JP2021167453A - Blast furnace operation method, pulverized coal injection control device, and pulverized coal injection control program - Google Patents

Blast furnace operation method, pulverized coal injection control device, and pulverized coal injection control program Download PDF

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Abstract

To suppress local dispersion of a reducing material ratio in each tuyere region.SOLUTION: A blast furnace operation method includes: a deposition shape acquisition step for acquiring the deposition shape of an ore layer and a coke layer in the blast furnace by one charge over the whole circumferential direction of the furnace; a coke ratio calculation step for calculating a coke ratio of the coke contained in each tuyere region based on the deposition shape obtained in the deposition shape acquisition step; a pulverized coal ratio calculation step for calculating a pulverized coal ratio to be blown into each tuyere region based on the coke ratio calculated in the coke ratio calculation step so that a reducing material ratio in each tuyere region is equal; a descent estimation step for estimating that the ore layer and the coke layer, whose deposition shape was acquired in the deposition shape acquisition step, have descended to a reference position; and a pulverized coal quantity control step for blowing pulverized coal into the blast furnace from each tuyere at the pulverized coal ratio calculated in the pulverized coal ratio calculation step when the ore layer and the coke layer are estimated to have descended to the reference position in the descent estimation step.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、高炉の操業方法、微粉炭吹込制御装置、微粉炭吹込制御プログラムに関する。 The present invention relates to an operating method of a blast furnace, a pulverized coal injection control device, and a pulverized coal injection control program.

高炉を安定的に操業するためには、高炉内のガス流れの安定化、特に、炉周方向における高炉内のガス流れを均一とすることが重要である。炉周方向における高炉内のガス流れが不均一となると、高炉内に堆積した高炉原料(鉱石原料やコークスなど)の上昇温度や鉱石原料の還元速度が、炉周方向で不均一となり、高炉内の熱バランスが崩れ、高炉を安定的に操業できないおそれがある。 In order to operate the blast furnace stably, it is important to stabilize the gas flow in the blast furnace, in particular, to make the gas flow in the blast furnace uniform in the circumferential direction. When the gas flow in the blast furnace becomes non-uniform in the circumferential direction, the rising temperature of the blast furnace raw material (ore raw material, coke, etc.) deposited in the blast furnace and the reduction rate of the ore raw material become non-uniform in the furnace peripheral direction, and the inside of the blast furnace becomes non-uniform. There is a risk that the blast furnace will not operate stably due to the imbalance of heat.

特許文献1には、高炉の内壁を形成する耐火煉瓦内の円周方向に沿った複数位置に、高炉半径方向に離間して1対の熱電対を埋設し、上記各位置における1対の熱電対の温度差から高炉円周方向の熱流束分布を求め、その熱流束分布が高炉の円周方向で均一となるよう、羽口から吹き込む微粉炭量を制御することを特徴とする高炉の操業方法が開示されている。そのほか、特許文献2〜5にも、炉周方向における微粉炭量の調整により高炉内の熱バランス等を改善しようとする技術が開示されている。 In Patent Document 1, a pair of thermoelectric pairs are embedded at a plurality of positions along the circumferential direction in the refractory bricks forming the inner wall of the blast furnace at intervals in the radial direction of the blast furnace, and a pair of thermoelectric pairs at each of the above positions. The operation of the blast furnace is characterized in that the heat flux distribution in the circumferential direction of the blast furnace is obtained from the temperature difference between the pairs, and the amount of pulverized coal blown from the tuyere is controlled so that the heat flux distribution becomes uniform in the circumferential direction of the blast furnace. The method is disclosed. In addition, Patent Documents 2 to 5 also disclose a technique for improving the heat balance in the blast furnace by adjusting the amount of pulverized coal in the furnace peripheral direction.

特許第5854200号公報Japanese Patent No. 5854200 特開2018−193599号公報JP-A-2018-193599 国際公開第2019/189034号International Publication No. 2019/18903 特許第3844858号公報Japanese Patent No. 3844858 特許第5064086号公報Japanese Patent No. 5064086

炉周方向における高炉内のガス流れが不均一となる要因として、炉周方向において、炉下部でコークス消費量が不均一となることが挙げられる。炉周方向において、炉下部でコークス消費量が不均一となると、炉内に装入された高炉原料の降下速度が不均一となり、高炉原料の堆積高さが不均一となる。これにより、繰り返し炉内に装入される高炉原料(装入物)の表面高さが不均一となるため、高炉操業が不安定となるおそれがある。 One of the factors that cause the gas flow in the blast furnace to be non-uniform in the peripheral direction is that the coke consumption is non-uniform at the lower part of the furnace in the peripheral direction. If the coke consumption becomes non-uniform in the lower part of the furnace in the furnace circumferential direction, the descent rate of the blast furnace raw material charged into the furnace becomes non-uniform, and the deposition height of the blast furnace raw material becomes non-uniform. As a result, the surface height of the blast furnace raw material (charged material) that is repeatedly charged into the furnace becomes non-uniform, and the blast furnace operation may become unstable.

ここで、本発明者らは、各羽口周辺の局所的な還元材比(溶銑1tを製造するのに必要な還元材の質量)という概念に想到し、炉周方向におけるコークス消費量が不均一となることを抑制するためには、炉周方向において各羽口周辺の局所的な還元材比が不均一となることを抑制することが好ましいことに想到した。 Here, the present inventors have come up with the concept of a local reducing agent ratio (mass of reducing agent required to produce 1 ton of hot metal) around each tuyere, and the coke consumption in the furnace circumference direction is inconvenient. In order to suppress the uniformity, it was conceived that it is preferable to suppress the local reducing agent ratio around each tuyere in the furnace circumference direction from becoming non-uniform.

この点に鑑み、本発明は、一又は複数の羽口に対応した各羽口領域の局所的な還元材比のばらつきを抑制することを指向した高炉の操業方法、微粉炭吹込制御装置、微粉炭吹込制御プログラムを提供することを目的とする。 In view of this point, the present invention provides a blast furnace operating method, a pulverized coal injection control device, and pulverized powder, which are aimed at suppressing local variations in the reducing agent ratio in each tuyere region corresponding to one or more tuyere. The purpose is to provide a charcoal blowing control program.

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、(1)鉱石原料とコークスとを炉内に装入する高炉の操業方法であって、高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する堆積形状取得ステップと、前記堆積形状取得ステップで得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、一又は複数の羽口に対応した炉高方向視扇型の各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出するコークス比算出ステップと、前記コークス比算出ステップにおいて算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比に基づき、前記各羽口領域における還元材比が等しくなるように、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出する微粉炭比算出ステップと、前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が、所望の基準位置まで降下したことを推定する降下推定ステップと、前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が前記基準位置まで降下したことを推定したときに、前記微粉炭比算出ステップで算出された、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比で、各羽口から高炉内に微粉炭を吹き込ませる微粉炭量制御ステップと、を備えることを特徴とする高炉の操業方法。 In order to solve the above problems, the operating method of the blast furnace according to the present invention is (1) the operating method of the blast furnace in which the ore raw material and coke are charged into the furnace, and the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace. Based on the deposit shape acquisition step of acquiring at least one charge in the entire furnace circumference direction and the deposit shape of the coke layer and the ore layer obtained in the deposit shape acquisition step, one or more tuyere A coke ratio calculation step for calculating the coke ratio of coke contained in each tuyere region of the corresponding furnace height direction fan type, and a coke coke included in each tuyere region calculated in the coke ratio calculation step. Based on the ratio, the deposited shape is acquired in the pulverized coal ratio calculation step for calculating the pulverized coal ratio to be blown into each tuyere region and the deposited shape acquisition step so that the reducing material ratio in each tuyere region becomes equal. A descent estimation step for estimating that the ore layer and the coke layer have descended to a desired reference position, and a descent estimation step for estimating that the ore layer and the coke layer whose deposit shape has been acquired in the deposit shape acquisition step have descended to the reference position. It is provided with a pulverized coal amount control step for injecting pulverized coal into the blast furnace from each tuyere at the pulverized coal ratio calculated in the pulverized coal ratio calculation step when estimated. A method of operating a blast furnace, which is characterized by.

(2)前記堆積形状取得ステップにおいて、2次元プロフィールメータを用いて複数の炉径方向について堆積形状を測定するとともに、この測定した堆積形状を用いて測定していない炉径方向の堆積形状を補間することにより、高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を取得することを特徴とする上記(1)に記載の高炉の操業方法。 (2) In the sedimentary shape acquisition step, the sedimentary shapes are measured in a plurality of furnace radial directions using a two-dimensional profile meter, and the unmeasured sedimentary shapes in the furnace radial direction are interpolated using the measured sedimentary shapes. The method for operating a blast furnace according to (1) above, characterized in that the deposited shape of the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace is obtained by the operation.

(3)前記堆積形状取得ステップにおいて、高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、3次元プロフィールメータを用いて取得することを特徴とする上記(1)に記載の高炉の操業方法。 (3) The method for operating a blast furnace according to (1) above, wherein in the step of acquiring the sedimentary shape, the sedimentary shape of the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace is acquired by using a three-dimensional profile meter.

(4)前記各羽口領域は、炉高方向視において、360°/羽口数を中心角度とする扇型形状であって、羽口の軸線に対して線対称に形成されていることを特徴とする上記(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の高炉の操業方法。 (4) Each tuyere region is characterized in that it has a fan-shaped shape with 360 ° / number of tuyere as a central angle when viewed in the direction of the furnace height, and is formed line-symmetrically with respect to the axis of the tuyere. The method for operating a blast furnace according to any one of (1) to (3) above.

(5)前記コークス比算出ステップは、前記堆積形状取得ステップで得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、前記各羽口領域に含まれるコークス層及び鉱石層の体積を算出する体積算出ステップと、前記体積算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークス層及び鉱石層の体積と、コークス層及び鉱石層に含まれる各銘柄の嵩密度と、を用いて、前記各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量を算出する質量算出ステップと、前記質量算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量に基づき、前記各羽口領域における、コークスに対する鉱石原料の質量比(O/C比)を算出するO/C比算出ステップと、少なくとも予め設定された鉱石比と、前記O/C比算出ステップで算出された、前記各羽口領域におけるO/C比と、を用いて、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出するステップと、を備えることを特徴とする上記(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の高炉の操業方法。 (5) The coke ratio calculation step is a volume calculation for calculating the volumes of the coke layer and the ore layer contained in each tuyere region based on the deposited shape of the coke layer and the ore layer obtained in the deposit shape acquisition step. Using the steps, the volumes of the coke layer and the ore layer included in each tuyere region, and the bulk density of each brand contained in the coke layer and the ore layer, which were calculated in the volume calculation step, each of the above. Based on the mass calculation step for calculating the mass of coke and the mass of the ore raw material contained in the tuyere region and the mass of coke and the mass of the ore raw material calculated in the mass calculation step. Calculated in the O / C ratio calculation step for calculating the mass ratio (O / C ratio) of the ore raw material to coke in each tuyere region, at least the preset ore ratio, and the O / C ratio calculation step. In addition, the above (1) to (4) are provided with a step of calculating the coke ratio of coke contained in each tuyere region by using the O / C ratio in each tuyere region. ) Is described in any one of the methods for operating the blast furnace.

(6)前記微粉炭比算出ステップにおいて、全ての前記羽口領域に共通する目標還元材比から、前記コークス比算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を減じて、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出することを特徴とする上記(1)ないし(5)のいずれか1つに記載の高炉の操業方法。 (6) In the pulverized coal ratio calculation step, the coke ratio of coke contained in each tuyere region calculated in the coke ratio calculation step is subtracted from the target reducing material ratio common to all the tuyere regions. The method for operating a blast furnace according to any one of (1) to (5) above, wherein the ratio of pulverized coal blown into each tuyere region is calculated.

(7)前記基準位置は、推定した融着帯の頂点から羽口高さまでの領域に設定されることを特徴とする上記(1)ないし(6)のいずれか1つに記載の高炉の操業方法。 (7) The operation of the blast furnace according to any one of (1) to (6) above, wherein the reference position is set in a region from the apex of the estimated fusion zone to the tuyere height. Method.

(8)鉱石原料とコークスとを炉内に装入する高炉の操業方法であって、高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する堆積形状取得ステップと、前記堆積形状取得ステップで得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、一又は複数の羽口に対応した炉高方向視扇型の各羽口領域に含まれるコークス層及び鉱石層の体積を算出する体積算出ステップと、前記体積算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークス層及び鉱石層の体積と、コークス層及び鉱石層に含まれる各銘柄の嵩密度と、を用いて、前記各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量を算出する質量算出ステップと、前記質量算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量に基づき、前記各羽口領域における、コークスに対する鉱石原料の質量比(O/C比)を算出するO/C比算出ステップと、前記O/C比算出ステップで算出された、前記各羽口領域におけるO/C比を、羽口領域全体の平均O/C比または予め設定された設定O/C比で除すことにより、前記各羽口領域のO/C相対比率を求めるO/C相対比率算出ステップと、予め設定された微粉炭比に、前記O/C相対比率算出ステップで算出された、前記各羽口領域におけるO/C相対比率を乗じ、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出する微粉炭比算出ステップと、前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が、所望の基準位置まで降下したことを推定する降下推定ステップと、前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が前記基準位置まで降下したことを推定したときに、前記微粉炭比算出ステップで算出された、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比で、各羽口から高炉内に微粉炭を吹き込ませる微粉炭量制御ステップと、を備えることを特徴とする高炉の操業方法。 (8) An operation method of a blast furnace in which an ore raw material and coke are charged into a furnace, in which the deposit shape of the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace is acquired for at least one charge in the entire circumference direction of the furnace. Based on the shape acquisition step and the deposited shape of the coke layer and the ore layer obtained in the deposited shape acquisition step, the coke layer included in each tuyere region of the furnace height direction fan type corresponding to one or more tuyere. And the volume calculation step for calculating the volume of the ore layer, the volume of the coke layer and the ore layer included in each tuyere region calculated in the volume calculation step, and each brand included in the coke layer and the ore layer. A mass calculation step for calculating the mass of coke contained in each tuyere region and the mass of an ore raw material using bulk density, and the coke contained in each tuyere region calculated in the mass calculation step. Calculated by the O / C ratio calculation step for calculating the mass ratio (O / C ratio) of the ore raw material to coke in each tuyere region and the O / C ratio calculation step based on the mass of the ore raw material and the mass of the ore raw material. By dividing the O / C ratio in each tuyere region by the average O / C ratio of the entire tuyere region or a preset O / C ratio, the O / C of each tuyere region is obtained. The O / C relative ratio calculation step for obtaining the relative ratio and the preset pulverized coal ratio are multiplied by the O / C relative ratio in each tuyere region calculated in the O / C relative ratio calculation step. A descent that estimates that the pulverized coal ratio calculation step for calculating the pulverized coal ratio to be blown into each tuyere region and the ore layer and coke layer for which the accumulated shape was acquired in the accumulated shape acquisition step have descended to a desired reference position. Each tuyere calculated in the pulverized coal ratio calculation step when it is estimated that the ore layer and the coke layer whose deposit shape was acquired in the estimation step and the deposit shape acquisition step have descended to the reference position. A method of operating a blast furnace, which comprises a pulverized coal amount control step in which pulverized coal is blown into the blast from each tuyere at a ratio of pulverized coal to be blown into an area.

(9)鉱石原料とコークスとを炉内に装入する高炉に用いられる微粉炭吹込制御装置であって、高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する堆積形状取得部と、前記堆積形状取得部で得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、一又は複数の羽口に対応した炉高方向視扇型の各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出するコークス比算出部と、前記コークス比算出部において算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比に基づき、前記各羽口領域における還元材比が等しくなるように、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出する微粉炭比算出部と、前記堆積形状取得部で堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が、所望の基準位置まで降下したことを推定する降下推定部と、前記堆積形状取得部で堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が前記基準位置まで降下したことを前記降下推定部が推定したときに、前記微粉炭比算出部で算出された、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比で、各羽口から高炉内に微粉炭を吹き込ませる微粉炭量制御部と、を備えることを特徴とする微粉炭吹込制御装置。 (9) A pulverized coal injection control device used in a blast furnace in which an ore raw material and coke are charged into a furnace, and the deposited shape of the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace is charged by at least 1 charge over the entire circumference direction of the furnace. Based on the deposit shape acquisition part to be acquired for the minute and the deposit shape of the coke layer and the ore layer obtained by the deposit shape acquisition part, each tuyere region of the furnace height direction visual fan type corresponding to one or more tuyere. Based on the coke ratio calculation unit that calculates the coke ratio of coke contained in, and the coke ratio of coke contained in each tuyere region calculated by the coke ratio calculation unit, the reducing material ratio in each tuyere region. The pulverized coal ratio calculation unit that calculates the pulverized coal ratio to be blown into each tuyere region and the ore layer and coke layer whose accumulated shape has been acquired by the accumulated shape acquisition unit are up to the desired reference position so that When the descent estimation unit estimates that the descent estimation unit and the ore layer and coke layer whose deposit shape has been acquired by the deposit shape acquisition unit have descended to the reference position, the pulverized coal The pulverized coal injection control is provided with a pulverized coal amount control unit for injecting pulverized coal into the blast furnace from each tuyere at the pulverized coal ratio calculated by the ratio calculation unit. Device.

(10)コンピュータに、高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する堆積形状取得ステップと、前記堆積形状取得ステップで得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、一又は複数の羽口に対応した炉高方向視扇型の各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出するコークス比算出ステップと、前記コークス比算出ステップにおいて算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比に基づき、前記各羽口領域における還元材比が等しくなるように、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出する微粉炭比算出ステップと、前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が、所望の基準位置まで降下したことを推定する降下推定ステップと、前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が前記基準位置まで降下したことを前記降下推定ステップが推定したときに、前記微粉炭比算出ステップで算出された、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比で、各羽口から高炉内に微粉炭を吹き込ませる微粉炭量制御ステップと、を実行させることを特徴とする微粉炭吹込制御プログラム。 (10) A deposit shape acquisition step of acquiring the deposited shapes of the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace for at least one charge over the entire circumference direction of the furnace, and the coke layer and the coke layer obtained in the deposited shape acquisition step on a computer. In the coke ratio calculation step for calculating the coke ratio of coke contained in each tuyere region of the furnace height direction fan type corresponding to one or more tuyere based on the deposited shape of the ore layer, and the coke ratio calculation step. Based on the calculated coke ratio of coke contained in each tuyere region, the pulverized coal ratio for calculating the pulverized coal ratio to be blown into each tuyere region so that the reducing material ratio in each tuyere region is equal. The calculation step, the descent estimation step for estimating that the ore layer and the coke layer whose deposit shape has been acquired in the deposit shape acquisition step have descended to a desired reference position, and the deposit shape acquisition step have acquired the deposit shape. When the descent estimation step estimates that the ore layer and the coke layer have descended to the reference position, the pulverized coal ratio calculated in the pulverized coal ratio calculation step and blown into each tuyere region is used for each feather. A pulverized coal injection control program characterized by executing a pulverized coal amount control step of injecting pulverized coke into the blast furnace from the mouth.

本発明によれば、炉周方向において、各羽口領域の局所的な還元材比のばらつきを抑制することを指向することができる。そのため、炉周方向におけるコークス消費量が不均一となることを抑制することができ、ひいては高炉操業の安定性向上に寄与することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress local variations in the reducing agent ratio in each tuyere region in the furnace circumferential direction. Therefore, it is possible to suppress the non-uniform coke consumption in the furnace peripheral direction, which in turn can contribute to the improvement of the stability of the blast furnace operation.

本実施形態の適用対象とする高炉の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the blast furnace to which this embodiment is applied. 本実施形態における微粉炭吹込制御装置の構成図である。It is a block diagram of the pulverized coal injection control device in this embodiment. 3次元プロフィールメータによって取得された、鉱石層及びコークス層の堆積形状である。It is the sedimentary shape of the ore layer and the coke layer acquired by the three-dimensional profile meter. 炉高方向視における羽口領域である。This is the tuyere region in the direction of the furnace height. 図4に示す羽口領域の斜視図である。It is a perspective view of the tuyere region shown in FIG. 図3に示す取得堆積形状Aについて、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比の算出結果である。It is the calculation result of the coke ratio of the coke contained in each tuyere region Q about the acquired sedimentation shape A shown in FIG. 図6に示す、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比の算出結果に基づく、各羽口領域Qに吹き込む微粉炭比の算出結果である。It is a calculation result of the pulverized coal blown into each tuyere region Q based on the calculation result of the coke ratio of the coke contained in each tuyere region Q shown in FIG. 本実施形態における高炉操業方法のフローチャートを示す。The flowchart of the blast furnace operation method in this embodiment is shown.

(第1実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態の適用対象とする高炉の概略構成図である。高炉1では、主原料として焼結鉱やペレットや塊鉱石などの鉱石原料が用いられ、還元材としてコークスや微粉炭が用いられる。また近年は、非焼成含炭塊成鉱を鉱石原料として、フェロコークスをコークスとして利用する技術が提案されており、本明細書において、鉱石原料は非焼成含炭塊成鉱を含み、コークスはフェロコークスを含む。鉱石原料とコークスは高炉1の炉頂部から交互に層状に投入される。これにより、高炉1の炉内には、塊状帯、鉱石原料が溶解して固体から液体に変わる融着帯、液体になった溶鉄や溶融スラグがコークス層を滴下する滴下帯などが形成される。なお、高炉は、ベル式高炉、或いはベルレス式高炉であってもよい。なお、鉱石層は鉱石原料以外にコークス(例えば小塊コークス、フェロコークス)や副原料を含んでもよく、コークス層もコークス以外の高炉原料を含んでもよい。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a blast furnace to which the present embodiment is applied. In the blast furnace 1, ore raw materials such as sintered ore, pellets and lump ore are used as the main raw material, and coke and pulverized coal are used as the reducing agent. Further, in recent years, a technique of using unfired coal-containing agglomerate ore as an ore raw material and ferro-coke as coke has been proposed. Includes ferro-coke. The ore raw material and coke are alternately charged in layers from the top of the blast furnace 1. As a result, a massive zone, a fusion zone in which the ore raw material is melted and changed from a solid to a liquid, a dropping zone in which the liquid molten iron or molten slag drops a coke layer, and the like are formed in the furnace of the blast furnace 1. .. The blast furnace may be a bell-type blast furnace or a bellless-type blast furnace. The ore layer may contain coke (for example, small coke, ferro-coke) and auxiliary raw materials in addition to the ore raw material, and the coke layer may also contain blast furnace raw materials other than coke.

(高炉1の構成)
本実施形態における高炉1は、羽口2と、環状管3と、ブローパイプ4と、微粉炭吹き込み用ランス5と、出銑口6と、微粉炭吹込制御装置7と、を備える。羽口2は、高炉1の炉周方向に沿って、炉下部に複数設けられている。環状管3は高炉1の下部を包囲するように配設されている。ブローパイプ4は環状管3の周方向に間欠的に設けられるとともに、それぞれが異なる羽口2に接続されている。微粉炭吹き込み用ランス5は、各ブローパイプ4を挿通しており、各ブローパイプ4の内部には、微粉炭吹き込み用ランス5の先端部が延出している。出銑口6は、炉底にたまった溶銑を排出するために設けられている。上述の構成において、微粉炭吹き込み用ランス5は、ブローパイプ4の内部に微粉炭を供給する。供給する微粉炭量は、微粉炭吹込制御装置7によって制御される。微粉炭は、環状管3からブローパイプ4に送風された熱風と共に羽口2に向かって進み、羽口2から高炉1内に吹き込まれる。
(Structure of blast furnace 1)
The blast furnace 1 in the present embodiment includes a tuyere 2, an annular pipe 3, a blow pipe 4, a lance 5 for blowing pulverized coal, a tap 6 and a pulverized coal blowing control device 7. A plurality of tuyere 2s are provided in the lower part of the furnace along the circumferential direction of the blast furnace 1. The annular pipe 3 is arranged so as to surround the lower part of the blast furnace 1. The blow pipe 4 is intermittently provided in the circumferential direction of the annular pipe 3, and each is connected to a different tuyere 2. Each blow pipe 4 is inserted through the pulverized coal blowing lance 5, and the tip of the pulverized coal blowing lance 5 extends into each blow pipe 4. The hot metal outlet 6 is provided to discharge the hot metal accumulated in the bottom of the furnace. In the above configuration, the pulverized coal blowing lance 5 supplies pulverized coal to the inside of the blow pipe 4. The amount of pulverized coal to be supplied is controlled by the pulverized coal injection control device 7. The pulverized coal travels toward the tuyere 2 together with the hot air blown from the annular pipe 3 to the blow pipe 4, and is blown into the blast furnace 1 from the tuyere 2.

(微粉炭吹込制御装置7の構成)
図2は、本実施形態における微粉炭吹込制御装置の構成図である。図2を参照して、微粉炭吹込装置7は、記憶部71と、制御部72と、を備える。記憶部71は、各銘柄の嵩密度を記憶する嵩密度DB711と、鉱石比を記憶する鉱石比DB712と、目標還元材比を記憶する目標還元材比DB713と、基準位置を記憶する基準位置DB714と、を備える。制御部72は、堆積形状取得部721と、コークス比算出部722と、微粉炭比算出部723と、降下推定部724と、微粉炭量制御部725と、を備える。
(Structure of pulverized coal injection control device 7)
FIG. 2 is a block diagram of the pulverized coal injection control device according to the present embodiment. With reference to FIG. 2, the pulverized coal blowing device 7 includes a storage unit 71 and a control unit 72. The storage unit 71 stores the bulk density DB711 that stores the bulk density of each brand, the ore ratio DB712 that stores the ore ratio, the target reducing material ratio DB713 that stores the target reducing material ratio, and the reference position DB714 that stores the reference position. And. The control unit 72 includes a deposit shape acquisition unit 721, a coke ratio calculation unit 722, a pulverized coal ratio calculation unit 723, a descent estimation unit 724, and a pulverized coal amount control unit 725.

(堆積形状取得部721)
堆積形状取得部721は、高炉1に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する。1チャージとは、高炉原料の装入の繰り返しの単位をいい、複数回の装入ダンプ(所定重量の高炉原料をホッパから旋回シュート等に供給して高炉1に装入すること)からなる。
堆積形状の取得には、例えば3次元プロフィールメータが用いられる。3次元プロフィールメータは、炉周方向に所定角度間隔で炉径方向における鉱石層及びコークス層の堆積形状を取得する。図3に、3次元プロフィールメータによって取得された、鉱石層及びコークス層の堆積形状を模式的に示す。同図を参照して、本実施形態においては、コークス及び鉱石をそれぞれ1ダンプ装入した後の、コークス層及び鉱石層を1層ずつ対象として、炉周方向に沿って1°ごとに堆積形状Aを取得した。図3の装入物表面には、50mmごとに等高線を記載している。なお、本実施形態では、コークス及び鉱石原料をそれぞれ1ダンプ装入しているが、これに限られず、コークス及び鉱石原料の少なくとも一方を複数ダンプ装入してもよい。また、1チャージ分のみではなく、複数チャージ分について堆積形状を取得してもよい。
(Deposited shape acquisition unit 721)
The deposit shape acquisition unit 721 acquires the deposit shape of the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace 1 for at least one charge in the entire furnace circumferential direction. One charge is a unit of repeated charging of blast furnace raw materials, and is composed of a plurality of charging dumps (supplying a predetermined weight of blast furnace raw materials from a hopper to a swivel chute or the like and charging the blast furnace 1).
For example, a three-dimensional profile meter is used to acquire the deposited shape. The three-dimensional profile meter acquires the deposited shapes of the ore layer and the coke layer in the furnace radial direction at predetermined angular intervals in the furnace circumferential direction. FIG. 3 schematically shows the sedimentary shape of the ore layer and the coke layer acquired by the three-dimensional profile meter. With reference to the figure, in the present embodiment, after charging one dump each of coke and ore, the coke layer and the ore layer are targeted one by one, and the deposition shape is formed at 1 ° along the furnace circumference direction. Obtained A. Contour lines are drawn every 50 mm on the surface of the charge in FIG. In the present embodiment, one dump of each of the coke and the ore raw material is charged, but the present invention is not limited to this, and at least one of the coke and the ore raw material may be charged in a plurality of dump trucks. Further, the deposited shape may be acquired not only for one charge but also for a plurality of charges.

3次元プロフィールメータの測定間隔(炉周方向角度)は、適宜設定することができる。3次元プロフィールメータの測定間隔(炉周方向角度)が広い場合は、後述の2次元プロフィールメータを用いる場合と同様に、測定していない領域の堆積形状を補間してもよい。また、3次元プロフィールメータの測定データは炉周方向角度に取得されるものに限らず、例えば格子状の測定点について測定されてもよく、この場合は炉周方向角度の測定データに加工してから以降の工程に用いることができる。 The measurement interval (angle in the furnace circumferential direction) of the three-dimensional profile meter can be set as appropriate. When the measurement interval (angle in the furnace circumferential direction) of the three-dimensional profile meter is wide, the deposition shape of the unmeasured region may be interpolated as in the case of using the two-dimensional profile meter described later. Further, the measurement data of the three-dimensional profile meter is not limited to the one acquired at the furnace circumferential angle, and may be measured, for example, at grid-like measurement points. In this case, the measurement data is processed into the furnace circumferential angle measurement data. Can be used in the subsequent steps.

装入物の堆積形状は、2次元プロフィールメータを用いて取得してもよい。2次元プロフィールメータの場合、一回の測定で特定の炉径方向における堆積形状が取得される。したがって、2次元プロフィールメータを用いる場合、複数の炉径方向について取得された堆積形状を用いて、測定していない領域の堆積形状を補間することにより、鉱石層及びコークス層の堆積形状を推定してもよい。
ここで、堆積形状の取得とは、プロフィールメータから生の測定データを受信することのみでなく、適宜生データを加工(例えば補間)して取得することも含む。
The deposited shape of the charge may be obtained using a two-dimensional profile meter. In the case of a two-dimensional profile meter, the deposit shape in a specific furnace radial direction is acquired by one measurement. Therefore, when using a two-dimensional profile meter, the sedimentary shapes of the ore layer and coke layer can be estimated by interpolating the sedimentary shapes of the unmeasured regions using the sedimentary shapes obtained in multiple furnace radial directions. You may.
Here, the acquisition of the deposited shape includes not only receiving the raw measurement data from the profile meter, but also appropriately processing (for example, interpolating) the raw data to acquire the data.

(コークス比算出部722)
堆積形状取得部721で得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状A(以下、取得堆積形状Aとも称す)に基づき、コークス比算出部722において、一又は複数の羽口2に対応した各羽口領域に含まれるコークスのコークス比(溶銑1tを製造するのに必要なコークスの質量)を算出する。ここで、「羽口領域」とは、「取得堆積形状を炉高方向に見た場合に、炉周方向において、羽口位置に対応する所定角度を有する領域」を指す。一の羽口2に対応させて羽口領域を設定する場合(後述する図4参照)、例えば、炉周方向において隣接する羽口2の中間を境界として各羽口領域を設定することができる。また例えば、炉周方向において隣接する羽口2の各軸線を境界として各羽口領域を設定するなど、炉周方向に所定角度ずつの繰り返し単位として任意の各羽口領域を設定することができる。
複数の羽口2に対応させて羽口領域を設定する場合、例えば、複数の羽口2を1グループとし、炉周方向において隣接するグループの中間を境界として各羽口領域を設定することができる。複数の羽口2を1グループとして羽口領域を設定する場合、全羽口を少なくとも3グループ以上に分割することが好ましく、すなわち、炉高方向視扇型である羽口領域の中心角は、120°以下であることが好ましい。ここで、「炉高方向視扇型」とは、「炉高方向視において、炉内を炉中心から炉壁に向かって放射状に延びる複数の境界線によって区分けした形状」を意味する。
また、「各羽口領域に含まれるコークス」とは、各羽口領域のコークス層に含まれるコークスのほか、羽口領域の鉱石層に含まれるコークス(小塊コークス等)も含むものとする。さらにまた、各羽口領域に非焼成含炭塊成鉱やフェロコークスが含まれる場合は、それらに含まれるコークスも、「各羽口領域に含まれるコークス」に含むことができる。このとき、以下のコークス比の算出においては、非焼成含炭塊成鉱及び/又はフェロコークスの質量全体をコークスとして考慮してもよく、非焼成含炭塊成鉱及び/又はフェロコークス中のコークス(カーボン)の質量に換算してから考慮してもよい。
(Coke ratio calculation unit 722)
Based on the sedimentary shape A of the coke layer and the ore layer obtained by the sedimentary shape acquisition unit 721 (hereinafter, also referred to as the acquired sedimentary shape A), in the coke ratio calculation unit 722, each feather corresponding to one or more tuyere 2s. The coke ratio of coke contained in the mouth region (mass of coke required to produce 1 ton of hot metal) is calculated. Here, the "tuyere region" refers to "a region having a predetermined angle corresponding to the tuyere position in the furnace circumferential direction when the acquired sedimentation shape is viewed in the furnace height direction". When setting the tuyere region corresponding to one tuyere 2 (see FIG. 4 described later), for example, each tuyere region can be set with the middle of the adjacent tuyere 2 in the furnace circumferential direction as a boundary. .. Further, for example, each tuyere region can be set with each axis of the tuyere 2 adjacent to each other in the furnace circumference direction as a boundary, and any tuyere region can be set as a repeating unit of a predetermined angle in the furnace circumference direction. ..
When setting the tuyere region corresponding to a plurality of tuyere 2, for example, it is possible to set a plurality of tuyere 2 as one group and set each tuyere region with the middle of adjacent groups in the furnace circumferential direction as a boundary. can. When setting the tuyere region with a plurality of tuyere 2 as one group, it is preferable to divide all tuyere into at least 3 groups or more, that is, the central angle of the tuyere region which is a furnace height fan type is It is preferably 120 ° or less. Here, the "furnace height direction fan type" means "a shape in which the inside of the furnace is divided by a plurality of boundary lines radiating from the center of the furnace toward the furnace wall in the direction of the furnace height".
Further, "coke contained in each tuyere region" includes coke contained in the coke layer of each tuyere region as well as coke (small coke, etc.) contained in the ore layer of the tuyere region. Furthermore, when each tuyere region contains uncalcined coal-bearing lump ore or ferro-coke, the coke contained therein can also be included in the "coke contained in each tuyere region". At this time, in the calculation of the coke ratio below, the entire mass of the uncalcined coke-bearing coke and / or ferro-coke may be considered as coke, and the non-calcined coke-containing coke and / or ferro-coke may be considered. It may be considered after converting to the mass of coke (carbon).

羽口領域Qは、例えば、図4に示すように、炉高方向視において、360°/羽口数(本実施形態では羽口数=28)を中心角度α(所定角度)とする扇型形状であって、羽口2の軸線Lに対して線対称に形成することができる。すなわち、図4における羽口領域Qは、炉高方向視において、各羽口2(羽口位置)が、各羽口領域の弧部の中央に位置するように設定されている。図5は、図4に示す羽口領域の斜視図である。 As shown in FIG. 4, the tuyere region Q has, for example, a fan shape having a central angle α (predetermined angle) of 360 ° / number of tuyere (number of tuyere = 28 in this embodiment) when viewed in the direction of the furnace height. Therefore, it can be formed line-symmetrically with respect to the axis L of the tuyere 2. That is, the tuyere region Q in FIG. 4 is set so that each tuyere 2 (tuyere position) is located at the center of the arc portion of each tuyere region in the furnace height direction. FIG. 5 is a perspective view of the tuyere region shown in FIG.

(各羽口領域に含まれるコークスのコークス比の算出手順)
コークス比算出部722における、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比の算出は、例えば、以下の手順で行われる。
(a) 取得堆積形状Aに基づき、羽口領域Qごとに、該羽口領域Qに含まれるコークス層及び鉱石層の体積の算出を行う。
(b) (a)で得られた、各羽口領域Qに含まれるコークス層及び鉱石層の体積と、コークス層及び鉱石層に含まれる各原料の銘柄の嵩密度と、を用いて、各羽口領域Qに含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量を算出する。
(c) (b)で得られた、各羽口領域Qに含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量に基づき、各羽口領域Qにおける、コークスに対する鉱石原料の質量比(O/C比)を算出する。
(d) 予め設定された鉱石比(溶銑1tを製造するのに必要な鉱石原料の質量)を、(c)で算出された、各羽口領域QにおけるO/C比で除し、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比を算出する。なお、鉱石比は、鉱石比DB712から読みだされる設定値であり、高炉1に堆積している鉱石層が均一な分布を有しているものとして設定してもよいが、これに限るものではなく、高炉1に堆積している鉱石層が炉周方向に不均一な分布を有しているとして各羽口領域Qで異なる値に設定してもよい。
(Procedure for calculating the coke ratio of coke contained in each tuyere area)
The coke ratio calculation unit 722 calculates the coke ratio of coke contained in each tuyere region Q, for example, by the following procedure.
(A) Based on the acquired sedimentary shape A, the volumes of the coke layer and the ore layer contained in the tuyere region Q are calculated for each tuyere region Q.
(B) Using the volume of the coke layer and the ore layer contained in each tuyere region Q and the bulk density of each raw material brand contained in the coke layer and the ore layer obtained in (a), each The mass of coke and the mass of the ore raw material contained in the tuyere region Q are calculated.
(C) Based on the mass of coke contained in each tuyere region Q and the mass of ore raw material obtained in (b), the mass ratio (O / C ratio) of the ore raw material to coke in each tuyere region Q. Is calculated.
(D) The preset ore ratio (mass of the ore raw material required to produce 1 ton of hot metal) is divided by the O / C ratio in each tuyere region Q calculated in (c), and each feather. The coke ratio of the coke contained in the mouth region Q is calculated. The ore ratio is a set value read from the ore ratio DB712, and may be set assuming that the ore layer deposited in the blast furnace 1 has a uniform distribution, but is limited to this. Instead, it is possible to set different values in each tuyere region Q on the assumption that the ore layer deposited in the blast furnace 1 has a non-uniform distribution in the furnace circumference direction.

上記(b)について、より詳細に説明する。嵩密度DB711から、コークス層及び鉱石層に含まれる各銘柄の嵩密度を読み出し、上記(a)で得られた、各羽口領域Qに含まれるコークス層及び鉱石層の体積に乗じることにより、各羽口領域Qに含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量を算出する。「各羽口領域に含まれる鉱石原料」は、各羽口領域の鉱石層に含まれる鉱石原料のほか、各羽口領域のコークス層に含まれる鉱石原料も含む。上述の通り、各羽口領域Qに含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量の算出にあっては、各羽口領域Qに非焼成含炭塊成鉱やフェロコークスが含まれる場合は、それらに含まれるコークス(カーボン)分や鉱石(Fe)分を合算してもよい。 The above (b) will be described in more detail. By reading out the bulk density of each brand contained in the coke layer and the ore layer from the bulk density DB711 and multiplying by the volume of the coke layer and the ore layer contained in each tuyere region Q obtained in (a) above. The mass of coke and the mass of the ore raw material contained in each tuyere region Q are calculated. The "ore raw material contained in each tuyere region" includes not only the ore raw material contained in the ore layer of each tuyere region but also the ore raw material contained in the coke layer of each tuyere region. As described above, in calculating the mass of coke and the mass of the ore raw material contained in each tuyere region Q, if each tuyere region Q contains unfired coal-containing agglomerate ore or ferro-coke, they are used. The coke (carbon) content and the ore (Fe) content contained in the above may be added up.

例えば、鉱石層が小塊コークスを含む場合、(a)で得られた羽口領域Qの鉱石層の体積に「鉱石原料と小塊コークスの混合原料の嵩密度」を乗じて鉱石層の質量を求め、該質量から小塊コークスの質量を減じることにより、羽口領域Qに含まれる鉱石原料の質量を算出することができる。この減算に用いる小塊コークスの質量は、単純に小塊コークスの装入量を羽口領域Qの総数で除して、羽口領域Qあたりの装入量としたものを用いてもよく、炉周方向での不均一分布を模擬して各羽口領域Qで異なる値に設定してもよい。
また、この小塊コークスの質量を、(a)で得られた羽口領域Qのコークス層の体積に「コークスの嵩密度」を乗じて算出された質量(すなわち、羽口領域Qのコークス層に含まれるコークスの質量)に加算することにより、羽口領域Qに含まれるコークスの質量を算出することができる。
For example, when the ore layer contains small coke, the mass of the ore layer is obtained by multiplying the volume of the ore layer in the tuyere region Q obtained in (a) by the "bulk density of the mixed raw material of the ore raw material and the small coke". The mass of the ore raw material contained in the tuyere region Q can be calculated by subtracting the mass of the small coke from the mass. As the mass of the small coke used for this subtraction, the amount of the small coke charged may be simply divided by the total number of tuyere regions Q to obtain the charged amount per tuyere region Q. A different value may be set in each tuyere region Q by simulating a non-uniform distribution in the furnace circumference direction.
Further, the mass of this small coke is calculated by multiplying the volume of the coke layer in the tuyere region Q obtained in (a) by the "bulk density of coke" (that is, the coke layer in the tuyere region Q). The mass of coke contained in the tuyere region Q can be calculated by adding it to the mass of coke contained in.

また、鉱石層が副原料を含む場合、(a)で得られた羽口領域Qの鉱石層の体積に「鉱石原料と副原料の混合原料の嵩密度」を乗じて鉱石層の質量を求め、該質量から副原料の質量を減じることにより、羽口領域Qに含まれる鉱石原料の質量を算出することができる。この減算に用いる副原料の質量は、単純に副原料の装入量を羽口領域Qの総数で除して、羽口領域Qあたりの装入量としたものを用いてもよく、炉周方向での不均一分布を模擬して各羽口領域Qで異なる値に設定してもよい。 When the ore layer contains an auxiliary raw material, the mass of the ore layer is obtained by multiplying the volume of the ore layer in the tuyere region Q obtained in (a) by the "bulk density of the mixed raw material of the ore raw material and the auxiliary raw material". By subtracting the mass of the auxiliary raw material from the mass, the mass of the ore raw material contained in the tuyere region Q can be calculated. As the mass of the auxiliary material used for this subtraction, the amount of the auxiliary material charged may be simply divided by the total number of tuyere regions Q to obtain the charged amount per tuyere region Q, and the furnace circumference may be used. A different value may be set in each tuyere region Q by simulating a non-uniform distribution in the direction.

すなわち、鉱石層に含まれる含炭塊成鉱、コークス(小塊コークス、フェロコークス等)、副原料などは、炉周方向に均一に装入されるものと仮定して計算してもよく、偏析等による装入量の時間変化を考慮して炉周方向に重みづけをして計算してもよい。
また、嵩密度として、上述のような混合原料の嵩密度を用いず、主原料(焼結鉱、塊コークス)の単味の嵩密度を用いてもよい。例えば小塊コークスが鉱石層に含まれている場合、(b)において、小塊コークスを考慮せずに、各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量を算出し、(d)において小塊コークスのコークス比を加えることによって、各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出することができる。この場合、(b)において算出される「各羽口領域に含まれるコークスの質量」は、「各羽口領域のコークス層におけるコークスの質量」となる。
That is, the coal-containing lump coke, coke (small coke, ferro-coke, etc.), auxiliary raw materials, etc. contained in the ore layer may be calculated on the assumption that they are uniformly charged in the furnace circumference direction. The calculation may be performed by weighting in the furnace circumference direction in consideration of the time change of the charge amount due to segregation or the like.
Further, as the bulk density, the bulk density of the main raw material (sintered ore, coke breeze) may be used instead of the bulk density of the mixed raw material as described above. For example, when small coke is contained in the ore layer, in (b), the mass of coke contained in each tuyere region and the mass of the ore raw material are calculated without considering the small coke, and (d). By adding the coke ratio of small coke in, the coke ratio of coke contained in each tuyere region can be calculated. In this case, the "mass of coke contained in each tuyere region" calculated in (b) is "mass of coke in the coke layer of each tuyere region".

各銘柄の嵩密度は、予め測定された値を用いる。嵩密度とは、ある高炉原料が占める単位嵩体積当たりの質量である。嵩密度の測定方法は、特に限定しないが、例えばJIS R 1628−1997に規定されている、ファインセラミックス粉末の嵩密度測定方法(定容積測定法の初期嵩密度)に準じて測定することができる。すなわち、測定容器の質量を量った後、測定容器に高炉原料を入れて測定容器ごと質量を量り、測定容器の質量を差し引いて高炉原料の質量を計算し、該高炉原料の質量を測定容器の容積で除することによって測定できる。この場合、測定容器としては、ドラムが好適に用いられ、例えば、直径(内径)0.56m、高さ0.89m、容積0.22m、質量20kgのドラムを用いることができる。
なお、取得堆積形状Aに基づく体積の算出精度や、設定された嵩密度の良否によっては、例えば、各羽口領域Qについて算出された鉱石原料の質量の合計値が、把握している(操業条件としての)装入質量と一致しない場合がある。鉱石原料またはコークスについて、各羽口領域Qについて算出された質量の合計値と操業条件としての装入量との乖離がある場合は、適宜補正処理を行ってもよい。
For the bulk density of each brand, a value measured in advance is used. The bulk density is the mass per unit bulk volume occupied by a certain blast furnace raw material. The method for measuring the bulk density is not particularly limited, but it can be measured according to, for example, the method for measuring the bulk density of fine ceramic powder (initial bulk density in the constant volume measuring method) specified in JIS R 1628-1997. .. That is, after weighing the measuring container, the blast furnace raw material is put in the measuring container, the mass is measured together with the measuring container, the mass of the measuring container is subtracted to calculate the mass of the blast furnace raw material, and the mass of the blast furnace raw material is measured in the measuring container. It can be measured by dividing by the volume of. In this case, a drum is preferably used as the measuring container, and for example, a drum having a diameter (inner diameter) of 0.56 m, a height of 0.89 m, a volume of 0.22 m 3 , and a mass of 20 kg can be used.
Depending on the calculation accuracy of the volume based on the acquired sedimentary shape A and the quality of the set bulk density, for example, the total mass of the ore raw materials calculated for each tuyere region Q is grasped (operation). It may not match the charge mass (as a condition). For the ore raw material or coke, if there is a discrepancy between the total mass value calculated for each tuyere region Q and the charged amount as the operating condition, correction processing may be performed as appropriate.

ここで、図3に示す取得堆積形状Aについて、コークス比算出部722において、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比を以下のように算出した。各羽口領域Qは、炉高方向視において、360°/羽口数(羽口数=28)の中心角度を有し、羽口の軸線に対して線対称に形成されている扇型形状に設定した。
コークス比算出部722では、(a)〜(d)の手順によって、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比を算出した。鉱石の嵩密度を1.7[t/m]、コークスの嵩密度を0.5[t/m]、鉱石比を1.6とした。鉱石層には小塊コークスが30[kg/tp]混合されており、(b)において、小塊コークスを考慮せずに、各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量を算出し、(d)において小塊コークスのコークス比(30[kg/tp])を加えることによって、各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出した。
算出結果を、図6に示す。(b)にて算出された、各羽口領域Qに含まれる鉱石原料の質量[t]及びコークスの質量[t]と、(c)にて算出された、各羽口領域QにおけるO/C比[−]と、(d)にて算出された、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比(CR[kg/tp])を表1に示す。
Here, for the acquired sedimentary shape A shown in FIG. 3, the coke ratio calculation unit 722 calculated the coke ratio of the coke contained in each tuyere region Q as follows. Each tuyere region Q has a central angle of 360 ° / number of tuyere (number of tuyere = 28) in the direction of the furnace height, and is set to a fan shape formed line-symmetrically with respect to the axis of the tuyere. bottom.
The coke ratio calculation unit 722 calculated the coke ratio of coke contained in each tuyere region Q according to the procedures (a) to (d). The bulk density of the ore was 1.7 [t / m 3 ], the bulk density of coke was 0.5 [t / m 3 ], and the ore ratio was 1.6. 30 [kg / tp] of small coke is mixed in the ore layer, and in (b), the mass of coke contained in each tuyere region and the mass of the ore raw material are calculated without considering the small coke. Then, by adding the coke ratio (30 [kg / tp]) of the small coke in (d), the coke ratio of the coke contained in each tuyere region was calculated.
The calculation result is shown in FIG. The mass [t] of the ore raw material contained in each tuyere region Q and the mass [t] of coke calculated in (b) and the O / in each tuyere region Q calculated in (c). Table 1 shows the C ratio [-] and the coke ratio (CR [kg / tp]) of the coke contained in each tuyere region Q calculated in (d).

Figure 2021167453
Figure 2021167453

(微粉炭比算出部723)
コークス比算出部722において算出された、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比に基づき、微粉炭比算出部723において、各羽口領域Qに吹き込む微粉炭比(溶銑1トン当たりの微粉炭の吹き込み量)を算出する。各羽口領域Qに吹き込む微粉炭比は、各羽口領域Qにおける還元材比が等しくなるように算出される。本実施形態においては、目標還元材比DB713から、予め設定された目標還元材比を読み出し、この目標還元材比から、コークス比算出部722において算出された、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比を減ずることにより、各羽口領域Qに吹き込まれる微粉炭比を算出する。目標還元材比は、全ての羽口領域Qにおいて共通した値であり、高炉操業の実績等を考慮して適宜設定することができるが、例えば500[kg/tp]に設定することができる。なお、各羽口領域Qに吹き込む微粉炭比を算出する際は、各羽口領域Qにおける還元材比が厳密に等しくなる場合のみに限らず、目標還元材比と±10[kg/tp]程度の誤差を許容しても良く、すなわち、最も還元材比が高い羽口領域Qと最も還元材比が低い羽口領域Qとで、20[kg/tp]程度の差があってもよい。各羽口領域Qにおける還元材比と目標還元材比との誤差は好ましくは±5[kg/tp]以下であり、最も還元材比が高い羽口領域Qと最も還元材比が低い羽口領域Qとの差は10[kg/tp]以下が好ましい。
(Pulverized coal ratio calculation unit 723)
Based on the coke ratio of coke contained in each tuyere region Q calculated by the coke ratio calculation unit 722, the pulverized coal ratio calculation unit 723 blows the pulverized coal ratio (fine powder per ton of hot metal) into each tuyere region Q. Calculate the amount of charcoal blown). The pulverized coal ratio blown into each tuyere region Q is calculated so that the reducing agent ratio in each tuyere region Q is equal. In the present embodiment, a preset target reducing agent ratio is read out from the target reducing agent ratio DB 713, and coke included in each tuyere region Q calculated by the coke ratio calculation unit 722 from this target reducing agent ratio. By reducing the coke ratio of, the pulverized coal ratio blown into each tuyere region Q is calculated. The target reducing agent ratio is a value common to all tuyere regions Q and can be appropriately set in consideration of the results of blast furnace operation and the like, but can be set to, for example, 500 [kg / tp]. When calculating the pulverized coal ratio to be blown into each tuyere region Q, it is not limited to the case where the reducing agent ratio in each tuyere region Q is exactly equal to the target reducing agent ratio ± 10 [kg / tp]. An error of about 20 [kg / tp] may be allowed between the tuyere region Q having the highest reducing agent ratio and the tuyere region Q having the lowest reducing agent ratio. .. The error between the reducing agent ratio and the target reducing agent ratio in each tuyere region Q is preferably ± 5 [kg / tp] or less, and the tuyere region Q having the highest reducing agent ratio and the tuyere having the lowest reducing agent ratio. The difference from the region Q is preferably 10 [kg / tp] or less.

還元材比は、コークス比と微粉炭比との和で表される。そのため、目標とする還元材比を予め設定し、この目標還元材比から、算出された、各羽口領域におけるコークス比を減ずることにより、還元材比を目標値とするために必要な微粉炭比を算出することができる。
ここで、本明細書において「還元材比」とは、コークス比と微粉炭比とを単純に加算した合計値としての還元材比に限らず、当該合計値を適宜補正した補正還元材比であってもよい(例えば、特開2019−127628号公報参照)。例えば、羽口から吹き込む熱風の送風温度や送風湿分を用いて還元材比を補正することができ、具体的には、送風温度や送風湿分に所定の係数を乗じたものを上記合計値から足し引きすることで補正することができる。本実施形態における還元材比は、コークス比と微粉炭比とを単純に加算した合計値である。
The reducing agent ratio is represented by the sum of the coke ratio and the pulverized coal ratio. Therefore, by setting the target reducing agent ratio in advance and reducing the coke ratio in each tuyere region calculated from this target reducing agent ratio, the pulverized coal required to set the reducing agent ratio as the target value. The ratio can be calculated.
Here, the "reducing agent ratio" in the present specification is not limited to the reducing agent ratio as a total value obtained by simply adding the coke ratio and the pulverized coal ratio, but is a corrected reducing agent ratio obtained by appropriately correcting the total value. It may be present (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-127628). For example, the reducing agent ratio can be corrected by using the blowing temperature and the blowing humidity of the hot air blown from the tuyere. Specifically, the total value is obtained by multiplying the blowing temperature and the blowing moisture by a predetermined coefficient. It can be corrected by adding or subtracting from. The reducing agent ratio in this embodiment is a total value obtained by simply adding the coke ratio and the pulverized coal ratio.

図6に示す、各羽口領域Qに含まれるコークスのコークス比の算出結果に基づき、微粉炭比算出部723において算出された、各羽口領域Qに吹き込む微粉炭比(PCR)[kg/tp]を図7及び表2に示す。なお、各羽口領域における目標還元材比は500[kg/tp]に設定した。

Figure 2021167453
Based on the calculation result of the coke ratio of coke contained in each tuyere region Q shown in FIG. 6, the pulverized coal ratio (PCR) [kg / kg / kg / tp] is shown in FIG. 7 and Table 2. The target reducing agent ratio in each tuyere region was set to 500 [kg / tp].
Figure 2021167453

(降下推定部724)
降下推定部724は、基準位置DB714から読みだした基準位置に基づき、堆積形状取得部721で堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層(以下、取得対象堆積層と称す)が基準位置まで降下したことを推定する。「基準位置」とは、「炉高方向において、羽口から吹き込まれる微粉炭が羽口領域に十分に到達し得る位置」であり、好ましくは羽口前である。具体的には、融着帯の頂点から羽口高さまでの領域に設定され、融着帯位置は従来公知の方法により推定できる。
降下速度は、3次元プロフィールメータを用いて装入物の表面を所定周期(例えば、10秒間隔)で計測することにより算出することができる。そして、この降下速度を積算することにより、装入物が基準位置に到達したか否かを判別することができる。ただし、推定方法は、3次元プロフィールメータに限るものではなく、機械式サウンジング装置、マイクロ波距離計等を用いることもできる。
(Descent estimation unit 724)
In the descent estimation unit 724, the ore layer and the coke layer (hereinafter referred to as the acquisition target sedimentary layer) whose sedimentary shape has been acquired by the sedimentary shape acquisition unit 721 descend to the reference position based on the reference position read from the reference position DB714. Estimate what you did. The "reference position" is "a position in which the pulverized coal blown from the tuyere can sufficiently reach the tuyere region in the furnace height direction", and is preferably in front of the tuyere. Specifically, it is set in the region from the apex of the fusion zone to the tuyere height, and the fusion zone position can be estimated by a conventionally known method.
The descent speed can be calculated by measuring the surface of the charge at a predetermined cycle (for example, every 10 seconds) using a three-dimensional profile meter. Then, by accumulating the descent speed, it is possible to determine whether or not the charged object has reached the reference position. However, the estimation method is not limited to the three-dimensional profile meter, and a mechanical sounding device, a microwave range finder, or the like can also be used.

(微粉炭量制御部725)
微粉炭量制御部725は、取得対象堆積層が前記基準位置まで降下したことを降下推定部724が推定したとき、微粉炭比算出部723で算出された、各羽口領域Qに吹き込まれる微粉炭比で、各羽口2から高炉1内に微粉炭を吹き込ませる。
このとき、微粉炭量制御部725は、微粉炭比算出部723で算出された微粉炭比を用いて時間当たりの吹込み量(例えばt/h)に変換してから出力することができる。この変換は、各羽口領域Qに吹き込まれる微粉炭比[kg/tp]×各羽口領域Qに含まれる鉱石原料の質量[kg/ch]÷鉱石比[kg/tp]÷各羽口領域Qが基準位置を通過する時間[h/ch]として算出することができる。
(Pulverized coal amount control unit 725)
When the descent estimation unit 724 estimates that the blast furnace to be acquired has descended to the reference position, the pulverized coal amount control unit 725 calculates the pulverized coal ratio calculation unit 723 and blows the pulverized coal into each tuyere region Q. At the charcoal ratio, pulverized coal is blown into the blast furnace 1 from each tuyere 2.
At this time, the pulverized coal amount control unit 725 can convert the pulverized coal amount calculated by the pulverized coal ratio calculation unit 723 to the amount of blown water per hour (for example, t / h) and then output the output. In this conversion, the pulverized coal ratio [kg / tp] blown into each tuyere region Q × the mass of the ore raw material contained in each tuyere region Q [kg / ch] ÷ ore ratio [kg / tp] ÷ each tuyere It can be calculated as the time [h / ch] that the region Q passes through the reference position.

(高炉操業方法のフロー)
図8に、本実施形態における高炉操業方法のフローチャートを示す。図2を参照して、まず、堆積形状取得部721は、高炉1に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する(S110)。
(Flow of blast furnace operation method)
FIG. 8 shows a flowchart of the blast furnace operation method in the present embodiment. With reference to FIG. 2, first, the sedimentary shape acquisition unit 721 acquires the sedimentary shape of the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace 1 for at least one charge in the entire furnace circumferential direction (S110).

コークス比算出部722は、S110で得られた取得堆積形状Aに基づき、羽口領域Qごとに、該羽口領域に含まれるコークス層及び鉱石層の体積の算出を行う(S120)。 The coke ratio calculation unit 722 calculates the volumes of the coke layer and the ore layer contained in the tuyere region Q for each tuyere region Q based on the acquired sedimentary shape A obtained in S110 (S120).

コークス比算出部722は、S120で得られた、各羽口領域Qのコークス層及び鉱石層の体積と、嵩密度DB711から読みだされた、コークス層及び鉱石層に含まれる各銘柄の嵩密度と、を用いて、各羽口領域Qに含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量を算出する(S130)。 The coke ratio calculation unit 722 includes the volume of the coke layer and the ore layer in each tuyere region Q obtained in S120, and the bulk density of each brand contained in the coke layer and the ore layer read from the bulk density DB711. And, are used to calculate the mass of coke and the mass of the ore raw material contained in each tuyere region Q (S130).

コークス比算出部722は、S130で算出された、各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量に基づき、各羽口領域におけるO/C比を算出する(S140)。 The coke ratio calculation unit 722 calculates the O / C ratio in each tuyere region based on the mass of coke contained in each tuyere region and the mass of the ore raw material calculated in S130 (S140).

コークス比算出部722は、鉱石比DB712から読みだした鉱石比を、S140で算出された、各羽口領域におけるO/C比で除し、その算出結果に基づき、各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出する(S150)。 The coke ratio calculation unit 722 divides the ore ratio read from the ore ratio DB712 by the O / C ratio in each tuyere region calculated in S140, and is included in each tuyere region based on the calculation result. The coke ratio of coke is calculated (S150).

S150において算出された、各羽口領域に含まれるコークスのコークス比に基づき、微粉炭比算出部723において、各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出する(S160)。各羽口領域に吹き込む微粉炭比は、各羽口領域における還元材比が等しくなるように算出される。 Based on the coke ratio of coke contained in each tuyere region calculated in S150, the pulverized coal ratio calculation unit 723 calculates the pulverized coal ratio to be blown into each tuyere region (S160). The pulverized coal ratio blown into each tuyere region is calculated so that the reducing agent ratio in each tuyere region is equal.

降下推定部724は、取得対象堆積層が基準位置まで降下したことを推定する(S170)。 The descent estimation unit 724 estimates that the sedimentary layer to be acquired has descended to the reference position (S170).

微粉炭量制御部725は、取得対象堆積層が前記基準位置まで降下したことを降下推定部724が推定したときに(S170)、微粉炭比算出部723で算出された、各羽口領域に吹き込まれる微粉炭比(S160)で、羽口から高炉内に微粉炭を吹き込ませる。(S180)。 When the descent estimation unit 724 estimated that the acquisition target sedimentary layer had descended to the reference position (S170), the pulverized coal amount control unit 725 was calculated for each tuyere region by the pulverized coal ratio calculation unit 723. The pulverized coal is blown into the blast furnace from the tuyere at the pulverized coal ratio (S160) to be blown. (S180).

(変形例)
以上、第1の実施形態では、取得堆積形状から各羽口領域のコークス比を算出し、各羽口領域における還元材比が等しくなるように、目標還元材比からコークス比を減じて微粉炭比を算出したが、各羽口領域に吹き込まれる微粉炭比の算出方法としては、次のような変形例が考えられる。
すなわち、前述の(a)〜(c)と同様の手順により、取得堆積形状から各羽口領域Qにおける、コークスに対する鉱石原料の質量比(O/C比)を算出する。各羽口領域のO/C比を羽口領域全体の平均O/C比(または予め設定された設定O/C比)で除すことにより、各羽口領域のO/C相対比率(相対O/C)を求めることができる。ここで、「羽口領域全体の平均O/C比」の算出方法は特に限定しないが、例えば、各羽口領域のO/C比を相加平均した算出値や、中央値を用いることができる。「設定O/C比」は、例えば、操業実績から求めることができる。
(Modification example)
As described above, in the first embodiment, the coke ratio of each tuyere region is calculated from the acquired deposited shape, and the coke ratio is subtracted from the target reducing agent ratio so that the reducing agent ratio in each tuyere region becomes equal. Although the ratio was calculated, the following modified examples can be considered as a method for calculating the pulverized coal ratio blown into each tuyere region.
That is, the mass ratio (O / C ratio) of the ore raw material to the coke in each tuyere region Q is calculated from the acquired sedimentary shape by the same procedure as in the above-mentioned (a) to (c). O / C relative ratio (relative) of each tuyere region by dividing the O / C ratio of each tuyere region by the average O / C ratio (or preset O / C ratio) of the entire tuyere region. O / C) can be obtained. Here, the calculation method of the "average O / C ratio of the entire tuyere region" is not particularly limited, but for example, the calculated value obtained by arithmetically averaging the O / C ratio of each tuyere region or the median value can be used. can. The "set O / C ratio" can be obtained from, for example, the operation results.

このとき、ある羽口領域Qでは相対O/C=1.1となったり、別のある羽口領域Qでは相対O/C=0.9となったりするため、相対O/Cの高い羽口領域Qには微粉炭比を増やし、相対O/Cの低い羽口領域Qには微粉炭比を減らすことが望まれる。そこで、予め設定された微粉炭比(溶銑1tを製造するのに必要な微粉炭の質量)に、各羽口領域Qにおける相対O/Cを乗じることにより、各羽口領域の還元材比のばらつきを抑制することができる。 At this time, the relative O / C = 1.1 in one tuyere region Q and the relative O / C = 0.9 in another tuyere region Q, so that the feather with a high relative O / C It is desired to increase the pulverized coal ratio in the mouth region Q and decrease the pulverized coal ratio in the tuyere region Q having a low relative O / C. Therefore, by multiplying the preset pulverized coal ratio (mass of pulverized coal required to produce 1 ton of hot metal) by the relative O / C in each tuyere region Q, the reducing agent ratio in each tuyere region is increased. Variation can be suppressed.

以上の通り、予め設定された微粉炭比に各羽口領域QにおけるO/C相対比率を乗じることで各羽口領域Qに吹き込む微粉炭比を算出することができ、取得対象堆積層が所望の基準位置まで降下したと推定されたとき、当該微粉炭比で各羽口から高炉内に微粉炭を吹き込むことができる。 As described above, the pulverized coal ratio to be blown into each tuyere region Q can be calculated by multiplying the preset pulverized coal ratio by the O / C relative ratio in each tuyere region Q, and the sedimentary layer to be acquired is desired. When it is estimated that the blast furnace has descended to the reference position of, pulverized coal can be blown into the blast furnace from each tuyere at the pulverized coal ratio.

上述の微粉炭吹込制御装置7を構成する各機能は、プログラムによって実現可能であり、各機能を実現するために予め用意されたコンピュータプログラムが補助記憶装置に格納され、CPU等の制御部が補助記憶装置に格納されたプログラムを主記憶装置に読み出し、主記憶装置に読み出された該プログラムを制御部が実行することで、各部の機能を動作させることができる。 Each function constituting the above-mentioned pulverized coal injection control device 7 can be realized by a program, a computer program prepared in advance for realizing each function is stored in the auxiliary storage device, and a control unit such as a CPU assists. The functions of each unit can be operated by reading the program stored in the storage device into the main storage device and executing the program read into the main storage device by the control unit.

また、上記プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された状態で、コンピュータ(例えば、サーバ)に提供することも可能である。コンピュータ読取可能な記録媒体としては、CD−ROM等の光ディスク、DVD−ROM等の相変化型光ディスク、MO(Magnet Optical)やMD(Mini Disk)などの光磁気ディスク、フロッピー(登録商標)ディスクやリムーバブルハードディスクなどの磁気ディスク、コンパクトフラッシュ(登録商標)、スマートメディア、SDメモリカード、メモリスティック等のメモリカードが挙げられる。また、本発明の目的のために特別に設計されて構成された集積回路(ICチップ等)等のハードウェア装置も記録媒体として含まれる。 Further, the program can be provided to a computer (for example, a server) in a state of being recorded on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include optical discs such as CD-ROMs, phase-changing optical discs such as DVD-ROMs, magneto-optical discs such as MO (Magnet Optical) and MD (Mini Disk), floppy (registered trademark) discs, and the like. Examples include magnetic disks such as removable hard disks, compact flash (registered trademark), smart media, SD memory cards, and memory cards such as memory sticks. Further, a hardware device such as an integrated circuit (IC chip or the like) specially designed and configured for the purpose of the present invention is also included as a recording medium.

1:高炉 2:羽口 7:微粉炭吹込制御装置 721:堆積形状取得部 722:コークス比算出部 723:微粉炭比算出部 724:降下推定部 725:微粉炭量制御部 1: Blast furnace 2: tuyere 7: pulverized coal injection control device 721: deposit shape acquisition unit 722: coke ratio calculation unit 723: pulverized coal ratio calculation unit 724: descent estimation unit 725: pulverized coal amount control unit

Claims (10)

鉱石原料とコークスとを炉内に装入する高炉の操業方法であって、
高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する堆積形状取得ステップと、
前記堆積形状取得ステップで得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、一又は複数の羽口に対応した炉高方向視扇型の各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出するコークス比算出ステップと、
前記コークス比算出ステップにおいて算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比に基づき、前記各羽口領域における還元材比が等しくなるように、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出する微粉炭比算出ステップと、
前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が、所望の基準位置まで降下したことを推定する降下推定ステップと、
前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が前記基準位置まで降下したことを推定したときに、前記微粉炭比算出ステップで算出された、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比で、各羽口から高炉内に微粉炭を吹き込ませる微粉炭量制御ステップと、
を備えることを特徴とする高炉の操業方法。
It is a method of operating a blast furnace that charges ore raw materials and coke into the furnace.
A sedimentary shape acquisition step of acquiring the sedimentary shape of the ore layer and coke layer deposited in the blast furnace for at least one charge over the entire furnace circumferential direction.
Based on the sedimentary shape of the coke layer and the ore layer obtained in the sedimentary shape acquisition step, the coke ratio of coke contained in each tuyere region of the furnace height direction fan type corresponding to one or more tuyere is calculated. Coke ratio calculation step and
Based on the coke ratio of coke contained in each tuyere region calculated in the coke ratio calculation step, the pulverized coal ratio blown into each tuyere region so that the reducing agent ratio in each tuyere region becomes equal. And the pulverized coal ratio calculation step to calculate
A descent estimation step for estimating that the ore layer and the coke layer for which the sedimentary shape has been acquired in the sedimentary shape acquisition step has descended to a desired reference position, and a descent estimation step.
When it is estimated that the ore layer and the coke layer whose accumulated shape has been acquired in the accumulated shape acquisition step have descended to the reference position, the fine powder to be blown into each tuyere region calculated in the pulverized coal ratio calculation step. With the coal ratio, the pulverized coal amount control step of blowing pulverized coal into the blast furnace from each tuyere,
A method of operating a blast furnace, which is characterized by being equipped with.
前記堆積形状取得ステップにおいて、2次元プロフィールメータを用いて複数の炉径方向について堆積形状を測定するとともに、この測定した堆積形状を用いて測定していない炉径方向の堆積形状を補間することにより、高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を取得することを特徴とする請求項1に記載の高炉の操業方法。 In the sedimentary shape acquisition step, the sedimentary shapes are measured in a plurality of furnace radial directions using a two-dimensional profile meter, and the unmeasured sedimentary shapes in the furnace radial direction are interpolated using the measured sedimentary shapes. The method for operating a blast furnace according to claim 1, wherein the deposited shape of the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace is acquired. 前記堆積形状取得ステップにおいて、高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、3次元プロフィールメータを用いて取得す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 method for operating a blast furnace according to claim 1, wherein in the step of acquiring the deposited shape, the deposited shapes of the ore layer and the coke layer deposited in the blast furnace are acquired by using a three-dimensional profile meter. 前記各羽口領域は、
炉高方向視において、360°/羽口数を中心角度とする扇型形状であって、羽口の軸線に対して線対称に形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の高炉の操業方法。
Each tuyere area is
Any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a fan-shaped shape with 360 ° / number of tuyere as a central angle in the direction of furnace height and is formed line-symmetrically with respect to the axis of the tuyere. The operation method of the blast furnace described in one.
前記コークス比算出ステップは、
前記堆積形状取得ステップで得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、前記各羽口領域に含まれるコークス層及び鉱石層の体積を算出する体積算出ステップと、
前記体積算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークス層及び鉱石層の体積と、コークス層及び鉱石層に含まれる各銘柄の嵩密度と、を用いて、前記各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量を算出する質量算出ステップと、
前記質量算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量に基づき、前記各羽口領域における、コークスに対する鉱石原料の質量比(O/C比)を算出するO/C比算出ステップと、
少なくとも予め設定された鉱石比と、前記O/C比算出ステップで算出された、前記各羽口領域におけるO/C比と、を用いて、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出するステップと、
を備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の高炉の操業方法。
The coke ratio calculation step is
A volume calculation step for calculating the volume of the coke layer and the ore layer contained in each tuyere region based on the sedimentary shape of the coke layer and the ore layer obtained in the sedimentary shape acquisition step.
Each tuyere region using the volume of the coke layer and the ore layer included in each tuyere region and the bulk density of each brand contained in the coke layer and the ore layer calculated in the volume calculation step. A mass calculation step for calculating the mass of coke and the mass of the ore raw material contained in
Based on the mass of coke contained in each tuyere region and the mass of ore raw material calculated in the mass calculation step, the mass ratio (O / C ratio) of the ore raw material to the coke in each tuyere region is calculated. O / C ratio calculation step to be performed and
Using at least a preset ore ratio and an O / C ratio in each tuyere region calculated in the O / C ratio calculation step, the coke ratio of coke contained in each tuyere region is determined. Steps to calculate and
The method for operating a blast furnace according to any one of claims 1 to 4, wherein the blast furnace is provided.
前記微粉炭比算出ステップにおいて、全ての前記羽口領域に共通する目標還元材比から、前記コークス比算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を減じて、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の高炉の操業方法。 In the pulverized coal ratio calculation step, the coke ratio of coke contained in each tuyere region calculated in the coke ratio calculation step is subtracted from the target reducing material ratio common to all the tuyere regions to obtain the above. The method for operating a blast furnace according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio of pulverized coal blown into each tuyere region is calculated. 前記基準位置は、推定した融着帯の頂点から羽口高さまでの領域に設定されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の高炉の操業方法。 The method for operating a blast furnace according to any one of claims 1 to 6, wherein the reference position is set in a region from the apex of the estimated fusion zone to the tuyere height. 鉱石原料とコークスとを炉内に装入する高炉の操業方法であって、
高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する堆積形状取得ステップと、
前記堆積形状取得ステップで得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、一又は複数の羽口に対応した炉高方向視扇型の各羽口領域に含まれるコークス層及び鉱石層の体積を算出する体積算出ステップと、
前記体積算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークス層及び鉱石層の体積と、コークス層及び鉱石層に含まれる各銘柄の嵩密度と、を用いて、前記各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量を算出する質量算出ステップと、
前記質量算出ステップで算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスの質量及び鉱石原料の質量に基づき、前記各羽口領域における、コークスに対する鉱石原料の質量比(O/C比)を算出するO/C比算出ステップと、
前記O/C比算出ステップで算出された、前記各羽口領域におけるO/C比を、羽口領域全体の平均O/C比または予め設定された設定O/C比で除すことにより、前記各羽口領域のO/C相対比率を求めるO/C相対比率算出ステップと、
予め設定された微粉炭比に、前記O/C相対比率算出ステップで算出された、前記各羽口領域におけるO/C相対比率を乗じ、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出する微粉炭比算出ステップと、
前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が、所望の基準位置まで降下したことを推定する降下推定ステップと、
前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が前記基準位置まで降下したことを推定したときに、前記微粉炭比算出ステップで算出された、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比で、各羽口から高炉内に微粉炭を吹き込ませる微粉炭量制御ステップと、
を備えることを特徴とする高炉の操業方法。
It is a method of operating a blast furnace that charges ore raw materials and coke into the furnace.
A sedimentary shape acquisition step of acquiring the sedimentary shape of the ore layer and coke layer deposited in the blast furnace for at least one charge over the entire furnace circumferential direction.
Based on the sedimentary shape of the coke layer and the ore layer obtained in the sedimentary shape acquisition step, the volume of the coke layer and the ore layer included in each tuyere region of the furnace height direction fan type corresponding to one or more tuyere. And the volume calculation step to calculate
Each tuyere region using the volume of the coke layer and the ore layer included in each tuyere region and the bulk density of each brand contained in the coke layer and the ore layer calculated in the volume calculation step. A mass calculation step for calculating the mass of coke and the mass of the ore raw material contained in
Based on the mass of coke contained in each tuyere region and the mass of ore raw material calculated in the mass calculation step, the mass ratio (O / C ratio) of the ore raw material to the coke in each tuyere region is calculated. O / C ratio calculation step to be performed and
By dividing the O / C ratio in each tuyere region calculated in the O / C ratio calculation step by the average O / C ratio of the entire tuyere region or the preset O / C ratio. The O / C relative ratio calculation step for obtaining the O / C relative ratio of each tuyere region, and
The pulverized coal ratio set in advance is multiplied by the O / C relative ratio in each tuyere region calculated in the O / C relative ratio calculation step to calculate the pulverized coal ratio to be blown into each tuyere region. Coal ratio calculation step and
A descent estimation step for estimating that the ore layer and the coke layer for which the sedimentary shape has been acquired in the sedimentary shape acquisition step has descended to a desired reference position, and a descent estimation step.
When it is estimated that the ore layer and the coke layer whose accumulated shape has been acquired in the accumulated shape acquisition step have descended to the reference position, the fine powder to be blown into each tuyere region calculated in the pulverized coal ratio calculation step. With the coal ratio, the pulverized coal amount control step of blowing pulverized coal into the blast furnace from each tuyere,
A method of operating a blast furnace, which is characterized by being equipped with.
鉱石原料とコークスとを炉内に装入する高炉に用いられる微粉炭吹込制御装置であって、
高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する堆積形状取得部と、
前記堆積形状取得部で得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、一又は複数の羽口に対応した炉高方向視扇型の各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出するコークス比算出部と、
前記コークス比算出部において算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比に基づき、前記各羽口領域における還元材比が等しくなるように、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出する微粉炭比算出部と、
前記堆積形状取得部で堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が、所望の基準位置まで降下したことを推定する降下推定部と、
前記堆積形状取得部で堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が前記基準位置まで降下したことを前記降下推定部が推定したときに、前記微粉炭比算出部で算出された、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比で、各羽口から高炉内に微粉炭を吹き込ませる微粉炭量制御部と、
を備えることを特徴とする微粉炭吹込制御装置。
A pulverized coal injection control device used in a blast furnace that charges ore raw materials and coke into the furnace.
A sedimentary shape acquisition unit that acquires the sedimentary shape of the ore layer and coke layer deposited in the blast furnace for at least one charge over the entire furnace circumference direction.
Based on the sedimentary shape of the coke layer and the ore layer obtained by the sedimentary shape acquisition unit, the coke ratio of coke contained in each tuyere region of the furnace height direction fan type corresponding to one or more tuyere is calculated. Coke ratio calculation unit and
Based on the coke ratio of coke contained in each tuyere region calculated by the coke ratio calculation unit, the pulverized coal ratio blown into each tuyere region so that the reducing agent ratio in each tuyere region becomes equal. The pulverized coal ratio calculation unit that calculates
A descent estimation unit that estimates that the ore layer and coke layer whose deposit shape has been acquired by the sediment shape acquisition unit has descended to a desired reference position, and a descent estimation unit.
Each wing calculated by the pulverized coal ratio calculation unit when the descent estimation unit estimates that the ore layer and the coke layer whose deposit shape has been acquired by the deposit shape acquisition unit have descended to the reference position. A pulverized coal amount control unit that blows pulverized coal into the blast furnace from each tuyere at the ratio of pulverized coal blown into the mouth area.
A pulverized coal injection control device characterized by being provided with.
コンピュータに、
高炉に堆積した鉱石層及びコークス層の堆積形状を、炉周方向全体にわたって少なくとも1チャージ分について取得する堆積形状取得ステップと、
前記堆積形状取得ステップで得られたコークス層及び鉱石層の堆積形状に基づき、一又は複数の羽口に対応した炉高方向視扇型の各羽口領域に含まれるコークスのコークス比を算出するコークス比算出ステップと、
前記コークス比算出ステップにおいて算出された、前記各羽口領域に含まれるコークスのコークス比に基づき、前記各羽口領域における還元材比が等しくなるように、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比を算出する微粉炭比算出ステップと、
前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が、所望の基準位置まで降下したことを推定する降下推定ステップと、
前記堆積形状取得ステップで堆積形状を取得された鉱石層及びコークス層が前記基準位置まで降下したことを前記降下推定ステップが推定したときに、前記微粉炭比算出ステップで算出された、前記各羽口領域に吹き込む微粉炭比で、各羽口から高炉内に微粉炭を吹き込ませる微粉炭量制御ステップと、
を実行させることを特徴とする微粉炭吹込制御プログラム。

On the computer
A sedimentary shape acquisition step of acquiring the sedimentary shape of the ore layer and coke layer deposited in the blast furnace for at least one charge over the entire furnace circumferential direction.
Based on the sedimentary shape of the coke layer and the ore layer obtained in the sedimentary shape acquisition step, the coke ratio of coke contained in each tuyere region of the furnace height direction fan type corresponding to one or more tuyere is calculated. Coke ratio calculation step and
Based on the coke ratio of coke contained in each tuyere region calculated in the coke ratio calculation step, the pulverized coal ratio blown into each tuyere region so that the reducing agent ratio in each tuyere region becomes equal. And the pulverized coal ratio calculation step to calculate
A descent estimation step for estimating that the ore layer and the coke layer for which the sedimentary shape has been acquired in the sedimentary shape acquisition step has descended to a desired reference position, and a descent estimation step.
Each of the feathers calculated in the pulverized coal ratio calculation step when the descent estimation step estimates that the ore layer and the coke layer whose deposit shape was acquired in the deposit shape acquisition step has descended to the reference position. A pulverized coal amount control step in which pulverized coal is blown into the blast furnace from each tuyere by the ratio of pulverized coal blown into the mouth area.
A pulverized coal injection control program characterized by executing.

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