JP2023046165A - Method for determining charging of raw material into blast furnace, apparatus for determining charging method, and program for determining charging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、旋回シュートを有するベルレス式の高炉に高炉原料を装入する方法を決定する装入決定方法、装入方法決定装置および装入方法決定プログラムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a charging determination method, a charging method determining device, and a charging method determining program for determining a method of charging blast furnace raw material into a bell-less blast furnace having a turning chute.
高炉の安定操業のためには、炉内のガス流れを安定させる必要がある。シュートの旋回によって高炉原料を高炉内に装入する場合において、炉周方向における高炉原料の装入量にばらつきが発生すると、炉周方向におけるガス流れにばらつきが発生してしまう。そこで、特許文献1では、高炉原料の装入チャージごとに、高炉原料の装入を開始する位置(装入開始位置)を所定量だけ円周方向(炉周方向)にシフトさせるようにしている。 For stable operation of a blast furnace, it is necessary to stabilize the gas flow in the furnace. When the blast furnace raw material is charged into the blast furnace by turning the chute, if the charging amount of the blast furnace raw material varies in the circumferential direction of the furnace, the gas flow in the circumferential direction of the furnace will also vary. Therefore, in Patent Document 1, for each charging charge of blast furnace raw material, the position at which charging of blast furnace raw material is started (charging start position) is shifted by a predetermined amount in the circumferential direction (furnace circumferential direction). .
しかし、特許文献1のように、装入開始位置を炉周方向に単にシフトさせただけでは、後述するように、炉周方向における高炉原料の装入量のばらつきを低減できないことがある。 However, simply shifting the charging start position in the circumferential direction of the furnace as in Patent Document 1 may not reduce variations in the charging amount of the blast furnace raw material in the circumferential direction of the furnace, as will be described later.
特許文献1に記載の発明によれば、高炉原料を装入するたびに、シュートの旋回数が同じであれば、装入開始位置を炉周方向にシフトさせることによって、炉周方向における装入量のばらつきを低減できる可能性がある。しかし、実際の装入においては、高炉原料の性状(粒度構成)などによって、高炉原料の装入を開始してから終了するまでのシュートの旋回数にばらつきが生じる。 According to the invention described in Patent Document 1, if the number of turns of the chute is the same each time the blast furnace raw material is charged, the charge start position is shifted in the furnace circumferential direction, thereby charging in the furnace circumferential direction. Potentially reduce volume variability. However, in actual charging, the number of turns of the chute from the start to the end of charging the blast furnace raw material varies depending on the properties (particle size composition) of the blast furnace raw material.
例えば、高炉原料を高炉内に装入するときには、所定重量の高炉原料がホッパに貯留された後、ホッパからシュートに高炉原料が供給されるが、高炉原料の粒度構成(嵩密度)が異なると、ホッパからシュートに高炉原料を供給する時間が異なってしまうため、高炉原料の装入を開始してから終了するまでの時間が異なってしまう。例えば、高炉原料が粗粒であるほど装入に時間がかかり、高炉原料が細粒であるほど装入の時間が短くなる。結果として、高炉原料の装入を開始してから終了するまでのシュートの旋回数にばらつきが発生してしまう。 For example, when charging blast furnace raw material into a blast furnace, a predetermined weight of blast furnace raw material is stored in the hopper, and then the blast furnace raw material is supplied from the hopper to the chute. Since the time for supplying the blast furnace raw material from the hopper to the chute is different, the time from the start to the end of charging the blast furnace raw material is also different. For example, the coarser the blast furnace raw material, the longer it takes to charge, and the finer the blast furnace raw material, the shorter the charging time. As a result, variation occurs in the number of revolutions of the chute from the start to the end of charging the blast furnace raw material.
上述したようにシュートの旋回数にばらつきが発生してしまうと、装入開始位置を炉周方向にシフトさせても、期待通りに高炉原料を装入することができなくなり、炉周方向における装入量のばらつきを低減しにくくなる。 As described above, if the number of turns of the chute varies, even if the charging start position is shifted in the circumferential direction of the furnace, the blast furnace raw material cannot be charged as expected. It becomes difficult to reduce variations in input amount.
本願第1の発明は、旋回シュートの旋回によってベルレス式の高炉内に高炉原料を装入する方法を決定する高炉原料の装入決定方法である。まず、同一種類の高炉原料を複数回装入した後にこの高炉原料を再び装入するときにおいて、予め決められた複数の装入開始位置及び旋回シュートの旋回方向のすべての組み合わせについて、高炉原料の装入量が炉周方向で相対的に多い領域の発生回数に関するパラメータを炉周方向の位置毎に算出する。このパラメータは、装入開始位置及び旋回方向と、旋回シュートの設定旋回数に対する実績旋回数のずれを示す旋回数誤差とから算出される。 A first invention of the present application is a blast furnace raw material charging determination method for determining a method of charging blast furnace raw material into a bell-less blast furnace by turning a turning chute. First, when charging the blast furnace raw material again after charging the same type of blast furnace raw material a plurality of times, for all combinations of a plurality of predetermined charging start positions and turning directions of the turning chute, the amount of blast furnace raw material A parameter relating to the number of occurrences of regions where the charging amount is relatively large in the furnace circumferential direction is calculated for each position in the furnace circumferential direction. This parameter is calculated from the charging start position, the turning direction, and the turning number error that indicates the deviation of the actual turning number from the set turning number of the turning chute.
次に、すべての組み合わせについて、炉周方向の位置に応じたパラメータの分布に基づいて、パラメータのばらつきを算出する。そして、最小のばらつきが得られたときの装入開始位置を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける装入開始位置として決定する。また、最小のばらつきが得られたときの旋回方向を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける旋回シュートの旋回方向として決定する。 Next, for all combinations, the variation of the parameters is calculated based on the parameter distribution according to the position in the circumferential direction of the furnace. Then, the charging start position when the minimum variation is obtained is determined as the charging start position when charging the same type of blast furnace raw material again. Also, the turning direction when the minimum variation is obtained is determined as the turning direction of the turning chute when charging the same kind of blast furnace raw material again.
上述したばらつきとしては、パラメータの標準偏差を用いることができる。パラメータとしては、高炉原料の所定装入回数に対する発生回数の比率を用いることができる。 The standard deviation of parameters can be used as the variation described above. As a parameter, the ratio of the number of occurrences to the predetermined number of times of charging the blast furnace raw material can be used.
炉周方向の位置毎のパラメータを算出するとき、旋回数誤差は、過去の高炉原料の装入における旋回数誤差から決めることができる。旋回数誤差には、設定旋回数よりも実績旋回数が多くなり、最終旋回が炉周方向の1周を超えて高炉原料が装入される場合と、設定旋回数よりも実績旋回数が少なくなり、最終旋回が炉周方向の1周に到達せずに高炉原料が装入される場合とが含まれる。 When calculating the parameter for each position in the circumferential direction of the furnace, the swirl number error can be determined from the swirl number error in past charging of blast furnace raw material. The error in the number of turns includes the case where the actual number of turns is greater than the set number of turns, and the final turning exceeds one turn in the circumferential direction of the furnace when the blast furnace raw materials are charged, and the actual number of turns is less than the set number of turns. This includes the case where the blast furnace raw material is charged before the final turning reaches one turn in the furnace circumferential direction.
本願第2の発明は、旋回シュートの旋回によってベルレス式の高炉内に高炉原料を装入する方法を決定する高炉原料の装入方法決定装置であって、演算部及び決定部を有する。 A second invention of the present application is a blast-furnace raw material charging method determination device that determines a method of charging blast furnace raw material into a bell-less blast furnace by turning a turning chute, and has a computing unit and a determining unit.
演算部は、同一種類の高炉原料を複数回装入した後にこの高炉原料を再び装入するときにおいて、予め決められた複数の装入開始位置及び旋回シュートの旋回方向のすべての組み合わせについて、高炉原料の装入量が炉周方向で相対的に多い領域の発生回数に関するパラメータを炉周方向の位置毎に算出する。このパラメータは、装入開始位置及び旋回方向と、旋回シュートの設定旋回数に対する実績旋回数のずれを示す旋回数誤差とから算出される。そして、演算部は、すべての組み合わせについて、炉周方向の位置に応じたパラメータの分布に基づいて、パラメータのばらつきを算出する。 When charging the blast furnace raw material again after charging the same type of blast furnace raw material a plurality of times, the calculation unit calculates the blast furnace raw material for all combinations of a plurality of predetermined charging start positions and turning directions of the turning chute. A parameter relating to the number of occurrences of regions in which the charging amount of raw material is relatively large in the furnace circumferential direction is calculated for each position in the furnace circumferential direction. This parameter is calculated from the charging start position, the turning direction, and the turning number error that indicates the deviation of the actual turning number from the set turning number of the turning chute. Then, the calculation unit calculates the variation of the parameters based on the distribution of the parameters according to the positions in the circumferential direction of the furnace for all the combinations.
決定部は、最小のばらつきが得られたときの装入開始位置を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける装入開始位置として決定する。また、決定部は、最小のばらつきが得られたときの旋回方向を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける旋回シュートの旋回方向として決定する。 The determination unit determines the charging start position when the minimum variation is obtained as the charging start position when charging the same type of blast furnace raw material again. Further, the determination unit determines the turning direction when the minimum variation is obtained as the turning direction of the turning chute when charging the same type of blast furnace raw material again.
本願第3の発明は、旋回シュートの旋回によってベルレス式の高炉内に高炉原料を装入する方法を決定するために、下記工程をコンピュータに実行させるプログラムである。この工程では、同一種類の高炉原料を複数回装入した後にこの高炉原料を再び装入するときにおいて、予め決められた複数の装入開始位置及び旋回シュートの旋回方向のすべての組み合わせについて、高炉原料の装入量が炉周方向で相対的に多い領域の発生回数に関するパラメータを炉周方向の位置毎に算出する。このパラメータは、装入開始位置及び旋回方向と、旋回シュートの設定旋回数に対する実績旋回数のずれを示す旋回数誤差とから算出される。 A third invention of the present application is a program for causing a computer to execute the following steps in order to determine a method of charging blast furnace materials into a bell-less blast furnace by turning a turning chute. In this step, when charging the blast furnace raw material again after charging the same type of blast furnace raw material a plurality of times, the blast furnace raw material is set for all combinations of a plurality of predetermined charging start positions and turning directions of the turning chute. A parameter relating to the number of occurrences of regions in which the charging amount of raw material is relatively large in the furnace circumferential direction is calculated for each position in the furnace circumferential direction. This parameter is calculated from the charging start position, the turning direction, and the turning number error that indicates the deviation of the actual turning number from the set turning number of the turning chute.
次に、すべての組み合わせについて、炉周方向の位置に応じたパラメータの分布に基づいて、パラメータのばらつきを算出する。最小のばらつきが得られたときの装入開始位置を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける装入開始位置として決定する。また、最小のばらつきが得られたときの旋回方向を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける旋回シュートの旋回方向として決定する。 Next, for all combinations, the variation of the parameters is calculated based on the parameter distribution according to the position in the circumferential direction of the furnace. The charging start position when the minimum variation is obtained is determined as the charging start position when charging the same type of blast furnace raw material again. Also, the turning direction when the minimum variation is obtained is determined as the turning direction of the turning chute when charging the same kind of blast furnace raw material again.
本発明によれば、炉周方向における高炉原料の装入量のばらつきを低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dispersion|variation in the charging amount of a blast furnace raw material in a furnace circumferential direction can be reduced.
(高炉の内部構造)
本実施形態である高炉原料の装入方法では、ベルレス式の高炉(以下、単に「高炉」という)が用いられる。高炉の内部構造について、図1を用いて説明する。図1は、高炉の一部(頂部)における内部構造を示す。
(Internal structure of blast furnace)
A bell-less type blast furnace (hereinafter simply referred to as "blast furnace") is used in the method of charging blast furnace raw material according to the present embodiment. The internal structure of a blast furnace will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the internal structure in a part (top) of a blast furnace.
高炉1の頂部には、シュート2(旋回シュート)が設けられており、シュート2は、矢印D1又は矢印D2で示すように、旋回軸RAを中心に旋回する。矢印D1,D2に示す方向は、互いに逆方向である。旋回軸RAは、炉中心と一致している。シュート2が旋回しているとき、ホッパ(不図示)からシュート2に供給された高炉原料(コークスや鉱石)がシュート2の先端から落下して、高炉1(すなわち、炉壁3)の内部で堆積する。
A chute 2 (swivel chute) is provided at the top of the blast furnace 1, and the
シュート2からはコークス及び鉱石がそれぞれ装入されるため、高炉1(すなわち、炉壁3)の内部では、コークス層CL及び鉱石層OLが交互に形成される。なお、1回の高炉原料の装入(所定重量の高炉原料をホッパからシュート2に供給して高炉1に装入すること)をダンプといい、高炉原料の装入の繰り返しの単位をチャージという。コークス層CLを形成するときには、1回又は複数回のダンプによってコークスが装入され、鉱石層OLを形成するときには、1回又は複数回のダンプによって鉱石が装入される。
Since coke and ore are respectively charged from the
高炉1に高炉原料を装入するとき、シュート2は、旋回軸RAを中心に旋回するとともに、旋回軸RAに対してシュート2が傾斜する角度(傾動角という)θを変更する。
When the blast furnace raw material is charged into the blast furnace 1, the
高炉1に高炉原料を装入するときには、高炉原料の装入を開始する位置(以下、「装入開始位置」という)と、シュート2を旋回させる方向(以下、「旋回方向」という)が決められる。
When charging the blast furnace raw material into the blast furnace 1, the position at which charging of the blast furnace raw material is started (hereinafter referred to as "charging start position") and the direction in which the
装入開始位置とは、高炉1の炉周方向における位置であり、炉周方向の1周を360[deg]としたときの角度(0~360[deg])によって規定される。本実施形態では、予め決められた複数の装入開始位置の中から、高炉原料を装入するときの装入開始位置が決められる。例えば、図2に示すように、装入開始位置として、0[deg],90[deg],270[deg],360[deg]の4つの位置を予め決めておくことができる。図2は、高炉1において、炉高方向と直交する平面を示す。 The charging start position is a position in the furnace circumferential direction of the blast furnace 1, and is defined by an angle (0 to 360 [deg]) when one turn in the furnace circumferential direction is 360 [deg]. In this embodiment, the charging start position for charging the blast furnace raw material is determined from among a plurality of predetermined charging start positions. For example, as shown in FIG. 2, four positions of 0 [deg], 90 [deg], 270 [deg], and 360 [deg] can be determined in advance as the charging start position. FIG. 2 shows a plane perpendicular to the furnace height direction in the blast furnace 1 .
なお、装入開始位置は、図2に示す4つの位置に限るものではなく、任意の数で装入開始位置を決めることができる。また、図2では、炉周方向における等間隔の位置を装入開始位置としているが、炉周方向において、互いに異なる間隔で装入開始位置を決めることもできる。 The charging start positions are not limited to the four positions shown in FIG. 2, and any number of charging start positions can be determined. Further, in FIG. 2, the charging start positions are set at equal intervals in the furnace circumferential direction, but the charging start positions may be determined at different intervals in the furnace circumferential direction.
ここで、装入開始位置は、炉周方向におけるシュート2の位置を基準にすることもできるし、シュート2から落下した高炉原料が高炉1内で着地する位置を基準にすることもできる。高炉原料が着地する位置は、例えば、Discrete Element Methodを用いたシミュレーション(公知文献、ISIJ International、57巻、第272-278頁)に基づいて特定することができる。なお、高炉原料が着地する位置について、実際の着地位置とシミュレーションで特定された着地位置とが完全に一致する必要はない。
Here, the charging start position can be based on the position of the
旋回方向とは、本実施形態において、高炉1の頂部(図1に示す矢印D3の方向)からシュート2を見たときのシュート2の旋回方向である。ここで、シュート2が時計方向に旋回するときには、旋回方向を「右方向」とし、シュート2が反時計方向に旋回するときには、旋回方向を「左方向」とする。なお、高炉1の炉下部からシュート2を見たときにおいて、シュート2の旋回方向を規定することもできる。このときの旋回方向は、高炉1の頂部からシュート2を見たときのシュート2の旋回方向に対して逆の関係となる。
In this embodiment, the turning direction is the turning direction of the
(旋回数誤差Er)
シュート2を旋回させて高炉1に高炉原料を装入するときには、シュート2の旋回数が予め設定されるが、この予め設定された旋回数(以下、「設定旋回数」という)Nに対する、高炉原料を実際に装入したときの旋回数(以下、「実績旋回数」という)のズレが発生することがある。このズレを旋回数誤差Erといい、旋回数誤差Erは、下記式(1)によって表される。
(Turn number error Er)
When charging the blast furnace material into the blast furnace 1 by rotating the
上記式(1)において、Erは旋回数誤差[旋回]、tmは実際に高炉原料の装入を開始してから装入を終了するまでの時間(以下、「実績装入時間」という)[sec]、Nは設定旋回数[旋回]、trはシュート2が1周(360[deg])だけ旋回するときの時間[sec]である。「N×tr」の値は、設定旋回数Nでシュート2を旋回させて高炉原料を装入するときの時間(以下、「予定装入時間」という)である。
[ sec], N is the set number of turns [turn], and tr is the time [sec] when the
上記式(1)によれば、設定旋回数Nを超えて高炉原料が装入されたときには、実績装入時間tmは予定装入時間(N×tr)よりも長くなるため、旋回数誤差Erは正の値[旋回]になる。一方、設定旋回数Nに到達せずに高炉原料が装入されたときには、実績装入時間tmが予定装入時間(N×tr)よりも短くなるため、旋回数誤差Erは負の値[旋回]になる。 According to the above formula (1), when the blast furnace raw material is charged in excess of the set turning number N, the actual charging time tm becomes longer than the scheduled charging time (N×tr), so the turning number error Er becomes a positive value [turn]. On the other hand, when the blast furnace raw material is charged without reaching the set turning number N, the actual charging time tm becomes shorter than the scheduled charging time (N×tr), so the turning number error Er is a negative value [ turns].
本実施形態では、実績装入時間tmを計測し、この実績装入時間tmを基に旋回数誤差Erに換算している。ここで、シュート2の旋回速度は一定であるため、時間tr及び旋回角度360[deg]の関係に基づいて、実績装入時間tmを旋回数誤差Erに換算することができる。
In the present embodiment, the actual charging time tm is measured, and the turning number error Er is converted based on the actual charging time tm. Here, since the turning speed of the
時間trは、予め測定しておいたり、シュート2の設定旋回速度[rpm]から計算で求めたりすることができ、固定された時間である。実績装入時間tmは、上述したように、実際に高炉原料の装入を開始してから装入を終了するまでの時間であり、実績装入時間tmの測定方法としては、様々な方法がある。以下、実績装入時間tmの測定方法として、2つの例を挙げる。
The time tr is a fixed time that can be measured in advance or calculated from the set turning speed [rpm] of the
第1の測定方法では、まず、高炉原料が収容されるホッパ(不図示)にロードセルを設けておく。ここでいうホッパは、高炉原料の供給経路において、シュート2に最も近い位置に配置されたホッパである。
In the first measurement method, first, a load cell is provided in a hopper (not shown) in which blast furnace raw materials are stored. The hopper referred to here is a hopper arranged at a position closest to the
例えば、上下2段でホッパを配置し、上段ホッパから下段ホッパに高炉原料を供給し、下段ホッパからシュート2に高炉原料を供給する場合には、下段ホッパがシュート2に最も近いホッパとなる。また、水平方向で並列に配置された複数のホッパから集合ホッパに高炉原料を供給し、集合ホッパからシュート2に高炉原料を供給する場合には、集合ホッパがシュート2に最も近いホッパとなる。ここで、高炉原料が集合ホッパを単に通過する構造では、集合ホッパ又は並列のホッパにロードセルを設けることができる。さらに、水平方向で並列に配置された複数のホッパからシュート2に高炉原料を供給する場合には、並列に配置された複数のホッパのそれぞれがシュート2に最も近いホッパとなる。
For example, when hoppers are arranged in two tiers, upper and lower, and the blast furnace raw material is supplied from the upper hopper to the lower hopper and from the lower hopper to the
上述したホッパのゲートを開いたタイミング(すなわち、高炉原料の装入を開始したタイミング)において、タイマを用いた実績装入時間tmの計測を開始する。そして、ロードセルによってホッパ内の高炉原料が無くなったこと(すなわち、高炉原料の重量が0[t]となったこと)を検出したタイミングにおいて、タイマを用いた実績装入時間tmの計測を終了する。これにより、実績装入時間tmを測定することができる。なお、ホッパ内に高炉原料が残留し続けることにより、高炉原料の重量が0[t]とならないことがある。この場合には、高炉原料の重量が変化しなくなったことを、ホッパ内の高炉原料が無くなったこととみなすことができる。 At the timing when the gate of the hopper is opened (that is, the timing when charging of the blast furnace raw material is started), measurement of the actual charging time tm using a timer is started. Then, at the timing when the load cell detects that the blast furnace raw material in the hopper has run out (that is, the weight of the blast furnace raw material has become 0 [t]), the measurement of the actual charging time tm using the timer is terminated. . Thereby, the actual charging time tm can be measured. Note that the weight of the blast furnace raw material may not reach 0 [t] because the blast furnace raw material continues to remain in the hopper. In this case, the fact that the weight of the blast-furnace raw material stops changing can be regarded as the fact that the blast-furnace raw material in the hopper has run out.
一方、高炉原料が集合ホッパを単に通過する構造において、集合ホッパにロードセルを設けた場合、ロードセルの測定値(高炉原料の重量)は、高炉原料の移動に応じて、0[t]から上昇した後に0[t]に戻る。ここで、実績装入時間tmの計測を開始するタイミングは、ロードセルの測定値が0[t]から上昇し始めたタイミングとなり、実績装入時間tmの計測を終了するタイミングは、ロードセルの測定値が再び0[t]となったタイミングである。なお、ホッパ内に高炉原料が残留し続けることにより、高炉原料の重量が0[t]とならないことがある。この場合には、高炉原料の重量が変化しなくなったことを、ホッパ内の高炉原料が無くなったこととみなすことができる。 On the other hand, in the structure in which the blast furnace raw material simply passes through the collecting hopper, when a load cell is provided in the collecting hopper, the measured value of the load cell (the weight of the blast furnace raw material) rises from 0 [t] according to the movement of the blast furnace raw material. It returns to 0[t] later. Here, the timing to start measuring the actual charging time tm is the timing when the measured value of the load cell starts to rise from 0 [t], and the timing to end the measurement of the actual charging time tm is the measured value of the load cell. becomes 0 [t] again. Note that the weight of the blast furnace raw material may not reach 0 [t] because the blast furnace raw material continues to remain in the hopper. In this case, the fact that the weight of the blast-furnace raw material stops changing can be regarded as the fact that the blast-furnace raw material in the hopper has run out.
第2の測定方法では、まず、高炉原料が収容されるホッパ(不図示)や、ホッパ以降の供給経路に音響センサを設けておく。音響センサは、高炉原料がホッパからシュート2に移動するときに発生する音を検出するものであり、この目的を達成する限りにおいて、音響センサを配置する位置を適宜決めることができる。ここでいうホッパは、上述した通り、高炉原料の供給経路において、シュート2に最も近い位置に配置されたホッパである。
In the second measurement method, first, acoustic sensors are provided in a hopper (not shown) in which blast furnace raw materials are stored and in a supply route after the hopper. The acoustic sensor detects the sound generated when the raw material for blast furnace moves from the hopper to the
上述したホッパのゲートを開いたタイミング(すなわち、高炉原料の装入を開始したタイミング)において、タイマを用いた実績装入時間tmの計測を開始する。ここで、ホッパからシュート2に高炉原料を供給している間では、高炉原料の移動に伴って音が発生するため、この音を音響センサによって検出することができる。そして、高炉原料の移動に伴う音が発生しなくなったときには、ホッパ内の高炉原料が無くなったことを把握することができる。音響センサを用いてホッパ内の高炉原料が無くなったことを把握したタイミングにおいて、タイマを用いた実績装入時間tmの計測を終了する。これにより、実績装入時間tmを測定することができる。
At the timing when the gate of the hopper is opened (that is, the timing when charging of the blast furnace raw material is started), measurement of the actual charging time tm using a timer is started. Here, while the blast furnace raw material is being supplied from the hopper to the
次に、旋回数誤差Erについて、図3及び図4を用いて説明する。図3及び図4は、高炉1において、炉高方向と直交する平面を示しており、装入開始位置を0[deg]としている。 Next, the turning number error Er will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 and 4 show a plane orthogonal to the furnace height direction in the blast furnace 1, and the charging start position is 0 [deg].
図3は、高炉原料の装入を終了したのが、設定旋回数よりも少なかった場合(旋回数誤差Erが-0.2[旋回]である場合)の最終旋回の概略図(一例)である。すなわち、図3は、最終旋回が炉周方向の1周に到達せずに高炉原料が装入された状態を示す概略図である。 FIG. 3 is a schematic diagram (one example) of the final turning when the charging of the blast furnace raw material is completed when the turning number is less than the set turning number (when the turning number error Er is -0.2 [turning]). be. That is, FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the blast furnace raw material is charged before the final turning reaches one turn in the circumferential direction of the furnace.
図3に示す矢印R1は、シュート2の旋回方向(ここでは、右方向)と、高炉原料が装入された領域(装入を開始した位置から装入を終了した位置までの領域)とを示す。図3において、領域A1は、最終旋回での装入が行われず、高炉原料の装入量が少ない領域(装入量不足の領域)である。このため、領域R1は、領域A1よりも高炉原料の装入量が多くなる。図3に示す例では、実績装入時間tmが予定装入時間(N×tr)よりも短くなるため、上記式(1)から算出される旋回数誤差Erは負の値(ここでは、-0.2[旋回])を示す。なお、実績装入時間tmが予定装入時間(N×tr)と一致する場合には、旋回数誤差Erが0[-]となる。 The arrow R1 shown in FIG. 3 indicates the turning direction of the chute 2 (here, the right direction) and the area where the blast furnace raw material is charged (the area from the position where charging is started to the position where charging is completed). show. In FIG. 3, area A1 is an area where charging in the final turning is not performed and the charging amount of blast furnace raw material is small (insufficient charging amount area). Therefore, the charging amount of the blast furnace raw material is larger in the region R1 than in the region A1. In the example shown in FIG. 3, since the actual charging time tm is shorter than the scheduled charging time (N×tr), the rotation number error Er calculated from the above equation (1) is a negative value (here, − 0.2 [turn]). Note that when the actual charging time tm matches the scheduled charging time (N×tr), the rotation number error Er becomes 0 [-].
図4は、高炉原料の装入を終了したのが、設定旋回数よりも多かった場合(旋回数誤差Erが+0.1[旋回]である場合)の最終旋回の概略図(一例)である。すなわち、図4は、最終旋回が炉周方向の1周を超えて高炉原料が装入された状態を示す概略図である。 FIG. 4 is a schematic diagram (one example) of the final turning when the charging of the blast furnace raw material is completed more than the set turning number (when the turning number error Er is +0.1 [turning]). . That is, FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the blast furnace raw material is charged with the final turning exceeding one turn in the circumferential direction of the furnace.
図4に示す矢印R2は、シュート2の旋回方向(ここでは、右方向)と、高炉原料が装入された領域(装入を開始した位置から装入を終了した位置までの領域)とを示す。図4において、領域A2は、最終旋回での高炉原料の装入において、高炉原料の装入が重複された領域であり、高炉原料が過多に装入されている領域(装入量過多の領域)である。図4に示す例では、実績装入時間tmが予定装入時間(N×tr)よりも長くなるため、上記式(1)から算出される旋回数誤差Erは正の値(ここでは、+0.1[旋回])を示す。 The arrow R2 shown in FIG. 4 indicates the turning direction of the chute 2 (here, the right direction) and the area where the blast furnace raw material is charged (the area from the charging start position to the charging end position). show. In FIG. 4, area A2 is an area where the charging of blast furnace raw material is overlapped in the charging of blast furnace raw material in the final turning. ). In the example shown in FIG. 4, the actual charging time tm is longer than the scheduled charging time (N×tr), so the turning number error Er calculated from the above equation (1) is a positive value (here, +0 .1 [Turn]).
上述した説明では、実績装入時間tm、時間tr及び設定旋回数Nに基づいて旋回数誤差Erを求めているが、これに限るものではない。例えば、カメラを用いて高炉1の内部を撮影し、高炉原料が最初に落下した位置と、高炉原料が最後に落下した位置とを画像解析によって特定することができる。これらの位置に基づいて、旋回数誤差Erを求めることもできる。 In the above description, the rotation number error Er is obtained based on the actual charging time tm, the time tr, and the set rotation number N, but the present invention is not limited to this. For example, the inside of the blast furnace 1 can be photographed using a camera, and the position where the blast furnace raw material first dropped and the position where the blast furnace raw material last dropped can be specified by image analysis. Based on these positions, it is also possible to determine the number of turns error Er.
(比率Rの分布)
本実施形態では、高炉原料を装入するときの装入開始位置及びシュート2の旋回方向を決定するために、以下に説明する比率Rを求める。
(Distribution of ratio R)
In this embodiment, in order to determine the charging start position and the turning direction of the
比率Rは、後述するように、総装入回数Ntに対する発生回数Nexの比率[-]であり、高炉原料の装入における装入開始位置及び旋回方向と、旋回数誤差Erとに基づいて求められる。ここで、比率Rは下記式(2)で表される。比率Rは、コークス及び鉱石のそれぞれについて求められる。 As will be described later, the ratio R is the ratio [-] of the number of occurrences Nex to the total number of charging times Nt, and is obtained based on the charging start position and turning direction in charging the blast furnace raw material and the turning number error Er. be done. Here, the ratio R is represented by the following formula (2). Ratio R is determined for each of coke and ore.
総装入回数Ntとは、所定回数Ndで高炉原料が装入された回数の累積値である。すなわち、高炉原料(コークスや鉱石)が装入されるたびに、総装入回数Ntがカウントアップされる。ここで、総装入回数Ntは、所定回数Ndに連動する。 The total number of charging times Nt is a cumulative value of the number of times the blast furnace raw material has been charged a predetermined number of times Nd. That is, each time blast furnace raw material (coke or ore) is charged, the total number of charges Nt is counted up. Here, the total number of charging times Nt is interlocked with the predetermined number of times Nd.
発生回数Nexとは、高炉原料の装入において、図3,4で説明したように装入量が炉周方向で相対的に多くなっている領域が発生した回数である。図3,4から分かる通り、装入量が多くなっている領域(図3の領域R1、あるいは、図4の領域A2)は、高炉1の炉周方向における位置(以下、「炉周位置」という)によって特定できるため、炉周位置毎に発生回数Nexをカウントすることができる。 The number of occurrences Nex is the number of occurrences of a region in which the amount of charge is relatively large in the furnace circumferential direction, as described with reference to FIGS. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the region where the charging amount is large (region R1 in FIG. 3 or region A2 in FIG. 4) is the position in the furnace circumferential direction of the blast furnace 1 (hereinafter, “furnace circumferential position” ), the number of occurrences Nex can be counted for each furnace circumferential position.
例えば、36[deg]の炉周位置において、装入量が相対的に多い領域が存在する場合には、36[deg]の炉周位置における発生回数Nexをカウントアップする。一方、36[deg]の炉周位置において、装入量が相対的に多い領域が存在しない場合には、36[deg]の炉周位置における発生回数Nexはカウントアップされない。なお、カウントアップするときの炉周位置の間隔は任意に設定することができる。 For example, if there is a region where the charging amount is relatively large at the furnace circumferential position of 36 [deg], the number of occurrences Nex at the furnace circumferential position of 36 [deg] is counted up. On the other hand, if there is no region where the charging amount is relatively large at the furnace circumferential position of 36 [deg], the number of occurrences Nex at the furnace circumferential position of 36 [deg] is not counted up. In addition, the interval of the furnace peripheral position when counting up can be set arbitrarily.
このように、炉周位置毎に発生回数Nexをカウントすることにより、炉周位置毎に比率Rを求めることができる。これにより、炉周位置に応じた比率Rの分布(以下、単に「比率Rの分布」ということがある)が得られる。ここで、上記式(2)から分かる通り、比率Rが取り得る値は0.0~1.0[-]である。 In this way, by counting the number of occurrences Nex for each furnace circumferential position, the ratio R can be obtained for each furnace circumferential position. As a result, a distribution of the ratio R according to the furnace circumference position (hereinafter sometimes simply referred to as "the distribution of the ratio R") is obtained. Here, as can be seen from the above formula (2), the possible values of the ratio R are 0.0 to 1.0 [-].
1回のチャージでは、このチャージでの旋回数誤差Erに基づいて、図3や図4に示す状態を判断することができる。例えば、旋回数誤差Erが正の値である場合には、図4に示す領域(装入量過多)A2が発生していることを把握できる。そして、装入開始位置及び旋回方向を考慮すれば、炉周方向における領域(装入量過多)A2の位置を把握できる。炉周方向における領域(装入量過多)A2の位置は、炉周方向における領域(装入量過多)A2の両端に相当する2つの炉周位置によって規定することができる。この2つの炉周位置の間(すなわち、領域(装入量過多)A2)に含まれる炉周位置では、上述したように、発生回数Nexがカウントアップされる。 In one charge, the states shown in FIGS. 3 and 4 can be determined based on the turning number error Er in this charge. For example, when the turning number error Er is a positive value, it can be understood that the region (excessive charging amount) A2 shown in FIG. 4 has occurred. Considering the charging start position and the turning direction, the position of the region (excessive charging amount) A2 in the furnace circumferential direction can be grasped. The position of the area (excessive charging amount) A2 in the furnace circumferential direction can be defined by two furnace circumferential positions corresponding to both ends of the area (excessive charging amount) A2 in the furnace circumferential direction. At the furnace circumferential positions included between these two furnace circumferential positions (that is, the region (excessive charging amount) A2), the number of occurrences Nex is counted up as described above.
一方、旋回数誤差Erが負の値である場合には、図3に示す領域R1において、相対的に装入量が多くなっていることになるため、領域R1が含まれる炉周位置では、上述したように、発生回数Nexがカウントアップされる。 On the other hand, when the turning speed error Er is a negative value, the charging amount is relatively large in the region R1 shown in FIG. As described above, the number of occurrences Nex is counted up.
(高炉原料の装入方法)
高炉1に高炉原料を装入する条件(装入開始位置及び旋回方向)を決定する方法について、図5に示すフローチャートを用いながら説明する。本実施形態のように高炉原料を装入する条件を決定し、この条件に従って高炉原料を高炉1に装入すれば、各高炉原料層(コークス層CL又は鉱石層OL)について、炉周方向における装入量のばらつきを低減することができる。
(Method of charging blast furnace raw material)
A method for determining the conditions (the charging start position and the turning direction) for charging the blast furnace raw material into the blast furnace 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. If the conditions for charging the blast furnace raw material are determined as in the present embodiment, and the blast furnace raw material is charged into the blast furnace 1 according to these conditions, each blast furnace raw material layer (coke layer CL or ore layer OL) is Variation in charging amount can be reduced.
本実施形態では、高炉原料(コークス及び鉱石)の装入を複数回行った後において、次回以降に高炉原料を装入するときの条件を決定する。例えば、最初に高炉原料を装入するときには、所定のルールに沿って装入条件(装入開始位置及び旋回方向)を決めることができる。所定のルールの一例を下記表1に示す。 In the present embodiment, after the blast furnace raw materials (coke and ore) have been charged a plurality of times, the conditions for charging the blast furnace raw materials from the next time onward are determined. For example, when charging the blast furnace raw material for the first time, charging conditions (charging start position and turning direction) can be determined according to a predetermined rule. An example of the predetermined rule is shown in Table 1 below.
上記表1に示すルールでは、最初に高炉原料(ここでは、コークス)を装入するときの装入開始位置を0[deg]とし、高炉原料(コークス及び鉱石)を装入するたびに、装入開始位置を90[deg]だけずらしている。また、シュート2の旋回方向は、装入開始位置が0[deg]から再び0[deg]になるまで、同一方向(右方向又は左方向)とする。上記表1において、1回目及び2回目のチャージでは、旋回方向を右方向とし、3回目及び4回目のチャージでは、旋回方向を左方向に変更し、5回目及び6回目のチャージでは、旋回方向を再び右方向に変更している。
In the rule shown in Table 1 above, the charging start position when charging the blast furnace raw material (here, coke) is set to 0 [deg], and each time the blast furnace raw material (coke and ore) is charged, the charging The on start position is shifted by 90 [deg]. Also, the
ステップS101では、次回の高炉原料を装入するときの旋回数誤差Erを設定する。旋回数誤差Erは、高炉原料の種類(コークス及び鉱石)に応じて設定することもできるし、高炉原料の種類にかかわらず共通の旋回数誤差Erを設定することもできる。旋回数誤差Erは、既に高炉原料の装入を行ったときの旋回数誤差Erを考慮して設定したり、予め決めた値を設定したりすることができる。 In step S101, the turning number error Er for charging the next blast furnace raw material is set. The swirl number error Er can be set according to the type of blast furnace raw material (coke and ore), or a common swirl number error Er can be set regardless of the type of blast furnace raw material. The turning number error Er can be set in consideration of the turning number error Er when the blast furnace raw material has already been charged, or can be set to a predetermined value.
既に高炉原料の装入を行ったときの旋回数誤差Erを考慮する場合には、例えば、過去(直近)の所定回数の高炉原料の装入における旋回数誤差Erの平均値を求め、この平均値を旋回数誤差Erとして設定することができる。また、直前の高炉原料の装入における旋回数誤差Erを設定することもできる。 When considering the turning number error Er when the blast furnace raw material has already been charged, for example, the average value of the turning number error Er in charging the blast furnace raw material a predetermined number of times in the past (most recent) is obtained, and this average A value can be set as the revolution number error Er. Also, it is possible to set the swirl number error Er in charging the blast furnace raw material immediately before.
ステップS102では、次回の高炉原料を装入するときの装入開始位置及びシュート2の旋回方向の組み合わせを仮設定する。この仮設定において、装入開始位置は、上述した予め決められた複数の装入開始位置のなかから選択される。また、旋回方向は、右方向及び左方向のいずれかになる。装入開始位置及び旋回方向の組み合わせの総数は、選択可能な装入開始位置の総数及び旋回方向の数(2つ)に応じて決まる。
In step S102, the combination of the charging start position and the turning direction of the
ステップS103では、ステップS101の処理で設定された旋回数誤差Erと、ステップS102の処理で仮設定された装入開始位置及び旋回方向の組み合わせに基づいて、比率Rの分布を求める。比率Rの分布の求め方は、上述した通りである。ステップS103の処理で求められる比率Rの分布は、既に高炉原料を装入したときの条件(装入開始位置及び旋回方向)と、次回の高炉原料を装入するときの条件(装入開始位置及び旋回方向)とを加味した分布となる。ここで、既に高炉原料を装入したときの条件(装入開始位置及び旋回方向)は、過去のすべての装入条件としてもよいし、過去(直近)の所定回数の装入条件としてもよい。 In step S103, the distribution of the ratio R is obtained based on the combination of the turning number error Er set in the process of step S101 and the charging start position and turning direction temporarily set in the process of step S102. The method of obtaining the distribution of the ratio R is as described above. The distribution of the ratio R obtained in the process of step S103 is based on the conditions when the blast furnace raw material has already been charged (the charging start position and the turning direction) and the conditions when the blast furnace raw material is charged next time (the charging start position and turning direction). Here, the conditions (the charging start position and turning direction) when the blast furnace raw material has already been charged may be the charging conditions of all past charging conditions, or the charging conditions of a predetermined number of times in the past (most recent). .
ステップS104では、ステップS103の処理で求められた比率Rの分布に基づいて、比率Rの標準偏差を算出し、算出した標準偏差を記憶する。標準偏差は、ステップS102の処理で仮設定された装入開始位置及び旋回方向の組み合わせと紐付けられた状態で、後述する記憶部13(図6参照)に記憶することができる。 In step S104, the standard deviation of the ratio R is calculated based on the distribution of the ratio R obtained in the process of step S103, and the calculated standard deviation is stored. The standard deviation can be stored in the later-described storage unit 13 (see FIG. 6) while being associated with the combination of the charging start position and turning direction provisionally set in step S102.
ステップS105では、装入開始位置及び旋回方向のすべての組み合わせについて、仮設定を行ったか否かを判別する。ここで、すべての組み合わせについて仮設定を行っていない場合には、ステップS102の処理に戻る。そして、仮設定が行われていない組み合わせについて、ステップS102~ステップS104の処理を行うことにより、比率Rの標準偏差が求められる。一方、すべての組み合わせについて仮設定を行った場合には、ステップS106の処理に進む。すべての組み合わせについて仮設定を行った場合には、組み合わせ毎に比率Rの標準偏差が得られる。 In step S105, it is determined whether or not all combinations of the charging start position and turning direction have been provisionally set. Here, if temporary settings have not been made for all combinations, the process returns to step S102. Then, the standard deviation of the ratio R is obtained by performing the processing of steps S102 to S104 for the combination for which no provisional setting has been performed. On the other hand, if temporary settings have been made for all combinations, the process proceeds to step S106. If provisional settings are made for all combinations, the standard deviation of the ratio R is obtained for each combination.
ステップS106では、すべての組み合わせにおける比率Rの標準偏差のうち、最小の標準偏差を特定する。 In step S106, the minimum standard deviation is specified among the standard deviations of the ratio R in all combinations.
ステップS107では、ステップS106の処理で特定された標準偏差(最小値)と紐付けられた装入開始位置を、次回の高炉原料を装入するときの装入開始位置として決定する。また、ステップS106の処理で特定された標準偏差(最小値)と紐付けられた旋回方向を、次回の高炉原料を装入するときのシュート2の旋回方向として決定する。
In step S107, the charging start position associated with the standard deviation (minimum value) specified in the process of step S106 is determined as the charging start position for charging the next blast furnace raw material. Also, the turning direction associated with the standard deviation (minimum value) specified in the process of step S106 is determined as the turning direction of the
ステップS107の処理において、装入開始位置及び旋回方向を決定したときには、決定した装入開始位置及び旋回方向に基づいて、次回の高炉原料の装入を行う。なお、上述したように、装入開始位置を炉周方向におけるシュート2の位置とした場合において、シュート2から落下する高炉原料の移動軌跡のばらつきや、シュート2の位置のばらつきなどを考慮すると、高炉原料を着地させる位置は、決定した装入開始位置と完全に一致している必要は無い。高炉原料を着地させる位置と、決定した装入開始位置とのずれ(炉周方向のずれ)は、許容範囲内にあればよい。この許容範囲は、例えば、決定した装入開始位置における炉周方向の全長の20%(角度として72[deg])以下の範囲内とすることができる。
In the process of step S107, when the charging start position and turning direction are determined, the next blast furnace raw material is charged based on the determined charging start position and turning direction. As described above, when the charging start position is the position of the
なお、図5に示す処理では、比率Rの標準偏差を求めているが、これに限るものではなく、比率Rの分布のばらつきを把握することができるパラメータであればよい。このパラメータとして、例えば、比率Rの分布において、比率R(最大値)及び比率R(最小値)の差を用いることができる。 Although the standard deviation of the ratio R is obtained in the processing shown in FIG. As this parameter, for example, in the distribution of the ratio R, the difference between the ratio R (maximum value) and the ratio R (minimum value) can be used.
本実施形態によれば、比率Rの標準偏差が最小となる装入開始位置及び旋回方向の組み合わせに基づいて高炉原料の装入を行うことにより、炉周方向における装入量のばらつきを低減することができる。本実施形態のように高炉原料を装入すれば、比率Rが低い領域に対して高炉原料を積極的に装入することができ、炉周方向における装入量のばらつきを低減することができる。そして、このような高炉原料の装入を繰り返すたびに、炉周方向における装入量を均一化することができる。 According to the present embodiment, the blast furnace raw material is charged based on the combination of the charging start position and the turning direction that minimizes the standard deviation of the ratio R, thereby reducing variations in the charging amount in the furnace circumferential direction. be able to. If the blast furnace raw material is charged as in the present embodiment, the blast furnace raw material can be positively charged into the region where the ratio R is low, and the variation in charging amount in the furnace circumferential direction can be reduced. . Then, every time such charging of blast furnace raw material is repeated, the charging amount in the furnace circumferential direction can be made uniform.
なお、本実施形態では、炉周位置毎に比率Rを求めているが、これに限るものではない。上述したように、炉周方向で装入量が相対的に多い領域が発生することを把握できればよいため、比率Rの代わりに、例えば、上述した発生回数Nexを用いることもできる。すなわち、比率Rの分布の代わりに、炉周位置に応じた発生回数Nexの分布を用いることができる。ここで、比率Rや発生回数Nexは、本発明における「発生回数に関するパラメータ」に相当する。 In this embodiment, the ratio R is obtained for each furnace circumferential position, but the present invention is not limited to this. As described above, it is only necessary to grasp that there is a region in which the charging amount is relatively large in the furnace circumferential direction. That is, instead of the distribution of the ratio R, the distribution of the number of occurrences Nex according to the furnace circumference position can be used. Here, the ratio R and the number of occurrences Nex correspond to "parameters relating to the number of occurrences" in the present invention.
図5に示す処理は、図6に示す装入方法決定装置10の動作によって実現可能である。装入方法決定装置10は、図5に示す各処理を行う部分を有していればよい。具体的には、装入方法決定装置10は、図6に示すように、取得部11と、演算部12と、記憶部13と、決定部14とを有していればよい。
The processing shown in FIG. 5 can be realized by the operation of the charging
取得部11は、旋回数誤差Erや比率Rの分布を算出するための情報を取得する。旋回数誤差Erを算出するための情報は、実績装入時間tm、時間tr及び設定旋回数Nが含まれる。比率Rの分布を算出するための情報は、装入開始位置、旋回方向及び旋回数誤差Erである。
The
演算部12は、上記式(1)に基づいて旋回数誤差Erを算出したり、装入開始位置、旋回方向及び旋回数誤差Erに基づいて比率Rの分布を算出したり、比率Rの標準偏差を算出したりする。記憶部13は、図5に示すステップ104の処理において、比率Rの標準偏差を記憶する。決定部14は、比率Rの標準偏差に基づいて、次回の高炉原料を装入するときの装入開始位置及びシュート2の旋回方向を決定する。
The
上述した装入方法決定装置10の動作は、プログラム(本発明である装入方法決定プログラム)によって実現可能である。このプログラムの実現として、具体的には、上述した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を補助記憶装置に格納しておき、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プログラムを制御部が実行することにより、各機能を動作させることができる。各機能は、1つの制御装置で動作させることもできるし、互いに接続された複数の制御装置によって動作させることもできる。
The operation of the charging
上述したプログラムは、コンピュータで読取可能な記録媒体に記録された状態において、コンピュータに提供することも可能である。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。 The program described above can be provided to the computer in a state recorded on a computer-readable recording medium. Recording media include optical discs such as CD-ROM, phase-change optical discs such as DVD-ROM, magneto-optical discs such as MO (Magnet Optical) and MD (Mini Disk), floppy (registered trademark) discs and removable hard disks. Examples include memory cards such as magnetic disks, compact flash (registered trademark), smart media, SD memory cards, and memory sticks. Also included as a recording medium is a hardware device such as an integrated circuit (IC chip, etc.) specially designed and configured for the purposes of the present invention.
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below. It should be noted that the present invention is not limited to the examples described below.
実炉の1/3のサイズの試験炉を用いて、高炉原料の装入試験を行った。実施例及び比較例による高炉原料の装入量のばらつきを評価するために、以下に説明する前処理を行った。前処理を行った後、実施例及び比較例における高炉原料の装入を行った。 A charging test of blast furnace raw material was conducted using a test furnace that was 1/3 the size of an actual furnace. In order to evaluate variations in the charging amount of blast furnace raw materials according to the examples and comparative examples, the following pretreatment was performed. After the pretreatment, the blast furnace raw material was charged in Examples and Comparative Examples.
(前処理)
下記表2に示すように、装入開始位置及び旋回方向を変更しながら、高炉原料(コークス及び鉱石)の装入を6チャージ行った。下記表2には、各高炉原料の装入時における旋回数誤差Erも示す。下記表2は、装入開始位置及び旋回方向に関して、上記表1と同じである。
(Preprocessing)
As shown in Table 2 below, 6 charges of blast furnace raw material (coke and ore) were charged while changing the charging start position and turning direction. Table 2 below also shows the swirl number error Er at the time of charging each blast furnace raw material. Table 2 below is the same as Table 1 above regarding the charging start position and turning direction.
上記表2に示す高炉原料の装入を行った後、コークス及び鉱石のそれぞれについて、比率Rの分布を算出した。コークスに関する比率Rの分布を図7に示し、鉱石に関する比率Rの分布を図8に示す。 After charging the blast furnace raw materials shown in Table 2 above, the distribution of the ratio R was calculated for each of coke and ore. The distribution of ratio R for coke is shown in FIG. 7 and the distribution of ratio R for ore is shown in FIG.
(実施例)
上述した前処理となる装入を行った後において、コークスに関する比率Rの標準偏差に基づいて、7回目及び8回目のチャージでコークスを装入するときの装入開始位置及びシュート2の旋回方向を決定した。また、鉱石に関する比率Rの標準偏差に基づいて、7回目及び8回目のチャージで鉱石を装入するときの装入開始位置及びシュート2の旋回方向を決定した。ここで、装入開始位置及び旋回方向の組み合わせの設定において、装入開始位置の選択肢は、0[deg],90[deg],180[deg],270[deg]の4つとした。旋回方向の選択肢は、右方向及び左方向である。この場合の組み合わせの総数は16つになる。なお、本実施例では、上述したように4つの装入開始位置を設定し、4回の高炉原料の装入を1つのユニットとしたため、1つのユニットに相当する7回目及び8回目のチャージについて、装入開始位置及び旋回方向を決定した。ここで、1回のチャージ毎に、装入開始位置及び旋回方向を決定することもできる。
(Example)
After charging as the pretreatment described above, the charging start position and the turning direction of the
7回目及び8回目の各チャージでコークスを装入するときの旋回数誤差Erとしては、上記表2において、6チャージのコークスの装入に関する旋回数誤差Erの平均値(0.133[旋回])を用いた。また、7回目及び8回目の各チャージで鉱石を装入するときの旋回数誤差Erとしては、上記表2において、6チャージの鉱石の装入に関する旋回数誤差Erの平均値(0.117[旋回])を用いた。 As the turning number error Er when charging coke in each of the 7th and 8th charges, in Table 2 above, the average value of the turning number error Er for charging 6 charges of coke (0.133 [turn] ) was used. Further, as the turning number error Er when ore is charged in each of the 7th and 8th charges, the average value of the turning number error Er (0.117 [ swirl]) was used.
7回目及び8回目の各チャージにおけるコークスの装入については、装入開始位置及び旋回方向の組み合わせのすべてを設定し、各組合せでコークスの装入を行ったとしたときの比率Rの分布を求めた。この分布は、1~8回目までのチャージでコークスを装入したときの比率Rの分布である。そして、求めた比率Rの分布から標準偏差をそれぞれ求め、上述した16つの組み合わせの中から、比率Rの標準偏差が最も小さくなる組み合わせを決定した。 For coke charging in each of the seventh and eighth charges, all combinations of charging start positions and turning directions are set, and the distribution of the ratio R when coke is charged in each combination is obtained. rice field. This distribution is the distribution of the ratio R when coke is charged in the 1st to 8th charges. Then, standard deviations were obtained from the obtained distributions of the ratios R, and the combination with the smallest standard deviation of the ratios R was determined from among the 16 combinations described above.
本実施例では、7回目のチャージにおけるコークスの装入開始位置が90[deg]であって、シュート2の旋回方向が右方向であるとき、かつ、8回目のチャージおけるコークスの装入開始位置が270[deg]であって、シュート2の旋回方向が右方向であるときに、比率Rの標準偏差が0.104となり、最小値を示した。このため、7回目のチャージにおけるコークスの装入では、90[deg]の装入開始位置でコークスの装入を開始し、シュート2を右方向に旋回させ、8回目のチャージにおけるコークスの装入では、270[deg]の装入開始位置でコークスの装入を開始し、シュート2を右方向に旋回させた。ここで、装入開始位置は、炉周方向におけるシュート2の位置とした。なお、7回目と8回目を入れ替えても可能である。
In this embodiment, when the coke charging start position in the seventh charge is 90 [deg] and the turning direction of the
次に、7回目及び8回目の各チャージにおける鉱石の装入については、装入開始位置及び旋回方向の組み合わせのすべてを設定し、各組合せで鉱石の装入を行ったとしたときの比率Rの分布を求めた。この分布は、1~8回目までのチャージで鉱石を装入したときの比率Rの分布である。そして、求めた比率Rの分布から標準偏差をそれぞれ求め、上述した16つの組み合わせの中から、比率Rの標準偏差が最も小さくなる組み合わせを決定した。 Next, for charging the ore in each of the seventh and eighth charges, all combinations of the charging start position and the turning direction are set, and the ratio R when the ore is charged in each combination is set. distribution was obtained. This distribution is the distribution of the ratio R when the ore is charged in the 1st to 8th charges. Then, standard deviations were obtained from the obtained distributions of the ratios R, and the combination with the smallest standard deviation of the ratios R was determined from among the 16 combinations described above.
本実施例では、7回目のチャージにおける鉱石の装入開始位置が90[deg]であって、シュート2の旋回方向が左方向であるとき、かつ、8回目のチャージにおける鉱石の装入開始位置が90[deg]であって、シュート2の旋回方向が左方向であるときに、比率Rの標準偏差が0.094となり、最小値を示した。このため、7回目のチャージにおける鉱石の装入では、90[deg]の装入開始位置で鉱石の装入を開始し、シュート2を左方向に旋回させ、8回目のチャージにおける鉱石の装入では、90[deg]の装入開始位置で鉱石の装入を開始し、シュート2を左方向に旋回させた。ここで、装入開始位置は、炉周方向におけるシュート2の位置とした。なお、今回のケースでは、7回目と8回目は同じ条件となったが、違う場合は両者を入れ替えることは可能である。
In this embodiment, when the ore charging start position in the seventh charge is 90 [deg] and the turning direction of the
上述した本実施例の装入条件を下記表3にまとめる。下記表3に示す旋回数誤差は、上述したとおり、6チャージの高炉原料の装入に関する旋回数誤差Erの平均値(仮の設定値)であり、実績値ではない。 The charging conditions for this example described above are summarized in Table 3 below. As described above, the swirl number error shown in Table 3 below is the average value (temporary set value) of the swirl number error Er for charging 6 charges of blast furnace raw material, not the actual value.
(比較例)
上述した前処理となる装入を行った後において、上記表2に示すルールに従ってコークス及び鉱石を順に装入した。
(Comparative example)
After the charging as the pretreatment described above, coke and ore were charged in order according to the rules shown in Table 2 above.
上記表2に示すルールによれば、7回目のチャージでコークスを装入するときには、装入開始位置が0[deg]となり、旋回方向が左方向となる。この装入における旋回数誤差Erは0.1[旋回]であった。また、8回目のチャージでコークスを装入するときには、装入開始位置が180[deg]となり、旋回方向が左方向となる。この装入における旋回数誤差Erは0.2[旋回]であった。 According to the rule shown in Table 2 above, when charging coke for the seventh charge, the charging start position is 0 [deg] and the turning direction is leftward. The turn number error Er in this charging was 0.1 [turn]. Also, when charging coke in the eighth charge, the charging start position is 180 [deg] and the turning direction is leftward. The turn number error Er in this charging was 0.2 [turn].
上記表2に示すルールによれば、7回目のチャージで鉱石を装入するときには、装入開始位置が90[deg]となり、旋回方向が左方向となる。この装入における旋回数誤差Erは0.0[旋回]であった。また、8回目のチャージで鉱石を装入するときには、装入開始位置が270[deg]となり、旋回方向が左方向となる。この装入における旋回数誤差Erは0.2[旋回]であった。 According to the rule shown in Table 2 above, when ore is charged in the seventh charge, the charging start position is 90 [deg] and the turning direction is leftward. The turn number error Er in this charging was 0.0 [turn]. Also, when ore is charged in the eighth charge, the charging start position is 270 [deg] and the turning direction is the left direction. The turn number error Er in this charging was 0.2 [turn].
上述した比較例の装入条件を下記表4にまとめる。下記表4に示す旋回数誤差は実績値である。 The charging conditions for the comparative example described above are summarized in Table 4 below. The number of turns errors shown in Table 4 below are actual values.
図9には、コークスの装入に関して、上述した前処理、実施例及び比較例における比率Rの分布を示す。前処理に関する比率Rの分布は、図7に示す比率Rの分布と同じである。実施例に関する比率Rの分布は、上述した実施例で説明したコークスの装入(8チャージ)を行った後の比率Rの分布である。比較例に関する比率Rの分布は、上述した比較例で説明したコークスの装入(8チャージ)を行った後の比率Rの分布である。実施例及び比較例において、比率Rの分布の算出では、上記表4に示す旋回数誤差(実績値)を用いている。 FIG. 9 shows the distribution of the ratio R in the above-described pretreatment, working example, and comparative example with respect to coke charging. The distribution of ratio R for pretreatment is the same as the distribution of ratio R shown in FIG. The distribution of the ratio R for the example is the distribution of the ratio R after the coke charging (8 charges) described in the above example. The distribution of the ratio R for the comparative example is the distribution of the ratio R after the charging of coke (8 charges) described in the above comparative example. In the examples and comparative examples, the calculation of the distribution of the ratio R uses the turning number errors (actual values) shown in Table 4 above.
図9から分かるように、実施例では、比較例と比べて、比率Rのばらつきが減少した。このため、本実施例によれば、炉周方向におけるコークスの装入量のばらつきを低減できることが分かる。図9に示す比率Rの分布に基づいて標準偏差をそれぞれ算出したところ、下記表5に示す通りとなり、本実施例における標準偏差が最も小さくなった。 As can be seen from FIG. 9, in the example, the variation in the ratio R was reduced compared to the comparative example. Therefore, according to this example, it is possible to reduce the variation in the charging amount of coke in the furnace circumferential direction. The standard deviation was calculated based on the distribution of the ratio R shown in FIG.
図10には、鉱石の装入に関して、上述した前処理、実施例及び比較例における比率Rの分布を示す。前処理に関する比率Rの分布は、図8に示す比率Rの分布と同じである。実施例に関する比率Rの分布は、上述した実施例で説明した鉱石の装入(8チャージ)を行った後の比率Rの分布である。比較例に関する比率Rの分布は、上述した比較例で説明した鉱石の装入(8チャージ)を行った後の比率Rの分布である。実施例及び比較例において、比率Rの分布の算出では、上記表4に示す旋回数誤差(実績値)を用いている。 FIG. 10 shows the distribution of the ratio R in the above-described pretreatment, working example, and comparative example with respect to ore charging. The distribution of ratio R for pretreatment is the same as the distribution of ratio R shown in FIG. The distribution of the ratio R for the example is the distribution of the ratio R after the ore charging (8 charges) described in the above example. The distribution of the ratio R for the comparative example is the distribution of the ratio R after charging the ore (8 charges) described in the comparative example. In the examples and comparative examples, the calculation of the distribution of the ratio R uses the turning number errors (actual values) shown in Table 4 above.
図10から分かるように、実施例では、比較例と比べて、比率Rのばらつきが減少した。このため、本実施例によれば、炉周方向における鉱石の装入量のばらつきを低減できることが分かる。図10に示す比率Rの分布に基づいて標準偏差をそれぞれ算出したところ、下記表6に示す通りとなり、本実施例における標準偏差が最も小さくなった。 As can be seen from FIG. 10, in the example, the variation in the ratio R was reduced compared to the comparative example. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the variation in the charging amount of ore in the circumferential direction of the furnace. The standard deviation was calculated based on the distribution of the ratio R shown in FIG.
1:高炉、2:シュート、3:炉壁、RA:旋回軸、CL:コークス層、
OL:鉱石層、θ:傾動角
1: blast furnace, 2: chute, 3: furnace wall, RA: pivot shaft, CL: coke layer,
OL: ore layer, θ: tilt angle
Claims (7)
同一種類の高炉原料を複数回装入した後にこの高炉原料を再び装入するときにおいて、予め決められた複数の装入開始位置及び前記旋回シュートの旋回方向のすべての組み合わせについて、装入開始位置及び旋回方向と、前記旋回シュートの設定旋回数に対する実績旋回数のずれを示す旋回数誤差とに基づいて、高炉原料の装入量が炉周方向で相対的に多い領域の発生回数に関するパラメータを炉周方向の位置毎に算出し、
すべての前記組み合わせについて、炉周方向の位置に応じた前記パラメータの分布に基づいて、前記パラメータのばらつきを算出し、
最小の前記ばらつきが得られたときの装入開始位置を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける装入開始位置として決定するとともに、最小の前記ばらつきが得られたときの旋回方向を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける前記旋回シュートの旋回方向として決定する、
ことを特徴とする高炉原料の装入決定方法。 A blast furnace raw material charging determination method for determining a method of charging blast furnace raw material into a bell-less blast furnace by turning a turning chute, comprising:
When charging the blast furnace raw material again after charging the same type of blast furnace raw material multiple times, the charging start position for all combinations of a plurality of predetermined charging start positions and the turning direction of the turning chute And, based on the turning direction and the turning number error that indicates the deviation of the actual turning number from the set turning number of the turning chute, a parameter related to the number of occurrences of a region where the charging amount of blast furnace raw material is relatively large in the furnace circumferential direction is determined. Calculated for each position in the furnace circumferential direction,
For all the combinations, calculating the variation of the parameters based on the distribution of the parameters according to the position in the furnace circumferential direction,
The charging start position when the minimum variation is obtained is determined as the charging start position when charging the same type of blast furnace raw material again, and the turning direction when the minimum variation is obtained is determined. , determined as the turning direction of the turning chute when charging the same type of blast furnace raw material again,
A method for determining charging of blast furnace raw materials, characterized by:
前記演算部は、
同一種類の高炉原料を複数回装入した後にこの高炉原料を再び装入するときにおいて、予め決められた複数の装入開始位置及び前記旋回シュートの旋回方向のすべての組み合わせについて、装入開始位置及び旋回方向と、前記旋回シュートの設定旋回数に対する実績旋回数のずれを示す旋回数誤差とに基づいて、高炉原料の装入量が炉周方向で相対的に多い領域の発生回数に関するパラメータを炉周方向の位置毎に算出するとともに、
すべての前記組み合わせについて、炉周方向の位置に応じた前記パラメータの分布に基づいて、前記パラメータのばらつきを算出し、
前記決定部は、最小の前記ばらつきが得られたときの装入開始位置を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける装入開始位置として決定するとともに、最小の前記ばらつきが得られたときの旋回方向を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける前記旋回シュートの旋回方向として決定する、
ことを特徴とする高炉原料の装入方法決定装置。 A blast furnace raw material charging method determination device for determining a method of charging blast furnace raw material into a bell-less blast furnace by turning a turning chute, the device comprising a computing unit and a determining unit,
The calculation unit is
When charging the blast furnace raw material again after charging the same type of blast furnace raw material multiple times, the charging start position for all combinations of a plurality of predetermined charging start positions and the turning direction of the turning chute And, based on the turning direction and the turning number error that indicates the deviation of the actual turning number from the set turning number of the turning chute, a parameter related to the number of occurrences of a region where the charging amount of blast furnace raw material is relatively large in the furnace circumferential direction is determined. Calculated for each position in the furnace circumferential direction,
For all the combinations, calculating the variation of the parameters based on the distribution of the parameters according to the position in the furnace circumferential direction,
The determining unit determines the charging start position when the minimum variation is obtained as the charging start position when charging the same type of blast furnace raw material again, and determines the charging start position when the minimum variation is obtained. the turning direction of the time is determined as the turning direction of the turning chute when charging the same type of blast furnace raw material again;
A blast furnace raw material charging method determination device characterized by:
同一種類の高炉原料を複数回装入した後にこの高炉原料を再び装入するときにおいて、予め決められた複数の装入開始位置及び前記旋回シュートの旋回方向のすべての組み合わせについて、装入開始位置及び旋回方向と、前記旋回シュートの設定旋回数に対する実績旋回数のずれを示す旋回数誤差とに基づいて、高炉原料の装入量が炉周方向で相対的に多い領域の発生回数に関するパラメータを炉周方向の位置毎に算出し、
すべての前記組み合わせについて、炉周方向の位置に応じた前記パラメータの分布に基づいて、前記パラメータのばらつきを算出し、
最小の前記ばらつきが得られたときの装入開始位置を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける装入開始位置として決定するとともに、最小の前記ばらつきが得られたときの旋回方向を、同一種類の高炉原料を再び装入するときにおける前記旋回シュートの旋回方向として決定する、
ことを特徴とする高炉原料の装入方法決定プログラム。 A program for causing a computer to execute the following steps in order to determine a method of charging blast furnace materials into a bell-less blast furnace by turning a turning chute,
When charging the blast furnace raw material again after charging the same type of blast furnace raw material multiple times, the charging start position for all combinations of a plurality of predetermined charging start positions and the turning direction of the turning chute And, based on the turning direction and the turning number error that indicates the deviation of the actual turning number from the set turning number of the turning chute, a parameter related to the number of occurrences of a region where the charging amount of blast furnace raw material is relatively large in the furnace circumferential direction is determined. Calculated for each position in the furnace circumferential direction,
For all the combinations, calculating the variation of the parameters based on the distribution of the parameters according to the position in the furnace circumferential direction,
The charging start position when the minimum variation is obtained is determined as the charging start position when charging the same type of blast furnace raw material again, and the turning direction when the minimum variation is obtained is determined. , determined as the turning direction of the turning chute when charging the same type of blast furnace raw material again;
A blast furnace raw material charging method determination program characterized by:
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