JP2022148377A - Blast furnace operation method - Google Patents

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眞六 松崎
Shinroku Matsuzaki
利樹 中内
Toshiki Nakauchi
良諭 西河
Yoshitsugu Nishikawa
篤 稲吉
Atsushi Inayoshi
航尚 松田
Kosho Matsuda
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Nippon Steel Corp
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Abstract

To provide a blast furnace operation method that allows precise control of blast furnace heat levels.SOLUTION: In a blast furnace operation method of one embodiment of the present invention, a heat balance at a tuyere defined as a difference between an input heating value on the tuyere including the blast sensible heat of gas blown through the tuyere and the combustion heat of carbon burned in a raceway, and an output heating value on the tuyere including the decomposition heat of blast moisture included in the gas blown through the tuyere, the decomposition heat of pulverized coal, and the reaction heat by solution loss reaction and direct reduction reaction, is used as an operation control index.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

一般に、高炉操業においては、高炉原料(鉱石原料、コークス及び副原料、並びに場合によりスクラップ、非焼成含炭塊成鉱、フェロコークス等)をコンベヤで炉頂装入装置まで搬送し、炉頂から高炉内に装入する。炉頂装入装置は、高炉内の装入物の最上面が所定の高さ位置を維持し得るように構成され、装入物の最上面位置が降下したならば、当該降下分を補充するように高炉原料を高炉内に装入する。鉱石原料とコークスとは高炉内で交互に重なって層を形成しており、層状形態を保持したまま炉内を降下する。高炉の下部にある送風羽口からは、熱風、還元材として微粉炭、等が吹込まれる。送風羽口から吹込まれた熱風によって微粉炭及びコークスが燃焼し、一酸化炭素、水素等の高温の還元ガスが発生する。また、送風羽口(あるいはその他の羽口)からは、コークス炉ガス(COG)や天然ガス(NG)などのガスが吹き込まれることがある。 In general, in blast furnace operation, blast furnace raw materials (ore raw materials, coke and auxiliary raw materials, and in some cases scrap, unburned coal-containing agglomerate ore, ferro-coke, etc.) are conveyed to the furnace top charging device by a conveyor, and Charge into the blast furnace. The top charging device is configured so that the uppermost surface of the charge in the blast furnace can be maintained at a predetermined height position, and if the uppermost surface of the charge drops, it compensates for the drop. Blast furnace raw material is charged into the blast furnace as follows. The ore raw material and the coke are alternately stacked to form layers in the blast furnace, and descend in the furnace while maintaining the layered form. Hot air and pulverized coal as a reducing agent are blown into the blast furnace from the blower tuyere at the bottom of the blast furnace. Pulverized coal and coke are combusted by hot air blown from the blower tuyeres to generate high-temperature reducing gases such as carbon monoxide and hydrogen. Further, gas such as coke oven gas (COG) or natural gas (NG) may be blown from the blower tuyeres (or other tuyeres).

還元ガスは激しい上昇気流となって炉内を吹き昇り、炉内を降下する鉱石原料を昇温させつつ当該鉱石原料を還元する(間接還元)。これにより生じたFeOは、溶融状態でコークス層内を滴下し、コークスの炭素と接触して更に還元され(直接還元)、炭素5%弱を含む溶銑となって炉底の湯溜まり部に溜まる。この溶銑は、炉底横に設けられた出銑口から取り出され、次の製鋼プロセスへと運ばれる。 The reducing gas turns into a violent rising air current and blows up in the furnace, and reduces the ore raw material descending in the furnace while raising the temperature of the ore raw material (indirect reduction). The FeO generated as a result drips inside the coke layer in a molten state, contacts with the carbon of the coke and is further reduced (direct reduction), and becomes hot metal containing less than 5% carbon and accumulates in the hot water pool at the bottom of the furnace. . This molten iron is taken out from the tap hole provided on the side of the hearth and carried to the next steelmaking process.

従来、高炉操業においては、操業管理指標が設定され、当該操業管理指標の時間推移の監視、及びそれに対応した操業アクションの実行によって、炉況を制御している。そのため、適切な操業管理指標の設定は、高炉の安定的な操業のために極めて重要である。特に、高炉の操業を自動化する際には、自動制御の目標変数たり得る操業管理指標を適切に定義することが重要である。 Conventionally, in the operation of a blast furnace, an operational management index is set, and the furnace condition is controlled by monitoring the time transition of the operational management index and executing the corresponding operational action. Therefore, setting an appropriate operation control index is extremely important for stable operation of a blast furnace. In particular, when automating the operation of a blast furnace, it is important to appropriately define an operation control index that can be a target variable for automatic control.

操業管理指標としては、溶銑温度、溶銑Si量、ソリューションロスカーボン量、炉頂ガス組成(CO濃度、CO2濃度、CO+CO2濃度、ηCO(=CO2/(CO+CO2))等)、熱負荷等が挙げられる。従来は、これらの値を監視した上で、オペレータの適宜かつ総合的な判断によって、操業アクション(例えば、微粉炭吹込み量、送風湿分等の調整)を実行してきた。また、生産量の一定調整も行う場合は、計算出銑量、ソリューションロスカーボン量、及び還元材比に加え、Tf(羽口先理論燃焼温度)も勘案して、送風量、酸素富化量等を調整してきた。 Operation management indicators include hot metal temperature, hot metal Si content, solution loss carbon content, furnace top gas composition (CO concentration, CO 2 concentration, CO + CO 2 concentration, ηCO (= CO 2 / (CO + CO 2 )), etc.), heat load etc. Conventionally, after monitoring these values, the operator has made appropriate and comprehensive judgments to carry out operational actions (for example, adjustment of pulverized coal injection amount, blast humidity, etc.). In addition, when performing constant adjustment of the production volume, in addition to the calculated iron tapping amount, solution loss carbon amount, and reducing material ratio, Tf (theoretical combustion temperature at the tuyere tip) is also taken into account, has been adjusted.

操業管理指標を設定し、これに基づいて操業条件を選択する方法は、従来種々提案されている。例えば、特許文献1は、炉下部の熱バランスを推定する熱バランスモデルから求まる熱バランス変化と溶銑温度を所定範囲にそれぞれ区分し、炉熱動向ランクを定め、各炉熱動向ランク毎に予め操業条件を設定すると共に、炉熱判定時の熱バランス変化量と溶銑温度から前記操業条件を選定し、炉熱判定に至る間の溶銑温度の履歴情報及びコークス比、湿分、送風温度、送風量の既実施操業条件の各履歴情報に応じて前記操業条件を基準として、基準を含む前後の操業条件の中から操業条件を選択して高炉操業を行うことを特徴とする高炉の操業方法を記載する。 Various methods of setting operational management indexes and selecting operational conditions based thereon have been proposed in the past. For example, Patent Document 1 classifies the heat balance change and the hot metal temperature obtained from a heat balance model that estimates the heat balance in the lower part of the furnace into predetermined ranges, determines the furnace heat trend rank, and operates in advance for each furnace heat trend rank. In addition to setting the conditions, the operating conditions are selected from the amount of heat balance change at the time of furnace heat judgment and the hot metal temperature, history information of hot metal temperature until furnace heat judgment, coke ratio, moisture content, blast temperature, blast volume A method of operating a blast furnace, characterized in that operating conditions are selected from operating conditions before and after including the reference based on the operating conditions according to each history information of the operating conditions already implemented, and the blast furnace is operated. do.

また、特許文献2は、a.高炉から出銑された溶銑の温度から炉熱レベルを判定し、b.高炉に取り付けられたセンサーから得られるセンサーデータまたはそのセンサーデータから求められる炉熱指数の時間変化量に基づいて炉熱推移レベルを判定し、c.前記炉熱レベルおよび炉熱推移レベルに応じた操業アクションを行なうことを特徴とする高炉の炉熱制御方法を記載する。 Further, Patent Document 2 describes a. determining the furnace heat level from the temperature of the hot metal tapped from the blast furnace; b. Determining the furnace heat transition level based on sensor data obtained from a sensor attached to the blast furnace or the amount of change over time in the furnace heat index obtained from the sensor data; c. A furnace heat control method for a blast furnace, characterized in that an operational action is performed according to the furnace heat level and the furnace heat transition level.

また、特許文献3は、非定常状態における高炉内の状態を計算可能な物理モデルを用いて高炉における溶銑温度を予測する溶銑温度予測方法であって、還元材比とソルーションロスカーボン量との関係、還元材比とガス利用率との関係、及び還元材比と炉体ヒートロス量との関係のうちの少なくとも1つについて、前記物理モデルによって計算された値同士の感度と実操業データの実績値同士の感度とが合致するように、前記物理モデルにおけるガス還元速度又は炉体ヒートロス量と関係するパラメータを適正化し、パラメータが適正化された物理モデルを用いて高炉における溶銑温度を予測するステップを含むことを特徴とする溶銑温度予測方法を記載する。 Further, Patent Document 3 discloses a hot metal temperature prediction method for predicting the hot metal temperature in a blast furnace using a physical model capable of calculating the state in the blast furnace in an unsteady state, and describes the relationship between the reducing agent ratio and the amount of solution loss carbon. , the relationship between the reducing agent ratio and the gas utilization rate, and the relationship between the reducing agent ratio and the heat loss amount of the furnace body, the sensitivity between the values calculated by the physical model and the actual value of the actual operation data a step of optimizing the parameters related to the gas reduction rate or the furnace body heat loss amount in the physical model so that the sensitivities of the blast furnaces match each other, and predicting the hot metal temperature in the blast furnace using the physical model with the optimized parameters. A hot metal temperature prediction method is described, comprising:

また、特許文献4は、高炉操業中における炉熱管理方法において、炉頂ガス成分等より求めたコークス消費速度を銑鉄生成速度で除算して求めた計算コークス比に、補助燃料吹込み量を銑鉄生成速度で除算して求めた値に置換率を乗算した値を加算して計算燃料比を求め、該計算燃料比を送風温度および送風湿度により補正した計算補正燃料比を求め、計算補正燃料比が予め定めた設定値となるよう送風湿度、微粉炭吹込み量、送風温度、装入コークス比を調整して炉内の熱バランスを管理することを特徴とする高炉炉熱管理方法を記載する。 In addition, Patent Document 4 discloses a furnace heat management method during blast furnace operation, in which the auxiliary fuel injection amount is added to the calculated coke ratio obtained by dividing the coke consumption rate obtained from the furnace top gas component etc. by the pig iron production rate. Calculate the calculated fuel ratio by adding the value obtained by dividing by the production speed and multiplying the replacement rate, calculate the calculated corrected fuel ratio by correcting the calculated fuel ratio with the air temperature and air humidity, and calculate the calculated corrected fuel ratio describes a blast furnace heat management method characterized by controlling the heat balance in the furnace by adjusting the blast humidity, the amount of pulverized coal injected, the blast temperature, and the charged coke ratio so that the is a predetermined set value. .

特開平1-319616号公報JP-A-1-319616 特開2014-118599号公報JP 2014-118599 A 特開2018-24936号公報JP 2018-24936 A 特開平10-46215号公報JP-A-10-46215

特許文献1~3は、溶銑温度を炉熱指標に用いて操業アクションを決定する技術であり、特許文献4は、計算燃料比又は計算補正燃料比を炉熱指標に用いて操業アクションを決定する技術である。しかし、これら指標は、高炉操業の安定性を満足できる程度まで向上させるのに十分有効であるとはいえず、特に、高炉の自動制御(例えば数十分単位での操業アクション切替を伴う自動制御)に用いるには、炉熱指標のさらなる検討が必要であった。 Patent Documents 1 to 3 are techniques for determining operation actions using the hot metal temperature as a furnace heat index, and Patent Document 4 uses a calculated fuel ratio or a calculated corrected fuel ratio as a furnace heat index to determine operation actions. Technology. However, these indices are not sufficiently effective for improving the stability of blast furnace operation to a satisfactory level. ) required further investigation of the furnace heat index.

例えば、特許文献1~3に記載されるような、溶銑温度及び/又は溶銑Si量の監視では、測定頻度が低い(通常、1時間に1回程度)ため、測定結果が操業アクションに反映されるまでのタイムラグが大きく、精密な炉況制御を行うには不十分であった。加えて、溶銑温度及び溶銑Si量は、融着帯からのFeO滴下時のガス流れ、炉底及び炉芯の充填状態、スラグメタル反応等、さらには出銑口や樋の状態に大きく左右されることから、溶銑温度及び/又は溶銑Si量の制御が融着帯の状態(特に融着帯の位置)の安定化による高炉操業の安定化に必ずしも繋がらないという問題があった。 For example, in the monitoring of hot metal temperature and/or hot metal Si content as described in Patent Documents 1 to 3, the frequency of measurement is low (usually about once an hour), so the measurement results are reflected in operational actions. The time lag was large, and it was insufficient for precise reactor condition control. In addition, the hot metal temperature and hot metal Si content are greatly influenced by the gas flow when FeO is dripped from the cohesive zone, the state of filling of the furnace bottom and core, slag metal reaction, etc., and the state of the tap hole and trough. Therefore, there is a problem that the control of the molten iron temperature and/or the molten iron Si content does not necessarily lead to the stabilization of the blast furnace operation by stabilizing the state of the cohesive zone (especially the position of the cohesive zone).

一方、特許文献4に記載されるような、炉頂ガス成分のガスクロマトグラフィ分析値によれば、短周期のデータが得られる。しかし当該分析値のみでは、還元状態に応じた熱が考慮されるに過ぎず高炉の精密な制御に十分とはいえない。 On the other hand, according to gas chromatographic analysis values of furnace top gas components as described in Patent Document 4, short-period data can be obtained. However, the analytical value alone is not sufficient for precise control of the blast furnace because it only considers the heat according to the reduction state.

本発明の一態様は、上記の課題を解決し、高炉熱レベルの精密な制御を可能にする高炉操業方法を提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to solve the above problems and provide a blast furnace operating method that enables precise control of the blast furnace heat level.

[1] 高炉の操業方法において、
羽口から吹込むガスが有する送風顕熱と、レースウェイで燃焼するカーボンの燃焼熱とを含む羽口上のインプット熱量と、
前記羽口から吹込むガスが有する送風湿分の分解熱と、微粉炭の分解熱と、ソリューションロス反応及び直接還元反応による反応熱とを含む羽口上のアウトプット熱量と、
の差分として定義される羽口上熱バランスを操業管理指標として用いることを特徴とする、高炉の操業方法。
[2] 前記羽口上熱バランスが、下記式(1)で定義されることを特徴とする、上記[1]に記載の高炉の操業方法。
羽口上熱バランス(GJ/h)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)・・・(1)
[3] 前記羽口上熱バランスが、下記式(2)で定義されることを特徴とする、上記[1]に記載の高炉の操業方法。
羽口上熱バランス(GJ/h)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-炉頂ガス顕熱-炉体抜熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)・・・(2)
[4] 高炉の操業方法において、
羽口から吹込むガスが有する送風顕熱と、レースウェイで燃焼するカーボンの燃焼熱とを含むインプット熱量と、
羽口から吹込むガスが有する送風湿分の分解熱と、微粉炭の分解熱と、ソリューションロス反応及び直接還元反応による反応熱とを含むアウトプット熱量と、
の差分を計算出銑量で除した値として定義される出銑量当たり羽口上熱バランスを操業管理指標として用いることを特徴とする高炉の操業方法。
[5] 前記出銑量当たり羽口上熱バランスが、下記式(3)で定義されることを特徴とする、上記[4]に記載の高炉の操業方法。
羽口上熱バランス(GJ/tp)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)/計算出銑量(tp/h)・・・(3)
[6] 前記出銑量当たり羽口上熱バランスが、下記式(4)で定義されることを特徴とする、上記[4]に記載の高炉の操業方法。
羽口上熱バランス(GJ/tp)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-炉頂ガス顕熱-炉体抜熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)/計算出銑量(tp/h)・・・(4)
[1] In the method of operating a blast furnace,
The input heat on the tuyere including the blast sensible heat of the gas blown from the tuyere and the combustion heat of the carbon burned on the raceway,
Output heat on the tuyere including heat of decomposition of blast moisture possessed by the gas blown from the tuyere, heat of decomposition of pulverized coal, and heat of reaction due to solution loss reaction and direct reduction reaction;
A method of operating a blast furnace, characterized in that a heat balance on the tuyere defined as the difference between is used as an operation control index.
[2] The method of operating a blast furnace according to [1] above, wherein the heat balance on the tuyeres is defined by the following formula (1).
Heat balance on the tuyere (GJ/h) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - direct reduction heat - hydrogen reduction heat] (GJ/h) h) (1)
[3] The method for operating a blast furnace according to [1] above, wherein the heat balance on the tuyere is defined by the following formula (2).
Tuyere heat balance (GJ/h) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - furnace top gas sensible heat - furnace body heat removal - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - Direct reduction heat-hydrogen reduction heat] (GJ/h) (2)
[4] In the method of operating a blast furnace,
The input heat amount including the sensible heat of the gas blown from the tuyere and the combustion heat of the carbon burned on the raceway,
Output heat including decomposition heat of blast moisture possessed by gas blown from tuyeres, decomposition heat of pulverized coal, and reaction heat due to solution loss reaction and direct reduction reaction;
A method of operating a blast furnace, characterized in that a heat balance on the tuyere per tapped amount defined as a value obtained by dividing the difference of the calculated tapped amount by the calculated tapped amount is used as an operation control index.
[5] The method for operating a blast furnace according to [4] above, wherein the heat balance on the tuyere per amount of tapped iron is defined by the following formula (3).
Tuyere top heat balance (GJ/tp) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - direct reduction heat - hydrogen reduction heat] (GJ/ h)/calculated iron output (tp/h) (3)
[6] The method for operating a blast furnace according to [4] above, wherein the heat balance on the tuyere per amount of tapped iron is defined by the following formula (4).
Tuyere heat balance (GJ/tp) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - furnace top gas sensible heat - furnace body heat removal - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - heat of direct reduction - heat of hydrogen reduction] (GJ/h)/calculated iron output (tp/h) (4)

本発明の一態様によれば、高炉熱レベルの精密な制御を可能にする高炉操業方法が提供され得る。 According to one aspect of the present invention, a method of operating a blast furnace can be provided that allows for precise control of the blast furnace heat level.

本発明の一態様に係る高炉の操業方法において羽口上熱バランスの制御に用いる炉熱指標について説明する図である。FIG. 4 is a diagram explaining a furnace heat index used for controlling the heat balance on the tuyere in the operating method of the blast furnace according to one aspect of the present invention. 本発明の一態様に係る高炉の操業方法において行う処理を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing processing performed in a method for operating a blast furnace according to one aspect of the present invention. 実施例1における出銑比(すなわち高炉内容積1m3当たりの1日当たりの出銑量)と融着帯位置との関係を示す図である。2 is a diagram showing the relationship between the tapping ratio (that is, the amount of tapped iron per day per 1 m 3 of blast furnace internal volume) and the position of the cohesive zone in Example 1. FIG. 比較例1における出銑比(すなわち高炉内容積1m3当たりの1日当たりの出銑量)と融着帯位置との関係を示す図である。2 is a diagram showing the relationship between the tapping ratio (that is, the amount of tapped iron per day per 1 m 3 of blast furnace internal volume) and the position of the cohesive zone in Comparative Example 1. FIG.

以下、本発明の例示の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Illustrative embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments.

本発明の一態様は、高炉の操業方法において、羽口から吹込むガスが有する送風顕熱(本開示で単に「送風顕熱」ともいう。)、レースウエイで燃焼するカーボンの燃焼熱(本開示で単に「カーボン燃焼熱」ともいう。)、及び一酸化炭素による間接還元反応による反応熱(本開示で単に「間接還元熱」ともいう。)とを含む羽口上の(すなわち羽口レベル及びこれより上部で生じる)インプット熱量と、羽口から吹込むガスが有する送風湿分の分解熱(本開示で単に「送風湿分分解熱」ともいう。)、微粉炭の分解熱(本開示で単に「微粉炭分解熱」ともいう。)、吸熱反応であるソリューションロス反応による反応熱(本開示で単に「ソリューションロス反応熱」ともいう。)及び直接還元反応による反応熱(本開示で単に「直接還元熱」ともいう。)、並びに水素還元反応(すなわち水素による鉄鉱石の還元反応)による反応熱(本開示で単に「水素還元熱」ともいう。)とを含む羽口上のアウトプット熱量と、の差分として定義される羽口上熱バランス(すなわち羽口よりも上部の熱バランス)を操業管理指標として用いる、高炉の操業方法を提供する。 One aspect of the present invention is a method for operating a blast furnace, in which sensible heat of the blast of gas blown from the tuyere (also simply referred to as "sensible heat of the blast" in the present disclosure), combustion heat of carbon burned on the raceway (this (also referred to simply as "carbon combustion heat" in the disclosure), and reaction heat due to the indirect reduction reaction by carbon monoxide (also referred to as simply "indirect reduction heat" in the present disclosure) on the tuyere (i.e., at tuyere level and The input heat generated above this), the decomposition heat of the blast moisture possessed by the gas blown from the tuyere (also referred to simply as the “blast moisture decomposition heat” in this disclosure), the decomposition heat of pulverized coal (in this disclosure Also simply referred to as "pulverized coal decomposition heat".), reaction heat due to an endothermic solution loss reaction (also simply referred to as "solution loss reaction heat" in the present disclosure), and reaction heat due to direct reduction reaction (simply referred to as " Also referred to as “direct reduction heat”), and the reaction heat due to the hydrogen reduction reaction (i.e., the reduction reaction of iron ore with hydrogen) (also referred to simply as “hydrogen reduction heat” in this disclosure). Provided is a method of operating a blast furnace using the heat balance above the tuyere (that is, the heat balance above the tuyere) defined as the difference between , as an operational control index.

ここで、ソリューションロス反応熱と直接還元反応熱とを併せて「ソリューションロスカーボンの反応熱」という場合がある。ソリューションロスカーボンとは、炉内に供給されたすべてのカーボンのうち、レースウェイで燃焼したカーボン以外のカーボンをいい、具体的には、炉頂から装入されたコークス中のカーボンのうち、炉内での降下に伴ってCO2やFeOと反応したカーボンである。カーボンとCO2との反応(C+CO2→2CO)がソリューションロス反応であり、カーボンとFeOの反応(C+FeO→CO+Fe)が直接還元反応であるが、両反応は明確に区別できない。このため、両反応に寄与した合計量のカーボンをソリューションロスカーボンと称し、両反応の反応熱をまとめて「ソリューションロスカーボンの反応熱」という場合がある。 Here, the solution loss reaction heat and the direct reduction reaction heat may be collectively referred to as "solution loss carbon reaction heat". Solution loss carbon refers to the carbon other than the carbon burned on the raceway out of all the carbon supplied into the furnace. carbon that reacted with CO 2 and FeO as it descended in the atmosphere. The reaction between carbon and CO 2 (C+CO 2 →2CO) is a solution loss reaction, and the reaction between carbon and FeO (C+FeO→CO+Fe) is a direct reduction reaction, but the two reactions cannot be clearly distinguished. Therefore, the total amount of carbon that contributed to both reactions is called solution loss carbon, and the reaction heat of both reactions is sometimes collectively called "solution loss carbon reaction heat".

本開示で、ある炉熱指標を「操業管理指標として用いる」とは、当該炉熱指標の経時的な増減を観察し、その増減に応じて操業アクションをとることを意味する。また、本開示で羽口から吹き込むガスとは、酸素富化され調湿されて熱風炉から吹き込まれる空気、すなわち熱風のみに限らず、別途還元ガスを吹き込む場合は、そのガスをも含む。 In the present disclosure, "using a certain furnace heat index as an operational management index" means observing changes in the furnace heat index over time and taking operational actions according to the changes. Further, in the present disclosure, the gas blown from the tuyere is not limited to air that is oxygen-enriched and humidity-controlled and blown from the hot blast stove, that is, hot air, but also includes the gas if a reducing gas is separately blown.

一般に、炉熱指標は、微粉炭吹込み量、送風湿分量、送風温度等の羽口先条件を調整することで制御し、より大きな炉熱低下が生じた場合にはコークスを増加することで対処する。また生産量は、主として送風量及び酸素富化量を調整することで調整する。本発明者らは、炉熱指標の測定結果が操業アクションに反映されるまでのタイムラグを低減し得る短周期でのデータ収集が可能でありながら、当該データが、適切な操業アクションのための十分な情報を含むようにする手法を検討した。その結果、高炉の多数の操業パラメータのうち羽口レベルより上の特定のパラメータの組合せが、上記手法に有用であり、高炉熱バランスの精密な制御を可能にすることを見出した。また、当該特定のパラメータの組合せを高炉自動制御の目標変数として利用することにより、自動制御においても適切な操業アクションの決定が可能になることを見出した。 In general, the furnace heat index is controlled by adjusting the tuyere tip conditions such as the amount of pulverized coal injected, the blast moisture content, and the blast temperature. do. The production volume is adjusted mainly by adjusting the air flow rate and the oxygen enrichment rate. The present inventors have found that it is possible to collect data in a short period that can reduce the time lag until the measurement result of the furnace heat index is reflected in the operational action, but the data is sufficient for appropriate operational action. We considered a method to include such information. As a result, it has been found that certain combinations of a number of blast furnace operating parameters above the tuyere level are useful in the above approach, allowing for precise control of the blast furnace heat balance. Further, the inventors have found that by using the combination of the specific parameters as target variables for automatic blast furnace control, it becomes possible to determine appropriate operational actions even in automatic control.

通常、アウトプット熱量においては、溶銑顕熱(すなわち高炉から出銑される銑鉄が有する顕熱)が最大になるが、溶銑温度を短周期で測定することは困難である。溶銑温度は、炉底温度、ステーブによる抜熱量などから公知の方法により求めることもできるが、高炉の炉下部の条件が一定ではなく、把握が困難であることから、短周期である程度の正確さをもって知ることができない。そこで、本発明者らは、上述したように高炉羽口レベルより上部の熱バランスを監視し、入熱(インプット熱量)と出熱(アウトプット熱量)との差が一定になるよう制御することにより、融着帯レベルを安定させることに着目した。高炉羽口レベルより上部のインプット熱量及びアウトプット熱量は、短周期で把握することができ、また比較的精度よく計測できるパラメータである。そのため、羽口レベルより上部の熱バランスが一定になるよう制御することで、短周期かつ高精度の高炉炉況制御が可能になる。 Normally, the sensible heat of molten iron (that is, the sensible heat of pig iron tapped from a blast furnace) is the largest output heat quantity, but it is difficult to measure the molten iron temperature in a short period. The molten iron temperature can be obtained by a known method from the hearth temperature, the amount of heat removed by the stave, etc. However, since the conditions in the lower part of the blast furnace are not constant and it is difficult to grasp, it is necessary to obtain a certain degree of accuracy in a short period. cannot be known by Therefore, the present inventors monitor the heat balance above the blast furnace tuyere level as described above, and control the difference between the heat input (input heat amount) and the heat output (output heat amount) to be constant. Focused on stabilizing the cohesive zone level. The input heat quantity and the output heat quantity above the blast furnace tuyere level are parameters that can be grasped in a short period and can be measured with relatively high accuracy. Therefore, by controlling the heat balance above the tuyere level to be constant, short-cycle and highly accurate blast furnace condition control becomes possible.

羽口上熱バランスが一定であれば、融着帯レベルが操業上の想定範囲内で収束状態に保たれていると想定できる。本実施形態の方法では、特定のパラメータの組合せから求めた羽口上のインプット熱量と特定のパラメータの組合せから求めた羽口上のアウトプット熱量との差で定義される羽口上熱バランスを操業管理指標として用い、この差が一定になるように操業アクションの量及びタイミングを適正化する。 If the tuyere heat balance is constant, it can be assumed that the cohesive zone level remains converged within the operationally assumed range. In the method of this embodiment, the heat balance on the tuyere defined as the difference between the input heat quantity on the tuyere obtained from the combination of specific parameters and the output heat quantity on the tuyere obtained from the combination of specific parameters is used as an operation management index. to optimize the amount and timing of fishing actions so that this difference is constant.

図1は、本発明の一態様に係る高炉の操業方法において羽口上熱バランスの制御に用いる炉熱指標について説明する図である。一般的な高炉操業において、インプット熱量は、主として、カーボン燃焼熱101(具体的にはコークス燃焼熱及び微粉炭燃焼熱)、送風顕熱102、その他顕熱103、間接還元熱104、スラグ生成熱105等により与えられ、中でも、カーボン燃焼熱及び送風顕熱の熱量が大きい。またアウトプット熱量は、主として、放散熱201(例えば、炉体抜熱)、水素還元熱202、炉頂ガス顕熱203、微粉炭分解熱204、送風湿分分解熱205、ソリューションロス反応熱206、直接還元熱207、溶銑顕熱208、溶銑成分還元熱209等により与えられ、中でもソリューションロス反応熱と直接還元熱(すなわち、ソリューションロスカーボンの反応熱)の熱量が大きい。本実施形態の方法では、羽口上の(すなわち羽口レベル及びこれより上部で生じる)インプット熱量及びアウトプット熱量、即ち、カーボン燃焼熱101、送風顕熱102及び間接還元熱104を含む羽口上のインプット熱量と、水素還元熱202、微粉炭分解熱204、送風湿分分解熱205、ソリューションロス反応熱206及び直接還元熱207を含む羽口上のアウトプット熱量とを炉熱指標に用いる。別の一態様においては、羽口上のインプット熱量に間接還元熱104を含まなくてもよく、羽口上のアウトプット熱量に水素還元熱202を含まなくてもよい。また別の一態様においては、羽口上のアウトプット熱量としての、炉頂ガス顕熱203、及び/又は放散熱201のうち羽口上の炉体抜熱を更に炉熱指標に含める。さらに別の一態様において、高炉のシャフト部にあるシャフト羽口から還元性のガスまたは非還元性のガスが吹き込まれる場合には、それらのガスによる顕熱や反応熱を更に炉熱指標に含めることができる。 FIG. 1 is a diagram illustrating a furnace heat index used for controlling the heat balance on the tuyere in the blast furnace operating method according to one aspect of the present invention. In general blast furnace operation, the input heat is mainly carbon combustion heat 101 (specifically, coke combustion heat and pulverized coal combustion heat), blast sensible heat 102, other sensible heat 103, indirect reduction heat 104, and slag generation heat. 105 etc. Among them, the amount of heat of carbon combustion heat and air sensible heat is large. In addition, the output heat amount is mainly radiated heat 201 (for example, heat removal from the furnace body), hydrogen reduction heat 202, furnace top gas sensible heat 203, pulverized coal decomposition heat 204, blast moisture decomposition heat 205, and solution loss reaction heat 206. , direct reduction heat 207, molten iron sensible heat 208, molten iron component reduction heat 209, etc. Among them, solution loss reaction heat and direct reduction heat (that is, reaction heat of solution loss carbon) are large. In the method of the present embodiment, the heat input and the heat output on the tuyere (i.e., occurring at the tuyere level and above), i.e. Input heat and output heat on the tuyeres including hydrogen reduction heat 202, pulverized coal decomposition heat 204, blast moisture decomposition heat 205, solution loss reaction heat 206 and direct reduction heat 207 are used as furnace heat indices. In another aspect, the input heat on the tuyere may not include the indirect reduction heat 104 and the output heat on the tuyere may not include the hydrogen reduction heat 202 . In another aspect, the furnace heat index further includes the furnace top gas sensible heat 203 and/or the furnace body heat removal on the tuyere among the heat dissipation 201 as the output heat amount on the tuyere. In still another aspect, when a reducing gas or a non-reducing gas is blown from the shaft tuyeres in the shaft of the blast furnace, the sensible heat and reaction heat of these gases are also included in the furnace heat index. be able to.

ここで、送風顕熱は、窒素、酸素及び送風湿分の送風温度までの顕熱として得られる値であり、カーボン燃焼熱は羽口先投入酸素量から得られる値である。ソリューションロス反応熱及び直接還元熱(すなわちソリューションロスカーボンの反応熱)は、炉頂及び羽口から装入されるカーボン量と、燃焼したカーボン量及び炉頂ガス中カーボン量(具体的には、炉頂ガス中のCO及びCOのガスクロマトグラフィ分析で得られるカーボン量)との差分であるソリューションロスカーボン量から得られる値である。 Here, the sensible heat of blast is a value obtained as sensible heat of nitrogen, oxygen, and blast moisture up to the blast temperature, and the carbon combustion heat is a value obtained from the amount of oxygen supplied to the tip of the tuyere. Solution loss reaction heat and direct reduction heat (that is, solution loss carbon reaction heat) are the amount of carbon charged from the furnace top and tuyeres, the amount of burned carbon, and the amount of carbon in the furnace top gas (specifically, It is a value obtained from the amount of solution loss carbon, which is the difference from the amount of carbon obtained by gas chromatography analysis of CO and CO2 in the furnace top gas.

本実施形態の方法で用いる羽口上熱バランスは、炉頂での装入条件、羽口先条件、炉頂のガス成分等の、短周期での逐次測定が可能な情報を基に算出できることから、測定結果が操業アクションに反映されるまでのタイムラグが少ない点で有利である。また、本実施形態の方法によれば、個々の熱指標としては特殊なものではない炉熱指標を活用できるため、例えば未知の指標に基づく推定と比べて熱バランス制御が簡便かつ正確である点でも有利である。特に、本実施形態の方法は、溶銑温度の測定値を必要としないことから、炉熱指標の算出周期を短周期、例えば最短で秒単位とすることも可能である。典型的な態様において、操業データの測定周期は、ガスクロマトグラフィの測定周期等のプロセス上の都合から、例えば5分毎等であってよい。 The heat balance on the tuyere used in the method of the present embodiment can be calculated based on information that can be sequentially measured in a short period, such as charging conditions at the furnace top, tuyere tip conditions, gas components at the furnace top, etc. This is advantageous in that there is little time lag until measurement results are reflected in operational actions. In addition, according to the method of the present embodiment, the furnace heat index, which is not special, can be used as an individual heat index, so heat balance control is simpler and more accurate than, for example, estimation based on an unknown index. But it is advantageous. In particular, since the method of the present embodiment does not require the measured value of the hot metal temperature, the calculation period of the furnace heat index can be set to a short period, for example, seconds at the shortest. In a typical embodiment, the operational data measurement cycle may be, for example, every 5 minutes for reasons of process such as gas chromatography measurement cycle.

本実施形態の方法によれば、熱バランスを、酸素、窒素、水素の3元素のみに基づいてほぼ計算でき、例えば分オーダーの短周期での熱バランス計算が可能である。なお、従来、溶銑温度以外に利用可能な炉熱指標として、ソリューションロスカーボン量が用いられているところ、本実施形態の方法では、このソリューションロスカーボン量も間接的に用いる。例えば、ソリューションロスカーボン量のみを炉熱指標に用いる場合、炉熱制御のために送風操作(送風量等)を変更したことで生じる送風顕熱等の熱の変化が指標として考慮されないため、精密な操業アクションが難しいという問題があった。しかし本実施形態の方法によれば、羽口上熱バランスが、ソリューションロスカーボンとともに、羽口先条件に関する熱指標も考慮して算出されるため、高炉のより精密な操業が可能になり、操業の安定化が図れる。 According to the method of the present embodiment, the heat balance can be almost calculated based only on the three elements of oxygen, nitrogen, and hydrogen. Conventionally, the amount of solution loss carbon is used as a furnace heat index other than the hot metal temperature, but in the method of the present embodiment, the amount of solution loss carbon is also used indirectly. For example, if only the amount of solution loss carbon is used as a furnace heat index, changes in heat such as sensible heat generated by changing the blowing operation (blowing volume, etc.) for furnace heat control are not taken into account as an index. However, there was a problem that it was difficult to carry out effective operation actions. However, according to the method of the present embodiment, the heat balance on the tuyere is calculated in consideration of the heat index related to the tuyere tip condition as well as the solution loss carbon, so that the blast furnace can be operated more precisely, and the operation is stable. can be made.

本実施形態の方法は、以下の利点を有することができる。
(1)羽口及びこれよりも上部の炉熱指標のみの収集で高炉制御が可能であるため、例えば溶銑温度を炉熱指標として用いる方法と比べて、短周期での操業データ取得、したがって短周期での高炉の炉熱制御が可能である。
(2)融着帯よりも下部の状態(銑鉄やスラグ滴下時の液流れ、ガス流れ、炉底及び炉芯の充填状態、スラグメタル反応、出銑口や樋の状態等)が影響を与える指標である溶銑温度を炉熱指標から除外できるため、融着帯から炉上部にかけて、実際に起きている反応に基づく熱バランスを把握することができる。
すなわち、溶銑温度を炉熱指標として利用した制御は、炉底の充填構造変化や出銑口近傍状態の影響を大きく受けるため、熱バランスの変動が、融着帯より上部での反応、炉底の状況変化のいずれに起因するかの判別が難しく、かえって炉熱変動(したがって通気及び熱負荷の変動)を誘発する場合がある。本実施形態の方法は、羽口上の主たる熱バランスを総合的に考慮して高炉を制御するものであるため、少なくとも羽口上(すなわちおおよそ炉芯よりも上部の領域)における熱レベルを安定的に制御でき、したがって融着帯の位置を安定的に維持できる。
(3)コークスや微粉炭の反応熱や還元熱に加えて、同時にアクションとして用いる送風や酸素の顕熱を指標として用いることで、高炉のより精密な制御が可能である。
すなわち、炉熱指標が羽口上の主たる熱バランスをほぼ網羅している(還元状態に応じた熱以外に、送風顕熱も含められる)ことで、融着帯レベル、及び羽口よりも上部の熱バランスの精密な制御が可能である。
The method of this embodiment can have the following advantages.
(1) Since it is possible to control the blast furnace by collecting only the furnace heat index of the tuyere and above, for example, compared to the method of using the hot metal temperature as the furnace heat index, operation data can be obtained in a short period. Furnace heat control of the blast furnace in cycles is possible.
(2) Conditions below the cohesive zone (pig iron and slag dripping liquid flow, gas flow, filling condition of furnace bottom and core, slag metal reaction, taphole and trough conditions, etc.) affect Since the molten iron temperature, which is an index, can be excluded from the furnace heat index, it is possible to grasp the heat balance based on the reactions actually occurring from the cohesive zone to the upper part of the furnace.
In other words, the control using the hot metal temperature as a furnace heat index is greatly affected by changes in the filling structure of the furnace bottom and the conditions near the tap hole. It is difficult to determine which one of the changes in the situation is caused by the change, and it may rather induce furnace heat fluctuations (thus, ventilation and heat load fluctuations). Since the method of the present embodiment comprehensively considers the main heat balance on the tuyere to control the blast furnace, at least the heat level on the tuyere (that is, the area above the core) is stabilized. controllable, thus stably maintaining the position of the cohesive zone.
(3) In addition to the heat of reaction and heat of reduction of coke and pulverized coal, it is possible to control the blast furnace more precisely by using the sensible heat of air and oxygen, which are simultaneously used as actions, as indices.
That is, since the furnace heat index almost covers the main heat balance above the tuyere (including the sensible heat of the blast in addition to the heat corresponding to the reduction state), the cohesive zone level and above the tuyere Precise control of heat balance is possible.

一態様において、羽口上熱バランスは、下記式(1):
羽口上熱バランス(GJ/h)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)・・・(1)
で定義される、1時間当たりの羽口上熱バランス(単位:GJ/h)(以下、単に羽口上熱バランス(GJ/h)ともいう。)である。
In one aspect, the heat balance on the tuyere is represented by the following formula (1):
Heat balance on the tuyere (GJ/h) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - direct reduction heat - hydrogen reduction heat] (GJ/h) h) (1)
is the heat balance on the tuyere per hour (unit: GJ/h) (hereinafter also simply referred to as the heat balance on the tuyere (GJ/h)) per hour.

上記式(1)は、羽口での反応熱と、還元による反応熱との両者が考慮された熱バランス式である。図1を再び参照し、高炉の種々の炉熱指標から、カーボン燃焼熱101と、送風顕熱102と、間接還元熱104と、水素還元熱202と、微粉炭分解熱204と、送風湿分分解熱205と、ソリューションロス反応熱206と、直接還元熱207と、を選定して操業データ取得を行い(後述するステップS10)、取得した操業データを用いて式(1)に従って羽口上熱バランス計算値を得る(後述するステップS12)。この羽口上熱バランス値が小さくなることは、炉内の熱レベルが、今後低下し、これにより溶銑温度が低下することが想定されることを意味する。したがって、羽口上熱バランス値が低下した際には、当該羽口上熱バランス値を上昇させるような操業アクション実行に進む(後述するステップS16)。一方、羽口上熱バランス値が大きくなることは、炉内の熱レベルが、今後増大し、これにより、溶銑温度及び/又は炉頂温度の上昇、ひいては通気の悪化が想定されることを意味する。したがって、羽口上熱バランス値が上昇した際には、当該羽口上熱バランス値を低下させるような操業アクション実行に進む(後述するステップS16)。 Equation (1) above is a heat balance equation that takes into consideration both the heat of reaction at the tuyeres and the heat of reaction due to reduction. Referring to FIG. 1 again, from various furnace heat indices of the blast furnace, carbon combustion heat 101, blast sensible heat 102, indirect reduction heat 104, hydrogen reduction heat 202, pulverized coal decomposition heat 204, blast moisture content Decomposition heat 205, solution loss reaction heat 206, and direct reduction heat 207 are selected to acquire operation data (step S10 described later), and the acquired operation data is used to calculate the heat balance on the tuyere according to equation (1). A calculated value is obtained (step S12 to be described later). A decrease in the above-tuyere heat balance value means that the heat level in the furnace is expected to decrease in the future, thereby lowering the hot metal temperature. Therefore, when the upper tuyere heat balance value is lowered, an operation action is executed to increase the upper tuyere heat balance value (step S16, which will be described later). On the other hand, an increase in the tuyere heat balance value means that the heat level in the furnace will increase in the future, which will lead to an increase in the hot metal temperature and/or the furnace top temperature, which in turn will lead to deterioration of ventilation. . Therefore, when the tuyere heat balance value rises, an operational action is executed to reduce the tuyere heat balance value (step S16, which will be described later).

一態様においては、羽口上熱バランス(GJ/h)の目標範囲を基準値として予め設定し、羽口上熱バランス(GJ/h)計算値が当該基準値を逸脱した場合に何らかの操業アクションを実行する。 In one aspect, a target range of tuyere heat balance (GJ/h) is preset as a reference value, and some operational action is taken when the calculated tuyere heat balance (GJ/h) deviates from the reference value. do.

一態様において、羽口上熱バランス(GJ/h)の目標範囲は、特定の数値範囲に定めてよく、例えば、
下記式:
1≦羽口上熱バランス(GJ/h)計算値≦A2
(式中、A1及びA2は各々、600GJ/h~2000GJ/hの値である。ただし、高炉の炉内容積や出銑量レベルによって異なる。)
によって定めてよい。この場合、羽口上熱バランス(GJ/h)計算値が、A未満、又はA超である場合に、何らかの操業アクションを実行する。Aは、好ましくは、800GJ/h以上、又は1000GJ/h以上、又は1200GJ/h以上であってよい。Aは、好ましくは、1800GJ/h以下、又は1600GJ/h以下、又は1400GJ/h以下であってよい。5000m3級の高炉における好ましい一例においては、A1が1500GJ/h、かつA2が1700GJ/hである。5000m3級の高炉における好ましい別の一例においては、A1が1300GJ/h、かつA2が1450GJ/hである。3000m級の高炉における好ましい一例においては、Aが820GJ/h、かつAが850GJ/hである。
及びAを定める際には、炉容積に係数を乗じて設定してもよく、これによれば、炉容積の異なる複数の高炉について共通の係数を用いた操業設計ができる。例えば、炉容積(m)に0.25~0.35を乗じた値をA(GJ/h)とし、炉容積(m)に0.28~0.40を乗じた値をA(GJ/h)とすることができる。
In one aspect, the target range for tuyere heat balance (GJ/h) may be set to a specific numerical range, e.g.
The formula below:
A 1 ≤ tuyere upper heat balance (GJ/h) calculated value ≤ A 2
(In the formula, A 1 and A 2 are each a value of 600 GJ/h to 2000 GJ/h. However, it varies depending on the volume inside the blast furnace and the level of tapping amount.)
may be determined by In this case, if the calculated tuyere heat balance (GJ/h) is less than A 1 or greater than A 2 , take some operational action. A 1 may preferably be 800 GJ/h or more, or 1000 GJ/h or more, or 1200 GJ/h or more. A2 may preferably be 1800 GJ/h or less, or 1600 GJ/h or less, or 1400 GJ/h or less. In a preferred example for a 5000 m 3 class blast furnace, A 1 is 1500 GJ/h and A 2 is 1700 GJ/h. In another preferred example for a 5000 m 3 class blast furnace, A 1 is 1300 GJ/h and A 2 is 1450 GJ/h. In a preferred example in a 3000 m3 class blast furnace, A1 is 820 GJ/h and A2 is 850 GJ/h.
When determining A 1 and A 2 , the furnace volume may be multiplied by a coefficient, and according to this, an operation design using a common coefficient can be performed for a plurality of blast furnaces having different furnace volumes. For example, the value obtained by multiplying the furnace volume (m 3 ) by 0.25 to 0.35 is A 1 (GJ/h), and the value obtained by multiplying the furnace volume (m 3 ) by 0.28 to 0.40 is A 2 (GJ/h).

一態様において、羽口上熱バランス(GJ/h)の目標範囲は、予め定めておいた羽口上熱バランス(GJ/h)設定値(本開示で、設定バランス値ともいう。)からの乖離度合で定めてもよく、例えば、下記式:
設定バランス値×B1≦羽口上熱バランス(GJ/h)計算値≦設定バランス値×B2
によって定めてよい。この場合、羽口上熱バランス(GJ/h)計算値が、設定バランス値×B1未満、又は設定バランス値×B2超である場合に、何らかの操業アクションを実行する。B1は1.00未満の値であり、好ましくは、0.95以上、又は0.98以上、又は0.99以上である。B2は1.00超の値であり、好ましくは、1.05以下、又は1.02以下、又は1.01以下である。
また、羽口上熱バランス(GJ/h)の目標範囲は、設定バランス値によらず、制御開始時点の操業データから算出した羽口上熱バランス(GJ/h)計算値(本開示で、初期バランス値ともいう。)からの乖離度合で定めてもよい。
In one aspect, the target range of the tuyere heat balance (GJ/h) is the degree of deviation from a predetermined tuyere heat balance (GJ/h) set value (also referred to as the set balance value in the present disclosure). may be defined by, for example, the following formula:
Set balance value × B 1 ≤ Heat balance on tuyere (GJ/h) calculated value ≤ Set balance value × B 2
may be determined by In this case, if the calculated tuyere heat balance (GJ/h) is less than the set balance value times B1 or more than the set balance value times B2, then some operational action is taken. B 1 has a value of less than 1.00, preferably 0.95 or more, or 0.98 or more, or 0.99 or more. B2 has a value greater than 1.00, preferably 1.05 or less, or 1.02 or less, or 1.01 or less.
In addition, the target range of the heat balance on the tuyere (GJ/h) is not based on the set balance value, but the calculated value of the heat balance on the tuyere (GJ/h) calculated from the operation data at the start of control (in the present disclosure, the initial balance It may also be determined by the degree of divergence from the value.

操業データとして測定される炉熱指標と当該炉熱指標に対応する操業アクションとの関係は当業者に公知である。例えば、カーボン燃焼熱は、コークス装入量の増減、微粉炭吹込み量の増減、コークス及び微粉炭の各々の炭種の選択等により制御され得、送風顕熱は、送風量、送風温度、送風湿分、酸素富化量、水素ガス吹込み量、液化天然ガス吹込み量等の送風条件の変更により制御され得る。熱量が大きい炉熱指標であるカーボン燃焼熱及び送風顕熱を増減させる操業アクションは羽口上熱バランスの制御に有用である。羽口上熱バランス計算値が基準値を下回った場合に実行される操業アクションの例は、コークス装入量の増大、微粉炭の吹込み量の増大、送風温度の増大、送風湿分の低減等であり、羽口上熱バランス計算値が基準値を上回った場合の操業アクションは上記と逆の操作となる。 A person skilled in the art knows the relationship between a furnace heat index measured as operational data and an operational action corresponding to the furnace heat index. For example, the carbon combustion heat can be controlled by increasing or decreasing the amount of coke charged, increasing or decreasing the amount of pulverized coal blown, selection of each coal type of coke and pulverized coal, etc. It can be controlled by changing blast conditions such as blast moisture, oxygen enrichment, hydrogen gas blow rate, liquefied natural gas blow rate, and the like. Operational actions that increase or decrease carbon combustion heat and blast sensible heat, which are furnace heat indices with large amounts of heat, are useful for controlling the heat balance on the tuyere. Examples of operational actions to be taken when the calculated tuyere heat balance falls below the reference value include increasing coke charge, increasing pulverized coal injection, increasing blast temperature, reducing blast moisture, etc. , and the operation action when the calculated value of heat balance on the tuyere exceeds the reference value is the opposite operation to the above.

本実施形態の方法においては、前述した羽口上熱バランス(GJ/h)に代えて、出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)を操業管理指標として用いることもできる。羽口上熱バランス(GJ/h)を操業管理指標とする場合、操業アクションが出銑量を考慮しないものとなるため、出銑量を変動させつつ高炉を操業する際には必ずしも理想的な操業アクションとならないことがある。出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)を操業管理指標とすることで、出銑量を変動させつつ高炉をより厳密に操業できる。出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)は、高炉の操業自動化において特に有利である。 In the method of the present embodiment, instead of the heat balance on the tuyere (GJ/h), the heat balance on the tuyere per amount of tapped iron (GJ/tp) can be used as an operation control index. When the heat balance above the tuyere (GJ/h) is used as an operational management index, the operation action does not take into account the amount of iron output. It may not take action. By using the tuyere heat balance per tapped amount (GJ/tp) as an operation management index, the blast furnace can be operated more strictly while varying the tapped amount. The tuyere heat balance per tapped amount (GJ/tp) is particularly advantageous in automating blast furnace operations.

すなわち、本発明の一態様は、高炉の操業方法において、羽口から吹込むガスが有する送風顕熱、レースウェイで燃焼するカーボンの燃焼熱、及び一酸化炭素による間接還元反応による反応熱とを含む羽口上のインプット熱量と、羽口から吹込むガスが有する送風湿分の分解熱、吸熱反応であるソリューションロス反応及び直接還元反応による反応熱、水素還元反応(すなわち水素による鉄鉱石の還元反応)による反応熱、及び微粉炭分解熱を含む羽口上のアウトプット熱量と、の差分を計算出銑量で除した値として定義される出銑量当たり羽口上熱バランスを操業管理指標として用いる、高炉の操業方法を提供する。 That is, one aspect of the present invention is a method for operating a blast furnace, in which the sensible heat of the blown air of the gas blown from the tuyere, the combustion heat of the carbon burned on the raceway, and the reaction heat due to the indirect reduction reaction by carbon monoxide are combined. The input heat on the tuyeres including the heat of decomposition of the blast moisture possessed by the gas blown from the tuyeres, the reaction heat due to the endothermic solution loss reaction and direct reduction reaction, the hydrogen reduction reaction (that is, the reduction reaction of iron ore with hydrogen ) and the heat output above the tuyere including the heat of decomposition of pulverized coal is divided by the calculated amount of tapped iron. A method of operating a blast furnace is provided.

計算出銑量とは、高炉炉頂からの装入物の物質バランス、炉頂ガス成分等から計算できる推定の出銑量である。計算出銑量の計算方法は特に限定されない。例えば、酸素バランスから出銑量を推定する方法では、鉱石の持ち込む酸素が羽口で発生したCOにより還元除去されて溶銑が生じることに基づき、炉頂のガス成分から出銑量を算出できる。また、例えば、炉内への装入量から出銑量を推定する方法では、単位時間当たりに炉頂から装入された鉱石量から出銑量が算出される。酸素バランスから出銑量を推定する方法で得た値と、炉内への装入量から出銑量を推定する方法で得た値との加重平均を計算出銑量として採用してもよい。 The calculated amount of pig iron is an estimated amount of pig iron that can be calculated from the material balance of the charge from the top of the blast furnace, the components of the top gas, and the like. The calculation method of the calculated iron tapping amount is not particularly limited. For example, in the method of estimating the amount of tapped iron from the oxygen balance, it is possible to calculate the amount of tapped iron from the gas components at the top of the furnace, based on the fact that the oxygen brought in by the ore is reduced and removed by the CO generated at the tuyere to produce hot metal. Further, for example, in the method of estimating the amount of tapped iron from the amount charged into the furnace, the amount of tapped iron is calculated from the amount of ore charged from the top of the furnace per unit time. The weighted average of the value obtained by the method of estimating the amount of tapped iron from the oxygen balance and the value obtained by the method of estimating the amount of tapped iron from the amount of charging into the furnace may be adopted as the calculated amount of tapped iron. .

一態様において、出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)は、下記式(3):
出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)/計算出銑量(tp/h)・・・(3)
すなわち、
出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)=羽口上熱バランス(GJ/h)/計算出銑量(tp/h)
にて定義される。
この態様では、出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)の目標範囲を基準値として予め設定し、出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)計算値が当該基準値を逸脱した場合に何らかの操業アクションを実行する。
In one aspect, the heat balance on the tuyere per tapped amount (GJ/tp) is given by the following formula (3):
Heat balance on the tuyere per amount of tapped iron (GJ/tp) = [carbon combustion heat + sensible heat of blast + indirect reduction heat - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - direct reduction heat - hydrogen reduction heat ] (GJ/h)/calculated iron output (tp/h) (3)
i.e.
Heat balance on the tuyere per amount of tapped iron (GJ/tp) = Heat balance on the tuyere (GJ/h)/calculated amount of tapped iron (tp/h)
Defined in
In this aspect, the target range of the heat balance on the tuyere per amount of tapped iron (GJ/tp) is set in advance as a reference value, and the calculated value of the heat balance on the tuyere per amount of iron tapped (GJ/tp) deviates from the reference value. perform some operational action when

一態様において、出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)の目標範囲は、特定の数値範囲に定めてよく、例えば、下記式:
1≦出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)計算値≦C
(式中、C及びCは各々、2.80GJ/tp~4.00GJ/tpの値である。)
によって定めてよい。この場合、出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)計算値が、C未満、又はC超である場合に、何らかの操業アクションを実行する。Cは、好ましくは、3.00GJ/tp以上、又は3.20GJ/tp以上であってよい。Cは、好ましくは、3.80GJ/tp以下、又は3.60GJ/tp以下、又は3.40GJ/tp以下であってよい。好ましい一例においては、Cが3.00GJ/tp、かつCが3.40GJ/tpである。
In one aspect, the target range for tuyere heat balance per tap (GJ/tp) may be set to a specific numerical range, such as the following formula:
C 1 ≦ Calculated value of heat balance on tuyere per amount of tapped iron (GJ/tp) ≦ C 2
(Wherein, C 1 and C 2 each have a value of 2.80 GJ/tp to 4.00 GJ/tp.)
may be determined by In this case, if the calculated tuyere heat balance per tap (GJ/tp) is less than C1 or greater than C2 , then some operational action is taken. C 1 may preferably be 3.00 GJ/tp or more, or 3.20 GJ/tp or more. C2 may preferably be 3.80 GJ/tp or less, or 3.60 GJ/tp or less, or 3.40 GJ/tp or less. In one preferred example, C1 is 3.00 GJ/tp and C2 is 3.40 GJ/tp.

一態様において、出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)の目標範囲は、予め定めておいた出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)設定値(本開示で、設定バランス値ともいう。)からの乖離度合で定めてもよく、例えば、下記式:
設定バランス値×D1≦出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)計算値≦設定バランス値×D2
によって定めてよい。この場合、出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)計算値が、設定バランス値×D1未満、又は設定バランス値×D2超である場合に、何らかの操業アクションを実行する。D1は1未満の値であり、好ましくは、0.95以上、又は0.98以上、又は0.99以上である。D2は1超の値であり、好ましくは、1.05以下、又は1.02以下、又は1.01以下である。
また、出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)の目標範囲は、設定バランス値によらず、制御開始時点の操業データから算出した出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)計算値(本開示で、初期バランス値ともいう。)からの乖離度合で定めてもよい。
In one aspect, the target range for heat balance on tuyere per tapped amount (GJ/tp) is a predetermined heat balance on tuyere per tapped amount (GJ/tp) set value (in this disclosure, set balance value It may be determined by the degree of divergence from ), for example, the following formula:
Set balance value x D1 ≤ Calculated value of heat balance on tuyere per tapping amount (GJ/tp) ≤ Set balance value x D2
may be determined by In this case, if the calculated tuyere heat balance per tapped amount (GJ/tp) is less than the set balance value x D1 or greater than the set balance value x D2, then some operational action is taken. D 1 has a value of less than 1, preferably 0.95 or more, or 0.98 or more, or 0.99 or more. D2 is a value greater than 1, preferably 1.05 or less, or 1.02 or less, or 1.01 or less.
In addition, the target range of the heat balance on the tuyere per amount of tapping (GJ/tp) is not based on the set balance value. It may be determined by the degree of deviation from the value (also referred to as the initial balance value in the present disclosure).

羽口上熱バランス(GJ/h)を操業管理指標とする態様、及び出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)を操業管理指標とする態様の両方において、アウトプット熱量は、炉頂ガス顕熱、及び/又は羽口上領域における炉体抜熱量を更に含んでよい。当業者に公知であるように、炉頂ガス顕熱は、炉頂ガスの流量に炉頂ガスの平均温度及びガス比熱を掛け合わせることにより求められ、炉体抜熱量は、熱負荷を出銑量で除して求められる。なお熱負荷はステーブの給排水温度差に給水量を乗じて求められる。炉頂ガス顕熱及び炉体抜熱量を簡易的にゼロ又は固定値としてアウトプット熱量を算出してもよいが、上記のように炉頂ガス顕熱及び炉体抜熱量を算出すると、羽口上熱バランスを一層適切に管理でき好ましい。 In both the embodiment in which the tuyere heat balance (GJ/h) is used as an operational management index and the embodiment in which the tuyere heat balance per tapped amount (GJ/tp) is used as an operational management index, the output calorie is the top gas. It may further include sensible heat and/or furnace body heat removal in the tuyere region. As is known to those skilled in the art, the top gas sensible heat is obtained by multiplying the top gas flow rate by the average temperature of the top gas and the specific heat of the gas, and the heat removal from the furnace body is the heat load. Calculated by dividing by the amount. The heat load is obtained by multiplying the water supply and discharge temperature difference of the stave by the amount of water supply. The output calorie may be calculated simply by setting the top gas sensible heat and the furnace body heat removal amount to zero or fixed values, but if the top gas sensible heat and the furnace body heat removal amount are calculated as described above, It is preferable because the heat balance can be managed more appropriately.

したがって、一態様において、羽口上熱バランス(GJ/h)は、下記式(2)で定義できる。
羽口上熱バランス(GJ/h)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-炉頂ガス顕熱-炉体抜熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)・・・(2)
Therefore, in one aspect, the tuyere heat balance (GJ/h) can be defined by the following equation (2).
Tuyere heat balance (GJ/h) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - furnace top gas sensible heat - furnace body heat removal - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - Direct reduction heat-hydrogen reduction heat] (GJ/h) (2)

また、一態様において、計算出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)は、下記式(4)で定義できる。
出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-炉頂ガス顕熱-炉体抜熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱]/計算出銑量(tp/h)・・・(4)
In one aspect, the heat balance on the tuyere per calculated amount of tapped iron (GJ/tp) can be defined by the following equation (4).
Heat balance on the tuyere per amount of iron output (GJ/tp) = [carbon combustion heat + sensible heat from blast + indirect reduction heat - sensible heat from top gas - heat removal from furnace body - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - direct reduction heat - hydrogen reduction heat]/calculated pig iron output (tp/h) (4)

羽口上熱バランスの算出に用いる羽口上のインプット熱量及び羽口上のアウトプット熱量の各々には、羽口上熱バランスをより精密に管理する目的で、前述したもの以外の炉熱指標を更に含めてもよく、そのような追加の炉熱指標は任意に選択してよい。羽口よりも上部の炉熱指標のみで高炉を精密に制御できるという本実施形態の方法の利点を顕著に得る観点から、本実施形態の方法において操業管理指標として用いる炉熱指標は、羽口よりも上部のインプット熱量及び/又はアウトプット熱量に係るもののみであることが好ましい。したがって、典型的な態様において、本実施形態の方法において操業管理指標として用いる炉熱指標は、炉下部抜熱量(例えばステーブ抜熱量)を含まない。 Each of the tuyere input heat quantity and the tuyere output heat quantity used to calculate the tuyere heat balance further includes a furnace heat index other than those mentioned above for the purpose of more precise control of the tuyere heat balance. and such additional furnace heat indices may be selected arbitrarily. From the viewpoint of significantly obtaining the advantage of the method of the present embodiment that the blast furnace can be precisely controlled only with the furnace heat index above the tuyere, the furnace heat index used as the operation management index in the method of the present embodiment is It is preferable that it is only related to the input heat quantity and/or the output heat quantity above. Therefore, in a typical aspect, the furnace heat index used as an operation management index in the method of the present embodiment does not include the furnace lower heat removal amount (for example, the stave heat removal amount).

次に、本実施形態の方法の具体的な実施手順を説明する。図2は、本発明の一態様に係る高炉の操業方法において行う処理を示すフローチャートである。図2を参照し、まず、前述で例示した炉熱指標の操業データを取得する(ステップS10)。次いで、取得した操業データに基づいて、羽口上熱バランス計算値、具体的には、羽口上熱バランス(GJ/h)又は出銑量当たり羽口上熱バランス(GJ/tp)を得る(ステップS12)。 Next, a specific implementation procedure of the method of this embodiment will be described. FIG. 2 is a flow chart showing the processing performed in the blast furnace operating method according to one aspect of the present invention. Referring to FIG. 2, first, operation data of the furnace heat index exemplified above is acquired (step S10). Next, based on the acquired operation data, a calculated value of heat balance on the tuyere, specifically, heat balance on the tuyere (GJ/h) or heat balance on the tuyere per amount of tapped iron (GJ/tp) is obtained (step S12 ).

次いで、羽口上熱バランス計算値と予め設定した羽口上熱バランスの基準値とを比較し、羽口上熱バランス計算値が当該基準値を満足するか否かを判定する(ステップS14)。ステップS14の判定の結果、羽口上熱バランス計算値が基準値を満足しない場合は、ステップS16へ進む。ステップS16では、羽口上熱バランスが基準値に近づく方向となるような操業アクションを実行する。一方、ステップS14で、羽口上熱バランス計算値が基準値を満足する場合は、ステップS16の処理を行うことなく本制御周期における処理を終了する。以上のようにして、羽口上熱バランス計算値が基準値を満足するようにフィードバック制御を行うことができる。 Next, the calculated value of the heat balance on the tuyere is compared with a preset reference value of the heat balance on the tuyere, and it is determined whether or not the calculated value of the heat balance on the tuyere satisfies the reference value (step S14). As a result of the determination in step S14, if the tuyere top heat balance calculated value does not satisfy the reference value, the process proceeds to step S16. In step S16, an operation action is performed so that the heat balance on the tuyere approaches the reference value. On the other hand, in step S14, when the tuyere top heat balance calculated value satisfies the reference value, the process in this control cycle is terminated without performing the process of step S16. As described above, feedback control can be performed so that the tuyere upper heat balance calculated value satisfies the reference value.

以下、実施例によって本発明の例示の態様をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

[実施例1]
炉容積5000m、還元材比330kg/t程度の実高炉を対象として高炉の操業シミュレーションを行った。シミュレーションに用いたモデルは、一次元非定常モデルである。
[Example 1]
A blast furnace operation simulation was performed for an actual blast furnace with a furnace volume of 5000 m 3 and a reducing agent ratio of about 330 kg/t. The model used for the simulation is a one-dimensional unsteady model.

公知の方法(重見彰利著 製銑ハンドブック P186~第6章高炉操業理論「6.3高炉の熱計算」参照)により、カーボン燃焼熱、送風顕熱、間接還元熱、送風湿分分解熱、微粉炭分解熱、ソリューションロスカーボンの反応熱、及び水素還元熱を算出した。
得られた値に基づき、下記式(1):
羽口上熱バランス(GJ/h)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)・・・(1)
に従い、羽口上熱バランス(GJ/h)を算出したところ、1375(GJ/h)であった。これに基づき、羽口上熱バランス(GJ/h)の目標範囲を±1%の1361~1389(GJ/h)とし、これを基準値として設定した。
By a known method (Akitoshi Shigemi Ironmaking Handbook P186-Chapter 6 Blast Furnace Operation Theory "6.3 Blast Furnace Heat Calculation"), carbon combustion heat, blast sensible heat, indirect reduction heat, blast moisture decomposition heat, The heat of decomposition of pulverized coal, the heat of reaction of solution loss carbon, and the heat of hydrogen reduction were calculated.
Based on the obtained values, the following formula (1):
Heat balance on the tuyere (GJ/h) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - direct reduction heat - hydrogen reduction heat] (GJ/h) h) (1)
When the heat balance (GJ/h) on the tuyere was calculated according to the above, it was 1375 (GJ/h). Based on this, the target range of tuyere heat balance (GJ/h) was set to 1361 to 1389 (GJ/h) of ±1%, which was set as the reference value.

次いで、高炉の操業を実施しつつ、上記パラメータの各々のデータを60秒毎に取得した。取得したデータから、カーボン燃焼熱、送風顕熱、間接還元熱、送風湿分分解熱、微粉炭分解熱、ソリューションロスカーボンの反応熱、及び水素還元熱を上記方法で算出し、上記式(1)に従い羽口上熱バランス(GJ/h)計算値を得た。 Data for each of the above parameters were then acquired every 60 seconds while the blast furnace was operating. From the obtained data, the carbon combustion heat, blast sensible heat, indirect reduction heat, blast moisture decomposition heat, pulverized coal decomposition heat, solution loss carbon reaction heat, and hydrogen reduction heat are calculated by the above method, and the above formula (1 ) to obtain the calculated tuyere heat balance (GJ/h).

算出された羽口上熱バランス(GJ/h)計算値が上記基準値を満たすか否かを、データ取得時毎(すなわち上記60秒毎)に判定し、満たす場合には操業条件を変更せず、満たさない場合には操業条件のうち例えば微粉炭吹込み量を増減することにより羽口上熱バランスが一定に保たれるように高炉操業を行った。 Whether the calculated tuyere heat balance (GJ/h) calculated value satisfies the above reference value is determined each time data is acquired (that is, every 60 seconds), and if it satisfies the above, the operating conditions are not changed. If not, the blast furnace was operated so that the heat balance above the tuyere was kept constant by increasing or decreasing the pulverized coal injection amount among the operating conditions.

一方、上記のデータ取得時毎に、羽口からの推定融着帯位置を、一次元非定常モデルで算出した。図3に、シミュレーション運転の開始から終了までの、出銑比(すなわち高炉内容積1m3当たりの1日当たりの出銑量)(横軸)と羽口からの推定融着帯位置(縦軸)との関係をプロットした。 On the other hand, the estimated cohesive zone position from the tuyere was calculated using a one-dimensional unsteady model each time the above data was obtained. Fig. 3 shows the tapping ratio (i.e., the amount of tapped iron per day per 1m3 of the internal volume of the blast furnace) (horizontal axis) and the estimated cohesive zone position from the tuyere (vertical axis) from the start to the end of the simulation operation. plotted the relationship between

[比較例1]
羽口上熱バランスを用いずに、溶銑温度に基づいて熱アクションを実施した従来の操業結果を図4にプロットした。
[Comparative Example 1]
The results of a conventional run in which heat action was performed based on the hot metal temperature without using the tuyere heat balance are plotted in FIG.

図3及び4に示すように、本発明に係る高炉の操業方法を用いた実施例1においては、比較例1と比べて、出銑比が変動したときの融着帯位置の変動が顕著に少なかった。より具体的には、出銑比約2.0t/day/m3~約2.4t/day/m3の範囲における羽口からの推定融着帯位置が、比較例1では約0mから約3.0m(分布の中心部分は約0.9mから約2.6mの範囲)に亘って広範に分布したのに対し、実施例1では約1.0mから約2.0mの範囲(分布の中心部分は約1.1mから約1.5mの範囲)に収まっていた。また、実施例1においては、比較例1と比べて、ある出銑比での羽口からの推定融着帯位置のばらつきも顕著に少なかった。より具体的には、例えば出銑比2.2t/day/m3において、比較例1では羽口からの推定融着帯位置が約0.8mから約2.5m(分布の中心部分で約±0.5m程度)に亘ってばらついたのに対し、実施例1では約1.1mから約1.4mの範囲(分布の中心部分で±約0.1m程度)に収まっていた。このように、実施例1においては、操業安定化効果が顕著に得られた。 As shown in FIGS. 3 and 4, in Example 1 using the blast furnace operating method according to the present invention, compared with Comparative Example 1, the variation in the position of the cohesive zone when the tapping ratio varies is remarkable. It was less. More specifically, the estimated cohesive zone position from the tuyere in the tapping ratio range of about 2.0 t/day/m 3 to about 2.4 t/day/m 3 is from about 0 m to about 3.0 m (the central portion of the distribution ranged from about 0.9 m to about 2.6 m), whereas Example 1 ranged from about 1.0 m to about 2.0 m (the range of the distribution The central portion was within a range of about 1.1 m to about 1.5 m). Moreover, in Example 1, as compared with Comparative Example 1, the variation in the estimated cohesive zone position from the tuyere at a certain tapping ratio was remarkably small. More specifically, for example, at a tapping ratio of 2.2 t/day/m 3 , in Comparative Example 1, the estimated cohesive zone position from the tuyere is about 0.8 m to about 2.5 m (about ±0.5 m), whereas in Example 1, it fell within a range of approximately 1.1 m to approximately 1.4 m (approximately ±0.1 m at the center of the distribution). Thus, in Example 1, a remarkable effect of stabilizing the operation was obtained.

101 カーボン燃焼熱
102 送風顕熱
103 その他顕熱
104 間接還元熱
105 スラグ生成熱
201 放散熱
202 水素還元熱
203 炉頂ガス顕熱
204 微粉炭分解熱
205 送風湿分分解熱
206 ソリューションロス反応熱
207 直接還元熱
208 溶銑顕熱
209 溶銑成分還元熱
101 Carbon combustion heat 102 Air sensible heat 103 Other sensible heat 104 Indirect reduction heat 105 Slag generation heat 201 Dissipated heat 202 Hydrogen reduction heat 203 Top gas sensible heat 204 Pulverized coal decomposition heat 205 Air moisture decomposition heat 206 Solution loss reaction heat 207 Direct reduction heat 208 Hot metal sensible heat 209 Hot metal component reduction heat

Claims (6)

高炉の操業方法において、
羽口から吹込むガスが有する送風顕熱と、レースウェイで燃焼するカーボンの燃焼熱とを含む羽口上のインプット熱量と、
前記羽口から吹込むガスが有する送風湿分の分解熱と、微粉炭の分解熱と、ソリューションロス反応及び直接還元反応による反応熱とを含む羽口上のアウトプット熱量と、
の差分として定義される羽口上熱バランスを操業管理指標として用いることを特徴とする、高炉の操業方法。
In the method of operating a blast furnace,
The input heat on the tuyere including the blast sensible heat of the gas blown from the tuyere and the combustion heat of the carbon burned on the raceway,
Output heat on the tuyere including heat of decomposition of blast moisture possessed by the gas blown from the tuyere, heat of decomposition of pulverized coal, and heat of reaction due to solution loss reaction and direct reduction reaction;
A method of operating a blast furnace, characterized in that a heat balance on the tuyere defined as the difference between is used as an operation control index.
前記羽口上熱バランスが、下記式(1)で定義されることを特徴とする、請求項1に記載の高炉の操業方法。
羽口上熱バランス(GJ/h)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)・・・(1)
The method of operating a blast furnace according to claim 1, wherein the heat balance on the tuyere is defined by the following formula (1).
Heat balance on the tuyere (GJ/h) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - direct reduction heat - hydrogen reduction heat] (GJ/h) h) (1)
前記羽口上熱バランスが、下記式(2)で定義されることを特徴とする、請求項1に記載の高炉の操業方法。
羽口上熱バランス(GJ/h)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-炉頂ガス顕熱-炉体抜熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)・・・(2)
The method of operating a blast furnace according to claim 1, wherein the heat balance on the tuyere is defined by the following formula (2).
Tuyere heat balance (GJ/h) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - furnace top gas sensible heat - furnace body heat removal - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - Direct reduction heat-hydrogen reduction heat] (GJ/h) (2)
高炉の操業方法において、
羽口から吹込むガスが有する送風顕熱と、レースウェイで燃焼するカーボンの燃焼熱とを含むインプット熱量と、
羽口から吹込むガスが有する送風湿分の分解熱と、微粉炭の分解熱と、ソリューションロス反応及び直接還元反応による反応熱とを含むアウトプット熱量と、
の差分を計算出銑量で除した値として定義される出銑量当たり羽口上熱バランスを操業管理指標として用いることを特徴とする高炉の操業方法。
In the method of operating a blast furnace,
The input heat amount including the sensible heat of the gas blown from the tuyere and the combustion heat of the carbon burned on the raceway,
Output heat including decomposition heat of blast moisture possessed by gas blown from tuyeres, decomposition heat of pulverized coal, and reaction heat due to solution loss reaction and direct reduction reaction;
A method of operating a blast furnace, characterized in that a heat balance on the tuyere per tapped amount defined as a value obtained by dividing the difference of the calculated tapped amount by the calculated tapped amount is used as an operation control index.
前記出銑量当たり羽口上熱バランスが、下記式(3)で定義されることを特徴とする、請求項4に記載の高炉の操業方法。
羽口上熱バランス(GJ/tp)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)/計算出銑量(tp/h)・・・(3)
5. The method of operating a blast furnace according to claim 4, wherein the heat balance on the tuyere per amount of tapped iron is defined by the following formula (3).
Tuyere top heat balance (GJ/tp) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - direct reduction heat - hydrogen reduction heat] (GJ/ h)/calculated iron output (tp/h) (3)
前記出銑量当たり羽口上熱バランスが、下記式(4)で定義されることを特徴とする、請求項4に記載の高炉の操業方法。
羽口上熱バランス(GJ/tp)=[カーボン燃焼熱+送風顕熱+間接還元熱-炉頂ガス顕熱-炉体抜熱-送風湿分分解熱-微粉炭分解熱-ソリューションロス反応熱-直接還元熱-水素還元熱](GJ/h)/計算出銑量(tp/h)・・・(4)
5. The method of operating a blast furnace according to claim 4, wherein the heat balance on the tuyere per amount of tapped iron is defined by the following formula (4).
Tuyere heat balance (GJ/tp) = [carbon combustion heat + blast sensible heat + indirect reduction heat - furnace top gas sensible heat - furnace body heat removal - blast moisture decomposition heat - pulverized coal decomposition heat - solution loss reaction heat - heat of direct reduction - heat of hydrogen reduction] (GJ/h)/calculated iron output (tp/h) (4)
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