JP7077842B2 - 高炉装入物分布の予測方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents
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Description
先ず、高炉の炉頂から新たに原料を装入し、既存の斜面上に原料が堆積した場合に、当該原料の堆積形状の頂点が斜面上方へ移動するメカニズムについて説明する。図1は、従来のモデル(表面堆積形状を定式化して与えるモデル)における堆積形状の頂点の移動の考え方を示す説明図である。図2は、本実施形態のモデルにおける堆積形状の頂点の移動を示す説明図である。
次に、高炉装入物分布を予測するにあたり、物質移動による堆積形状変化を計算する方法の基本的な考え方について説明する。図3は、本実施形態における堆積形状変化の計算方法を示す説明図である。
r1×Δy1=r2×Δy2 ・・・(1)
Δy2=(r1/r2)×Δy1 ・・・(2)
次に、上述した堆積形状変化の計算の基本的な考え方に基づいてなされた、高炉装入物分布の予測方法について説明する。図6は、本実施形態における高炉装入物分布の予測方法のフロー図である。
一方、ステップS4において、算出傾斜角θCが所定傾斜角θP以下の場合(θC≦θP)、Δyはゼロとなり、原料は移動しない。
なお、本実施形態では、原料を移動させる処理は、すべての隣り合うセルの組み合わせに対して移動量を計算してから同時に行ったが、例えば堆積形状の下方面側から順に行うなど、逐次行っても良い。
なお、本実施形態の高炉装入物分布の予測方法は、高炉への原料装入の方式が、ベルレス式又はベル式のいずれにも適用することができる。
以上の実施形態では、所定傾斜角θPは原料毎に一定値に設定していた。すなわち、炉内のガス流れによる傾斜角変化の影響を考慮せず、所定傾斜角θPを炉半径方向の位置に関わらず一定値に設定していた。後述の方法(炉内のガス流れによる傾斜角変化を考慮する方法)よりも設定が簡易であるし、特に、炉内のガス流れの影響が小さい模型試験の検討に有効となる。
以上の実施形態では、収束条件はΔymaxを基準としたものに設定していたが、これに限定されず、例えば隣り合うセル間の算出傾斜角θCを基準にしてもよい。かかる場合、上記実施形態のステップS6では、例えばすべての隣り合うセルの組み合わせに対する算出傾斜角θCと、所定傾斜角θP(安息角)とを比較する。そして、ステップS6において、すべての算出傾斜角θCが所定傾斜角θP以下になれば、収束条件を満たしたと判定する。一方、所定傾斜角θPより大きい算出傾斜角θCが1つでもあれば、ステップS3に戻って、ステップS3~S5を順次行う。そして、すべての算出傾斜角θCが所定傾斜角θP以下になれば、計算を終了する。このように収束条件として算出傾斜角θCを基準にしても、高炉装入物分布を適切に予測することができる。
以上の実施形態の高炉装入物分布の予測方法は、例えばコンピュータによって実行される。例えばコンピュータはプログラム格納部を有している。プログラム格納部には、上記高炉装入物分布の予測方法を実行するためのプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体からコンピュータにインストールされたものであってもよい。
なお、比較例に用いたモデルの詳細は、Shinroku MATSUZAKI「Estimation of Stack Profile of Burden at Peripheral Zone of Blast Furnance Top」ISIJ International,Vol.43(2003),No.5,pp620-629に開示される通りであり、堆積形状はEq.(1)により、堆積形状の傾斜角はEq.(2)によりそれぞれ与えられる。
11 堆積形状(初期堆積形状)
11a 頂点
11b 下方面
11c 上方面
20 (既に堆積した)原料
21 斜面
C(C1、C2、C3) セル
Claims (10)
- 高炉における装入物分布を予測する方法であって、
炉頂から新たに装入された原料の初期堆積形状を仮定し、当該初期堆積形状を炉半径方向に離散化したセルに分配する第1工程と、
隣り合うセルの高さの差と当該隣り合うセルの間隔とから求まる算出傾斜角を、所定傾斜角と比較する第2工程と、
前記算出傾斜角が前記所定傾斜角よりも大きい場合、前記隣り合うセルのうち高さが高いセルから低いセルに原料を移動させる第3工程と、
収束条件を満たすと判定されるまで、前記第2工程と前記第3工程を繰り返し行う第4工程と、を有することを特徴とする、高炉装入物分布の予測方法。 - 前記第3工程における原料の高さ方向の移動量はα(1/2)Δyで算出されることを特徴とする、請求項1に記載の高炉装入物分布の予測方法。
但し、α:0(ゼロ)より大きく1より小さい緩和係数、Δy:前記所定傾斜角で延伸する直線を基準線とした場合の、前記隣り合うセルの前記基準線からの高さの差 - 前記初期堆積形状は、三角関数、正規分布又は2項分布のいずれかで表されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の高炉装入物分布の予測方法。
- 前記第1工程において、炉頂から新たに装入された1回分の装入量の原料についてまとめて前記初期堆積形状を仮定することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の高炉装入物分布の予測方法。
- 前記第1工程において、炉頂から新たに装入された1回分の装入量の原料を複数回分に分割した量の原料について前記初期堆積形状を仮定することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の高炉装入物分布の予測方法。
- 前記所定傾斜角は、原料毎の一定値に設定されることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の高炉装入物分布の予測方法。
- 前記所定傾斜角は、高炉内のガス流れによる傾斜角変化を考慮し、炉半径方向の位置に応じて異なった値に設定されることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の高炉装入物分布の予測方法。
- 前記収束条件は、前記所定傾斜角で延伸する直線を基準線とした場合の、前記隣り合うセルの前記基準線からの高さの差又は前記隣り合うセル間の前記算出傾斜角が所定値以下であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の高炉装入物分布の予測方法。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の高炉装入物分布の予測方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項9に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
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