JP3715679B2

JP3715679B2 - 高炉のラップ出銑判定方法とその装置

Info

Publication number: JP3715679B2
Application number: JP15060995A
Authority: JP
Inventors: 野文一姫; 村司田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: JPH093512A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高炉の出銑制御に関し、特に、高炉において、１以上の出銑口から出銑中に他の１以上の出銑口からも出銑するラップ出銑を開始するか否かを判定する方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、高炉においては高炉炉況を安定させるため出銑の強化に努めている。これは、高炉炉底部の湯溜まり部の溶銑滓量（炉内残銑量）を極力低減し高炉炉況に悪影響を与えない為である。出銑強化の方法にはラップ出銑（ある出銑口から出銑中に他の出銑口を開口して２本の出銑口で出銑する）を行い、単位時間当りの出銑量を増加させる方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ラップ出銑を開始するか否かの判定は、操業者の経験と感に依存しているため、必ずしも正確とは言えず、また、他の作業を行いながらの高炉炉況の監視と判定では、タイミング良く的確に開口時期および閉塞時期を把握できない。このため、出銑口周りに熟練した操業者を常時配置する必要があり、鋳床作業の省力化の阻害要因になっていた。
【０００４】
本発明は、上記問題を有することなく安定した出銑サイクルのためラップ出銑を開始するか否かを自動的に判定し、鋳床作業の省力化の阻害要因を排除することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するためなされたものでその手段１は、複数の出銑口を持つ高炉で、１つの出銑口が出銑中に他の出銑口を開口してラップ出銑するか否かを判定するに際して、
１つの出銑口から出銑中に経時的に炉内残銑量を求め、その都度予め設定した残銑管理値と比較してその大小関係を求め、更に、その出銑中の出銑速度と高炉々内における銑鉄生成速度と比較してその大小関係を求め、この大小関係と前記炉内残銑量の大小関係とにより以降の炉内残銑量の推移を予測し、
一方、出銑中の出銑口の開口深度と前回出銑時の開口深度との差を求め、この差と予め設定した深度管理値を比較して、その大小関係を求めると共に出銑中の出銑口の前回出銑終了後当該出銑閉塞に使用したマッドの充填量と前々回の出銑終了後の出銑閉塞に使用したマッドの充填量の差を求め、この差と予め設定したマッド充填量管理値を比較してこの大小関係を求め、前記開口深度の大小関係と、マッド充填量の大小関係から今回の出銑所要時間を予測し、
該出銑口の出銑中に経時的に炉内残留銑滓量を求め、予め設定した残銑滓管理値と比較してその大小関係を求めると共に過去複数回の出銑終了時期における炉内残留銑滓量からその推移を求め、この炉内残留銑滓量推移と予め設定した残銑滓量推移上限値と比較してその大小関係を求め、上記炉内残滓量の大小関係を求めた都度、この残滓量の大小関係と炉内残滓量推移の大小関係より出銑中の出銑口からの溶銑・滓の銑滓流出良否状態を判定し、
又、出銑中に炉内に送風している熱風の送風圧力を逐次求め、その都度予め設定した送風圧管理値と比較してその大小関係を求め、更に、過去複数回の出銑中における送風圧力の代表値からその推移を求め、この送風圧力推移と予め各々設定した送風圧推移管理値と比較してその各大小関係を求め、前記送風圧力の大小関係を求めた都度、該送風圧力の大小関係と送風圧力推移の大小関係により炉内ガスの通気良否状態を判定し、
前記求めた炉内残銑量の推移，今回の出銑所要時間，溶銑滓流出良否状態、および、炉内の通気良否状態にもとずいてラップ出銑を開始するか否かを判定する方法である。
【０００６】
更に、手段２は、複数の出銑口を持つ高炉で、１つの出銑口が出銑中に他の出銑口を開口してラップ出銑するか否かを判定する装置において、
出銑口から出銑中に経時的に炉内残銑量を求めた炉内残銑量を予め設定した残銑管理値と逐次比較してその大小関係を求め、更に、その出銑中の溶銑の出銑速度と高炉々内における銑鉄生成速度と比較してその大小を求め、該大小関係と前記炉内残量の大小関係とにより以降の炉内残銑量の推移を予測する残銑量予測ル−ル部(1)と、
出銑中の開口深度と前回出銑時の開口深度との差を求め、この差と予め設定した深度管理値を比較してその大小関係を求めると共に前記当該出銑口で前回出銑終了後、当該出銑口閉塞に使用したマッドの充填量と前々回の出銑終了後の出銑口閉塞に使用したマッドの充填量の差を求め、この差と予め設定したマッド充填管理値を比較してこの大小関係を求め、前記開口深度の大小関係とマッド充填量の大小関係から今回の出銑所要時間を予測する出銑時間判定ル−ル部(2)と、
出銑中に経時的に求めた炉内残留溶銑滓量を予め設定した残銑滓管理値と比較してその大小関係を求めると共に過去複数回の出銑終了時期における炉内残留溶銑滓量から求めたその推移と予め設定した残銑滓量推移上限値と各々比較してその大小関係を求め、この各大小関係により当該出銑口からの溶銑・滓の流出良否状態を判定する溶銑滓流出実績判定ル−ル部(3)と、
出銑中に炉内に送風している熱風の送風圧力と予め設定した送風圧管理値と比較してその大小関係を求め、更に、過去複数回の出銑中における送風圧力の代表値からその推移を求め、この送風圧力推移と予め各々設定した送風圧推移管理値と比較してその各大小関係を求め、前記送風圧力の大小関係を求めた都度、該送風圧力の大小関係と送風圧力推移の大小関係により炉内ガスの通気良否状態を判定する通気状態評価ル−ル部(4)と、
前記残銑量予測ル−ル部(1)からの残銑量の推移予測情報，出銑時間判定ル−ル部(2)からの出銑所要時間予測情報，溶銑滓流出実績判定ル−ル部(3)からの溶銑・滓の流出良否状態情報、および、通気状態評価ル−ル部(4)からの炉内の通気良否状態情報に基づいて、ラップ出銑を開始するか否かを判定するラップ出銑判定部(5)と、
を有する事を特徴とする高炉のラップ出銑判定装置である。
【０００７】
上記残銑管理値は、羽口のレベル，炉内の通気状態により異なる値であり、安定した操業状態及び炉況を維持するための管理値である。上記出銑口の開口深度管理値は、高炉々下部のプロフィ−ル（出銑口近傍の炉内レンガの溶損状態も含む）により異なる値であり、出銑時間の長短の目安となるための管理値である。
更に、マッド充填管理値は、使用するマッドの種類，マッドガンのマッド充填能力により異なる値であり、上記同様出銑時間の長短の目安となるための管理値である。残銑滓管理値及び残銑滓推移上限値は、上記残銑管理値と同様に羽口のレベル，炉内の通気状態により異なる値であり、安定した炉況を維持するための管理値である。送風圧管理値及び送風圧推移管理値は炉頂圧管理値、指定送風量、羽口からの微粉炭吹込量等により異なる値であり、炉況の良し、悪しを判断するために管理値である。
【０００８】
【作用】
本発明者等が、ラップ出銑の必要の有無を判定する方法について種々の実験および検討を行った結果、１つの出銑口から出銑している状態において、今後の炉内残銑滓量の増減動向及び現状の炉内通気状態の杷握が重要である事が判明した。例えば、炉内残銑滓量が増加すると、つまり、炉内残銑滓レベルが上昇すると、高炉羽口へ溶銑滓の逆流を引き起こすと共に、炉内圧力を増大させ高炉炉況悪化につながる確率が高くなる。一方、炉内残銑滓量が少なく、そのレベルが低い場合には、ラップ出銑を行う必要がなくなる。
【０００９】
この炉内残銑滓量の今後の動向を把握するためには、
（１）今後の炉内残銑滓量の推移状態の予測と、
（２）出銑中の出銑口の出銑時間の予測、および、
（３）溶銑滓の流出状態の判定
が必要となる。
【００１０】
これは、出銑中の出銑口での今後の出銑時間の長短、及び、出銑中の出銑口における出銑状態の良否から、該出銑口における現時点から出銑終了までに流出可能な溶銑量状態を推定し、これと前記炉内に残留する溶銑量の今後の推移から今後炉内に残留する溶銑量を予測するものである。
【００１１】
この際、炉内残銑滓量の今後の推移を予測するため、逐次炉内残銑量のレベルを評価すると共にその時の出銑速度（流出量）と銑鉄生成速度（生成する量）の差の大小を評価し、そして、この両者により、今後の残銑量の増減推移を把握する事が可能となる。
【００１２】
次に、出銑時間の予測のためには、炉内側の出銑口レベル（高さ）の把握（レベルが高ければ炉内残銑量が多くなり出銑終了時期が早くなり、逆に低ければ出銑終了時期が延びる）と出銑口径の成長度合い（摩耗度合い）の把握（出銑速度が出銑口径に比例するため出銑口径の成長が速いと出銑終了時期が早くなり、遅いと逆に出銑終了時期が延びる）が必要である。このため炉内側の出銑口レベルは、出銑口開口深度（長さ）から判定できる。すなわち、出銑口は炉内に向って若干傾いているため、出銑口開口深度により炉内側の出銑口位置レベルが変わることにより出銑口開口深度により炉内側の出銑口位置レベルを推測できる。出銑口径の成長度合い（摩耗度合い）は、マッド充填量により判定できる。マッド充填量が多ければ密にマッドが内出銑口内に充填されており出銑口が固く、出銑による摩耗がされにくい。逆に充填量が少ないと出銑により摩耗がされ易い。このため、前回と今回の出銑開口深度の差とマッド充填量の差を評価することにより、前回の出銑所要時間を基準にした今回の出銑所要時間の予測が可能となる。
【００１３】
更に、出銑口からの溶銑滓の流出状態を判定するためには、現状の出銑滓量およびその推移により、今後の残銑滓量の変化推移を判定することが必要であり、これにより今後さらに出銑滓量の増加が予測されかつ危険レベルになるかの把握を可能とする。また、炉内圧力が上昇すると通気状態が悪くなり操業状態に悪影響をおよぼす。このため、ラップ出銑を行い炉内残銑滓レベルを低下させる事により見かけ上の炉内面積を増やし炉内圧力を下げる必要がある。このため、通気状態を評価する事は、ラップ出銑の必要性の有無を判定するのに必要であり、通気状態が悪い場合においては、短時間で出銑が終了する場合を除いてラップ出銑を行って、通気異常状態の早期回避を可能とする。
【００１４】
【実施例】
本発明の一実施例を図１を参照して説明する。図中、１は残銑量予測ル−ル群であり、残銑量評価部１１と、出銑速度評価部１２と、残銑量予測部１３とから構成している。これらは次の処理を行なう。
【００１５】
（１）残銑量評価部１１：
現時点から所定期間前の間に装入した原料量から銑鉄生成量を求め、この銑鉄生成量より現時点から所定期間前の間における出銑量を減算して求めた現時点の炉内残銑量Ｍｓと、予め設定した炉内残銑量管理値の上限値ＭｓＨ，下限値ＭｓＬ、および基準値Ｍｓ０を比較し、その大小関係、即ち、炉内残銑量Ｍｓが上限値ＭｓＨ以上の時「上限外れ」、上限値ＭｓＨより小さく基準値Ｍｓ０より大きい時「危険範囲」、基準値Ｍｓ０より小さく下限値ＭｓＬより大きい時「管理内」、下限値ＭｓＬ以下の時「下限外れ」と評価し、その残銑量評価情報ａ１を出力する。
【００１６】
（２）出銑速度評価部１２：
出銑口から出銑して溶銑を受けるトピ−ドカ−の軌条下に設けた重量計（共に図示せず）から逐次求めた出銑速度Ｖｐと前記高炉に装入した原料の投入ピッチとその量から計算し求めた銑鉄生成速度Ｖｓを比較し、出銑速度Ｖｐが銑鉄生成速度Ｖｓより遅い（Ｖｐ＜Ｖｓ）場合「出銑速度負け期」、出銑速度Ｖｐが銑鉄生成速度Ｖｓより早い（Ｖｐ≧Ｖｓ）の場合「出銑速度勝ち期」と評価し、その出銑速度評価情報ａ２を出力する。
【００１７】
（３）残銑量予測部１３：
残銑量評価部１１からの残銑量評価情報ａ１と、出銑速度評価部１２からの出銑速度評価情報ａ２より、表１に従い残銑量の今後の推移を予測し、その残銑量予測情報Ａを出力する。
【００１８】
【表１】

【００１９】
図１の２は出銑時間判定ル−ル群であり、出銑口深度評価部２１と、マッド充填量評価部２２と、出銑時間判定部２３とから構成されている。これらは次の処理を行なう。
【００２０】
（４）出銑口深度評価部２１：
出銑中の出銑口を開口する際に測定した出銑口の開口深度（深さ）Ｈ１とその出銑口が前回出銑した時の出銑口開口深度Ｈ２を比較し、その差（Ｈ１−Ｈ２）と予め設定した深度管理値の基準値Ｈ０を比較し、該差が基準値Ｈ０より小さいときに「差有り」とし、その差が基準値Ｈ０より大きいときに「差無し」と評価し、この出銑口開口深度情報ｂ１を出力する。
【００２１】
（５）マッド充填量評価部２２：
前回の出銑終了時にその出銑口に充填したマッド充填量Ｍ１と前々回の出銑終了時にその出銑口に充填したマッド充填量Ｍ２を比較し、その差（Ｍ１−Ｍ２）と予め設定したマッド充填管理値Ｍ０を比較し、該差が基準値Ｍ０より小さいときに「差有り」、逆に、その差が基準値Ｍ０より大きいときに「差無し」と評価し、このマッド充填量評価情報ｂ２を出力する。
【００２２】
（６）出銑時間判定部２３：
前記出銑口深度評価部２１からの出銑口開口深度情報ｂ１とマッド充填量評価部２２からのマッド充填量評価情報ｂ２により、表２に示すように今回の出銑所要時間の判定（出銑所要時間が基準の出銑所要時間よりも短いかを判定）し、その出銑所要時間判定情報Ｂを出力する。
【００２３】
【表２】

【００２４】
図１の３は溶銑流出実績判定ル−ル群であり、残銑滓量評価部３１と、残銑滓量推移評価部３２と、溶銑滓流出実績判定部３３とから構成される。これらは次の処理を行なう。
【００２５】
（７）残銑滓量評価部３１：
所定期間に炉内に装入した原料量から計算した銑鉄生成量と出銑口から流出した出銑量から炉内残銑滓量Ｍｔを経時的に計算し、この炉内残銑滓量（残銑量と残滓量の合計）Ｍｔと予め設定した残銑滓管理値の上限値ＭｔＨ，下限値ＭｔＬ、基準値Ｍｔ０を比較し、炉内残銑滓量Ｍｔが上限値ＭｔＨ以上の時「上限外れ」、上限値ＭｔＨより小さく基準値Ｍｔ０より大きい時「危険範囲」、基準値Ｍｔ０より小さく下限値ＭｔＬより大きい時「管理内」、下限値ＭｔＬ以下の時「下限外れ」と評価し、その残銑滓量評価情報ｃ１を出力する。
【００２６】
（８）残銑滓量推移評価部３２：
過去直近３回の出銑終了後の残銑滓量の回帰直線の傾きから炉内残銑滓量推移（単位時間当りの炉内残銑量の増減量）Ｔｍを求め、この炉内残銑滓量推移Ｔｍと予め設定した残銑滓推移管理値の上限値ＴｍＨを比較して、上限値ＴｍＨ以上の時「異常あり」、上限値ＴｍＨより小さい時「異常無し」と評価し、その残銑滓量推移評価情報ｃ２を出力する。
【００２７】
（９）溶銑滓流出実績判定部３３：
残銑滓量評価部３１からの残銑滓量評価情報ｃ１と、残銑滓量推移評価部３２からの残銑滓量推移評価情報ｃ２と、出銑速度の異常な落ち込みの有無情報より、表３に従って溶銑滓流出状態の良否を判定し、溶銑滓流出判定情報Ｃを出力する。
【００２８】
【表３】

【００２９】
図１に示す４は、通気状態評価ル−ル群であり、送風圧力評価部４１と、送風圧力推移評価部４２と、シャフト圧力評価部４３と、通気状態判定部４４とから構成される。これらは次の処理を行なう。
【００３０】
（１０）送風圧力評価部４１：
熱風送風本管に設けた圧力計（図示せず）で求めた送風圧力Ｂｖと、予め設定した送風圧力管理値の上限値ＢｖＨと下限値ＢｖＬを比較し、送風圧力Ｂｖが上限値ＢｖＨ以上の時「上限外れ」、上限値ＢｖＨより小さく下限値ＢｖＬより大きい時「管理内」、下限値ＢｖＬ以下の時「下限外れ」と評価し、送風圧力評価情報ｄ１を出力する。
【００３１】
（１１）送風圧力推移評価部４２：
過去３回の出銑中における送風圧力の平均値の回帰直線の傾きから求めた送風圧力推移（単位時間当りの送風圧の増減量）Ｂｔと予め設定した送風圧力管理値の上限値ＢｔＨ、下限値ＢｔＬを比較し、この送風圧力推移Ｂｔが上限値ＢｔＨ以上の時「上昇」、上限値ＢｔＨより小さく下限値ＢｔＬより大きい時「横這い」、下限値ＢｔＬ以下の時「下降」と評価し、送風圧力評価情報ｄ２を出力する。
【００３２】
（１２）シャフト圧力評価部４３：
高炉シャフト部に設けた炉内ガス圧力計（図示せず）の変動値の変化度合いが所定値以上なった回数をもとめ、このシャフト圧力変動回数Ｓｂと予め設定したシャフト圧力管理値の基準値Ｓｂ０を比較し、基準値Ｓｂ０以上の時「異常有り」、基準値Ｓｂ０以下の時「異常無し」と評価し、そのシャフト圧力変動情報ｄ３を出力する。
【００３３】
（１３）通気状態判定部４４：
上記残銑滓量評価部３２からの残銑滓量評価情報ｃ１と、送風圧力評価部４１からの送風圧力評価情報ｄ１と、送風圧力推移評価部４２からの送風圧力評価情報ｄ２と、シャフト圧力評価部４３からのシャフト圧力変動情報ｄ３より、表４に従い炉内ガスの通気状態の良否を判定して、その通気状態判定情報Ｄを出力する。
【００３４】
【表４】

【００３５】
図１に示す５はラップ出銑判定部であり、次の処理を行なう。
【００３６】
（１４）ラップ出銑判定部５：
前記残銑量予測部１からの残銑量予測情報Ａと、出銑時間判定部２からの出銑所要時間判定情報Ｂと、溶銑滓流出実績判定部３からの溶銑滓の流出状態情報Ｃと、通気状態評価部４からの通気状態評価情報Ｄより、表５に従いラップ出銑を開始する必要性の有無を判定し、出力する。
【００３７】
【表５】

【００３８】
なお、図１に示す上述の各部は、コンピュ−タがプログラムに基づいて実行することにより表われる機能をブロック区分で示すものであり、上述の処理（１）〜（１４）はコンピュ−タにより行なわれる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、ラップ出銑の要否を自動的に判定し、これに基づいてある出銑口を開口して出銑している最中に次の出銑口を開口してラップ出銑を開始するか否かを、自動的に精度よく判定する事が出来るので、鋳床作業の省力化を図ることが可能になり、この分野における効果は多大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を一態様で実施するコンピュ−タの処理機能を表わすブロック図である。

Claims

複数の出銑口を持つ高炉で、１つの出銑口が出銑中に他の出銑口を開口してラップ出銑するか否かを判定するに際して、
１つの出銑口から出銑中に経時的に炉内残銑量を求め、その都度予め設定した残銑管理値と比較してその大小関係を求め、更に、出銑速度と高炉々内における銑鉄生成速度と比較してその大小を求め、この大小関係と前記炉内残量の大小関係とにより以降の炉内残銑量の推移を予測し、
一方、出銑中の出銑口の開口深度と前回出銑時の開口深度との差を求め、この差と予め設定した深度管理値を比較して、その大小関係を求めると共に出銑中の出銑口の前回出銑終了後出銑口閉塞に使用したマッドの充填量と前々回の出銑終了後の出銑口閉塞に使用したマッドの充填量の差を求め、この差と予め設定したマッド充填管理値を比較してこの大小関係を求め、前記開口深度の大小関係と、マッド充填量の大小関係から今回の出銑所要時間を予測し、
該出銑口の出銑中に経時的に炉内残留銑滓量を求め、予め設定した残銑滓管理値と比較してその大小関係を求めると共に過去複数回の出銑終了時期における炉内残留銑滓量からその推移を求め、この炉内残留銑滓量推移と予め設定した残銑滓量推移上限値と比較してその大小関係を求め、上記炉内残滓量の大小関係を求めた都度、この残滓量の大小関係と炉内残滓量推移の大小関係より出銑中の出銑口からの溶銑・滓の銑滓流出良否状態を判定し、
又、出銑中に炉内に送風している熱風の送風圧力を逐次求め、その都度予め設定した送風圧管理値と比較してその大小関係を求め、更に、過去複数回の出銑中における送風圧力の代表値からその推移を求め、この送風圧力推移と予め各々設定した送風圧推移管理値と比較してその各大小関係を求め、前記送風圧力の大小関係を求めた都度、該送風圧力の大小関係と送風圧力推移の大小関係により炉内ガスの通気良否状態を判定し、
前記求めた炉内残銑量の推移，今回の出銑所要時間，溶銑滓流出良否状態、および、炉内の通気良否状態にもとずいてラップ出銑を開始するか否かを判定する事を特徴とする高炉のラップ出銑判定方法。
複数の出銑口を持つ高炉で、１つの出銑口が出銑中に他の出銑口を開口して、ラップ出銑するか否かを判定する装置において、
出銑口から出銑中に経時的に炉内残銑量を求めた炉内残銑量を予め設定した残銑管理値と逐次比較してその大小関係を求め、更に、その出銑中の溶銑の出銑速度と高炉々内における銑鉄生成速度と比較してその大小を求め、該大小関係と前記炉内残量の大小関係とにより以降の炉内残銑量の推移を予測する残銑量予測ル−ル部と、
出銑中の出銑口の開口深度と前回出銑時の開口深度との差を求め、この差と予め設定した深度管理値を比較してその大小関係を求めると共に該出銑口で前回出銑終了後、出銑口閉塞に使用したマッドの充填量と前々回の出銑終了後の出銑口閉塞に使用したマッドの充填量の差を求め、この差と予め設定したマッド充填管理値を比較してこの大小関係を求め、前記開口深度の大小関係とマッド充填量の大小関係から今回の出銑所要時間を予測する出銑時間判定ル−ル部と、
出銑中に経時的に求めた炉内残留溶銑滓量を予め設定した残銑滓管理値と比較してその大小関係を求めると共に過去複数回の出銑終了時期における炉内残留溶銑滓量から求めたその推移と予め設定した残銑滓量推移上限値と各々比較してその大小関係を求め、この各大小関係により溶銑・滓の流出良否状態を判定する溶銑滓流出実績判定ル−ル部と、
出銑中に炉内に送風している熱風の送風圧力と予め設定した送風圧管理値と比較してその大小関係を求め、更に、過去複数回の出銑中における送風圧力の代表値からその推移を求め、この送風圧力推移と予め各々設定した送風圧推移管理値と比較してその各大小関係を求め、前記送風圧力の大小関係を求めた都度、該送風圧力の大小関係と送風圧力推移の大小関係により炉内ガスの通気良否状態を判定する通気状態評価ル−ル部と、
前記残銑量予測ル−ル部からの残銑量の推移予測情報，出銑時間判定ル−ル部からの出銑所要時間予測情報，溶銑滓流出実績判定ル−ル部からの溶銑・滓の流出良否状態情報、および、通気状態評価ル−ル部からの炉内の通気良否状態情報に基づいてラップ出銑を開始するか否かを判定するラップ出銑判定部と、
を有する事を特徴とする高炉のラップ出銑判定装置。