally, as a method for controlling the furnace heat of the blast furnace for stabilizing the furnace heat, disclosed in Patent Document 1 which performs the furnace heat action guidance by determining the transition of the furnace heat based on various sensor data. There are known methods. There is also a method as disclosed in Patent Document 2 in which furnace heat is estimated using fuzzy inference and action guidance is provided. In addition, a furnace heat control method based on the furnace heat index is also known (see Patent Document 3).
前記各従来技術の場合、例えば、各種センサーデータから炉熱推移を判定する方法の場合、データ数が多くなって判定計算が複雑になり、実操業で運用することに困難を伴うことが多く、特に急激な炉熱変動に対しては、有効なアクションガイダンスが速やかに起動できないという問題があった。 In the case of each of the above-mentioned conventional techniques, for example, in the case of a method for determining the furnace heat transition from various sensor data, the number of data increases and the determination calculation becomes complicated, often involving difficulty in operation in actual operation, In particular, there has been a problem that effective action guidance cannot be activated promptly for rapid furnace heat fluctuations.
そこで、本発明の目的は、従来技術が抱えているこのような問題を解決するため、比較的少ないセンサーデータを用いて、効果的な高炉の炉熱制御を行なう新しい方法を提案することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to propose a new method for effectively controlling the furnace heat of a blast furnace using relatively little sensor data in order to solve such a problem that the prior art has. .
本発明では、従来技術が抱えている前記課題を克服できると共に、上掲の目的を実現するために鋭意検討した。その結果、少ないセンサーデータに基づいて効果的な炉熱制御を行なうためには、炉熱の長期推移と短期推移との両方の視点に基づいた判定を行なうことが有効であるとの知見を得て、本発明方法に想到した。 In the present invention, the above-mentioned problems of the prior art can be overcome, and intensive studies have been made in order to realize the above-described object. As a result, in order to perform effective furnace heat control based on a small amount of sensor data, we have obtained knowledge that it is effective to make judgments based on both long-term and short-term trends in furnace heat. Thus, the inventors have arrived at the method of the invention.
即ち、本発明は、
ａ．高炉から出銑された溶銑の温度から炉熱レベルを判定し、
ｂ．高炉に取り付けられたセンサーから得られるセンサーデータまたはそのセンサーデータから求められる炉熱指数の時間変化量に基づいて炉熱推移レベルを判定し、
ｃ．前記炉熱レベルおよび炉熱推移レベルに応じた操業アクションを行なうことを特徴とする高炉の炉熱制御方法である。
That is, the present invention
a. Judging the furnace heat level from the temperature of the hot metal discharged from the blast furnace,
b. Determine the furnace heat transition level based on the sensor data obtained from the sensor attached to the blast furnace or the time variation of the furnace heat index obtained from the sensor data,
c. A furnace heat control method for a blast furnace, wherein an operation action corresponding to the furnace heat level and the furnace heat transition level is performed.
本発明に係る高炉の炉熱制御方法においては、
（１）前記操業アクションは、炉熱レベルおよび炉熱推移レベルを点数化し、それらのトータル点数に応じて送風湿分、微粉炭吹込み比および送風温度のいずれか１以上を調整すること、
（２）前記時間変化量は、炉熱指数が上昇傾向にあるのか低下傾向にあるのかを、長期の推移と短期の推移とを組み合わせて判定すること、
（３）前記炉熱推移レベルトータル点数は、下記の（１）式により求めること、
推移トータル点数＝羽口埋め込み温度（長期変化量点数）
＋羽口埋め込み温度（短期変化量点数）
＋炉熱指数ＴＱ（長期変化量点数）
＋炉熱指数ＴＱ（短期変化量点数） （１）
（４）前記炉熱レベルの判定は、前回測定時溶銑温度よりも今回測定時溶銑温度の方が高い場合、その今回測定時溶銑温度を採用すること、
（５）前記炉熱レベルの判定は、前回測定時溶銑温度よりも今回測定時溶銑温度の方が低い場合、出銑後１時間経過後の今回測定時溶銑温度を採用すること、
（６）前記炉熱レベルおよび炉熱推移レベルの判定は、７段階に分けて行なうこと、
（７）前記炉熱推移レベルの判定に当たっては、下記のセンサーデータｉ、ii、iiiまたはそのセンサーデータから求められる炉熱指数の時間変化量を使用すること、
ｉ.羽口埋め込み温度計：羽口先端部に埋め込まれた熱電対温度計の測定値。
ii.羽口熱負荷：羽口埋め込み温度計のバックアップとして使用する羽口冷却水の抜熱量計算値。
iii.炉熱指数(ＴＱ)：各種センサー情報と操業条件を元に計算される、炉熱レベルを表わした指数。
（８）前記時間変化量の長期推移は、過去２〜５時間のセンサー情報の単位時間当たりの変化量を用いること、
（９）前記時間変化量の短期推移は、過去１．５時間以内のセンサー情報の単位時間当たりの変化量を用いること、
がより好ましい課題を解決手段になり得るものと考えられる。
In the blast furnace heat control method according to the present invention,
(1) The operation action is to score the furnace heat level and the furnace heat transition level, and adjust any one or more of the blowing moisture, the pulverized coal blowing ratio, and the blowing temperature according to the total score,
(2) The amount of time change is determined by combining a long-term transition and a short-term transition to determine whether the furnace heat index is increasing or decreasing.
(3) The furnace heat transition level total score is determined by the following equation (1):
Transition total score = tuyere embedding temperature (long-term change score)
+ Tuyere embedding temperature (short-term change score)
+ Furnace heat index TQ (Long-term change points)
+ Furnace heat index TQ (Short-term change points) (1)
(4) When determining the furnace heat level, if the hot metal temperature at the current measurement is higher than the hot metal temperature at the current measurement, the hot metal temperature at the current measurement is adopted.
(5) When the hot metal temperature at the current measurement is lower than the hot metal temperature at the previous measurement, the determination of the furnace heat level adopts the hot metal temperature at the current measurement after 1 hour from the start of the extraction,
(6) The determination of the furnace heat level and the furnace heat transition level is performed in seven stages.
(7) In determining the furnace heat transition level, use the following sensor data i, ii, iii or the time variation of the furnace heat index obtained from the sensor data;
i. Tuyere embedded thermometer: A measured value of a thermocouple thermometer embedded in the tip of the tuyere.
ii. Tuyere heat load: Calculated heat removal from tuyere cooling water used as a backup for the tuyere embedded thermometer.
iii. Furnace heat index (TQ): An index representing the furnace heat level calculated based on various sensor information and operating conditions.
(8) For the long-term transition of the time change amount, a change amount per unit time of sensor information for the past 2 to 5 hours is used.
(9) The short-term transition of the time change amount uses a change amount per unit time of sensor information within the past 1.5 hours,
However, it can be considered as a solution to a more preferable problem.
本発明は、炉熱制御に当たって、溶銑温度の測定値から得られる炉熱レベル、および炉体センサーのセンサーデータやそのデータから得られる炉熱指数（以下、これらを「センサー情報」ともいう）の時間変化量、とくにそれの長期推移と短期推移から得られる炉熱推移レベルとの両方を判定の基準として採用したので、短期の急激な炉熱変動に対してもまた、長期的な炉熱変動に対しても、常に適切なアクション（炉操業）ガイダンスを提供できるようになる。従って、このようなアクションガイダンスを活用してアクション（炉操業）を行なうようにしたので、高炉の安定した炉熱制御を効率よく効果的に行なうことができるようになり、高炉操業および溶銑品質の安定性が向上する。 The present invention relates to the furnace heat level obtained from the measured value of the hot metal temperature, the sensor data of the furnace body sensor and the furnace heat index obtained from the data (hereinafter also referred to as “sensor information”). The amount of change over time, especially both the long-term and short-term changes in the furnace heat transition level, was adopted as a criterion for judgment. Can always provide appropriate action (furnace operation) guidance. Therefore, since the action (furnace operation) is performed by utilizing such action guidance, stable furnace heat control of the blast furnace can be performed efficiently and effectively, and blast furnace operation and hot metal quality can be controlled. Stability is improved.
本発明は、高炉から出銑される溶銑の温度に基づき現在の炉熱レベルの判定を行ない（以下の（１）参照）、高炉の炉体に取付けた各種センサーのセンサーデータまたはそのセンサーデータから求められる炉熱指数（以下の（２）参照）の時間変化量（傾き）を幾つかの段階（点数化）に分けて炉熱推移レベルの判定（以下の（３）参照）を行ない、これらの判定に基づいて、しかも炉熱推移レベルが低下傾向にあるのか上昇傾向かを判定して、それぞれの傾向に合った適正な操業アクションをとる（以下の（４）参照）ことにより、安定した高炉の操業を達成するようにしたのである。 The present invention determines the current furnace heat level based on the temperature of the hot metal discharged from the blast furnace (see (1) below), and the sensor data of various sensors attached to the furnace body of the blast furnace or the sensor data thereof. The amount of time change (slope) of the required furnace heat index (see (2) below) is divided into several stages (scoring) to determine the furnace heat transition level (see (3) below). Based on this determination, it was determined whether the furnace heat transition level was in a downward trend or an upward trend, and by taking appropriate operation actions that matched each trend (see (4) below) The blast furnace operation was achieved.
(１)炉熱レベルの判定
高炉から出銑された溶銑及びスラグは出銑樋に流れ出た後、溶銑とスラグに分離される。本発明では、その分離後の溶銑の温度を、例えば、イマージョン型熱電対温度計等にて測定して溶銑温度とする。なお、出銑初期の溶銑温度は、非出銑時に温度低下した出銑樋への出銑になるため抜熱が大きく低い値となる。つまり、高炉炉内の炉熱レベルは一定であったとしても、出銑初期と出銑末期とでは溶銑温度レベルが異なるのが普通である。そこで、高炉炉内の適正な炉熱レベルを判定するためには、炉熱レベル判定に使用する溶銑温度を以下のように決定する。ここで、溶銑温度の測定は１回／２０分よりも頻度を多くして測定することが好ましい。
(1) Determination of furnace heat level The hot metal and slag discharged from the blast furnace flow into the hot metal and are separated into hot metal and slag. In the present invention, the temperature of the hot metal after the separation is measured with, for example, an immersion thermocouple thermometer or the like to obtain the hot metal temperature. In addition, since the hot metal temperature in the initial stage of the brewing is the brewing to the brewing that has been reduced in temperature when no brewing is performed, the heat removal is greatly reduced. That is, even if the furnace heat level in the blast furnace is constant, the hot metal temperature level is usually different between the initial stage and the final stage. Therefore, in order to determine an appropriate furnace heat level in the blast furnace furnace, the hot metal temperature used for the furnace heat level determination is determined as follows. Here, the hot metal temperature is preferably measured at a frequency higher than once / 20 minutes.
（１）まず、前回測定した溶銑温度よりも今回測定した溶銑温度の方が高い場合は、今回測定された溶銑温度を炉熱レベル判定に使用する溶銑温度として採用する。
（２）逆に、前回測定した溶銑温度よりも今回測定した溶銑温度の方が低い場合、
ａ．それが、出銑後６０分以上経過したのちに測定した溶銑温度であれば、今回測定した溶銑温度を炉熱レベル判定に使用する溶銑温度として利用し、
ｂ．それが、出銑後６０分以内に測定した溶銑温度であれば前回測定した溶銑温度を継続して利用する。ただし、出銑後６０分以内に前回測定した溶銑温度から１０℃以上の温度低下があった場合は、今回測定した溶銑温度を利用する。
(1) First, when the hot metal temperature measured this time is higher than the hot metal temperature measured last time, the hot metal temperature measured this time is adopted as the hot metal temperature used for the furnace heat level determination.
(2) On the contrary, when the hot metal temperature measured this time is lower than the hot metal temperature measured last time,
a. If it is the hot metal temperature measured after 60 minutes or more have passed since the start of the hot metal, use the hot metal temperature measured this time as the hot metal temperature used for the furnace heat level determination,
b. If it is the hot metal temperature measured within 60 minutes after brewing, the hot metal temperature measured last time is continuously used. However, when there is a temperature drop of 10 ° C. or more from the previously measured hot metal temperature within 60 minutes after brewing, the hot metal temperature measured this time is used.
上記のような方法の適用によって決定された溶銑温度を使って、その溶銑温度が表１に示す７段階（＋２〜―４）の炉熱レベルのいずれにあるのかを判定（炉熱レベルの点数づけを行なう）する。なお、表１に示す温度範囲の左側は、その温度以上、右側はその温度未満であることを示す。 Using the hot metal temperature determined by applying the method as described above, determine whether the hot metal temperature is at one of the seven levels (+2 to -4) of the furnace heat level shown in Table 1 (number of furnace heat levels) ). In addition, the left side of the temperature range shown in Table 1 indicates that the temperature is higher than that temperature, and the right side indicates that the temperature is lower than that temperature.
(２)炉熱推移レベルの判定
炉熱推移レベルを判定するには、まず、炉熱が上昇傾向にあるのか下降傾向にあるのかを判定する必要がある。そのために、本発明では、以下に示すセンサー情報（センサーデータまたはそのセンサーデータから求められる炉熱指数）の時間変化量を使用する。ここで言う時間変化量とは、所定時間範囲におけるセンサーデータを時間に対して直線回帰し、その傾きとして求たものである。
(2) Determination of furnace heat transition level In order to determine the furnace heat transition level, it is first necessary to determine whether the furnace heat tends to increase or decrease. Therefore, in the present invention, a time change amount of sensor information (sensor data or a furnace heat index obtained from the sensor data) shown below is used. The amount of time change referred to here is obtained by linearly regressing sensor data in a predetermined time range with respect to time, and obtaining the inclination.
即ち、センサーデータの例として、図３の上段のグラフに羽口埋め込み温度の経時変化生データ（１分に１回程度測定されたもの）が示されている。その時間変化量とは、この毎分のデータの所定時間範囲における平均的な傾きのことで、例えば、過去１時間の毎分温度データを縦軸に、時間を横軸にとって単回帰することにより、
（温度）＝ａ・（時間）＋ｂ
という回帰直線を得たときの傾きのことである。
That is, as an example of sensor data, the time-varying raw data of the tuyere embedding temperature (measured about once per minute) is shown in the upper graph of FIG. The amount of change in time is the average slope of the data for each minute in a predetermined time range. For example, by performing a single regression with the temperature data for the past hour as the vertical axis and the time as the horizontal axis. ,
(Temperature) = a · (Time) + b
Is the slope when the regression line is obtained.
所定時間範囲としては、例えば、長期推移であれば、現時点から過去２．５時間の間の生データを用いて回帰した直線の傾きａ、短期推移であれば、現時点から過去１時間の生データを用いて回帰した直線の傾きａである。ここで長期推移は、過去２〜５時間のデータに基づいて計算することが好ましく、短期推移は過去０．５〜１．５時間のデータに基づいて計算することが好ましい。これは、長期推移を求める所定時間範囲については、過去２〜５時間、好ましくは２．５時間程度の羽口埋め込み温度推移および炉熱指数推移が現時点での溶銑温度と相関があるという発明者らの知見に基づいて定められたものであり、短期推移を求める所定時間範囲については、データのばらつきに影響されることなく現時点での温度や指数の傾向を反映できるように定められものである。 As the predetermined time range, for example, if it is a long-term transition, the slope of a straight line regressed using the raw data for the past 2.5 hours from the present time, and if it is a short-term transition, the raw data for the past one hour from the present time Is the slope a of the straight line regressed using Here, the long-term transition is preferably calculated based on data for the past 2 to 5 hours, and the short-term transition is preferably calculated based on data for the past 0.5 to 1.5 hours. For the predetermined time range for obtaining a long-term transition, the inventor said that the tuyere embedding temperature transition and the furnace heat index transition over the past 2 to 5 hours, preferably about 2.5 hours, are correlated with the present hot metal temperature. The predetermined time range for short-term transition is determined so that the current temperature and index trends can be reflected without being affected by data variability. .
次に、センサー情報である前記センサーデータおよびそのセンサーデータから求められる炉熱指数について説明する。
ｉ.羽口埋め込み温度計：羽口先端部に埋め込まれた熱電対温度計の測定値。
ii.羽口熱負荷：羽口冷却水の抜熱量計算値（ただし、これは羽口埋め込み温度計のバックアップとして使用する）。
iii.炉熱指数(ＴＱ)：前記センサー情報と高炉操業条件を元に計算される、炉熱レベルを表わした指数である。これは、例えば、特許文献３に記載の炉熱指数（ＴＱ）を使用することができる。
Next, the sensor data as sensor information and the furnace heat index obtained from the sensor data will be described.
i. Tuyere embedded thermometer: A measured value of a thermocouple thermometer embedded in the tip of the tuyere.
ii. Tuyere heat load: Calculated heat removal from tuyere cooling water (however, this is used as a backup for the tuyere embedded thermometer).
iii. Furnace Heat Index (TQ): an index representing the furnace heat level calculated based on the sensor information and blast furnace operating conditions. For this, for example, the furnace heat index (TQ) described in Patent Document 3 can be used.
即ち、炉熱指数ＴＱは、下記（１）式で与えられる。
ＴＱ ＝ Ｑ１＋Ｑ２−（Ｑ３＋Ｑ４＋Ｑ５） （１）
ここで、Ｑ１：羽口先コークス燃焼熱 （ｋｃａｌ／ｔ）、
Ｑ２：送風顕熱 （ｋｃａｌ／ｔ）、
Ｑ３：ソリューションロス反応熱 （ｋｃａｌ／ｔ）、
Ｑ４：羽口先でのＣ＋Ｈ２Ｏ＝ＣＯ＋Ｈ２の反応熱（ｋｃａｌ／ｔ）、
Ｑ５：炉下部のステーブ抜熱 （ｋｃａｌ／ｔ）、
That is, the furnace heat index TQ is given by the following equation (1).
TQ = Q1 + Q2- (Q3 + Q4 + Q5) (1)
Where, Q1: tuyere tip coke combustion heat (kcal / t),
Q2: blown sensible heat (kcal / t),
Q3: Solution loss reaction heat (kcal / t),
Q4: reaction heat of C + H 2 O = CO + H 2 at the tuyere (kcal / t),
Q5: Stave heat removal at the bottom of the furnace (kcal / t),
なお、この炉熱指数ＴＱは、９００℃基準の炉下部の熱バランスでほぼ銑鉄ｔ当たりの銑滓の顕熱に相当する。操業条件が一定の場合に炉熱変動の原因となるのは、ソリューションロス反応温度の変動のみであるが、これが変動することによって銑鉄生産速度が変動し、結果としてＴＱの変動となって現れる。また、ＴＱはソリューションロス反応熱（またはソリューションロスＣ量）とほぼ同じ動きをする。この炉熱指数ＴＱと溶銑温度とは約１時間（６０分）の時間差をもってよく対応すると考えられている。 The furnace heat index TQ substantially corresponds to the sensible heat of soot per pig iron t in the heat balance at the bottom of the furnace on the basis of 900 ° C. When the operating conditions are constant, the fluctuation of the furnace heat is the only cause of the fluctuation of the solution loss reaction temperature. However, the fluctuation of the pig iron production speed is caused by this fluctuation, resulting in a fluctuation of TQ. In addition, TQ moves almost the same as the solution loss reaction heat (or solution loss C amount). It is considered that the furnace heat index TQ and the hot metal temperature correspond well with a time difference of about 1 hour (60 minutes).
ここで、羽口先コークス燃焼熱（Ｑ１）には、吹込み微粉炭の燃焼熱も含むものとし、その燃焼熱は、コークスおよび微粉炭の投入量から求められる。送風顕熱（Ｑ２）は送風量と送風温度とガス比熱から求める。ソリューソンロス反応熱（Ｑ３）は炉頂ガスの分析値から求める。羽口先でのＣ＋Ｈ２Ｏ反応熱（Ｑ４）は送風湿分と反応熱から求める。そして、炉下部のステーブ抜熱（Ｑ５）はステーブ冷却水の量と温度から求める。なお、上記ｉが求められる場合には上記iiは用いる必要がなく、ｉのデータが得られない場合に、あらかじめ求めたｉとiiの関係からiiのデータに基づいてｉを推定して用いる。 Here, the tuyere tip coke combustion heat (Q1) includes the combustion heat of the blown pulverized coal, and the combustion heat is obtained from the input amounts of coke and pulverized coal. The blown sensible heat (Q2) is obtained from the blown amount, the blown temperature, and the specific gas heat. The Soluson loss reaction heat (Q3) is obtained from the analysis value of the top gas. The C + H 2 O reaction heat (Q4) at the tip of the tuyere is determined from the blast moisture and reaction heat. The stave heat removal (Q5) at the bottom of the furnace is obtained from the amount and temperature of the stave cooling water. When i is obtained, ii does not need to be used. When i data cannot be obtained, i is estimated based on ii data based on the relationship between i and ii obtained in advance.
(３)炉熱推移レベルの判定
急激な炉熱変動、長期的な炉熱変動に対してそれぞれ適切な操業アクションをガイダンスするために、本発明では、例えば、上掲の(２)で示したセンサー情報（炉熱指数）を「長期の変化量」と「短期の変化量」とに分け、さらにそれぞれの変化量を７段階に分けて点数づけして判定する。
(3) Judgment of furnace heat transition level In order to provide guidance on appropriate operation actions for sudden furnace heat fluctuations and long-term furnace heat fluctuations, in the present invention, for example, as shown in (2) above. The sensor information (furnace heat index) is divided into “long-term change amount” and “short-term change amount”, and each change amount is further divided into seven stages and scored.
上述したように、例えば、
長期推移とは、過去２．５時間のセンサー情報の１時間当たりの変化量
短期推移とは、過去１時間のセンサー情報の１時間当たりの変化量
羽口埋め込み温度と炉熱指数（ＴＱ）の長期推移、短期推移の値から表２に示す推移判定表に基づいて、長期変化量点数および短期変化量点数に換算し、下記（２）式に基づき推移トータル点数を求める。
推移トータル点数＝羽口埋め込み温度（長期変化量点数）
＋羽口埋め込み温度（短期変化量点数）
＋炉熱指数ＴＱ（長期変化量点数）
＋炉熱指数ＴＱ（短期変化量点数） （２）
As mentioned above, for example,
The long-term trend is the amount of change in sensor information per hour for the past 2.5 hours. The short-term trend is the amount of change in sensor information per hour for the past hour. The tuyere embedment temperature and the furnace heat index (TQ) Based on the transition judgment table shown in Table 2 from the values of the long-term transition and the short-term transition, the long-term change score and the short-term change score are converted, and the total transition score is obtained based on the following equation (2).
Transition total score = tuyere embedding temperature (long-term change score)
+ Tuyere embedding temperature (short-term change score)
+ Furnace heat index TQ (Long-term change points)
+ Furnace heat index TQ (Short-term change points) (2)
このように求められた変化量（傾きａ）の例が図３の中段のグラフであり、現時点から過去２．５時間のデータを用いて求めた傾き（長期）、現時点から過去１時間のデータを用いて求めた傾き（短期）をそれぞれ図示した。このように、長期、短期の炉熱レベルの推移は一致しない場合があることがわかる。 An example of the amount of change (slope a) obtained in this way is the middle graph of FIG. 3, and the slope (long-term) obtained using data for the past 2.5 hours from the present time, data for the past one hour from the present time. The slopes (short-term) obtained using are shown in the figure. Thus, it can be seen that the transition of the long-term and short-term furnace heat levels may not match.
こうした変化量（傾きａ）をもとに、表２を用いて、傾きａを点数に換算する。例えば、過去２．５時間（長期）のデータを用いて求めた傾きａが２０℃／時間であれば、表２より「羽口埋め込み温度の長期変化量点数」は２点となる。また、短期データの傾きからも同じ表により点数を求め、これを前記「推移トータル点数」の計算式（２）に入れて計算する。 Based on the amount of change (slope a), the slope a is converted into a score using Table 2. For example, if the slope a obtained using the data for the past 2.5 hours (long term) is 20 ° C./hour, “the long-term change score of the tuyere embedment temperature” is 2 from Table 2. Also, the score is obtained from the slope of the short-term data by the same table, and this is calculated by putting it in the calculation formula (2) of the “total transition score”.
本発明では、このようにして求められる推移トータル点数を、炉熱推移レベル判定結果として用いることにする。それは、羽口埋め込み温度推移および炉熱指数推移の短期推移および長期推移から求められる推移トータル点数が現時点での溶銑温度と相関があるという発明者らの知見に基づくものである。 In the present invention, the total transition score obtained in this way is used as the furnace heat transition level determination result. It is based on the inventors' knowledge that the total transition score obtained from the short-term transition and long-term transition of the tuyere embedment temperature transition and the furnace heat index transition is correlated with the hot metal temperature at the present time.
(４)アクション判定テーブル
(１)で判定した溶銑温度レベルと(３)で判定したセンサー情報等に基づく推移トータル点数を用いて、次に、炉熱調整を行なう。炉熱調整の方法としては、送風湿分、吹き込み微粉炭比、送風温度のいずれか１以上で調整することが操作が容易で、比較的応答も速いため好ましい。以下、炉熱調整操作を送風湿分で行なう場合の操業アクションの例を、表３に示す。（１）で表１から求められる炉熱レベル点数と、（３）で求められる推移トータル点数の計算式から求められる点数の交点の数値が、必要な送風湿分アクション量を示している。
(4) Action judgment table
Next, furnace heat adjustment is performed using the total temperature score based on the hot metal temperature level determined in (1) and the sensor information determined in (3). As a method for adjusting the furnace heat, it is preferable to adjust at any one or more of blowing moisture, blowing pulverized coal ratio, and blowing temperature because the operation is easy and the response is relatively fast. Hereinafter, Table 3 shows an example of the operation action when the furnace heat adjustment operation is performed with the blast moisture. The numerical value of the point of intersection between the furnace heat level score obtained from Table 1 in (1) and the transition total score obtained in (3) indicates the necessary blast moisture action amount.
具体的に説明すると、例えば、炉熱レベルが１点、推移トータル点数が３点であれば、表３のその交点の４ｇ／Ｎｍ３が送風湿分アクション量ということになり、そのアクション量が「判定結果」である。図３では、求められたアクション量の推移が同図の下段のグラフとして示されている。 More specifically, for example, if the furnace heat level is 1 point and the transition total score is 3 points, 4 g / Nm 3 at the intersection in Table 3 is the blast moisture action amount, and the action amount is It is a “judgment result”. In FIG. 3, the transition of the obtained action amount is shown as a lower graph in the same figure.
本発明において、炉熱制御アクションとしては、上述した送風湿分の他に、送風温度および吹込み微粉炭比（溶銑トンあたり微粉炭吹込み量ｋｇ/ｔｈｍ）を用いることができる。表３から得られたアクション量に対し、表４の換算比率で、それぞれのアクションを組み合わせて実施することができる。 In the present invention, as the furnace heat control action, in addition to the blowing moisture described above, the blowing temperature and the blowing pulverized coal ratio (the pulverized coal blowing amount kg / thm per ton of molten iron) can be used. With respect to the amount of action obtained from Table 3, each action can be implemented in combination at the conversion ratio shown in Table 4.
なお、送風湿分、送風温度、吹込み微粉炭比には好適な上下限値があるため、例えば、表３の判定結果の操作によって送風湿分の上限値を上回る場合は微粉炭吹込量を３(ｋｇ/ｔ)下げ、下限値を下回る場合は微粉炭吹込量を３(ｋｇ/ｔ)上げるというように、それぞれの炉熱アクションを順次取るようにすることも可能である。
なお、表１〜４に示す区間や点数、アクション量は、高炉に応じて調整することができ、経験に基づいて好ましい値を設定できる。
In addition, since there are suitable upper and lower limit values for the blast moisture, the blast temperature, and the blowing pulverized coal ratio, for example, when the upper limit value of the blast moisture is exceeded by the operation of the determination result of Table 3, the pulverized coal blowing amount is It is also possible to take each furnace heat action sequentially, such as lowering 3 (kg / t) and lowering the pulverized coal injection amount by 3 (kg / t) when below the lower limit.
In addition, the area shown in Tables 1-4, a score, and the amount of actions can be adjusted according to a blast furnace, and a preferable value can be set based on experience.
また、センサー情報の取り込み、レベル判定、推移判定の計算は、例えば、エクセル等のパソコンの表計算ソフト上で行なうことが可能である。表計算ソフトを用いて、溶銑温度、羽口先埋め込み温度の生データを取り込み、長期および短期の変化量（回帰計算）を求め、そして、特許文献３の方法に基づきデータを取り込み、炉熱指数（ＴＱ）とその短期、長期変化量を求めること、それらの計算結果から表１〜３に基づいて点数を算出し、送風湿分アクション量を出力し、アクション指示を行なうことができる。判定計算は１分ごとに行なわれ操作量の更新を行ない、炉熱レベルや炉熱推移、操作量などの判定結果がディスプレイ上に表示する。アクションのハンチングを防ぐため、操作量は過去５〜１５分間、好ましくは過去１０分間の操作量の平均値を用いることが好ましい。また、連続アクションを防ぐためアクション実施後の１時間は次のアクションを行なわないことが好ましい。ただし、急激な炉熱の変化により、判定操作量が±３.５(ｇ/Ｎｍ３)以上となった時は緊急判定としてディスプレイに表示されるようにすることができる。好ましいアクションのフローの一例を図１に示す。 In addition, sensor information acquisition, level determination, and transition determination calculation can be performed on spreadsheet software of a personal computer such as Excel. Using spreadsheet software, raw data of hot metal temperature and tuyere tip embedding temperature are taken in, long-term and short-term changes (regression calculation) are obtained, and data is taken in based on the method of Patent Document 3, and the furnace heat index ( TQ) and its short-term and long-term change amounts can be obtained, and the score can be calculated based on the calculation results based on Tables 1 to 3, and the blast moisture action amount can be output to give an action instruction. The determination calculation is performed every minute, and the operation amount is updated, and the determination results such as the furnace heat level, the furnace heat transition, and the operation amount are displayed on the display. In order to prevent action hunting, the operation amount is preferably the average value of the operation amount for the past 5 to 15 minutes, preferably for the past 10 minutes. In order to prevent a continuous action, it is preferable not to perform the next action for one hour after the execution of the action. However, when the judgment operation amount becomes ± 3.5 (g / Nm 3 ) or more due to a rapid change in the furnace heat, it can be displayed on the display as an emergency judgment. An example of a preferred action flow is shown in FIG.
図２は、高炉の炉熱判定に使用するセンサーの配置図である。羽口埋め込み温度は、全羽口の温度の平均値を用いた。これらのセンサーによるデータを用いて、上述した方法で、炉熱レベルの判定および炉熱推移レベルの判定を行なった。 FIG. 2 is a layout diagram of sensors used for determining the furnace heat of the blast furnace. As the tuyere embedding temperature, an average value of all tuyere temperatures was used. Using the data from these sensors, the furnace heat level and the furnace heat transition level were determined by the method described above.
図３は、羽口埋め込み温度の推移と、長期（２．５時間）と短期（１時間）の羽口埋め込み温度の推移傾き、表３に基づいて得られた送風湿分（Ｍｏｉ）のアクション量（ｇ／Ｎｍ３）である。図３の送風湿分アクション量は、１分に１回計算を行なって、表３に基づいて指示されたアクション量の１０分間の平均値を小数点以下第一位で、四捨五入した値である。 FIG. 3 shows changes in tuyere embedding temperature, long-term (2.5 hours) and short-term (1 hour) tuyere embedding temperature transitions, and action of blast moisture (Moi) obtained based on Table 3 Amount (g / Nm 3 ). The blast moisture action amount in FIG. 3 is a value obtained by calculating once per minute and rounding the average value for 10 minutes of the action amount instructed based on Table 3 to the first decimal place.
発明例は、２.５時間と１時間のデータの両方に基づきアクションを行なった場合であり、比較例は２.５時間のデータのみに基づいてアクションを行なった場合である。比較例では送風湿分アクション量が４ｇ/Ｎｍ３になるような過剰アクションが行なわれる場合があったが、本発明ではそのような過剰アクションを防ぐことができた。 The invention example is a case where an action is performed based on both data of 2.5 hours and 1 hour, and the comparative example is a case where an action is performed based only on data of 2.5 hours. In the comparative example, there was a case where an excessive action was performed such that the blast moisture action amount was 4 g / Nm 3 , but in the present invention, such an excessive action could be prevented.
図４は、炉熱ガイダンスを利用した結果の溶銑温度の実績である。ガイダンスを利用することで、溶銑温度の分布が狭くなり（バラツキσは２０.８℃から１６.０℃に低減）、溶銑温度の目標的中率が３９.３％から４５.８％（＋６.５％）に向上した。また、日内変動幅も５５℃から３０℃に低減された。このように、長期推移と短期推移を組み合わせた判定により正確なアクションガイダンスを得られた。その結果、溶銑温度のバラツキ低減により、還元材比が０．７ｋｇ/ｔ低減できた。 FIG. 4 is a result of the hot metal temperature as a result of using the furnace heat guidance. By using the guidance, the distribution of hot metal temperature is narrowed (the variation σ is reduced from 20.8 ° C to 16.0 ° C), and the target median of hot metal temperature is 39.3% to 45.8% (+6 0.5%). The daily fluctuation range was also reduced from 55 ° C to 30 ° C. In this way, accurate action guidance was obtained by a combination of long-term transition and short-term transition. As a result, the reducing material ratio was reduced by 0.7 kg / t due to the reduction in the variation in the hot metal temperature.
本発明の上述した炉熱の長期推移と、短期推移とを利用する高炉の炉熱制御技術は、他の竪形炉の炉熱制御技術に応用することができる。 The furnace heat control technology of the blast furnace using the long-term transition and the short-term transition of the above-described furnace heat according to the present invention can be applied to the furnace heat control technique of other vertical furnaces.
Claims (10)
ｂ．高炉に取り付けられたセンサーから得られるセンサーデータまたはそのセンサーデータから求められる炉熱指数の時間変化量に基づいて炉熱推移レベルを判定し、
ｃ．前記炉熱レベルおよび炉熱推移レベルに応じた操業アクションを行なうことを特徴とする高炉の炉熱制御方法。 a. Judging the furnace heat level from the temperature of the hot metal discharged from the blast furnace,
b. Determine the furnace heat transition level based on the sensor data obtained from the sensor attached to the blast furnace or the time variation of the furnace heat index obtained from the sensor data,
c. A furnace heat control method for a blast furnace, wherein an operation action corresponding to the furnace heat level and the furnace heat transition level is performed.
推移トータル点数＝羽口埋め込み温度（長期変化量点数）
＋羽口埋め込み温度（短期変化量点数）
＋炉熱指数ＴＱ（長期変化量点数）
＋炉熱指数ＴＱ（短期変化量点数） （１） The furnace heat control method for a blast furnace according to any one of claims 1 to 3, wherein the total number of points of the furnace heat transition level is obtained by the following equation (1).
Transition total score = tuyere embedding temperature (long-term change score)
+ Tuyere embedding temperature (short-term change score)
+ Furnace heat index TQ (Long-term change points)
+ Furnace heat index TQ (Short-term change points) (1)
ｉ.羽口埋め込み温度計：羽口先端部に埋め込まれた熱電対温度計の測定値。
ii.羽口熱負荷：羽口埋め込み温度計のバックアップとして使用する羽口冷却水の抜熱量計算値。
iii.炉熱指数(ＴＱ)：各種センサー情報と操業条件を元に計算される、炉熱レベルを表わした指数。 In determining the furnace heat transition level, the following sensor data i, ii, iii or a time change amount of the furnace heat index obtained from the sensor data is used. The furnace heat control method of a blast furnace as described in 2.
i. Tuyere embedded thermometer: A measured value of a thermocouple thermometer embedded in the tip of the tuyere.
ii. Tuyere heat load: Calculated heat removal from tuyere cooling water used as a backup for the tuyere embedded thermometer.
iii. Furnace heat index (TQ): An index representing the furnace heat level calculated based on various sensor information and operating conditions.
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