JP6897751B2 - Blast furnace operation method - Google Patents
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Description
本発明は、高炉操業方法に関し、高炉に装入する原料の粒度をオンラインで測定し、原料の粒度変化に応じてベルレスパターンを調整することにより、高炉内でのガス流分布の変動を抑止しようとするものである。 In the present invention, regarding the blast furnace operation method, the particle size of the raw material charged into the blast furnace is measured online, and the bellless pattern is adjusted according to the change in the particle size of the raw material, thereby suppressing the fluctuation of the gas flow distribution in the blast furnace. Is to be.
一般に、高炉では、炉頂部から原料である鉱石（鉱石にコークスの一部が混合される場合もある）とコークスが交互に装入され、炉内には鉱石層とコークス層が交互に堆積した状態で原料が充填される。 Generally, in a blast furnace, raw material ore (sometimes a part of coke is mixed with the ore) and coke are alternately charged from the top of the furnace, and the ore layer and the coke layer are alternately deposited in the furnace. The raw material is filled in the state.
高炉の操業では、炉頂部での装入物分布を適正な状態に維持することが重要であり、装入物分布が適正でないとガス流分布の不均一化や、ガス通気性の低下、還元効率の低下などにより、生産性の低下や高炉操業の不安定化を招く。したがって、ガス流分布を適正に制御することにより、高炉操業の安定化を図ることが可能となる。 In the operation of the blast furnace, it is important to maintain the charge distribution at the top of the furnace in an appropriate state. If the charge distribution is not appropriate, the gas flow distribution will be uneven, the gas air permeability will be reduced, and the reduction will occur. Due to the decrease in efficiency, productivity decreases and blast furnace operation becomes unstable. Therefore, by appropriately controlling the gas flow distribution, it is possible to stabilize the operation of the blast furnace.
ガス流分布を制御する手段の一つとして、旋回シュート（分配シュート）を備えたベルレス装入装置を用いた方法が知られている。この装入装置では、旋回シュートの傾動角と旋回速度を選択することにより、炉半径方向での原料の落下位置と堆積量を調整することが可能で、装入物分布を制御することによりガス流分布を制御することができる。 As one of the means for controlling the gas flow distribution, a method using a bellless charging device equipped with a swivel chute (distribution chute) is known. With this charging device, it is possible to adjust the drop position and deposition amount of raw materials in the radial direction of the furnace by selecting the tilt angle and turning speed of the swivel chute, and by controlling the distribution of the charged material, the gas The flow distribution can be controlled.
一方、高炉への装入物の粒度は、事前に整粒や篩分けを行って調整しているものの、製造・搬送工程や処理の仕方によって大きく変動する。装入物の粒径変化は高炉内ガス流分布に大きく影響するため、一定の装入物分布で操業していても、粒度変動によりガス流分布が変動し、高炉操業の不安定化を招くおそれがある。
従来、装入物の粒度分布は、搬送過程等でサンプリングし、オフラインで測定していた。そのため、測定頻度も低く、また、測定結果が出るまでに時間がかかるため、粒度変動に対して、実質的に打つ手がなかった。
On the other hand, although the particle size of the material charged into the blast furnace is adjusted by sizing and sieving in advance, it varies greatly depending on the manufacturing / transporting process and the processing method. Since changes in the particle size of the charged material greatly affect the gas flow distribution in the blast furnace, even if the operation is performed with a constant charge distribution, the gas flow distribution fluctuates due to the particle size fluctuation, which leads to destabilization of the blast furnace operation. There is a risk.
Conventionally, the particle size distribution of the charged material has been sampled in the transport process or the like and measured offline. Therefore, the frequency of measurement is low, and it takes time for the measurement result to be obtained, so that there is practically no way to deal with the change in particle size.
近年では、オンラインで粒度を測定する方法も検討され、貯蔵ホッパー内に空気を吹き込み、通気抵抗から粒度を推定する方法（例えば特許文献１）や、搬送過程に設置した検出装置により粒度や粉率を測定する方法（例えば特許文献２）が提案されている。
その他、コークステラスの長さやコークス傾斜角を所定の範囲に調整することで、粒度変動の影響を受けにくい装入物分布形状を形成する方法（例えば特許文献３）が提案されている。
In recent years, a method of measuring the particle size online has also been studied, and the particle size and powder ratio are estimated by blowing air into the storage hopper and estimating the particle size from the ventilation resistance (for example, Patent Document 1) and a detection device installed in the transport process. (For example, Patent Document 2) has been proposed.
In addition, a method of forming a charge distribution shape that is not easily affected by particle size fluctuations by adjusting the length of the coke terrace and the coke inclination angle within a predetermined range (for example, Patent Document 3) has been proposed.
しかしながら、特許文献１に開示される方法は、ホッパー内の通気抵抗を測定しているが、例えば平均粒度が同じでも粒度分布が異なれば通気抵抗は大きく変わるため、この方法で推定される粒度は誤差が大きく、実用化には課題がある。
However, the method disclosed in
また、特許文献２に開示される方法は、装入物の粒度や粉率を連続的に測定できるものの、得られた粒度から高炉の通気性を管理する具体的な手法が示されていないため、これだけでは刻一刻と変化する粒度変動に対応することはできない。
Further, although the method disclosed in
さらに、特許文献３に開示される方法は、堆積形状の安定化を狙ったものであるが、粒度が変動した際、たとえ堆積形状が安定していても、内部の粒度構成が変化するとガス流分布は変化するため、やはり操業安定化の方法としては十分とはいえない。 Further, the method disclosed in Patent Document 3 aims at stabilizing the deposited shape, but when the particle size fluctuates, even if the deposited shape is stable, the gas flow changes when the internal particle size composition changes. Since the distribution changes, it is still not a sufficient method for stabilizing operations.
本発明は、上記の課題を解決するもので、装入物の粒度をオンラインで測定し、測定した粒度から高炉内での堆積形状および径方向のガス流分布を予測し、この予測に基づいて、装入物の粒度変化に起因したガス流分布の変動を抑止するための装入物分布の調整を行うことができる高炉操業方法を提案することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems by measuring the particle size of the charged material online, predicting the deposit shape and the radial gas flow distribution in the blast furnace from the measured particle size, and based on this prediction. The purpose of the present invention is to propose a blast furnace operation method capable of adjusting the charge distribution in order to suppress the fluctuation of the gas flow distribution due to the change in the particle size of the charge.
上記課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
１．コークスと鉱石を、炉頂設置した旋回シュートを用いて炉内に交互に装入するベルレス高炉において、コークスと鉱石のいずれかまたは両方の粒度を、高炉の炉頂バンカーへの搬送過程に設置したオンラインの粒度計を用いて測定し、測定した粒度とその時のベルレスパターンを数学モデルに自動的に取り込み、該数学モデルを用いて、高炉内での堆積形状および径方向のガス流分布を予測し、装入物の粒度変化に起因したガス流分布の変動を抑止するように、装入物分布を調整する高炉操業方法。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
1. 1. In a bellless blast furnace in which coke and ore are alternately charged into the furnace using a swivel chute installed at the top of the furnace, the grain size of either or both of coke and ore was installed in the process of transporting the coke and ore to the top bunker of the blast furnace. Measured using an online particle size meter, the measured particle size and the bellless pattern at that time are automatically incorporated into a mathematical model, and the mathematical model is used to predict the deposition shape and radial gas flow distribution in the blast furnace. , A blast furnace operation method that adjusts the charge distribution so as to suppress fluctuations in the gas flow distribution due to changes in the particle size of the charge.
２．コークスと、コークスを一部混合した鉱石を、炉頂設置した旋回シュートを用いて炉内に交互に装入するベルレス高炉において、少なくとも鉱石中に混合するコークスの粒度を、高炉の炉頂バンカーへの搬送過程に設置したオンラインの粒度計を用いて測定し、測定した粒度とその時のベルレスパターンを数学モデルに自動的に取り込み、該数学モデルを用いて、高炉内での堆積形状および径方向のガス流分布を予測し、装入物の粒度変化に起因したガス流分布の変動を抑止するように、装入物分布を調整する高炉操業方法。 2. In a bellless blast furnace in which coke and ore partially mixed with coke are alternately charged into the furnace using a swivel chute installed at the top of the furnace, at least the particle size of coke mixed in the ore is transferred to the top bunker of the blast furnace. Measured using an online particle size meter installed in the transport process, the measured particle size and the bellless pattern at that time are automatically incorporated into a mathematical model, and the mathematical model is used to determine the deposition shape and radial direction in the blast furnace. A blast furnace operation method that predicts the gas flow distribution and adjusts the charge distribution so as to suppress fluctuations in the gas flow distribution due to changes in the particle size of the charge.
３．前記装入物分布を自動計算して調整する前記１または２に記載の高炉操業方法。 3. 3. The blast furnace operation method according to 1 or 2 above, wherein the charge distribution is automatically calculated and adjusted.
４．前記オンラインの粒度計を、前記搬送過程における搬送コンベアに設置した前記１から３のいずれかに記載の高炉操業方法。 4. The method for operating a blast furnace according to any one of 1 to 3 above, wherein the online particle size meter is installed on a conveyor in the transfer process.
５．前記オンラインの粒度計を、前記搬送過程における装入ベルトコンベアに設置した前記１から４のいずれかに記載の高炉操業方法。 5. The method for operating a blast furnace according to any one of 1 to 4, wherein the online particle size meter is installed on a charging belt conveyor in the transfer process.
６．前記オンラインの粒度計を、前記搬送過程における搬送コンベアからの落下位置および／または前記搬送過程における装入ベルトコンベアからの落下位置に設置した前記１から５のいずれかに記載の高炉操業方法。 6. The blast furnace operating method according to any one of 1 to 5, wherein the online particle size meter is installed at a drop position from a transfer conveyor in the transfer process and / or a drop position from a charging belt conveyor in the transfer process.
７．前記数学モデルに自動的に取り込む粒度は、前記オンラインの粒度計を用いて測定した粒度の、モード径以上の範囲の粒度である前記１から６のいずれかに記載の高炉操業方法。 7. The blast furnace operating method according to any one of 1 to 6, wherein the particle size automatically incorporated into the mathematical model is a particle size in the range equal to or larger than the mode diameter, which is the particle size measured using the online particle size meter.
本発明によれば、高炉に装入する原料の粒度をオンラインで測定し、数学モデルを利用してガス流分布を予測することにより、装入物の粒度変化によるガス流分布の変動を抑止する装入物分布の調整を行うことができる。 According to the present invention, the particle size of the raw material charged into the blast furnace is measured online, and the gas flow distribution is predicted using a mathematical model, thereby suppressing the fluctuation of the gas flow distribution due to the change in the particle size of the charged material. The distribution of charges can be adjusted.
以下、模式図を用いて、本発明を具体的に説明する。
図１に、本発明の概要を表す模式図を示す。
図中、符号１は粒度計、２は小中塊コークス、３は小中塊コークスの搬送コンベア、４は小中塊コークスのホッパー、５は鉱石中継ホッパーであり、６が装入ベルトコンベアである。また、７は炉頂バンカー、８は旋回シュート、９は堆積形状測定装置、そして10が高炉炉体である。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to a schematic diagram.
FIG. 1 shows a schematic diagram showing an outline of the present invention.
In the figure,
さて、本発明によれば、コークスと、鉱石を交互に装入するベルレス高炉において、コークスと鉱石のいずれかまたは両方の粒度を、高炉の炉頂バンカーへの搬送過程に設置したオンラインの粒度計１を用いて測定するので、かかる装入物粒度の経時変化をリアルタイムで把握することができる。また、鉱石にコークスの一部を混合して装入する場合は、少なくとも、鉱石中に混合するコークスの粒度を、高炉の炉頂バンカーへの搬送過程に設置したオンラインの粒度計１を用いて測定するため、やはりこのコークス粒度の経時変化もリアルタイムで把握することができる。なお、本発明では、鉱石にコークスの一部を混合して装入する場合、鉱石中に混合するコークスの粒度に加えて、コークス単独で装入する方のコークスの粒度および／または、鉱石の粒度を併せて測定することもできる。
ここで、鉱石中に混合するコークスとしては、主にコークス層を形成する塊コークスの篩下である小中塊コークスを想定している。ここに、小中塊コークスの大きさは通常１０〜４０ｍｍ程度である。
Now, according to the present invention, in a bellless blast furnace in which coke and ore are charged alternately, an online particle size meter installed in the process of transporting either or both of coke and ore to the top bunker of the blast furnace. Since the measurement is performed using No. 1, it is possible to grasp the change with time of the particle size of the charged material in real time. In addition, when a part of coke is mixed and charged into the ore, at least the particle size of the coke mixed in the ore is determined by using an online
Here, as the coke to be mixed in the ore, it is assumed that small and medium coke is mainly under the sieve of the coke forming the coke layer. Here, the size of small and medium coke is usually about 10 to 40 mm.
粒度計１の設置位置としては、装入ベルトコンベア６上で構わないが、小中塊コークスを装入ベルトコンベア６上で鉱石の上に重ねて排出する場合には、小中塊コークスホッパー４に小中塊コークスを搬送する搬送コンベア３上に設置するのが望ましい。
The
その一方で、搬送コンベア３から装入ベルトコンベア６に搬送される間にも搬送コンベア３からの落下部やホッパー４，５内で原料の一部が破壊されて粒度が変化することがあり、装入ベルトコンベア６上に粒度計１を設置するのが望ましい場合もある。また、粒度分布をより正確に測定したい場合には、粒度計１を装入ベルトコンベア６上および搬送コンベア３上の両方に設置することもできる。
On the other hand, even while being transported from the transport conveyor 3 to the charging belt conveyor 6, a part of the raw material may be destroyed in the drop portion from the transport conveyor 3 or in the hoppers 4 and 5, and the particle size may change. In some cases, it may be desirable to install the
また、粒度計１が、輸送中の装入物を撮像し演算処理をするものであってコンベア上で撮像する場合は、コンベア上に堆積した装入物の上面を撮像するので、装入物の粒度分布が幅広いと、微細粒が粗大粒の間隙に潜り込んで撮像されず粒度分布の演算結果に誤差が生じることがある。このような場合には、粒度計１を、搬送コンベア３からの落下位置および／または装入ベルトコンベア６からの落下位置に設置して誤差を減少することもできる。
Further, when the
すなわち、本発明は、粒度計１を、上記装入ベルトコンベア６上、搬送コンベア３上、搬送コンベア３からの落下位置および装入ベルトコンベア６からの落下位置の少なくとも１箇所に設置すればよく、またはいずれかの複数の場所に設置して組み合わせて使用することもできる。
That is, in the present invention, the
また、粗大粒の間隙に潜り込んだ微細粒の量を推定する手段として、前記粒度計を用いて測定した粒度の、モード径（最頻径）以上の範囲の粒度の測定値だけを用いて、モード径未満の範囲の粒度の量を推定する手段を適用することもできる。 Further, as a means for estimating the amount of fine particles that have penetrated into the gaps between the coarse particles, only the measured values of the particle size in the range of the mode diameter (most frequent diameter) or more of the particle size measured by the particle size meter are used. Means for estimating the amount of particle size in the range less than the mode diameter can also be applied.
この推定方法の例を、図３、４を用いて説明する。
図３に示す通り、実際の粒度分布がＡで示される装入物を、コンベア上での撮像による粒度計で粒度測定をすると、Ｂのように特定の粒径の粒子が少なく測定される場合が有る。そこで、発明者らが本事象を鋭意検討した結果、少なく測定される粒子は、測定された粒度分布のモード径（最頻径）よりも小さい範囲にあることを見出した。
An example of this estimation method will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
As shown in FIG. 3, when the particle size of the charged material whose actual particle size distribution is shown by A is measured by a particle size meter by imaging on a conveyor, a small number of particles having a specific particle size are measured as in B. There is. Therefore, as a result of diligent examination of this event by the inventors, it was found that the particles measured less are in a range smaller than the mode diameter (most frequent diameter) of the measured particle size distribution.
また、発明者らは、全体の粒度分布が、たとえばロジンラムラー分布に従うと仮定し、少ない誤差で測定されるモード径以上の範囲の粒度分布を用いてロジンラムラー分布の係数を求めると、全体の粒度分布を推定することができることを併せて見出した。
なお、ロジンラムラー分布とは、数１に示すように、log10(測定粒径(mm)) と log10(2-log(測定粒径以上の質量％）)との関係は傾きがＰであり切片がＱである直線関係が有ると近似するものである。
In addition, the inventors assume that the overall particle size distribution follows, for example, the Rosin Ramler distribution, and obtain the coefficient of the Rosin Ramler distribution using the particle size distribution in the range of the mode diameter or more measured with a small error. We also found that it is possible to estimate.
As shown in
図４に示すように、測定結果Ｂには直線関係が無いものの、測定結果Ｂのモード径以上の範囲の粒径における質量の測定値を用いて、数１が良好な直線関係となるように全体の質量を決定し、数１のＰ、Ｑを求めると、モード径未満の範囲も含めた粒度分布Ｃを推定し、実際の粒度分布Ａを推定することができることがわかる。
As shown in FIG. 4, although the measurement result B has no linear relationship, the measured value of the mass at the particle size in the range equal to or larger than the mode diameter of the measurement result B is used so that
ここに、オンラインの粒度計１としては、例えば、装入物をカメラで撮像し、得られた反射光から演算処理を行い、粒度を検出するようなものを用いればよい。代表例としては、特開２００３−８３８６８号公報に記載の粒度分布測定装置が挙げられる。
Here, as the online
ここで、測定した粒度データをコンピュータ内の数学モデルに取り込む。使用する数学モデルは、ベルレスパターン（旋回シュートの傾動角や旋回速度など）や粒度データに基づいて、鉱石、コークス各層の堆積形状の計算を行うモデルである。本モデルでは、同時に装入物堆積時の粒度偏析も計算し、層内の径方向粒度分布を算出する。 Here, the measured particle size data is incorporated into a mathematical model in the computer. The mathematical model used is a model that calculates the deposited shape of each layer of ore and coke based on the bellless pattern (tilt angle and turning speed of the turning chute, etc.) and particle size data. In this model, the particle size segregation at the time of depositing the charge is also calculated at the same time, and the radial particle size distribution in the layer is calculated.
そして、得られた層厚分布と粒度分布から、径方向各位置における差圧を計算し、差圧が径方向で均一となるようにガスが分配されると仮定し、ガス流分布を計算する。ガス流分布は、有限要素法と流体モデルを用いた市販パッケージを用いて計算することもできるが、充填層の粒度、空隙率およびガス流速から圧力損失を計算するErgun式（数２参照）を用いて計算する方法もあり、後者は前者よりも計算時間が短く簡便である。なお、ここに示すErgun式は、粒子充填層を通過する流れの損失圧力を説明する一般的な式である。 Then, from the obtained layer thickness distribution and particle size distribution, the differential pressure at each position in the radial direction is calculated, and it is assumed that the gas is distributed so that the differential pressure becomes uniform in the radial direction, and the gas flow distribution is calculated. .. The gas flow distribution can be calculated using a commercial package using the finite element method and a fluid model, but the Ergun equation (see Equation 2), which calculates the pressure loss from the particle size, porosity and gas flow rate of the packed bed, is used. There is also a method of calculation using, and the latter is simpler and shorter in calculation time than the former. The Ergun equation shown here is a general equation for explaining the loss pressure of the flow passing through the particle packed bed.
〔数２〕を用いると、半径方向各位置での粒径、ガス流速、層厚からΔＰが求まるが、このΔＰが径方向で一定と仮定すれば、高炉の半径方向の各々の位置での充填層を通過するガスの流速が求められる。
従って、装入物の粒度変動によりガス流分布が変動した際に、ガス流分布の変動を抑止するように装入物分布を調整するアクションを取ることで、高炉の操業が安定化し、ガス流分布変動による通気悪化が防げるため、コークス比の低減が可能となる。
Using [Equation 2], ΔP can be obtained from the particle size, gas flow velocity, and layer thickness at each position in the radial direction. Assuming that this ΔP is constant in the radial direction, it is possible to obtain ΔP at each position in the radial direction of the blast furnace. The flow velocity of the gas passing through the packed bed is obtained.
Therefore, when the gas flow distribution fluctuates due to the fluctuation of the particle size of the charged material, the operation of the blast furnace is stabilized and the gas flow is stabilized by taking the action of adjusting the charged material distribution so as to suppress the fluctuation of the gas flow distribution. Since deterioration of ventilation due to distribution fluctuation can be prevented, the coke ratio can be reduced.
装入物分布の調整方法としては、従来通り、ベルレスパターン（旋回シュートの傾動角や旋回速度）を変更して鉱石とコークスの径方向における層厚比の分布を調整すればよいが、前述した数学モデルに、目標とするガス流分布を実現するのに最適なベルレスパターンを自動探索する機能を搭載することで、より高精度な分布調整が可能となり、炉況の安定化に一層寄与することができる。 As a method of adjusting the charge distribution, the distribution of the layer thickness ratio in the radial direction of the ore and coke may be adjusted by changing the bellless pattern (tilt angle and turning speed of the turning chute) as in the conventional case. By equipping the mathematical model with a function to automatically search for the optimum bellless pattern to achieve the target gas flow distribution, more accurate distribution adjustment becomes possible, which further contributes to the stabilization of the reactor condition. Can be done.
また、本発明を適用する高炉では、変更後のベルレスパターンにより装入した際の堆積形状を、炉頂に設置した堆積形状測定装置を用いて測定し、前記数学モデルにフィードバックすることで、予測した堆積形状の実測との誤差を縮小するように、モデルのパラメータフィッティングを行うことが望ましい。これにより、堆積形状に対する外乱の影響を補正し、予測精度を向上させることができる。 Further, in the blast furnace to which the present invention is applied, the sedimentary shape when charged by the changed bellless pattern is measured by using the sedimentary shape measuring device installed at the top of the furnace, and is predicted by feeding back to the mathematical model. It is desirable to perform parameter fitting of the model so as to reduce the error from the actual measurement of the deposited shape. As a result, the influence of disturbance on the deposited shape can be corrected and the prediction accuracy can be improved.
ここで、本発明に用いる堆積形状測定装置としては、電波式の距離計を用いた測定装置を使用することが望ましい。従来の計測ランスを用いた測定装置を用いると、測定自体に時間がかかるため、迅速な測定ができないことに加えて、原料の装入時には計測ランスを炉体の外に退避させなければならないため、測定頻度が上げられないという問題がある。これに対して、電波式測定装置を用いた場合は、堆積形状を即座に測定することができるため、迅速かつ高頻度のフィッティングが可能となり、精度向上が見込め、炉況のさらなる安定化が期待できる。かような堆積形状測定装置としては、ＴＭＴ社製の ３Ｄ ＴＯＰ ＳＣＡＮ等が挙げられる。 Here, as the deposit shape measuring device used in the present invention, it is desirable to use a measuring device using a radio wave type range finder. If a measuring device using a conventional measuring lance is used, the measurement itself takes time, so that rapid measurement cannot be performed. In addition, the measuring lance must be retracted to the outside of the furnace body when the raw material is charged. , There is a problem that the measurement frequency cannot be increased. On the other hand, when a radio wave type measuring device is used, the deposited shape can be measured immediately, which enables quick and high-frequency fitting, which is expected to improve accuracy and further stabilize the furnace condition. it can. Examples of such a deposit shape measuring device include a 3D TOP SCAN manufactured by TMT.
本発明を５０００ｍ3級の実高炉に適用した操業例を用いて説明する。
図２に、本発明の適用前後の操業推移図を示す。ここで、横軸は期間であり、各プロットは１週間の平均値を表す。全期間を通じて、生産量は一定に維持し、溶銑温度および通気抵抗が一定となるように微粉炭比一定でコークス比を調整した。
なお、本発明を適用しない期間と本発明適用の期間の、それぞれ前半の期間は、コークスと鉱石を、炉頂設置した旋回シュートを用いて炉内に交互に装入する操業形態とし、本発明を適用しない期間と本発明適用の期間の、それぞれ後半の期間は、コークスと、コークスを一部混合した鉱石を、炉頂設置した旋回シュートを用いて炉内に交互に装入する操業形態とした。
It will be described with reference to operation example of applying the present invention to actual blast of 5000 m 3 grade.
FIG. 2 shows an operation transition diagram before and after the application of the present invention. Here, the horizontal axis is the period, and each plot represents the average value for one week. The production volume was kept constant throughout the period, and the coke ratio was adjusted with a constant pulverized coal ratio so that the hot metal temperature and aeration resistance were constant.
In the first half of the period in which the present invention is not applied and the period in which the present invention is applied, coke and ore are alternately charged into the furnace by using a swivel chute installed at the top of the furnace. In the latter half of the period in which the above is not applied and the period in which the present invention is applied, coke and ore in which coke is partially mixed are alternately charged into the furnace using a swivel chute installed at the top of the furnace. did.
本発明を適用する前の期間は、小中塊コークス粒度のオンライン測定を行いながら、従来の操業指標に基づいてコークス装入量の調整によってガス流を制御する操業を行った。
その結果、図２に示す通り、小中塊コークスの粒度変動によってコークス比が大きく上昇する局面が見受けられた。
一方、本発明の適用期間では、コークスと鉱石を交互に装入する操業形態時にはコークスと鉱石のいずれかまたは両方の粒度を、また、コークスと、コークスを一部混合した鉱石を交互に装入する操業形態時には鉱石中に混合するコークスの粒度を、それぞれオンラインで測定した粒度データを用いて、数学モデルで事前にガス流分布を予測し、ガス流変動が抑止されるように装入物の分布調整アクションを行った。
例えば、炉内半径方向のガス流分布において、炉壁側のガス流の上昇が予測された場合は、炉壁側への塊コークス装入比率を減らすとともに鉱石装入比率を増やすことでガス流の上昇を抑制した。ガス流の変動量に対応する塊コークスと鉱石の装入比率の調整量は予め堆積形状の計算を行う数学モデルに登録し、自動で調整できるようにした。ガス流分布を調整するための手段としては、層厚は変えずに塊コークスと鉱石の比率を変更する方法の他に、装入面レベルのプロファイルによっては層厚を部分的に変更して圧損を変化させる方法を併せて用いた。
その結果、同図に示したとおり、本発明を適用した期間中は、小中塊コークスの粒度が変動しても、コークス比の上昇が抑止され、安定的に低コークス比操業を継続することができた。
During the period before the application of the present invention, the gas flow was controlled by adjusting the coke charge amount based on the conventional operation index while performing the online measurement of the small and medium coke particle size.
As a result, as shown in FIG. 2, it was observed that the coke ratio increased significantly due to the change in the particle size of the small and medium coke.
On the other hand, in the application period of the present invention, the particle size of either or both of coke and ore is charged alternately in the operation mode in which coke and ore are charged alternately, and coke and ore in which coke is partially mixed are alternately charged. The particle size of coke mixed in the ore during the operation mode is predicted in advance by a mathematical model using the particle size data measured online, and the charge is used so that the gas flow fluctuation is suppressed. A distribution adjustment action was performed.
For example, in the gas flow distribution in the radial direction inside the furnace, if an increase in the gas flow on the furnace wall side is predicted, the gas flow is reduced by reducing the mass coke charge ratio on the furnace wall side and increasing the ore charge ratio. Suppressed the rise of. The amount of adjustment of the charge ratio of coke and ore corresponding to the fluctuation of gas flow was registered in advance in a mathematical model that calculates the sedimentary shape so that it can be adjusted automatically. As a means for adjusting the gas flow distribution, in addition to the method of changing the ratio of coke and ore without changing the layer thickness, the layer thickness is partially changed depending on the profile of the charging surface level to cause pressure drop. Was also used in combination with the method of changing.
As a result, as shown in the figure, during the period in which the present invention is applied, even if the particle size of the small and medium coke is changed, the increase in the coke ratio is suppressed and the low coke ratio operation is stably continued. I was able to do it.
１ 粒度計
２ 小中塊コークス
３ 小中塊コークスの搬送コンベア
４ 小中塊コークスのホッパー
５ 鉱石中継ホッパー
６ 小中塊コークスの装入ベルトコンベア
７ 炉頂バンカー
８ 旋回シュート
９ 堆積形状測定装置
10 高炉炉体
1
10 Blast furnace body
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