JP2015196888A - Estimation method of powder rate of blast furnace raw material, and operation method of blast furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はベルレス高炉において、炉頂バンカーにおける原料の堆積状態から装入原料の粉率を推定する方法および推定された粉率に基づく操業アクションを行う高炉の操業方法に関する。 The present invention relates to a method of estimating a powder rate of a charged raw material from a deposition state of a raw material in a furnace top bunker and a method of operating a blast furnace performing an operation action based on the estimated powder rate in a bell-less blast furnace.
高炉操業においては、高炉炉頂部から鉄源である焼結鉱や還元剤であるコークスなどを装入して炉内に層状に堆積させる。焼結鉱やコークスなどは、高炉上部に配置される炉頂バンカーから高炉に装入される。 In blast furnace operation, sintered ore that is an iron source, coke that is a reducing agent, and the like are charged from the top of the blast furnace and deposited in layers in the furnace. Sinter or coke is charged into the blast furnace from the top bunker located at the top of the blast furnace.
高炉においては、装入原料に含まれる粒径の小さい粉体が炉内通気性に大きな影響を及ぼす。そのため装入原料中の粉体の割合を管理することは非常に重要である。たとえば、焼結工場では、工場から搬出される際の焼結鉱の粉率を管理するために、最終篩の網目を調整して粉率を制御している。また、高炉への装入直前にも篩の網目を調整して粉率を管理している。また、特許文献1は高炉における休風時に炉内にプローブを差し込んで炉内の堆積物をサンプリングし、粉率を測定することを開示する。
In the blast furnace, the powder having a small particle size contained in the charging raw material has a great influence on the air permeability in the furnace. Therefore, it is very important to manage the ratio of the powder in the charged raw material. For example, in the sintering factory, in order to manage the powder rate of the sintered ore when being carried out from the factory, the powder rate is controlled by adjusting the mesh of the final sieve. In addition, the powder rate is controlled by adjusting the mesh of the sieve just before charging into the blast furnace. Further,
しかし、上述のように焼結工場での篩目を調整するだけでは、その後の高炉までの輸送過程での粉化を反映しないため、高炉に装入される時点での粉率を十分に精度よく管理することはできなかった。また、特許文献1の方法では高炉の休風時にしか粉率を測定することができないため、粉率測定の頻度を上げることができない。そのため、粉率の管理としては精度が十分でなかった。
However, just adjusting the sieve mesh at the sintering plant as described above does not reflect pulverization during the subsequent transportation to the blast furnace, so the powder rate at the time of charging into the blast furnace is sufficiently accurate. I couldn't manage well. Moreover, since the powder rate can be measured only when the blast furnace is closed with the method of
そこで本発明は、高炉に装入される時点での原料の粉率をより精度よく把握し粉率を管理する高炉原料の粉率管理方法および粉率管理方法によって推定された粉率に基づくより安定した高炉の操業方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is based on the powder rate management method of the blast furnace raw material and the powder rate estimated by the powder rate management method for more accurately grasping the powder rate of the raw material at the time of charging into the blast furnace and managing the powder rate. The purpose is to provide a stable blast furnace operation method.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その発明の要旨とするところは以下のとおりである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the gist of the invention is as follows.
(1) 炉頂バンカーから高炉に装入される原料の粉率と傾斜角との相関関係を予め定めておき、
前記炉頂バンカー内の原料の傾斜角を求め、
前記相関関係と前記求めた傾斜角とから高炉に装入される原料の粉率を推定する高炉原料の粉率推定方法であって、
前記傾斜角が、原料の装入が完了した時点の原料の斜面の角度(第1の傾斜角)、および/または、装入された原料の前記炉頂バンカーの排出口からの排出を開始してからある遷移期間を経た後に安定して形成される、前記排出口の上方の位置から前記炉頂バンカーの側壁側に向かって上方に傾斜する原料の斜面の角度(第2の傾斜角)である高炉原料の粉率推定方法。(1)によれば、上記目的を達成することができる。
(1) Predetermining the correlation between the powder rate of raw materials charged into the blast furnace from the top bunker and the inclination angle,
Obtain the angle of inclination of the raw material in the furnace top bunker,
A method for estimating a powder rate of a blast furnace raw material that estimates a powder rate of a raw material charged into a blast furnace from the correlation and the obtained inclination angle,
The inclination angle is the angle of the slope of the raw material (first inclination angle) when the charging of the raw material is completed, and / or the discharge of the charged raw material from the outlet of the furnace top bunker is started. The angle of the slope of the raw material (second inclination angle), which is stably formed after a certain transition period, and is inclined upward from the position above the discharge port toward the side wall of the furnace top bunker A method for estimating the powder rate of a blast furnace raw material. According to (1), the above object can be achieved.
(2)上記(1)の高炉原料の粉率推定方法において、前記炉頂バンカーの横断面における前記排出口の上方の位置から前記側壁までの範囲における複数の位置において、前記炉頂バンカーに装入された原料の表面の高さである表面レベルを測定し、測定される原料の表面レベルの差に基づき原料の傾斜角を求めることを特徴とする高炉原料の粉率推定方法。(2)によれば、原料の傾斜角を連続して求めてより精度よく粉率を特定することができる。 (2) In the method for estimating the powder rate of the blast furnace raw material of (1) above, the furnace top bunker is mounted at a plurality of positions in the range from the position above the discharge port to the side wall in the cross section of the furnace top bunker. A method for estimating a powder rate of a blast furnace raw material, comprising measuring a surface level, which is a height of a surface of the raw material, and obtaining an inclination angle of the raw material based on a difference in the measured surface level of the raw material. According to (2), it is possible to continuously determine the inclination angle of the raw material and specify the powder rate with higher accuracy.
(3)上記(2)の高炉原料の粉率推定方法において、原料の斜面の3か所以上の位置で前記表面レベルを測定し、2組以上の位置の表面レベルの差に基づき測定対象の斜面の傾斜角をそれぞれ求め、求めた複数の傾斜角に基づき原料の傾斜角を決定することを特徴とする高炉原料の粉率推定方法。(3)によれば、より正確に原料の粉率を特定することができる。 (3) In the method for estimating the powder rate of the blast furnace raw material of (2) above, the surface level is measured at three or more positions on the slope of the raw material, and the measurement target is measured based on the difference in surface level at two or more positions. A method for estimating a powder rate of a blast furnace raw material, wherein the inclination angle of the slope is determined, and the inclination angle of the raw material is determined based on the determined multiple inclination angles. According to (3), the powder rate of the raw material can be specified more accurately.
(4)上記(1)から(3)のいずれかの高炉原料の粉率推定方法によって高炉に装入される原料の粉率を推定し、
推定された粉率が基準値を超えた場合に、粉率増加によって生じる前記高炉の通気性の悪化を補償する操業アクションおよび前記炉頂バンカーに装入する原料の粉率を低下させる操業アクションの少なくともいずれかを行うことを特徴とする高炉の操業方法。(4)によれば、1回の原料装入毎に粉率を推定して、その粉率に基づく操業アクションを行うことができ、より安定した高炉の操業が可能になる。
(4) Estimating the powder rate of the raw material charged into the blast furnace by the powder rate estimation method of any of the above (1) to (3),
When the estimated powder ratio exceeds a reference value, an operation action that compensates for the deterioration in air permeability of the blast furnace caused by an increase in the powder ratio and an operation action that decreases the powder ratio of the raw material charged in the furnace top bunker A method for operating a blast furnace, characterized by performing at least one of the above. According to (4), the powder rate can be estimated every time the raw material is charged, and an operation action based on the powder rate can be performed, so that a more stable operation of the blast furnace becomes possible.
(5)上記(4)の高炉の操業方法において、前記通気性の悪化を補償する操業アクションが、コークス比の増加操作と、高炉における装入物分布の変更操作と、のうち少なくともいずれかであることを特徴とする高炉の操業方法。(5)によれば、装入原料の粉率が増加した場合でも通気性の悪化を適切に補償することができる。 (5) In the method for operating a blast furnace according to (4) above, the operation action for compensating for the deterioration in air permeability is at least one of an operation for increasing the coke ratio and an operation for changing the distribution of charges in the blast furnace. A method of operating a blast furnace characterized by being. According to (5), even when the powder rate of the charged raw material is increased, it is possible to appropriately compensate for the deterioration in air permeability.
(6)上記(4)の高炉の操業方法において、前記原料の粉率を低下させる操業アクションが、原料の前記炉頂バンカーへの供給経路において前記炉頂バンカーよりも上流工程に配置される篩の振動数を増加させる操作と、前記篩を異なる開口サイズの篩に変更する操作と、原料の強度を増加させるために原料の生産条件を変更する操作と、のうち少なくともいずれかであることを特徴とする高炉の操業方法。(6)によれば、粉率が増加した場合に原料の粉率を低下させて、高炉の生産性の低下を効果的に抑制することができる。 (6) In the method for operating a blast furnace according to (4) above, the operation action for reducing the powder rate of the raw material is arranged in a process upstream of the furnace top bunker in the supply path of the raw material to the furnace top bunker. At least one of an operation for increasing the frequency of the above, an operation for changing the sieve to a sieve having a different opening size, and an operation for changing the production conditions of the raw material in order to increase the strength of the raw material. A featured blast furnace operation method. According to (6), when the powder rate increases, the powder rate of the raw material can be reduced, and the decrease in productivity of the blast furnace can be effectively suppressed.
本発明によれば、高炉に装入される原料の粉率をより精度よく把握し粉率を管理する高炉原料の粉率管理方法および当該粉率管理方法によって推定された粉率に基づくより安定した高炉の操業方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the powder rate management method of the blast furnace raw material which grasps | ascertains the powder rate of the raw material charged into a blast furnace more accurately and manages a powder rate, and more stable based on the powder rate estimated by the said powder rate management method It is possible to provide a method for operating a blast furnace.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1を参照して、本実施形態に係る高炉の原料装入装置の構成および装入方法について説明する。図1の原料装入装置は、高炉10の炉頂部から焼結鉱やペレットや塊鉱石などの鉄鉱石と、還元剤であるコークスとを交互に高炉に装入して炉内に層状に堆積させる装入装置である。図1の原料装入装置は炉頂バンカー5が並列に配置される並列バンカー式ベルレス装入装置である。
With reference to FIG. 1, a configuration and a charging method of a blast furnace raw material charging apparatus according to this embodiment will be described. The raw material charging apparatus shown in FIG. 1 is configured such that iron ore such as sintered ore, pellets and lump ore and coke as a reducing agent are alternately charged into the blast furnace from the top of the
図1の原料装入装置は、原料槽1と、装入ベルトコンベア2と、切替シュート4と、炉頂バンカー5と、排出口6と、流量調整弁7と、集合ホッパー8と、旋回シュート9と、レベル計12と、レベル測定制御部20などを備える。
The raw material charging apparatus shown in FIG. 1 includes a
原料槽1は、高炉に装入する原料を原料の種類や粒度に応じてそれぞれ貯蔵する。原料装入装置を用いて高炉10内に原料3を装入する場合には、各原料3を所定重量ずつ装入ベルトコンベア2上に切り出して、切替シュート4を介して炉頂バンカー5に供給する。供給された原料3は、炉頂バンカー5に一旦貯留される。貯留された原料3は、炉頂バンカー5の排出口6から流量調整弁7を通って集合ホッパー8に排出され、旋回シュート9によって炉内に装入される。流量調整弁7の開度を調整することで、炉頂バンカー5の排出口6からの原料の排出流量が調整される。旋回シュート9は供給された原料3を高炉10の炉内の所望の位置に装入する。並列バンカー式ベルレス装入装置の場合、並列する複数のバンカーを用いて、焼結鉱などの鉱石とコークスを交互に炉内に装入する。
The
本実施形態の原料装入装置は、炉頂バンカー5内に装入された原料が形成する斜面の傾斜角測定手段として、レベル計12とレベル測定制御部20を備える。レベル計12は、炉頂バンカー5内に装入された原料の、炉頂バンカー内における表面のレベル(高さ)を測定する。レベル測定制御部20は、レベル計12を制御して原料の表面レベルの測定処理を実行させる。なお、後述の粉率推定処理は、レベル測定制御部20が行ってもよいし、別途設けられる他の処理部が粉率推定部として算出処理を行ってもよい。また、図1においてレベル計12を右側の炉頂バンカー5にのみ示しているが、他の炉頂バンカー5にも同様にレベル計12を配置して、装入される原料の表面レベル測定処理を行ってよい。
The raw material charging apparatus according to the present embodiment includes a
ここで「粉率」とは、高炉に装入する原料全体の重量に対する粉体の重量の割合である。本実施形態では、1回の装入で炉頂ホッパー5に供給された原料における粉体の割合である。粉体は、所定の基準粒径よりも粒径が小さい原料である。基準粒径は原料の種類や配合等によって異なり、またその他の操業条件によっても変わるため適宜設定される。たとえば焼結鉱等の鉄鉱石であれば、粒径が5mm未満、あるいは3mm未満の粒子を粉体としてよい。またコークスであれば、粒径が35mm未満のものを粉体としてよい。
Here, the “powder ratio” is the ratio of the weight of the powder to the total weight of the raw material charged in the blast furnace. In this embodiment, it is the ratio of the powder in the raw material supplied to the
レベル計12は原料の表面レベルを連続的に測定できる装置であれば特に限定されないが、たとえば非接触式のレーザー距離計や、マイクロ波距離計などをレベル計12として用いることができる。本実施形態のレベル計12は、複数箇所で原料の表面レベルを測定して、炉頂バンカー5内の原料の表面形状の経時変化を検出するために用いられる。より具体的には、表面レベルを測定して炉頂バンカー5内の原料の斜面の傾斜角を把握するための手段である。
The
レベル計12は少なくとも炉頂バンカー5内の原料の表面レベルを複数箇所で測定することができればよいが、原料槽1から1回の切り出しで切り出された原料を炉頂バンカー5に装入した場合に頂部となる位置の表面レベルと、頂部以外の1か所以上の位置の表面レベルを測定することが好ましい。
The
原料装入後の頂部の位置は、たとえば図1のような偏心型の炉頂バンカー5に対して切替シュート4から原料が装入される場合、炉頂バンカー5の横断面の中心よりも内側の側壁寄りの位置になる。原料装入後の表面形状がこのような形状となる場合には、原料頂部付近の位置と、頂部付近の位置よりも炉頂バンカー5の横断面の径方向外側の1か所または複数箇所における原料の表面レベルを測定することが好ましい。たとえば、原料頂部付近の第1の位置と、第1の位置よりも炉頂バンカー5の径方向外側の第2の位置と、第2の位置よりもさらに径方向外側の第3の位置の計3か所の位置の表面レベルをレベル計12によって測定する。第1から第3の位置は、たとえば第1の位置からバンカー内壁(バンカーの側壁の内面)の位置までを等分する位置とすることができる。
When the raw material is charged from the switching chute 4 with respect to the eccentric type
そして本実施形態のレベル計12は、(1)原料装入後(排出開始前)の原料が崩れずに安定して堆積している状態における各地点の表面レベルの測定、および、(2)炉頂バンカー5から高炉10に原料を排出している間における各地点の表面レベルの連続的な測定、の少なくともいずれかを行う。そして図2に示すように、(1)の測定によって把握される複数地点の表面レベルから、堆積した原料の傾斜角(堆積角)θ1を求めることができる(図2(a))。この安定して堆積している状態の傾斜角は、原料の安息角と同等である。また(2)の測定によれば原料を排出口6から原料を排出している際における複数タイミングでの原料の斜面の傾斜角θ2を求めることができる(図2(b))。
And the
炉頂バンカー5内におけるこのような原料の傾斜角と原料の粉率との間には相関関係がある。本実施形態の原料装入装置はあらかじめ求めたこの相関関係に基づき、表面レベルの測定値から測定した原料の粉率を求める(推定する)ことができる。なお詳しくは後述するが、本実施形態では原料排出を開始するとある遷移期間を経過した後、原料の傾斜角がほぼ一定に維持された表面形状のまま、全体の表面レベルが低下していく時間(期間)がある。そのため、その一定の表面形状における原料の傾斜角θ2を原料排出中の傾斜角として粉率の算出(推定)に用いる。
There is a correlation between the inclination angle of the raw material in the furnace
ここでまず、原料の傾斜角と粉率との関係について説明する。図3は原料の傾斜角と粉率との関係を求めるための測定装置の一例を示す模式図である。図3の測定装置は、炉頂バンカーと同様に装入された原料を下方から排出する機能を有する直方体状のスライス模型で、断面(側面)から原料の堆積形状を透過して観察できる装置である。図3に示すように、スライス模型では、右上から原料を装入し、左下の排出口から原料を排出する。 First, the relationship between the inclination angle of the raw material and the powder rate will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a measuring apparatus for obtaining the relationship between the inclination angle of the raw material and the powder rate. The measuring device in FIG. 3 is a rectangular parallelepiped slice model that has the function of discharging the charged raw material from below in the same manner as the furnace top bunker. is there. As shown in FIG. 3, in the slice model, the raw material is charged from the upper right, and the raw material is discharged from the lower left outlet.
原料装入後の排出前の時点での原料の傾斜角(つまり、原料の安息角)αは、原料をスライス模型に装入して原料が崩れずに堆積した状態で測定される原料の斜面の角度である。また、スライス模型下部の排出口から原料を一定の流速で排出するとともにスライス模型上部から排出量と同量の原料を供給することで、原料の傾斜角が一定となる状態を作る。そしてその一定となった傾斜角を原料排出中の傾斜角βとする。 The inclination angle of the raw material (that is, the angle of repose of the raw material) α at the time before discharging after the raw material charging is measured with the raw material being loaded into the slice model and deposited without breaking down. Is the angle. In addition, the raw material is discharged from the discharge port at the lower part of the slice model at a constant flow rate, and the same amount of the raw material is supplied from the upper part of the slice model, thereby creating a state in which the inclination angle of the raw material is constant. Then, the constant inclination angle is defined as an inclination angle β during the material discharge.
それぞれの傾斜角は、堆積した原料の表面が形成する斜面をスライス模型の断面(側面)を通して直接観察して測定し、傾斜角αとβを求めた。また測定に用いる試料としては、1mm以上5mm以下のコークスを含む試料において1mm以下の粉コークスの重量比率を変えて、様々な粉率のコークス試料を作成して測定に用いた。 Each inclination angle was measured by directly observing the slope formed by the surface of the deposited raw material through the cross section (side surface) of the slice model, and obtaining the inclination angles α and β. Moreover, as a sample used for the measurement, coke samples having various powder ratios were prepared and used for measurement by changing the weight ratio of the powder coke of 1 mm or less in a sample containing coke of 1 mm or more and 5 mm or less.
図4は、粉率が異なる様々なコークス試料について、図3の測定装置によって求めた粉率と傾斜角α、βとの関係を示すグラフである。図4(a)は各試料の傾斜角αと粉率との関係を示す。図4(b)は各試料の傾斜角βと粉率との関係を示す。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the powder ratio and the inclination angles α and β obtained by the measuring apparatus of FIG. 3 for various coke samples having different powder ratios. FIG. 4A shows the relationship between the inclination angle α and the powder rate of each sample. FIG. 4B shows the relationship between the inclination angle β and the powder rate of each sample.
傾斜角αは、図4(a)に示すように試料の粉率の増加に伴って減少する傾向にある。また傾斜角βは図4(b)に示すように試料の粉率の増加に伴って増加する傾向にある。このように、粉率と原料の傾斜角との間には原料の装入後の傾斜角(安息角)および排出中に原料の表面形状が一定となっている状態における傾斜角のいずれについても所定の相関関係があることがわかる。そのため、あらかじめ実際の操業に用いられる炉頂バンカー5において、粉率と傾斜角との関係を求めておけば、実際の操業時の炉頂バンカー5内の原料の傾斜角からその原料の粉率を特定(推定)可能である。
As shown in FIG. 4A, the inclination angle α tends to decrease as the powder rate of the sample increases. Further, as shown in FIG. 4B, the inclination angle β tends to increase as the powder rate of the sample increases. Thus, between the powder rate and the inclination angle of the raw material, both the inclination angle (rest angle) after charging the raw material and the inclination angle in a state where the surface shape of the raw material is constant during discharge It can be seen that there is a predetermined correlation. Therefore, if the relationship between the powder rate and the inclination angle is obtained in advance in the
前記傾斜角と粉率との相関関係は、縮小した模型のバンカーを用いても決定できるが、実際に使用予定の炉頂バンカーで求める方が、精度良い相関関係が得られる点で好ましい。 Although the correlation between the inclination angle and the powder ratio can be determined using a reduced model bunker, it is preferable to obtain the correlation with a furnace top bunker that is actually planned in terms of obtaining a highly accurate correlation.
次に、実際に図1に示す方式の原料装入装置の炉頂バンカー5に原料を装入し、レベル計12によって原料の表面レベルの測定を行った結果について説明する。表面レベルの測定は、5370m3の容積の高炉に用いられる炉頂バンカーの5.6分の1縮尺の炉頂バンカー5を用いて行った。レベル計12は、一例として図5に示すように原料3を炉頂バンカー5に装入した場合に頂部となる位置であり、かつ、排出口6の上方の位置の表面レベルを測定するレベル計Aと、レベル計Aよりも炉頂バンカー5の横断面の径方向外方の位置の表面レベルを測定するレベル計Bと、レベル計Bよりもさらに外方の位置の表面レベルを測定するレベル計Cとを用いた。なお、測定位置は、上述のようにレベル計Aの測定位置と炉頂バンカー5の内壁までを等分した位置であるが、必ずしも等分した位置である必要はなく、複数地点で表面レベルが測定できればよい。
Next, the results of actually charging the raw material into the furnace
装入する原料には焼結鉱を用いた。以下の表1に示すように、同じ焼結鉱の原料について、流量調整弁7の開度を変えてそれぞれレベルの変化を測定した。すなわち、サンプル1−1と1−2では共通の原料について排出中の弁開度を変えてレベルの変化を測定した。原料はいずれも粒径が2mm以上10mm以下の焼結鉱が混ざったものであり、サンプル1と2で5mm未満の粉体の割合(粉率)が異なる。
Sinter was used as the raw material to be charged. As shown in Table 1 below, for the same sintered ore raw material, the change in level was measured by changing the opening degree of the
図6に測定結果のグラフを示す。図6のグラフは、炉頂バンカー5における径方向のレベル測定位置と原料の表面レベルとの関係を示す。図6において、レベル計Aによる測定値を白丸(○)で示し、レベル計Bによる測定値を黒丸(●)で示し、レベル計Cによる測定値を四角(□)で示す。
FIG. 6 shows a graph of measurement results. The graph of FIG. 6 shows the relationship between the radial level measurement position in the furnace
図6に示すように、A〜Cのレベル計12によって各位置の原料の表面レベルを測定することで、斜面の傾斜角など表面形状を把握できることがわかる。そして図6において、サンプル1−1と1−2では、グラフにも示すように原料装入後の排出前の0秒の時点での傾斜角θ1はほぼ同じであった。また、原料排出開始後は、排出口6の上方のレベル計Aで測定される領域はマスフローとなるラットホール領域となるため、レベル計BやCで測定される領域よりも先にレベルが低下していくことがわかる。排出開始からある程度時間が経過すると(つまり遷移期間経過後)、図2(b)で示すような、排出口6の上方の位置からバンカー内壁に向かって上方に傾斜する傾斜面を形成し、傾斜角θ2を維持しながら表面レベル全体が低下していることがわかる。
As shown in FIG. 6, it is understood that the surface shape such as the slope angle of the slope can be grasped by measuring the surface level of the raw material at each position with the
また、排出中にある期間一定となる傾斜角θ2はほぼ同じであった。具体的にはサンプル1−1の30秒経過時から50秒経過時頃までの傾斜角と1−2の30秒前後における傾斜角とがほぼ同じ傾斜角となった。同じ原料同士であれば、流量調整弁7の開度が変化しても表面形状の変化のしかたの違いは小さく、ほぼ同じ傾斜角をとる。ただし、より正確に粉率を算出(推定)するためには、弁開度ごとに粉率と傾斜角との関係をあらかじめ求めておき、粉率推定の際には弁開度についても対応するデータに基づいて粉率を推定することが好ましい。
In addition, the inclination angle θ2 that is constant for a certain period during discharge was substantially the same. Specifically, the inclination angle from the time when 30 seconds passed in Sample 1-1 to the time around 50 seconds passed and the inclination angle around 30 seconds in 1-2 became substantially the same. If the same raw material is used, even if the opening degree of the flow
以上より、レベル計12を用いて複数箇所の表面レベルを測定することで、炉頂バンカーに装入された原料の傾斜角θ1や傾斜角θ2を求めることができる。そして、あらかじめ算出される粉率と傾斜角θ1の相関関係や粉率と傾斜角θ2との相関関係に基づき、炉頂バンカー5に装入された原料の粉率を特定(推定)することが可能である。本実施形態の粉率推定方法によれば、原料の炉頂バンカー5への装入毎に粉率を把握でき、より精度よく確実に原料の粉率の管理が可能となる。なお、本実施形態では炉頂バンカー5の5.6分の1縮尺の模型を用いて測定を行ったが、傾斜角θ1やθ2と粉率との相関関係は、このような縮小した模型を用いて求めてもよいし、実際の操業に用いる炉頂バンカー5を用いて求めてもよい。粉率の推定を行う実際の炉頂バンカー5で相関関係を求めた方がより正確な相関関係が求められるのでより好ましい。
As described above, by measuring the surface level at a plurality of locations using the
なお、本実施形態では原料が焼結鉱である場合についての測定例を示したが、他の種類の鉄鉱石や、還元剤であるコークスなどの他の原料についても同様にして傾斜角を算出し、算出した傾斜角からその原料の粉率を推定することができる。 In this embodiment, the measurement example is shown in the case where the raw material is sintered ore, but the inclination angle is calculated in the same manner for other raw materials such as other types of iron ore and coke as a reducing agent. And the powder rate of the raw material can be estimated from the calculated inclination angle.
なお、原料の傾斜角は、たとえば上述の図5に示すように3か所の位置のレベルを測定する場合であれば、それらの測定値の組み合わせにより(1)レベル計AとBの測定値により求められる角度、(2)レベル計AとCの測定値により求められる角度、(3)レベル計BとCの測定値により求められる角度、の3パターンで算出可能となる。測定箇所がさらに増えれば、一つの原料表面について傾斜角を算出できる算出パターンも増える。このように傾斜角θ1やθ2として、複数のパターンで算出する場合には、それぞれの算出パターンについて傾斜角と粉率との関係をあらかじめ求めておいてもよい。粉率の算出(推定)の際にも同様に、1回の原料排出の際にそれぞれの算出パターンで傾斜角を算出し、各算出パターンでの傾斜角について予め求めたデータに基づき複数の粉率を算出することができる。そして、その複数の粉率の値に基づき最終的に粉率を決定すればよい。複数の算出パターンによる傾斜角から粉率を算出(推定)すれば、より精度よく粉率を特定することができる。 In addition, the inclination angle of the raw material is, for example, in the case of measuring the level at three positions as shown in FIG. It is possible to calculate with three patterns: (2) an angle obtained from the measured values of the level meters A and C, and (3) an angle obtained from the measured values of the level meters B and C. As the number of measurement points further increases, the number of calculation patterns capable of calculating the inclination angle for one raw material surface also increases. As described above, when the inclination angles θ1 and θ2 are calculated using a plurality of patterns, the relationship between the inclination angle and the powder ratio may be obtained in advance for each calculation pattern. Similarly, when calculating (estimating) the powder rate, an inclination angle is calculated with each calculation pattern at the time of discharging the raw material once, and a plurality of powders are calculated based on data obtained in advance for the inclination angle with each calculation pattern. The rate can be calculated. And what is necessary is just to finally determine a powder rate based on the value of the some powder rate. If the powder rate is calculated (estimated) from the inclination angles based on a plurality of calculation patterns, the powder rate can be specified more accurately.
また、予め求めておく粉率と傾斜角との相関関係のデータは、たとえば図4に示すような粉率と傾斜角の関係を示すデータ(傾斜角と粉率とが対応づけられたデータ)で構成されるデータベースを不図示の記憶手段等に格納しておけばよい。そしてレベル測定制御部20あるいは他の処理部が当該データベースを利用して、測定された傾斜角の値から粉率を算出すればよい。
Moreover, the data of the correlation between the powder rate and the tilt angle obtained in advance are, for example, data indicating the relationship between the powder rate and the tilt angle as shown in FIG. 4 (data in which the tilt angle and the powder rate are associated with each other). It is sufficient to store a database constituted by a storage means (not shown) or the like. Then, the level
また、粉率の算出(推定)に用いる粉率と傾斜角θ1やθ2との関係は、粉率ごとに傾斜角θ1やθ2のデータを複数求めて、それらのデータの平均値を用いてもよい。また、図4において破線で示すように測定した値から近似式を求めて、その近似式を上記相関関係として粉率の算出に用いてもよい。 Further, the relationship between the powder rate used for calculation (estimation) of the powder rate and the inclination angles θ1 and θ2 can be obtained by obtaining a plurality of data of the inclination angles θ1 and θ2 for each powder rate and using the average value of the data. Good. Moreover, an approximate expression may be calculated | required from the value measured as shown with a broken line in FIG. 4, and the approximate expression may be used for calculation of a powder rate as the said correlation.
以上に説明した方法によって算出(推定)された粉率に基づき行うアクションについて説明する。炉頂バンカー5に装入された原料について算出(推定)された粉率が、基準とする粉率を上回った場合には、高炉内の通気性が悪化する。その場合、高炉内の通気悪化を補償する操業アクションや、装入する原料中の粉率を低下させる操業アクションをとることができる。なお、上記基準とする粉率は、原料の粉率と高炉における通気性との関係から適宜設定される。
An action to be performed based on the powder rate calculated (estimated) by the method described above will be described. When the powder ratio calculated (estimated) for the raw material charged in the furnace
通気悪化を補償する操業アクションとしては、コークス比を増やしたり、高炉における装入物分布を調整したりする操作などが挙げられる。コークス比とは、溶銑1トンを製造するのに必要なコークス量である。装入物分布とは、高炉の炉頂部において交互に積層される鉄鉱石等の鉱石層とコークス層との所定の炉半径の各位置における層厚比の分布である。 Examples of the operation action that compensates for deterioration in ventilation include an operation of increasing the coke ratio and adjusting the distribution of charges in the blast furnace. The coke ratio is the amount of coke necessary to produce 1 ton of hot metal. The charge distribution is a distribution of the layer thickness ratio at each position of a predetermined furnace radius between an ore layer such as iron ore and a coke layer that are alternately stacked at the top of the blast furnace.
また、原料の粉率を低下させる操業アクションとしては、原料槽1に設けられる篩など、炉頂バンカー5よりも原料の供給経路において上流工程に設けられる篩の振動数を増加して粉体をより振り落とすようにしたり、篩のサイズを変更したり、焼結工場やコークスの生産工程において、焼結鉱やコークスの強度を上げて粉体を発生しにくくしたりする操作などが挙げられる。
In addition, as an operation action for reducing the powder rate of the raw material, the frequency of the sieve provided in the upstream process in the raw material supply path, such as the sieve provided in the
以上のように、高炉に装入される原料の粉率を算出(推定)して適切な操業アクションをとることで、炉内の通気性悪化による高炉の生産性の低下や、高炉の極度の冷え込みなどの重篤なトラブルが発生することを事前に防ぐことができる。特に、本実施形態によれば、炉頂バンカー5から原料を装入する場合に、1回の装入毎に原料の粉率を把握することができるので、高炉の状況が変化する前に適切な操業アクションをとることができる。
As described above, by calculating (estimating) the powder rate of the raw material charged into the blast furnace and taking appropriate operation actions, the productivity of the blast furnace is reduced due to the deterioration of the air permeability in the furnace, The occurrence of serious troubles such as chilling can be prevented in advance. In particular, according to the present embodiment, when the raw material is charged from the furnace
1 原料槽
2 装入ベルトコンベア
3 原料
4 切替シュート
5 炉頂バンカー
6 排出口
7 流量調整弁
8 集合ホッパー
9 旋回シュート
10 高炉
12 レベル計
20 レベル測定制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記炉頂バンカー内の原料の傾斜角を求め、
前記相関関係と前記求めた傾斜角とから高炉に装入される原料の粉率を推定する高炉原料の粉率推定方法であって、
前記傾斜角が、原料の装入が完了した時点の原料の斜面の角度(第1の傾斜角)、および/または、装入された原料の前記炉頂バンカーの排出口からの排出を開始してからある遷移期間を経た後に安定して形成される、前記排出口の上方の位置から前記炉頂バンカーの側壁側に向かって上方に傾斜する原料の斜面の角度(第2の傾斜角)である高炉原料の粉率推定方法。 Predetermining the correlation between the powder rate of raw materials charged from the furnace top bunker and the inclination angle,
Obtain the angle of inclination of the raw material in the furnace top bunker,
A method for estimating a powder rate of a blast furnace raw material that estimates a powder rate of a raw material charged into a blast furnace from the correlation and the obtained inclination angle,
The inclination angle is the angle of the slope of the raw material (first inclination angle) when the charging of the raw material is completed, and / or the discharge of the charged raw material from the outlet of the furnace top bunker is started. The angle of the slope of the raw material (second inclination angle), which is stably formed after a certain transition period, and is inclined upward from the position above the discharge port toward the side wall of the furnace top bunker A method for estimating the powder rate of a blast furnace raw material.
測定される原料の表面レベルの差に基づき原料の傾斜角を求めることを特徴とする請求項1に記載の高炉原料の粉率推定方法。 In a plurality of positions in the range from the position above the outlet to the side wall in the cross section of the furnace top bunker, measure the surface level that is the height of the surface of the raw material charged in the furnace top bunker,
The method for estimating the powder rate of a blast furnace raw material according to claim 1, wherein the inclination angle of the raw material is obtained based on a difference in the surface level of the raw material to be measured.
2組以上の位置の表面レベルの差に基づき測定対象の斜面の傾斜角をそれぞれ求め、
求めた複数の傾斜角に基づき原料の傾斜角を決定することを特徴とする請求項2に記載の高炉原料の粉率推定方法。 Measure the surface level at three or more positions on the slope of the raw material,
Obtain the inclination angle of the slope of the measurement object based on the difference in surface level between two or more positions,
The method for estimating the powder rate of a blast furnace raw material according to claim 2, wherein the inclination angle of the raw material is determined based on the obtained plurality of inclination angles.
推定された粉率が基準値を超えた場合に、粉率増加によって生じる前記高炉の通気性の悪化を補償する操業アクションおよび前記炉頂バンカーに装入する原料の粉率を低下させる操業アクションの少なくともいずれかを行うことを特徴とする高炉の操業方法。 Estimating the powder rate of the raw material charged into the blast furnace by the method for estimating the powder rate of the blast furnace raw material according to any one of claims 1 to 3,
When the estimated powder ratio exceeds a reference value, an operation action that compensates for the deterioration in air permeability of the blast furnace caused by an increase in the powder ratio and an operation action that decreases the powder ratio of the raw material charged in the furnace top bunker A method for operating a blast furnace, characterized by performing at least one of the above.
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