JP2021113341A - Operation method of blast furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉の操業方法に関する。 The present invention relates to a method of operating a blast furnace.
高炉の炉内には、鉱石層とコークス層とが交互に積層されており、高炉装入物の堆積形状は高炉の操業に非常に大きな影響を与える。高炉装入物の堆積形状は炉径方向における層厚比分布を測定することにより管理される。ここで、層厚比は、鉱石層及びコークス層の合計層厚に対する鉱石層の炉高方向における厚みの比のことであり、以下Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｌｃ）とも表記する。 In the furnace of the blast furnace, ore layers and coke layers are alternately laminated, and the deposited shape of the blast furnace charge has a great influence on the operation of the blast furnace. The deposited shape of the blast furnace charge is controlled by measuring the layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction. Here, the layer thickness ratio is the ratio of the thickness of the ore layer in the furnace height direction to the total thickness of the ore layer and the coke layer, and is also referred to as Lo / (Lo + Lc) below.
特許文献１及び特許文献２には、Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｌｃ）が所定条件を満足する装入物分布とすることにより、高い還元効率を得るとともに、高炉操業を安定化させることができる装入物分布制御方法が開示されている。所定条件とは、具体的には、（ａ）炉口無次元半径が０．２０以下の第１領域における層厚比の平均値が０．５未満であること、（ｂ）炉口無次元半径が０．２０超０．８０以下の第２領域における層厚比の平均値が０．６以上０．９未満であること、（ｃ）炉口無次元半径が０．８０超である第３領域における層厚比の平均値が０．４以上０．８未満であること、及び、（ｄ）層厚比の平均値の値が、第１領域、第３領域、第２領域の順に大きくなること、である。
In
また、特許文献３には、微粉炭を溶銑トン当り１８０ｋｇ以上吹き込んで行う高炉操業において、Ｌｃ／（Ｌｃ＋Ｌｏ）が所定条件を満足する装入物分布とすることにより、炉上部の装入物層での圧力損失を低減して炉内通気性を良好に保ち、安定した高微粉炭吹き込み操業を実現する高炉の操業方法が開示されている。所定条件とは、（１）炉中心部側領域におけるＬｃ／（Ｌｃ＋Ｌｏ）の平均値が０．９以上であること、（２）中間部領域におけるＬｃ／（Ｌｃ＋Ｌｏ）の平均値が０．４以下であること、及び、（３）炉周辺部側領域におけるＬｃ／（Ｌｃ＋Ｌｏ）の平均値が０．５以上であること、である。 Further, in Patent Document 3, in a blast furnace operation in which 180 kg or more of pulverized coal is blown per ton of hot metal, Lc / (Lc + Lo) has a charge distribution that satisfies a predetermined condition, so that the charge layer in the upper part of the furnace is formed. A method for operating a blast furnace is disclosed, which reduces the pressure loss in the furnace, maintains good air permeability in the furnace, and realizes stable high pulverized coal injection operation. The predetermined conditions are (1) the average value of Lc / (Lc + Lo) in the central region of the furnace is 0.9 or more, and (2) the average value of Lc / (Lc + Lo) in the intermediate region is 0.4. It is as follows, and (3) the average value of Lc / (Lc + Lo) in the region on the peripheral side of the furnace is 0.5 or more.
後述する通り、本発明者等による鋭意検討によれば、炉壁部の層厚比と炉中間部の層厚比については、炉内ガスの理想的な流れから導かれる適切な関係があると考えられる。本発明は、従来の高炉操業において十分に検討されていない、炉壁部の層厚比と炉中間部の層厚比との相対的な関係について、当該相対関係を適切に評価して装入方法の検討に反映させるための高炉の操業方法を提供することを目的とする。 As will be described later, according to diligent studies by the present inventors, it is found that there is an appropriate relationship between the layer thickness ratio of the furnace wall portion and the layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace, which is derived from the ideal flow of gas in the furnace. Conceivable. The present invention appropriately evaluates and charges the relative relationship between the layer thickness ratio of the furnace wall portion and the layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace, which has not been sufficiently studied in the conventional blast furnace operation. The purpose is to provide a method of operating a blast furnace to be reflected in the examination of the method.
上記課題を解決するために、本発明に係る高炉の操業方法は、鉱石層とコークス層との合計層厚に対する鉱石層の厚みの比である層厚比の、炉径方向における分布を示す層厚比分布を、炉周方向の少なくとも１つの位置で測定する第１ステップと、前記第１ステップで算出した層厚比分布について、炉中間部における前記層厚比の最大値、最小値及び平均値からなる群から選ばれた炉中間部特徴値と、炉壁部における前記層厚比の最大値、最小値及び平均値からなる群から選ばれた炉壁部特徴値と、の差または比である所定パラメータを算出する第２ステップと、前記所定パラメータが所定目標範囲内に収まるか否かを判定する第３ステップと、前記所定パラメータが前記所定目標範囲内に収まらないとき、高炉原料の装入方法を変更する第４ステップと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the method of operating a blast furnace according to the present invention is a layer showing the distribution of the layer thickness ratio, which is the ratio of the thickness of the ore layer to the total thickness of the ore layer and the coke layer, in the furnace diameter direction. With respect to the first step of measuring the thickness ratio distribution at at least one position in the furnace peripheral direction and the layer thickness ratio distribution calculated in the first step, the maximum value, the minimum value, and the average of the layer thickness ratio in the middle part of the furnace. Difference or ratio between the furnace intermediate feature value selected from the group consisting of values and the furnace wall feature value selected from the group consisting of the maximum, minimum and average values of the layer thickness ratio in the furnace wall. The second step of calculating the predetermined parameter, the third step of determining whether or not the predetermined parameter falls within the predetermined target range, and when the predetermined parameter does not fall within the predetermined target range, the blast furnace raw material is used. It is characterized by having a fourth step of changing the charging method.
本発明によれば、炉中間部における層厚比の最大値、最小値または平均値のいずれかの値と、炉壁部における層厚比の最大値、最小値または平均値のいずれかの値と、を用いて、炉壁部の層厚比と炉中間部の層厚比との相対的な関係を示す所定パラメータが算出される。これにより、高炉操業中における当該相対関係の良否を判定し、高炉原料の装入方法を適宜変更することにより、理想的な炉内ガス流れを実現しうるような、高炉装入物の堆積形状を形成することが可能となる。 According to the present invention, either the maximum value, the minimum value or the average value of the layer thickness ratio in the intermediate portion of the furnace and the maximum value, the minimum value or the average value of the layer thickness ratio in the furnace wall portion. And, a predetermined parameter indicating the relative relationship between the layer thickness ratio of the furnace wall portion and the layer thickness ratio of the furnace intermediate portion is calculated. As a result, the quality of the relative relationship during blast furnace operation is judged, and by appropriately changing the charging method of the blast furnace raw material, the deposited shape of the blast furnace charge can realize the ideal gas flow in the furnace. Can be formed.
（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら、本実施形態の高炉の操業方法について説明する。図１は、本実施形態において対象とする高炉の一例である、ベルレス式高炉の炉上部の概略図である。ベルトコンベア３は、高炉原料（コークス及び鉱石）を炉頂に向かって運び上げる。ベルトコンベア３の終端部に到達した高炉原料は、不図示の切替シュートを介して、一定の周期で固定ホッパー４ａ、４ｂに交互に装入される。例えば、コークスを固定ホッパー４ａに装入し、鉱石を固定ホッパー４ｂに装入することができる。
(First Embodiment)
Hereinafter, the operation method of the blast furnace of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of the upper part of a bellless type blast furnace, which is an example of the target blast furnace in the present embodiment. The belt conveyor 3 carries blast furnace raw materials (coke and ore) toward the top of the furnace. The blast furnace raw material that has reached the end of the belt conveyor 3 is alternately charged into the
固定ホッパー４ａ、４ｂにそれぞれ装入されたコークス及び鉱石は、固定ホッパー４ａ、４ｂの下端部にある不図示の流調ゲートの開度に応じて貯留ホッパー７に一定の周期で交互に装入される。貯留ホッパー７に装入された高炉原料は、貯留ホッパー７の下端部にある流調ゲート８から旋回シュート５に向かって落下排出される。旋回シュート５が炉高方向に延びる回転軸ＲＡ周りに回転することによって、鉱石及びコークスを交互に炉内に装入することができる。これにより、鉱石層及びコークス層が交互に積層された高炉充填層を炉内に形成することができる。なお、鉱石とは鉄源を含有する原料をいい、焼結鉱のほか、塊鉱石や含炭塊成鉱などを含む。なおまた、鉱石層は鉱石以外のもの（例えば小塊コークス）を含んでもよく、コークス層もコークス以外のものを含んでいてもよい。また、高炉原料とは、鉱石及びコークスを含む、高炉の炉頂から装入されるすべての原料をいう。
The coke and ore charged into the
旋回シュート５の傾動角θは可変であり、本実施形態では、傾動角θを徐々に小さくしながら旋回シュート５を旋回させる、いわゆる順傾動と称される装入方法によって高炉原料が装入される。この場合、炉壁側から炉中心側に向かって高炉原料が装入され、図１に示すように、炉壁側から炉中心側に向かって鉱石層及びコークス層の表面プロフィールが低くなる、いわゆるすり鉢形状の堆積形状が形成される。 The tilt angle θ of the swivel chute 5 is variable, and in the present embodiment, the blast furnace raw material is charged by a so-called forward tilting method in which the swivel chute 5 is swiveled while gradually reducing the tilt angle θ. NS. In this case, the blast furnace raw material is charged from the furnace wall side toward the furnace center side, and as shown in FIG. 1, the surface profiles of the ore layer and the coke layer become lower from the furnace wall side toward the furnace center side, so-called. A mortar-shaped deposit is formed.
図２を参照しながら、良好な層厚比分布について説明する。図２において、縦軸は、鉱石層及びコークス層の合計層厚に対する鉱石層の厚みの比、すなわち層厚比を示しており、鉱石層の厚みをＬｏ、コークス層の厚みをＬｃとすると、層厚比は、Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｌｃ）として表される。図２において、横軸は炉中心からの距離を示し、炉中心位置を０、炉壁位置を１とした無次元距離（以下、炉口無次元半径という）で示す。 A good layer thickness ratio distribution will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the vertical axis shows the ratio of the thickness of the ore layer to the total thickness of the ore layer and the coke layer, that is, the layer thickness ratio. The layer thickness ratio is expressed as Lo / (Lo + Lc). In FIG. 2, the horizontal axis indicates the distance from the center of the furnace, and is represented by a dimensionless distance (hereinafter referred to as a dimensionless radius of the furnace mouth) with the center position of the furnace as 0 and the position of the furnace wall as 1.
層厚比分布は、種々提案される公知のプロフィールメータによって測定される、鉱石層及びコークス層の表面プロフィールから、公知の方法によって算出される。図２（及び後述する図３）において、層厚比分布は各層の装入が完了した直後の表面プロフィールを用いて算出され、当該層の次に装入される高炉原料による崩落の影響を考慮しないが、層厚比分布の算出方法は、特に限定されない。 The layer thickness ratio distribution is calculated by a known method from the surface profiles of the ore layer and the coke layer, which are measured by various known profile meters. In FIG. 2 (and FIG. 3 described later), the layer thickness ratio distribution is calculated using the surface profile immediately after the charging of each layer is completed, and the influence of collapse due to the blast furnace raw material charged next to the layer is taken into consideration. However, the method for calculating the layer thickness ratio distribution is not particularly limited.
高炉の操業において、炉径方向の層厚比分布には理想的な炉内ガス流れを実現するための分布があり、原料性状その他の操業諸元によって高炉毎に目標とする層厚比分布（以下、目標層厚比分布ともいう）が定められている。図２は、目標層厚比分布の一例である。 In the operation of the blast furnace, the layer thickness ratio distribution in the furnace diameter direction has a distribution for realizing the ideal gas flow in the furnace, and the target layer thickness ratio distribution for each blast furnace according to the raw material properties and other operating specifications ( Hereinafter, the target layer thickness ratio distribution) is defined. FIG. 2 is an example of the target layer thickness ratio distribution.
高炉の炉下部において、炉内ガスはコークス層を優先的に通って炉上部へ上昇する。このため、炉内ガスは層厚比の小さいところに流れやすい。
ところで、高炉の炉壁は設備保護のために冷却されている。炉壁部に存在する鉱石を速やかに還元・溶融させるためには、炉中間部よりも多く炉内ガスを流さなければならず、炉壁部の層厚比は炉中間部の層厚比よりも小さくすることが好ましい。一方、炉壁部の層厚比を小さくし過ぎると、炉壁部に過剰にガスが流れ還元効率が悪化するため、還元材比が上昇することとなり好ましくない。よって、炉壁部と炉中間部の層厚比については、適切な関係があると考えられる。
In the lower part of the blast furnace, the gas in the furnace preferentially passes through the coke layer and rises to the upper part of the furnace. Therefore, the gas in the furnace tends to flow to a place where the layer thickness ratio is small.
By the way, the furnace wall of the blast furnace is cooled to protect the equipment. In order to quickly reduce and melt the ore existing in the furnace wall, more gas in the furnace must flow than in the middle part of the furnace, and the layer thickness ratio of the furnace wall is higher than the layer thickness ratio of the middle part of the furnace. It is also preferable to make it smaller. On the other hand, if the layer thickness ratio of the furnace wall portion is made too small, excessive gas flows through the furnace wall portion and the reducing efficiency deteriorates, which is not preferable because the reducing agent ratio increases. Therefore, it is considered that there is an appropriate relationship between the layer thickness ratio of the furnace wall and the intermediate part of the furnace.
本発明は、炉径方向の層厚比分布が理想的な分布となっているか否か、すなわち、炉壁部の層厚比と炉中間部の層厚比との相対的な関係は適切か否かを層厚比分布から算出される所定のパラメータにより判定する。
具体的には、炉中間部における層厚比の最大値、最小値または平均値のいずれかの値と、炉壁部における層厚比の最大値、最小値または平均値のいずれかの値と、の差または比である、炉壁部の層厚比と炉中間部の層厚比との相対的な関係を示す所定パラメータを算出し、当該所定パラメータが所定目標範囲内に収まるか否かを判定する。以下の説明において、炉中間部における層厚比の最大値、最小値及び平均値からなる群から選ばれた値を「炉中間部特徴値」といい、炉壁部における層厚比の最大値、最小値及び平均値からなる群から選ばれた値を「炉壁部特徴値」ということがある。
In the present invention, whether or not the layer thickness ratio distribution in the furnace diameter direction is an ideal distribution, that is, is the relative relationship between the layer thickness ratio of the furnace wall portion and the layer thickness ratio of the furnace intermediate portion appropriate? Whether or not it is determined by a predetermined parameter calculated from the layer thickness ratio distribution.
Specifically, the value of either the maximum value, the minimum value or the average value of the layer thickness ratio in the middle part of the furnace, and the value of either the maximum value, the minimum value or the average value of the layer thickness ratio in the furnace wall part. A predetermined parameter indicating the relative relationship between the layer thickness ratio of the furnace wall portion and the layer thickness ratio of the furnace intermediate portion, which is the difference or ratio of, is calculated, and whether or not the predetermined parameter falls within the predetermined target range. To judge. In the following description, the value selected from the group consisting of the maximum value, the minimum value, and the average value of the layer thickness ratio in the intermediate part of the furnace is referred to as the "characteristic value of the intermediate part of the furnace", and the maximum value of the layer thickness ratio in the furnace wall part. , A value selected from the group consisting of the minimum value and the average value may be referred to as a "furnace wall feature value".
所定パラメータは、例えば、炉中間部における層厚比の最大値（図２中Ｐ１点）と炉壁部における層厚比の最小値（図２中Ｐ２点）との差（以下、第１パラメータともいう）とすることができる。第１パラメータについての炉中間部特徴値（以下、炉中間部第１特徴値ともいう）は炉中間部における層厚比の最大値（炉中間部最大層厚比）であり、第１パラメータについての炉壁部特徴値（以下、炉壁部第１特徴値ともいう）は炉壁部における層厚比の最小値（炉壁部最小層厚比）である。
この第１パラメータが０．４０以下であるとき、上述した好ましい炉内ガスの流れを形成することができ、良好な層厚比分布となっていると考えることができる。第１パラメータの目標範囲（以下、第１目標範囲ともいう）を０．４０以下とした理由は後述する。
The predetermined parameter is, for example, the difference between the maximum value of the layer thickness ratio in the intermediate part of the furnace (point P1 in FIG. 2) and the minimum value of the layer thickness ratio in the furnace wall part (point P2 in FIG. 2) (hereinafter, the first parameter). Also called). The characteristic value of the intermediate part of the furnace (hereinafter, also referred to as the first characteristic value of the intermediate part of the furnace) for the first parameter is the maximum value of the layer thickness ratio in the intermediate part of the furnace (maximum layer thickness ratio of the intermediate part of the furnace). The characteristic value of the furnace wall portion (hereinafter, also referred to as the first characteristic value of the furnace wall portion) is the minimum value of the layer thickness ratio in the furnace wall portion (minimum layer thickness ratio of the furnace wall portion).
When this first parameter is 0.40 or less, it can be considered that the above-mentioned preferable flow of gas in the furnace can be formed and the layer thickness ratio distribution is good. The reason why the target range of the first parameter (hereinafter, also referred to as the first target range) is set to 0.40 or less will be described later.
所定パラメータは、また例えば、炉中間部における層厚比の平均値に対する炉壁部における層厚比の平均値の比（以下、第２パラメータともいう）とすることができる。第２パラメータについての炉中間部特徴値（以下、炉中間部第２特徴値ともいう）は炉中間部における層厚比の平均値（炉中間部平均層厚比）であり、第２パラメータについての炉壁部特徴値（以下、炉壁部第２特徴値ともいう）は炉壁部における層厚比の平均値（炉壁部平均層厚比）である。なお、炉中間部における層厚比の平均値、及び、炉壁部における層厚比の平均値は、それぞれ算術平均値とすることができる。
この第２パラメータが０．７７以上であるとき、上述した好ましい炉内ガスの流れを形成することができ、良好な層厚比分布となっていると考えることができる。第２パラメータの目標範囲（以下、第２目標範囲ともいう）を０．７７以上とした理由は後述する。
The predetermined parameter can also be, for example, the ratio of the average value of the layer thickness ratio in the furnace wall portion to the average value of the layer thickness ratio in the furnace intermediate portion (hereinafter, also referred to as a second parameter). The characteristic value of the intermediate part of the furnace (hereinafter, also referred to as the second characteristic value of the intermediate part of the furnace) for the second parameter is the average value of the layer thickness ratio in the intermediate part of the furnace (average layer thickness ratio of the intermediate part of the furnace). The characteristic value of the furnace wall portion (hereinafter, also referred to as the second characteristic value of the furnace wall portion) is the average value of the layer thickness ratio in the furnace wall portion (the average layer thickness ratio of the furnace wall portion). The average value of the layer thickness ratio in the intermediate portion of the furnace and the average value of the layer thickness ratio in the furnace wall portion can be arithmetic mean values, respectively.
When this second parameter is 0.77 or more, it can be considered that the above-mentioned preferable flow of gas in the furnace can be formed and the layer thickness ratio distribution is good. The reason why the target range of the second parameter (hereinafter, also referred to as the second target range) is set to 0.77 or more will be described later.
図３は、良好でない層厚比分布の一例を示す。図３に示すように、炉壁部に装入する鉱石量が少ない場合、炉壁部最小層厚比が低下したり、炉壁部平均層厚比が低下したりする。よって、第１パラメータが第１目標範囲（０．４０以下）を超えてしまったり、第２パラメータが第２目標範囲（０．７７以上）を下回ってしまったりする。 FIG. 3 shows an example of a poor layer thickness ratio distribution. As shown in FIG. 3, when the amount of ore charged into the furnace wall portion is small, the minimum layer thickness ratio of the furnace wall portion decreases or the average layer thickness ratio of the furnace wall portion decreases. Therefore, the first parameter may exceed the first target range (0.40 or less), or the second parameter may fall below the second target range (0.77 or more).
なお、炉壁部と炉中間部との境は、炉口無次元半径：０．６〜０．９の範囲内から適宜選択することができる。炉中心部と炉中間部との境は、炉口無次元半径：０．１〜０．３５の範囲内から適宜選択することができる。炉壁部と炉中間部との境、及び、炉中心部と炉中間部との境は、目標層厚比分布に応じて定めることができる。
本実施形態においては炉口無次元半径で０．３以上０．７未満の範囲を炉中間部と定義し、炉口無次元半径で０．７以上１．０以下の範囲を炉壁部と定義する。
The boundary between the furnace wall portion and the furnace intermediate portion can be appropriately selected from the range of the furnace mouth dimensionless radius: 0.6 to 0.9. The boundary between the furnace center portion and the furnace intermediate portion can be appropriately selected from the range of the furnace mouth dimensionless radius: 0.1 to 0.35. The boundary between the furnace wall and the intermediate part of the furnace and the boundary between the central part of the furnace and the intermediate part of the furnace can be determined according to the target layer thickness ratio distribution.
In the present embodiment, the range of the dimensionless radius of the furnace opening of 0.3 or more and less than 0.7 is defined as the furnace intermediate portion, and the range of the dimensionless radius of the furnace opening of 0.7 or more and 1.0 or less is defined as the furnace wall portion. Define.
図４に、コークス比（ＣＲ）と第１パラメータの関係を示す。図４中のプロットは、炉容積４０００ｍ３級の高炉の２週間分の操業実績から求めた、コークス比（ＣＲ）と第１パラメータである。図４において、第１パラメータは、ある炉周方向に設置されたプロフィールメータの測定結果から算出した値である。
図４によれば、第１パラメータが大きくなるとコークス比が高くなる傾向が見て取れ、第１パラメータが０．４０を超えると、コークス比が３００ｋｇ／ｔを超える。よって、第１パラメータが０．４０以下になるように、すなわち、第１パラメータが第１目標範囲に入るように層厚比分布を制御することにより、操業を安定させ、コークス比を低位に維持することができると考えられる。
FIG. 4 shows the relationship between the coke ratio (CR) and the first parameter. The plot in FIG. 4 shows the coke ratio (CR) and the first parameter obtained from the operation results for two weeks of a blast furnace having a furnace volume of 4000 m and a third class. In FIG. 4, the first parameter is a value calculated from the measurement result of a profile meter installed in a certain furnace peripheral direction.
According to FIG. 4, it can be seen that the coke ratio tends to increase as the first parameter increases, and when the first parameter exceeds 0.40, the coke ratio exceeds 300 kg / t. Therefore, by controlling the layer thickness ratio distribution so that the first parameter is 0.40 or less, that is, the first parameter is within the first target range, the operation is stabilized and the coke ratio is maintained at a low level. It is thought that it can be done.
図５に、コークス比（ＣＲ）と第２パラメータの関係を示す。図５中のプロットは、炉容積４０００ｍ３級の高炉の２週間分の操業実績から求めた、コークス比（ＣＲ）と第２パラメータである。図５において、第２パラメータは、ある炉周方向に設置されたプロフィールメータの測定結果から算出した値である。
図５によれば、第２パラメータが小さくなるとコークス比が高くなる傾向が見て取れ、第２パラメータが０．７７未満になると、コークス比が３００ｋｇ／ｔを超える。よって、第２パラメータが０．７７以上になるように、すなわち、第２パラメータが第２目標範囲に入るように層厚比分布を制御することにより、操業を安定させ、コークス比を低位に維持することができると考えられる。
FIG. 5 shows the relationship between the coke ratio (CR) and the second parameter. The plot in FIG. 5 shows the coke ratio (CR) and the second parameter obtained from the operation results for two weeks of a blast furnace having a furnace volume of 4000 m and a third class. In FIG. 5, the second parameter is a value calculated from the measurement result of a profile meter installed in a certain furnace peripheral direction.
According to FIG. 5, it can be seen that the coke ratio tends to increase as the second parameter becomes smaller, and when the second parameter becomes less than 0.77, the coke ratio exceeds 300 kg / t. Therefore, by controlling the layer thickness ratio distribution so that the second parameter is 0.77 or more, that is, the second parameter falls within the second target range, the operation is stabilized and the coke ratio is maintained at a low level. It is thought that it can be done.
以上の通り、本発明者等は、ある高炉の操業実績から、コークス比が低位で安定していた操業安定期について、第１パラメータ及び第２パラメータの適正範囲を求め、第１目標範囲及び第２目標範囲を設定した。そして、第１パラメータ及び第２パラメータに代表される所定パラメータが、第１目標範囲及び第２目標範囲に代表される所定目標範囲に入るか否かを判定し、所定パラメータが所定目標範囲内に収まらないとき、以下に述べる方法により、高炉原料の装入方法を適宜変更する。 As described above, the present inventors have obtained the appropriate ranges of the first parameter and the second parameter for the stable operation period when the coke ratio was low and stable from the operation results of a certain blast furnace, and the first target range and the first target range. 2 Target range was set. Then, it is determined whether or not the predetermined parameter represented by the first parameter and the second parameter falls within the predetermined target range represented by the first target range and the second target range, and the predetermined parameter is within the predetermined target range. If it does not fit, the method of charging the blast furnace raw material is appropriately changed by the method described below.
高炉原料の装入方法を変更する際は、例えば鉱石の装入方法を変更して鉱石の装入位置を調整してもよく、コークスの装入方法を変更してコークスの装入位置を調整してもよく、いずれの方法であっても、層厚比分布を調整することができる。なお、鉱石及びコークス双方の装入位置を調整してもよい。 When changing the charging method of the blast furnace raw material, for example, the ore charging method may be changed to adjust the ore charging position, or the coke charging method may be changed to adjust the coke charging position. However, the layer thickness ratio distribution can be adjusted by any method. The charging positions of both ore and coke may be adjusted.
本発明の対象とする高炉が、図１に示すようなベルレス式装入装置を備える場合、旋回シュートの傾動角、旋回数及び旋回速度の少なくとも一つを変更することにより、高炉原料の装入方法を変更することができる。例えば、鉱石の装入位置を調整する際には、鉱石ダンプにおける、あるノッチの旋回数を変更することができる。より具体的には、図３のごとく炉壁部に装入する鉱石量が少ないために、所定パラメータが所定目標範囲内に収まっていないとき、鉱石の装入位置を外振りに変更する。例えば、鉱石ダンプのノッチパターンが「２ノッチから８ノッチまで２旋回ずつ」であったとき、ノッチパターンを「１ノッチから７ノッチまで２旋回ずつ」に変更することにより、炉壁部に装入する鉱石量を増やし、第１パラメータ及び第２パラメータを改善することができる。また、コークスの装入位置を内振りに変更してもよい。 When the blast furnace targeted by the present invention is provided with a bellless charging device as shown in FIG. 1, the blast furnace raw material is charged by changing at least one of the tilt angle, the number of swivels, and the swivel speed of the swivel chute. You can change the method. For example, when adjusting the ore charging position, the number of turns of a notch in the ore dump can be changed. More specifically, as shown in FIG. 3, when the amount of ore charged into the furnace wall is small and the predetermined parameter is not within the predetermined target range, the ore charging position is changed to outward swing. For example, when the notch pattern of the ore dump is "2 turns from 2 notches to 8 notches", the notch pattern is changed to "2 turns from 1 notch to 7 notches" to charge the furnace wall. It is possible to increase the amount of ore to be used and improve the first parameter and the second parameter. In addition, the charging position of coke may be changed to inward swing.
本発明は、高炉原料を、最下段のベル（大ベル）ホッパーから交互に切り出すと共に、炉口周壁部の円周方向に多数設けられたムーバブルアーマーのストロークを調整し、アーマープレートに衝突・反射させることにより、炉内に高炉原料を充填するベル式高炉にも適用することができる。
本発明の対象とする高炉がベル式装入装置を備える場合、大ベルの開度、大ベルの開速度、及びムーバブルアーマーのストロークの少なくとも一つを変更することにより、高炉原料（鉱石及び／又はコークス）の装入方法を変更することができる。例えば、ムーバブルアーマーのストロークを小さくして鉱石の装入位置を外側に変更することができる。
In the present invention, the blast furnace raw material is alternately cut out from the lowermost bell (large bell) hopper, and the strokes of a large number of movable armor provided in the circumferential direction of the furnace mouth peripheral wall are adjusted to collide with and reflect the armor plate. It can also be applied to a bell-type blast furnace in which the blast furnace raw material is filled in the furnace.
When the blast furnace targeted by the present invention is equipped with a bell-type charging device, the blast furnace raw material (ore and / /) is changed by changing at least one of the opening of the large bell, the opening speed of the large bell, and the stroke of the movable armor. Or the charging method of coke) can be changed. For example, the stroke of the movable armor can be reduced to change the ore charging position to the outside.
また、ベルレス式高炉であるかベル式高炉であるかを問わず、炉内に堆積した高炉原料の高さを管理する管理ラインを調整することにより、高炉原料の装入方法を変更することもできる。
高炉に装入された高炉原料は充填層を形成し、この充填層の管理位置（例えば炉壁から数十ｃｍの位置）が所定の管理ラインまで荷下がりしたときに、新しい高炉原料が炉内に装入される。この管理ラインを調整すること、具体的には、鉱石を装入する前の管理ラインを下げて鉱石層の装入位置を外側にすること、及び／又は、コークスを装入する前の管理ラインを上げてコークスの装入位置を内側にすることによって、第１パラメータ及び第２パラメータを改善することが出来る。
In addition, regardless of whether it is a bellless blast furnace or a bell-type blast furnace, the charging method of the blast furnace raw material can be changed by adjusting the control line that manages the height of the blast furnace raw material deposited in the furnace. can.
The blast furnace raw material charged into the blast furnace forms a packed bed, and when the control position of this packed bed (for example, a position several tens of cm from the furnace wall) is unloaded to a predetermined control line, a new blast furnace raw material is introduced into the furnace. Will be charged to. Adjusting this control line, specifically, lowering the control line before charging the ore so that the loading position of the ore layer is outside, and / or the management line before charging coke. The first parameter and the second parameter can be improved by raising the temperature and setting the charging position of the coke to the inside.
管理ラインは、例えば、ストックライン（ＳＬ）の数十ｃｍ〜数ｍ下に設定することができる。ストラックライン（ＳＬ）は、ベルレス式高炉の場合、例えば、傾動角θを最小値（θ≒０）に設定した旋回シュートの下端から数十ｃｍ下方の位置と定義することができる。または、鉱石受け金物の上端から数十ｃｍ〜数ｍ上をストックライン（ＳＬ）と定義してもよい。また、ベル式高炉の場合、例えば、退避位置に後退させたムーバブルアーマーの下端から例えば数十ｃｍ〜数ｍ下をストックライン（ＳＬ）と定義することができる。 The management line can be set, for example, several tens of centimeters to several meters below the stock line (SL). In the case of a bellless blast furnace, the struck line (SL) can be defined as, for example, a position several tens of centimeters below the lower end of the swivel chute in which the tilt angle θ is set to the minimum value (θ≈0). Alternatively, the stock line (SL) may be defined as tens of centimeters to several meters above the upper end of the ore receiving metal. Further, in the case of a bell-type blast furnace, for example, a stock line (SL) can be defined as, for example, several tens of cm to several meters below the lower end of the movable armor retracted to the retracted position.
いずれの方法においても、理想的な炉内ガス流れを実現しうる高炉装入物の堆積形状を形成するように、適宜高炉原料の装入方法を変更することができる。すなわち、第１パラメータが第１目標範囲内に収まらないとき、または、第２パラメータが第２目標範囲内に収まらないときには、鉱石及び／又はコークスの装入位置を適正位置に戻して炉壁部に適切な鉱石量を配置できる装入方法に変更する。 In either method, the method of charging the blast furnace raw material can be appropriately changed so as to form a deposited shape of the blast furnace charge that can realize an ideal in-furnace gas flow. That is, when the first parameter does not fall within the first target range, or when the second parameter does not fall within the second target range, the ore and / or coke charging position is returned to the proper position and the furnace wall portion. Change to a charging method that can place an appropriate amount of ore in.
なお、層厚比分布から算出する所定パラメータは、炉中間部特徴値と炉壁部特徴値とを用いて算出される、炉壁部の層厚比と炉中間部の層厚比との相対的な関係を示すパラメータであればよく、第１パラメータ及び第２パラメータに限定されない。
所定パラメータは、炉中間部における層厚比の最大値及び平均値からなる群から選ばれた炉中間部特徴値と、炉壁部における層厚比の最大値、最小値及び平均値からなる群から選ばれた炉壁部特徴値と、の差または比である。
所定パラメータは、例えば、炉中間部最大層厚比に対する炉壁部最小層厚比の比であってもよい。このときの所定目標範囲は、例えば０．５６以上とすることができる。炉中間部最大層厚比に対する炉壁部最小層厚比の比が０．５６以上となるように層厚比分布を制御することにより、操業を安定させ、コークス比を低位（例えば３００ｋｇ／ｔ以下）に維持することができると考えられる。
所定パラメータは、また例えば、炉中間部平均層厚比と炉壁部平均層厚比との差であってもよい。このときの所定目標範囲は、例えば０．１７以下とすることができる。炉中間部平均層厚比と炉壁部平均層厚比との差が０．１７以下となるように層厚比分布を制御することにより、操業を安定させ、コークス比を低位（例えば３００ｋｇ／ｔ以下）に維持することができると考えられる。
The predetermined parameter calculated from the layer thickness ratio distribution is a relative between the layer thickness ratio of the furnace wall portion and the layer thickness ratio of the furnace intermediate portion, which is calculated by using the characteristic value of the intermediate portion of the furnace and the characteristic value of the furnace wall portion. Any parameter may be used as long as it shows a specific relationship, and is not limited to the first parameter and the second parameter.
The predetermined parameters are the characteristic value of the intermediate part of the furnace selected from the group consisting of the maximum value and the average value of the layer thickness ratio in the intermediate part of the furnace, and the group consisting of the maximum value, the minimum value and the average value of the layer thickness ratio in the furnace wall part. It is the difference or ratio with the characteristic value of the furnace wall selected from.
The predetermined parameter may be, for example, the ratio of the minimum layer thickness ratio of the furnace wall portion to the maximum layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace. The predetermined target range at this time can be, for example, 0.56 or more. By controlling the layer thickness ratio distribution so that the ratio of the minimum layer thickness ratio of the furnace wall to the maximum layer thickness ratio of the intermediate part of the furnace is 0.56 or more, the operation is stabilized and the coke ratio is low (for example, 300 kg / t). It is considered that it can be maintained at (below).
The predetermined parameter may also be, for example, the difference between the average layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace and the average layer thickness ratio of the furnace wall portion. The predetermined target range at this time can be, for example, 0.17 or less. By controlling the layer thickness ratio distribution so that the difference between the average layer thickness ratio in the middle part of the furnace and the average layer thickness ratio in the furnace wall part is 0.17 or less, the operation is stabilized and the coke ratio is low (for example, 300 kg / kg /). It is considered that it can be maintained at (t or less).
所定パラメータは、例えば、炉中間部最大層厚比と炉壁部平均層厚比との差であってもよい。このときの所定目標範囲は、例えば０．３５以下とすることができる。所定パラメータは、また例えば、炉中間部最大層厚比に対する炉壁部平均層厚比の比であってもよい。このときの所定目標範囲は、例えば０．６０以上とすることができる。炉中間部最大層厚比は、炉径方向において最も還元負荷が高い（還元が進みにくい）位置での層厚比考えられるところ、炉壁部平均層厚比との相対的な関係を適切に保つことにより、炉径方向において還元ネックとなる部分が発生するのを避け、還元材比を低位にすることができると考えられる。 The predetermined parameter may be, for example, the difference between the maximum layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace and the average layer thickness ratio of the furnace wall portion. The predetermined target range at this time can be, for example, 0.35 or less. The predetermined parameter may also be, for example, the ratio of the average layer thickness ratio of the furnace wall portion to the maximum layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace. The predetermined target range at this time can be, for example, 0.60 or more. The maximum layer thickness ratio in the middle part of the furnace is considered to be the layer thickness ratio at the position where the reduction load is the highest (reduction is difficult to proceed) in the furnace diameter direction. By keeping it, it is considered that the reduction material ratio can be lowered by avoiding the occurrence of a reduction neck portion in the furnace diameter direction.
所定パラメータは、例えば、炉中間部平均層厚比と炉壁部最小層厚比との差であってもよい。このときの所定目標範囲は、例えば０．３０以下とすることができる。所定パラメータは、また例えば、炉中間部平均層厚比に対する炉壁部最小層厚比の比であってもよい。このときの所定目標範囲は、例えば０．６０以上とすることができる。炉壁部最小層厚比は、炉径方向において最もガスが抜けやすい（炉内ガスを無駄にしやすい）位置での層厚比と考えられるところ、炉中間部平均層厚比との相対的な関係を適切に保つことにより、炉内ガスを無駄にせず、ひいては還元材比を低位にすることができると考えられる。そのほか、本発明者等による高炉の操業実績を用いた検討によれば、各所定パラメータの閾値は、例えば次のように決定できる。 The predetermined parameter may be, for example, the difference between the average layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace and the minimum layer thickness ratio of the furnace wall portion. The predetermined target range at this time can be, for example, 0.30 or less. The predetermined parameter may also be, for example, the ratio of the minimum layer thickness ratio of the furnace wall portion to the average layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace. The predetermined target range at this time can be, for example, 0.60 or more. The minimum layer thickness ratio of the furnace wall is considered to be the layer thickness ratio at the position where gas is most likely to escape (gas in the furnace is easily wasted) in the furnace radial direction, and is relative to the average layer thickness ratio of the intermediate part of the furnace. By maintaining an appropriate relationship, it is considered that the gas in the furnace can be not wasted and the reducing agent ratio can be lowered. In addition, according to a study using the operation results of the blast furnace by the present inventors, the threshold value of each predetermined parameter can be determined as follows, for example.
所定パラメータは、例えば、炉中間部最大層厚比と炉壁部最大層厚比との差であってもよく、このときの所定目標範囲は、例えば０．３０以下とすることができる。所定パラメータは、また例えば、炉中間部最大層厚比に対する炉壁部最大層厚比の比であってもよく、このときの所定目標範囲は、例えば０．７０以上とすることができる。所定パラメータは、例えば、炉中間部平均層厚比と炉壁部最大層厚比との差であってもよく、このときの所定目標範囲は、例えば０．１０以下とすることができる。所定パラメータは、また例えば、炉中間部平均層厚比に対する炉壁部最大層厚比の比であってもよく、このときの所定目標範囲は、例えば０．８５以上とすることができる。 The predetermined parameter may be, for example, the difference between the maximum layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace and the maximum layer thickness ratio of the furnace wall portion, and the predetermined target range at this time can be, for example, 0.30 or less. The predetermined parameter may also be, for example, the ratio of the maximum layer thickness ratio of the furnace wall portion to the maximum layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace, and the predetermined target range at this time can be, for example, 0.70 or more. The predetermined parameter may be, for example, the difference between the average layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace and the maximum layer thickness ratio of the furnace wall portion, and the predetermined target range at this time can be, for example, 0.10 or less. The predetermined parameter may also be, for example, the ratio of the maximum layer thickness ratio of the furnace wall portion to the average layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace, and the predetermined target range at this time can be, for example, 0.85 or more.
なお、所定パラメータは、炉中間部特徴値に対する炉壁部特徴値の比に限定するものではなく、炉壁部特徴値に対する炉中間部特徴値の比であってもよい。 The predetermined parameter is not limited to the ratio of the furnace wall feature value to the furnace intermediate feature value, but may be the ratio of the furnace intermediate feature value to the furnace wall feature value.
図６（ａ）のフローチャートを参照しながら、第１パラメータを改善するための装入方法の変更方法について説明する。 A method of changing the charging method for improving the first parameter will be described with reference to the flowchart of FIG. 6A.
（ステップＳ１０１について）
層厚比の炉径方向における分布である層厚比分布を、炉周方向の１つの位置で測定する。特定の炉周方向位置における層厚比分布は、従来公知の２次元プロフィールメータにより測定することができる。２次元プロフィールメータにより測定された上述の情報を、二次元堆積情報と称するものとする。
なおここで、後述する参考例の３次元プロフィールメータにより測定された複数の層厚比分布を平均して得た層厚比分布を、二次元堆積情報として用いても良い。
(About step S101)
The layer thickness ratio distribution, which is the distribution of the layer thickness ratio in the furnace diameter direction, is measured at one position in the furnace circumference direction. The layer thickness ratio distribution at a specific furnace circumferential position can be measured by a conventionally known two-dimensional profile meter. The above information measured by the two-dimensional profile meter shall be referred to as two-dimensional deposition information.
Here, the layer thickness ratio distribution obtained by averaging a plurality of layer thickness ratio distributions measured by the three-dimensional profile meter of the reference example described later may be used as the two-dimensional deposition information.
炉径方向における層厚比分布の具体的な算出方法は、以下の通りである。すなわち、コークスを装入した後に、特定の炉周方向位置におけるコークス層の二次元堆積情報を２次元プロフィールメータにより測定する。その後、コークス層の上に積層された、特定の炉周方向位置における鉱石層の二次元堆積情報を２次元プロフィールメータにより測定する。そして、当該特定の炉周方向位置における層厚比分布を求める。 The specific calculation method of the layer thickness ratio distribution in the furnace diameter direction is as follows. That is, after charging the coke, the two-dimensional deposition information of the coke layer at a specific position in the circumferential direction of the furnace is measured by a two-dimensional profile meter. Then, the two-dimensional deposition information of the ore layer laminated on the coke layer at a specific furnace circumferential position is measured by a two-dimensional profile meter. Then, the layer thickness ratio distribution at the specific furnace peripheral direction position is obtained.
（ステップＳ１０２について）
再び図６（ａ）のフローチャートを参照して、ステップＳ１０１で求めた特定の炉周方向位置における層厚比分布に基づき、当該炉周方向位置における第１パラメータを算出する。第１パラメータは、上述の通り、炉中間部最大層厚比と炉壁部最小層厚比との差である。
(About step S102)
With reference to the flowchart of FIG. 6A again, the first parameter at the furnace peripheral direction position is calculated based on the layer thickness ratio distribution at the specific furnace peripheral direction position obtained in step S101. As described above, the first parameter is the difference between the maximum layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace and the minimum layer thickness ratio of the furnace wall portion.
（ステップＳ１０３について）
ステップＳ１０２で求めた第１パラメータが０．４０以下（第１目標範囲内）であるかを判別し、第１パラメータが第１目標範囲外の場合には（ステップＳ１０３ Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４に進み、第１パラメータが第１目標範囲内の場合には（ステップＳ１０３ Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進む。
(About step S103)
It is determined whether the first parameter obtained in step S102 is 0.40 or less (within the first target range), and if the first parameter is outside the first target range (step S103 No), the process is step S104. If the first parameter is within the first target range (step S103 Yes), the process proceeds to step S105.
（ステップＳ１０４について）
ステップＳ１０４において、鉱石装入位置を炉壁側に移動させる処理を行う。鉱石装入位置は、前述した方法により調整することができる。変更後の鉱石装入位置の決定方法は、特に限定しないが、例えば、第１パラメータと第１目標範囲の上限値である０．４０とを比較して決定することができる。すなわち、第１パラメータと０．４０との差が大きい場合には、鉱石装入位置を大きく炉壁側とし、第１パラメータと０．４０との差が大きくない場合には、鉱石装入位置を少しずつ炉壁側にずらして微調整するのがよい。
(About step S104)
In step S104, a process of moving the ore charging position to the furnace wall side is performed. The ore charging position can be adjusted by the method described above. The method for determining the ore charging position after the change is not particularly limited, but for example, it can be determined by comparing the first parameter with 0.40, which is the upper limit of the first target range. That is, when the difference between the first parameter and 0.40 is large, the ore charging position is set to the furnace wall side, and when the difference between the first parameter and 0.40 is not large, the ore charging position is set to the furnace wall side. It is better to make fine adjustments by gradually shifting to the furnace wall side.
鉱石を装入する前の管理ラインを降下させることにより、鉱石装入位置を炉壁側に変更することができるところ、管理ラインが降下したか否かは、公知のサウンジング装置により把握することができる。サウンジング装置には、ワイヤに接続された重錘を炉内に垂らして、高炉充填層の上端に当接させることにより高さを測定する機械式サウンジング装置や、高炉の炉頂に取り付けられたマイクロ波距離計を用いることができる。ステップＳ１０４の処理を行うことにより、鉱石の装入位置を第１パラメータ：０．４０を指向する位置に変更することができる。つまり、鉱石の装入位置が炉壁側に適切にシフトし、層厚比分布を適正化することができる。 The ore charging position can be changed to the furnace wall side by lowering the control line before the ore is charged, but whether or not the control line has been lowered can be grasped by a known sounding device. can. The sounding device includes a mechanical sounding device that measures the height by hanging a weight connected to a wire into the furnace and contacting it with the upper end of the blast furnace filling layer, and a microwave mounted on the top of the blast furnace. A wave range finder can be used. By performing the process of step S104, the ore charging position can be changed to a position pointing to the first parameter: 0.40. That is, the ore charging position can be appropriately shifted to the furnace wall side, and the layer thickness ratio distribution can be optimized.
（ステップＳ１０５について）
第１パラメータが第１目標範囲内に収まっているため、鉱石装入位置を調整する処理は行わない。
(About step S105)
Since the first parameter is within the first target range, the process of adjusting the ore charging position is not performed.
（参考例）
図６（ｂ）のフローチャートを参照しながら、第１パラメータを改善するための装入方法の変更方法の参考例について説明する。ただし、図６（ａ）と処理が共通するステップについては、詳細な説明を省略する。
(Reference example)
A reference example of a method of changing the charging method for improving the first parameter will be described with reference to the flowchart of FIG. 6B. However, detailed description of the steps in which the processing is common to that in FIG. 6A will be omitted.
（ステップＳ１０１Ａについて）
炉周方向の複数位置で層厚比分布を測定し、好ましくは、炉周方向所定角度毎に層厚比分布を測定する。炉周方向所定角度毎の層厚比分布は、従来公知の３次元プロフィールメータにより測定することができる。
層厚比分布を算出する所定角度間隔は好ましくは４５°以下であり、例えば１０°に設定することができる。角度間隔を小さくするほど、炉径方向における層厚比分布をより正確に把握することができる。ただし、角度間隔を過度に小さくすると、データ量が膨大となるため、処理が煩雑となる。なお、３次元プロフィールメータにより測定された上述の情報を、三次元堆積情報と称するものとする。
(About step S101A)
The layer thickness ratio distribution is measured at a plurality of positions in the furnace circumference direction, and preferably, the layer thickness ratio distribution is measured at each predetermined angle in the furnace circumference direction. The layer thickness ratio distribution for each predetermined angle in the furnace circumferential direction can be measured by a conventionally known three-dimensional profile meter.
The predetermined angular interval for calculating the layer thickness ratio distribution is preferably 45 ° or less, and can be set to, for example, 10 °. The smaller the angular interval, the more accurately the layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction can be grasped. However, if the angle interval is made excessively small, the amount of data becomes enormous, and the processing becomes complicated. The above-mentioned information measured by the three-dimensional profile meter is referred to as three-dimensional deposition information.
３次元プロフィールメータは、マイクロ波方式であってもよいし、レーザ方式であってもよい。マイクロ波方式の３次元プロフィールメータとして、例えば、マイクロ波送受信手段に連結するアンテナと、反射角度可変の反射板とを容器内に収容し、該容器を高炉上部の適所に設けた開口に気密に取り付け、アンテナから発射されたマイクロ波ビームを反射板で反射して装入物の表面を面状に走査するとともに、表面で反射されたマイクロ波をマイクロ波送受信手段で検波して走査位置に対応する距離データを求めてマップ化する装入物プロフィールメータを用いることができる（例えば、特許第５３９１４５８号公報参照）。 The three-dimensional profile meter may be of the microwave type or the laser type. As a microwave type three-dimensional profile meter, for example, an antenna connected to a microwave transmitting / receiving means and a reflecting plate having a variable reflection angle are housed in a container, and the container is airtightly provided in an opening provided at an appropriate position in the upper part of the blast furnace. Attached, the microwave beam emitted from the antenna is reflected by the reflector to scan the surface of the charge in a planar manner, and the microwave reflected on the surface is detected by the microwave transmission / reception means to correspond to the scanning position. A charge profile meter that obtains and maps the distance data to be used can be used (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5391458).
炉径方向における層厚比分布の具体的な算出方法は、以下の通りである。すなわち、コークスを装入した後に、コークス層の三次元堆積情報を３次元プロフィールメータにより測定する。ここで、得られた三次元堆積情報を前記の所定角度ずつ抜き出し、炉径方向におけるコークス層の堆積情報を取得する。つまり、前記の所定角度毎に、コークス層の炉径方向における堆積形状（二次元情報）を取得する。
その後、コークス層の上に積層された鉱石層の三次元堆積情報を３次元プロフィールメータにより測定する。ここで、得られた三次元堆積情報を前記の所定角度ずつ抜き出し、炉径方向における鉱石層の堆積情報を取得する。つまり、前記の所定角度毎に、鉱石層の炉径方向における堆積形状（二次元情報）を取得する。最後に、前記の所定角度毎に炉径方向における層厚比分布を求める。
The specific calculation method of the layer thickness ratio distribution in the furnace diameter direction is as follows. That is, after charging the coke, the three-dimensional deposition information of the coke layer is measured by a three-dimensional profile meter. Here, the obtained three-dimensional deposition information is extracted at each predetermined angle, and the deposition information of the coke layer in the furnace radial direction is acquired. That is, the deposition shape (two-dimensional information) of the coke layer in the furnace radial direction is acquired at each of the predetermined angles.
Then, the three-dimensional deposition information of the ore layer laminated on the coke layer is measured by a three-dimensional profile meter. Here, the obtained three-dimensional deposition information is extracted at each of the predetermined angles, and the deposit information of the ore layer in the furnace radial direction is acquired. That is, the deposition shape (two-dimensional information) of the ore layer in the furnace diameter direction is acquired at each of the predetermined angles. Finally, the layer thickness ratio distribution in the furnace diameter direction is obtained for each of the predetermined angles.
（ステップＳ１０２Ａについて）
再び図６（ｂ）のフローチャートを参照して、ステップＳ１０１Ａで求めた前記所定角度毎の層厚比分布に基づき、前記所定角度毎の第１パラメータを算出する。第１パラメータは、上述の通り、炉中間部最大層厚比と炉壁部最小層厚比との差である。
(About step S102A)
With reference to the flowchart of FIG. 6B again, the first parameter for each predetermined angle is calculated based on the layer thickness ratio distribution for each predetermined angle obtained in step S101A. As described above, the first parameter is the difference between the maximum layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace and the minimum layer thickness ratio of the furnace wall portion.
（ステップＳ１０３Ａについて）
ステップＳ１０２Ａで求めた第１パラメータのうち所定割合以上が０．４０以下（第１目標範囲内）であるかを判別し、第１目標範囲内に収まる第１パラメータの数が所定割合未満である場合には（ステップＳ１０３Ａ Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４Ａに進み、所定割合以上が第１目標範囲内の場合には（ステップＳ１０３Ａ Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進む。
所定目標範囲内に収まる所定パラメータの割合の閾値である「所定割合」は、好ましくは５割であり、より好ましくは８割である。所定割合が５割未満になると、理想的な層厚比分布が形成されない方位が増加して、操業変動を招くおそれがある。
(About step S103A)
It is determined whether or not the predetermined ratio or more of the first parameters obtained in step S102A is 0.40 or less (within the first target range), and the number of the first parameters within the first target range is less than the predetermined ratio. In the case (step S103A No), the process proceeds to step S104A, and when the predetermined ratio or more is within the first target range (step S103A Yes), the process proceeds to step S105.
The “predetermined ratio”, which is the threshold value of the ratio of the predetermined parameters within the predetermined target range, is preferably 50%, more preferably 80%. If the predetermined ratio is less than 50%, the orientation in which the ideal layer thickness ratio distribution is not formed increases, which may lead to operational fluctuations.
（ステップＳ１０４Ａについて）
ステップＳ１０４Ａにおいて、鉱石装入位置を炉壁側に移動させる処理を行う。鉱石装入位置は、前述した方法により調整することができる。変更後の鉱石装入位置の決定方法は、特に限定しないが、例えば、各方位の第１パラメータの算術平均値を算出し、この算術平均値と第１目標範囲の上限値である０．４０とを比較して決定することができる。すなわち、第１パラメータの算術平均値と０．４０との差が大きい場合には、鉱石装入位置を大きく炉壁側とし、第１パラメータの算術平均値と０．４０との差が大きくない場合には、鉱石装入位置を少しずつ炉壁側にずらして微調整するのがよい。
ステップＳ１０４Ａの処理を行うことにより、鉱石の装入位置を第１パラメータ：０．４０を指向する位置に変更することができる。つまり、鉱石の装入位置が炉壁側に適切にシフトし、層厚比分布を適正化することができる。言い換えると、第１パラメータの５割以上が目標範囲内に収まるように、炉径方向における層厚比分布が炉周方向全体に亘って改善される。
(About step S104A)
In step S104A, a process of moving the ore charging position to the furnace wall side is performed. The ore charging position can be adjusted by the method described above. The method for determining the ore charging position after the change is not particularly limited, but for example, the arithmetic mean value of the first parameter in each direction is calculated, and the arithmetic mean value and the upper limit value of the first target range are 0.40. Can be determined by comparing with. That is, when the difference between the arithmetic mean value of the first parameter and 0.40 is large, the ore charging position is set to the furnace wall side, and the difference between the arithmetic mean value of the first parameter and 0.40 is not large. In that case, it is better to make fine adjustments by gradually shifting the ore charging position toward the furnace wall side.
By performing the process of step S104A, the ore charging position can be changed to a position pointing to the first parameter: 0.40. That is, the ore charging position can be appropriately shifted to the furnace wall side, and the layer thickness ratio distribution can be optimized. In other words, the layer thickness ratio distribution in the furnace diameter direction is improved over the entire furnace circumference direction so that 50% or more of the first parameter is within the target range.
（第２実施形態）
図７のフローチャートを参照しながら、第２パラメータを改善するための装入方法の変更方法について説明する。ただし、図６（ａ）と処理が共通するステップについては、詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
A method of changing the charging method for improving the second parameter will be described with reference to the flowchart of FIG. 7. However, detailed description of the steps in which the processing is common to that in FIG. 6A will be omitted.
ステップＳ１０２Ｂにおいて、ステップＳ１０１で求めた特定の炉周方向位置における層厚比分布に基づき、当該炉周方向位置における第２パラメータを算出する。第２パラメータは、上述の通り、炉中間部平均層厚比に対する炉壁部平均層厚比の比である。
ステップＳ１０３Ｂにおいて、ステップＳ１０２Ｂで求めた第２パラメータが０．７７以上（第２目標範囲内）であるかを判別し、第２パラメータが第２目標範囲外の場合には（ステップＳ１０３Ｂ Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４Ｂに進み、第２パラメータが第２目標範囲内の場合には（ステップＳ１０３Ｂ Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０４Ｂにおいて、鉱石装入位置を調整する処理を行うことは、図６（ａ）の例と同じであり、このとき、例えば、第２パラメータと第２目標範囲の下限値である０．７７とを比較して変更後の鉱石装入位置を決定することができる。
In step S102B, the second parameter at the furnace peripheral direction position is calculated based on the layer thickness ratio distribution at the specific furnace peripheral direction position obtained in step S101. As described above, the second parameter is the ratio of the average layer thickness ratio of the furnace wall portion to the average layer thickness ratio of the intermediate portion of the furnace.
In step S103B, it is determined whether the second parameter obtained in step S102B is 0.77 or more (within the second target range), and if the second parameter is outside the second target range (step S103B No), The process proceeds to step S104B, and if the second parameter is within the second target range (step S103B Yes), the process proceeds to step S105.
In step S104B, performing the process of adjusting the ore charging position is the same as the example of FIG. 6A, and at this time, for example, the second parameter and the lower limit of the second target range of 0.77. The changed ore loading position can be determined by comparing with.
本発明について、実施例を示しながら、詳細に説明する。１／３ベルレス試験装置を用いて実高炉と同一の条件で高炉原料の装入を行い、第１パラメータ及び第２パラメータと鉱石の装入方法の関係を調べた。１／３ベルレス試験装置とは、ベルレス式炉頂装入装置を模した実炉の１／３サイズの模型実験装置（半径１８００ｍｍ程度）である。平均粒径は実炉の約１／３とし、装入量は実炉の約１／２７とした。コークスの１チャージ当たりの装入量は約１．３ｔ、鉱石の１チャージ当たりの装入量は約７．３ｔとした。 The present invention will be described in detail with reference to examples. The raw materials for the blast furnace were charged under the same conditions as the actual blast furnace using a 1/3 bellless test apparatus, and the relationship between the first and second parameters and the method for charging the ore was investigated. The 1/3 bellless test device is a model experimental device (radius of about 1800 mm) of 1/3 size of an actual furnace that imitates a bellless type furnace top charging device. The average particle size was about 1/3 of that of the actual furnace, and the charge amount was about 1/27 of that of the actual furnace. The amount of coke charged per charge was about 1.3 tons, and the amount of ore charged per charge was about 7.3 tons.
鉱石層及びコークス層の二次元堆積形状を２次元プロフィールメータで測定し、堆積形状を取得した。堆積形状を取得した後、層厚比分布を求めるとともに、第１パラメータ及び第２パラメータを算出した。なお、炉口無次元半径で０．３以上０．７未満の範囲を炉中間部とし、炉口無次元半径で０．７以上１．０以下の範囲を炉壁部とした。また、第１パラメータに対応する第１目標範囲を０．４０以下とし、第２パラメータに対応する第２目標範囲を０．７７以上とした。 The two-dimensional sedimentary shapes of the ore layer and the coke layer were measured with a two-dimensional profile meter, and the sedimentary shapes were obtained. After acquiring the sedimentary shape, the layer thickness ratio distribution was obtained, and the first parameter and the second parameter were calculated. The range of the dimensionless radius of the furnace opening of 0.3 or more and less than 0.7 was defined as the furnace intermediate portion, and the range of the dimensionless radius of the furnace mouth of 0.7 or more and 1.0 or less was defined as the furnace wall portion. Further, the first target range corresponding to the first parameter was set to 0.40 or less, and the second target range corresponding to the second parameter was set to 0.77 or more.
図８に、鉱石の装入方法を調整する前の、層厚比分布を示す。鉱石の装入位置を調整する前において、炉中間部最大層厚比は０．９９であり、炉壁部最小層厚比は０．３９であり、第１パラメータの値は０．６０（第１目標範囲外）であった。また、鉱石の装入位置を調整する前において、炉中間部平均層厚比は０．８３であり、炉壁部平均層厚比は０．５１であり、第２パラメータの値は、０．６１（第２目標範囲外）であった。 FIG. 8 shows the layer thickness ratio distribution before adjusting the ore charging method. Before adjusting the ore charging position, the maximum layer thickness ratio of the intermediate part of the furnace is 0.99, the minimum layer thickness ratio of the furnace wall part is 0.39, and the value of the first parameter is 0.60 (the first parameter). 1 out of the target range). Further, before adjusting the charging position of the ore, the average layer thickness ratio of the intermediate part of the furnace was 0.83, the average layer thickness ratio of the furnace wall part was 0.51, and the value of the second parameter was 0. It was 61 (outside the second target range).
そこで、炉壁側への鉱石の装入量を増加させるため、鉱石ダンプにおいて、炉壁側に全ノッチを１ノッチだけずらし、鉱石ダンプを外振りに変更した。図９は、鉱石の装入方法を調整した後の層厚比分布である。 Therefore, in order to increase the amount of ore charged to the furnace wall side, in the ore dump, all notches were shifted by one notch to the furnace wall side, and the ore dump was changed to an outward swing. FIG. 9 shows the layer thickness ratio distribution after adjusting the ore charging method.
鉱石の装入方法を調整した結果、炉中間部最大層厚比は０．９１となり、炉壁部最小層厚比は０．５２となり、第１パラメータの値は、０．３９に改善されて第１目標範囲内となった。また、鉱石の装入位置を調整した後の、炉中間部平均層厚比は０．７６となり、炉壁部最小層厚比は０．６０となり、第２パラメータの値は、０．７９に改善されて第２目標範囲内となった。 As a result of adjusting the ore charging method, the maximum layer thickness ratio of the intermediate part of the furnace was 0.91, the minimum layer thickness ratio of the furnace wall part was 0.52, and the value of the first parameter was improved to 0.39. It was within the first target range. After adjusting the ore charging position, the average layer thickness ratio of the intermediate part of the furnace was 0.76, the minimum layer thickness ratio of the furnace wall part was 0.60, and the value of the second parameter was 0.79. It was improved and was within the second target range.
３ ベルトコンベア
４ａ、４ｂ 固定ホッパー
５ 旋回シュート
７ 貯留ホッパー
８ 流調ゲート
3
Claims (8)
前記第１ステップで算出した層厚比分布について、炉中間部における前記層厚比の最大値、最小値及び平均値からなる群から選ばれた炉中間部特徴値と、炉壁部における前記層厚比の最大値、最小値及び平均値からなる群から選ばれた炉壁部特徴値と、の差または比である所定パラメータを算出する第２ステップと、
前記所定パラメータが所定目標範囲内に収まるか否かを判定する第３ステップと、
前記所定パラメータが前記所定目標範囲内に収まらないとき、高炉原料の装入方法を変更する第４ステップと、を有することを特徴とする高炉の操業方法。 The first measure is to measure the layer thickness ratio distribution, which indicates the distribution in the furnace diameter direction, which is the ratio of the thickness of the ore layer to the total thickness of the ore layer and the coke layer, at at least one position in the furnace circumference direction. Steps and
Regarding the layer thickness ratio distribution calculated in the first step, the characteristic value of the intermediate part of the furnace selected from the group consisting of the maximum value, the minimum value and the average value of the layer thickness ratio in the intermediate part of the furnace, and the layer in the intermediate part of the furnace. The second step of calculating a predetermined parameter which is the difference or ratio between the furnace wall feature value selected from the group consisting of the maximum value, the minimum value and the average value of the thickness ratio, and
The third step of determining whether or not the predetermined parameter falls within the predetermined target range, and
A method for operating a blast furnace, which comprises a fourth step of changing a method of charging a blast furnace raw material when the predetermined parameter does not fall within the predetermined target range.
前記炉壁部特徴値は炉壁部における前記層厚比の最小値であり、
前記所定パラメータは、前記炉中間部特徴値と前記炉壁部特徴値との差であることを特徴とする、請求項１に記載の高炉の操業方法。 The characteristic value of the intermediate portion of the furnace is the maximum value of the layer thickness ratio in the intermediate portion of the furnace.
The characteristic value of the furnace wall portion is the minimum value of the layer thickness ratio in the furnace wall portion.
The method for operating a blast furnace according to claim 1, wherein the predetermined parameter is a difference between the characteristic value of the intermediate portion of the furnace and the characteristic value of the wall portion of the furnace.
前記炉壁部特徴値は炉壁部における前記層厚比の平均値であり、
前記所定パラメータは、前記炉中間部特徴値に対する前記炉壁部特徴値の比であることを特徴とする、請求項１に記載の高炉の操業方法。 The characteristic value of the intermediate portion of the furnace is an average value of the layer thickness ratio in the intermediate portion of the furnace.
The characteristic value of the furnace wall portion is an average value of the layer thickness ratio in the furnace wall portion.
The method for operating a blast furnace according to claim 1, wherein the predetermined parameter is a ratio of the characteristic value of the furnace wall portion to the characteristic value of the intermediate portion of the furnace.
The fourth step is any one of claims 1 to 5, wherein the fourth step is a step of adjusting a control line for controlling the height of the blast furnace raw material deposited in the furnace to adjust the charging position of the ore. The operation method of the blast furnace described in paragraph 1.
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