JP7193032B1 - 供給熱量推定方法、供給熱量推定装置、及び高炉の操業方法 - Google Patents
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Abstract
本発明に係る供給熱量推定方法は、高炉内に供給される熱量及び高炉内での溶銑の製造速度から高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する供給熱量推定方法であって、炉内通過ガスによる持出顕熱の変化及び炉内通過ガスによって予熱される原料により供給される持ち込み顕熱の変化を推定し、推定された持出顕熱及び持ち込み顕熱の変化を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する推定ステップを含む。
Description
本発明は、高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する供給熱量推定方法、供給熱量推定装置、及び高炉の操業方法に関する。
一般に、高炉を安定的に操業するためには、溶銑温度を所定範囲内に維持する必要がある。詳しくは、溶銑温度が低位になると、溶銑及び溶銑と共に生成されるスラグの粘性が上昇し、出銑口から溶銑やスラグを排出することが困難になる。一方、溶銑温度が高位になると、溶銑中のＳｉ濃度が上昇して溶銑の粘性が上昇するため、溶銑が羽口にまとわりついて羽口を溶損させるリスクが高くなる。このため、高炉を安定的に操業するためには、溶銑温度の変動を抑制する必要がある。このような背景から、高炉内に供給される熱量や溶銑温度を推定する種々の方法が提案されている。具体的には、特許文献１には、目標溶銑温度に対応する炉熱指数基準レベルからの現時点における炉熱指数変位量、目標溶銑温度に対応する炉頂の荷下り速度基準レベルからの現時点における荷下り速度変位量、及び両変位量の溶銑温度への影響時間とから特定時間後の溶銑温度を順次推定し、その推定結果に基づいて溶銑温度変動を小さくするように炉熱制御操作をすることを特徴とする高炉の炉熱制御方法が開示されている。また、特許文献２には、高炉縦方向のガスをサンプリングし、その測定結果から鉱石類の反応速度を推定し、その値を用いてモデルを介して炉内状況を推定し、高炉下部等の熱状態を推定する方法が開示されており、モデルの計算値を用いることにより従来の高炉下部熱収支の計算精度が上がると記載されている。また、特許文献３には、モデルを介して高炉から排出される溶銑の温度を推定すると共に、モデルに用いる主要な反応速度を高炉上部から排出されるガス組成等を考慮して変更することにより炉内反応速度の計算精度向上を図る手段が開示されている。また、特許文献４及び特許文献５には、高炉における送風温度、送風湿度、送風量、微粉炭吹き込み量、及び酸素富化量のうちの少なくともいずれかを含む衝風条件データの実績値と、少なくともソリューションロスカーボン量を含む外乱要因データの実績値と、溶銑温度の実績値と、を含む操業データに基づいて将来の溶銑温度を予測する高炉の溶銑温度予測方法であって、操業データを蓄積するデータ蓄積工程と、データ蓄積工程により蓄積された定常状態時の操業データから定常状態時の溶銑温度を予測する定常状態予測モデルを構築する定常状態予測モデル構築工程と、定常状態予測モデルを低次元化したものであって、データ蓄積工程により蓄積された非定常状態時の操業データから非定常状態時の溶銑温度を予測する非定常状態予測モデルを構築する非定常状態予測モデル構築工程と、構築された定常状態予測モデル及び非定常状態予測モデルから溶銑温度を予測する溶銑温度予測工程と、を備えていることを特徴とする、高炉の溶銑温度予測方法が開示されている。
溶銑温度が大きく変動する可能性が高いタイミングは、高炉内への送風量等の操業度が変化することによって製造される溶銑の量が変化し、高炉内に供給される熱量に対して銑鉄の量が変化したときである。ところが、特許文献１に記載の方法は、操業度の増減によって変化すると考えられる送風顕熱による持出顕熱等の因子を考慮していないために、操業度を大きく変化させたときに銑鉄に供給される熱量を精度よく推定することができない。一方、特許文献２，３に記載の方法では、炉内のガスサンプリングを行っていないタイミングで操業度を大きく変えた場合に反応速度の変化をモデルに反映させることができず、炉熱の予測精度が低下する可能性がある。また、特許文献４及び特許文献５に記載の方法では、過去に蓄積されていない操業変化を行った際に溶銑温度の推定精度が低下すると考えられる。また、このように溶銑温度の推定精度が低い場合、過剰な熱供給となる場合も多く、設備トラブルが懸念される。また、炭素源である還元材の過剰な使用は、二酸化炭素排出量削減の流れからも好ましくない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、操業度が大きく変化した際にも高炉内の銑鉄に供給される熱量を精度よく推定可能な供給熱量推定方法及び供給熱量推定装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、操業度が大きく変化した際にも高炉内の銑鉄に供給される熱量を適正に保ち溶銑温度を所定範囲内に精度よく制御可能な高炉の操業方法を提供することにある。
本発明に係る供給熱量推定方法は、高炉内に供給される熱量及び高炉内での溶銑の製造速度から高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する供給熱量推定方法であって、炉内通過ガスによる持出顕熱の変化及び前記炉内通過ガスによって予熱される原料により供給される持ち込み顕熱の変化を推定し、推定された持出顕熱及び持ち込み顕熱の変化を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する推定ステップを含む。
なお、前記推定ステップは、前記高炉に存在する炉芯コークスに保持される熱量を推定し、推定された炉芯コークスに保持される熱量を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定するステップを含むとよい。
本発明に係る供給熱量推定装置は、高炉内に供給される熱量及び高炉内での溶銑の製造速度から高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する供給熱量推定装置であって、炉内通過ガスによる持出顕熱の変化及び前記炉内通過ガスによって予熱される原料により供給される持ち込み顕熱の変化を推定し、推定された持出顕熱及び持ち込み顕熱の変化を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する推定手段を備える。
なお、前記推定手段は、前記高炉に存在する炉芯コークスに保持される熱量を推定し、推定された炉芯コークスに保持される熱量を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定するとよい。
本発明に係る高炉の操業方法は、本発明に係る供給熱量推定方法によって推定された高炉内の銑鉄に供給される熱量に基づいて高炉内に供給される熱量を制御するステップを含む。
本発明に係る供給熱量推定方法及び供給熱量推定装置によれば、操業度が大きく変化した際にも高炉内の銑鉄に供給される熱量を精度よく推定することができる。また、本発明に係る高炉の操業方法によれば、操業度が大きく変化した際にも高炉内の銑鉄に供給される熱量を適正に保ち溶銑温度を所定範囲内に精度よく制御することができる。
以下、図面を参照して、本発明に係る供給熱量推定方法及び供給熱量推定装置が適用された、本発明の一実施形態である炉熱制御装置の構成及び動作について説明する。
〔構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である炉熱制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である炉熱制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である炉熱制御装置１は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成され、高炉２の下部に設けられている羽口から高炉２内の融体に供給される熱量を制御することによって高炉２内で製造される溶銑の」温度を所定範囲内に制御する。
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である炉熱制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である炉熱制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である炉熱制御装置１は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成され、高炉２の下部に設けられている羽口から高炉２内の融体に供給される熱量を制御することによって高炉２内で製造される溶銑の」温度を所定範囲内に制御する。
このような構成を有する炉熱制御装置１は、以下に示す炉熱制御処理を実行することにより、高炉２の操業度が大きく変化した際にも高炉２内の銑鉄に供給される熱量を精度よく推定し、推定結果を用いて高炉２内の銑鉄に供給される熱量を適正に保ち溶銑温度を所定範囲内に精度よく制御する。以下、図２を参照して、本発明の一実施形態である炉熱制御処理の流れについて説明する。
〔炉熱制御処理〕
図２は、本発明の一実施形態である炉熱制御処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、炉熱制御処理の実行命令が炉熱制御装置１に入力されたタイミングで開始となり、炉熱制御処理は、従来から行われてきた高炉内での反応熱収支（反応生成熱、反応吸熱）、送風顕熱、及びヒートロス（炉体からの抜熱量等）等によって高炉内に供給される熱量を推定するステップＳ１の処理に加え、ステップＳ２、ステップＳ３、好ましくはステップＳ４の処理を追加して行い、これらを統合して供給熱量を推定するステップＳ５の処理に進む。高炉内での反応熱収支（反応生成熱、反応吸熱）、送風顕熱、及びヒートロス（炉体からの抜熱量等）等によって高炉内に供給される熱量を推定するステップＳ１の処理は従来から行われており、この時の供給熱量をＱ０とする。ステップＳ１の処理の好適な例については後述する。
図２は、本発明の一実施形態である炉熱制御処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、炉熱制御処理の実行命令が炉熱制御装置１に入力されたタイミングで開始となり、炉熱制御処理は、従来から行われてきた高炉内での反応熱収支（反応生成熱、反応吸熱）、送風顕熱、及びヒートロス（炉体からの抜熱量等）等によって高炉内に供給される熱量を推定するステップＳ１の処理に加え、ステップＳ２、ステップＳ３、好ましくはステップＳ４の処理を追加して行い、これらを統合して供給熱量を推定するステップＳ５の処理に進む。高炉内での反応熱収支（反応生成熱、反応吸熱）、送風顕熱、及びヒートロス（炉体からの抜熱量等）等によって高炉内に供給される熱量を推定するステップＳ１の処理は従来から行われており、この時の供給熱量をＱ０とする。ステップＳ１の処理の好適な例については後述する。
ステップＳ２の処理では、炉熱制御装置１が、高炉２の下部から上部に抜けるガス（炉内通過ガス）が高炉２の上部に持ち出す顕熱（ガス持出顕熱）Ｑ７を推定する。具体的には、ガス持出顕熱Ｑ７（ＭＪ／ｔ－ｐ：銑鉄（ｐｉｇ ｉｒｏｎ)１トンあたりの熱量である。以下、ｔ－ｐと記載した場合は、銑鉄トン数を示す）は、羽口前で燃焼したガスの推定温度と高炉炉下部上端の温度を表す基準温度との温度差にガスの比熱を乗じることにより算出でき、以下に示す数式（１）により表される。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、ステップＳ５の処理に進む。
ここで、Ｃｉはガス種ｉ（窒素、一酸化炭素、水素）の比熱（ＭＪ／ｍ３／℃）、Ｖｉはボッシュガス中のガス種ｉの流量（ｍ３（ｓ.ｔ.ｐ）／ｍｉｎ）（ｍ３（ｓ.ｔ.ｐ）：０℃、１ａｔｍ（大気圧）での体積）、ＴＦＴは理論燃焼温度（℃）、Ｔｂａｓｅは基準温度（℃）（８００～１２００℃、好ましくは９００～１０００℃）、Ｐｉｇは造銑速度(ｔ－ｐ／ｍｉｎ)、αは高炉２により変更される影響係数を示す。これらの値は、例えば電気通信回線を介して炉熱制御装置１に接続されているプロセスコンピュータ等の上位コンピュータ３から取得することができる。
ステップＳ３の処理では、炉熱制御装置１が、高炉２の上部から下部に供給される原料が高炉２の下部に持ち込む顕熱（原料持ち込み顕熱）Ｑ８を推定する。具体的には、原料持ち込み顕熱Ｑ８（ＭＪ／ｔ－ｐ）は、以下の数式（２）で示されるように融着帯下端の原料温度Ｔ１（＝１４５０～１５００℃）と基準温度Ｔｂａｓｅとの温度差に原料の比熱を乗じることにより算出できる。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、ステップＳ５の処理に進む。
ここで、Ｃｊは原料ｊ（コークス、銑鉄、スラグ）の比熱（ＭＪ／ｋｇ／℃）、Ｒｊは原料ｊの原単位（ｋｇ／ｔ－ｐ）、Ｔ１は融着帯下端の原料温度（℃）、Ｔｂａｓｅは基準温度（℃）、βは高炉２により変更される影響係数を示す。これらの値は、例えば上位コンピュータ３から取得することができる。
ステップＳ４の処理では、炉熱制御装置１が、高炉２の下部に存在する炉芯コークスに保持される熱量（コークス保持熱量）Ｑ９を推定する。具体的には、コークス保持熱量Ｑ９（ＭＪ／ｔ－ｐ）は、溶銑１ｔあたりのコークス原単位から燃焼消費量及びダストとして排出されるカーボン量を減じた値に対して基準温度と理論燃焼温度との差及びコークスの比熱Ｃｃｏｋｅを乗じることで求めることができ、以下に示す数式（３）により表される。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、ステップＳ５の処理に進む。なお、このステップＳ４の処理は省略してもよい。
ここで、Ｃｃｏｋｅはコークスの比熱（ＭＪ／ｋｇ／℃）、ＴＦＴは理論燃焼温度（℃）、Ｔｂａｓｅは基準温度（℃）、ＣＲはコークス比（ｋｇ／ｔ－ｐ）、ＣＲｂｕｒｎは羽口前燃焼カーボン比（送風酸素と調湿により羽口前で消費される酸素量）（ｋｇ／ｔ－ｐ）、ＰＣＲは微粉炭比（ｋｇ／ｔ－ｐ）、ＣｉｎＰＣは微粉炭中のカーボン比率、Ｃｓｏｌはソリューションロスカーボン比（ｋｇ／ｔ－ｐ）、Ｄｕｓｔはダスト比（ｋｇ／ｔ－ｐ）、Ｃｉｎｄｕｓｔはダスト中のカーボン比率、γとδは高炉２により変更される影響係数を示す。これらの値は、例えば上位コンピュータ３から取得することができる。
ステップＳ５の処理では、炉熱制御装置１が、ステップＳ１の処理において推定された供給熱量Ｑ０、ステップＳ２～Ｓ４の処理において推定されたガス持出顕熱Ｑ７、原料持ち込み顕熱Ｑ８、及びコークス保持熱量Ｑ９を用いて高炉２内の銑鉄に供給される熱量を推定する。具体的には、炉熱制御装置１は、以下に示す数式（４）にステップＳ１において推定された供給熱量Ｑ０、ステップＳ２～Ｓ４の処理において推定されたガス持出顕熱Ｑ７、原料持ち込み顕熱Ｑ８、及びコークス保持熱量Ｑ９を代入することにより、高炉２内の銑鉄に供給される熱量に対応する炉熱指数ＴＱ（ＭＪ／ｔ－ｐ）を算出する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、ステップＳ６の処理に進む。なお、ステップＳ４の処理を省略した場合には、コークス保持熱量Ｑ９の値は０とする。
ここで、Ｑ０は、高炉内での反応熱収支（反応生成熱、反応吸熱）、送風顕熱、及びヒートロス（炉体からの抜熱量等）等によって高炉内に供給される熱量を示しており、従来の供給熱量推定で多くの場合に採用されている推定方法を適用可能であるが、好ましい形態として、数式（５）があげられる。
ここで、Ｑ１は、羽口先コークスの燃焼熱（ＭＪ／ｔ－ｐ）を示す。燃焼熱Ｑ１は、単位時間あたりに羽口から高炉に送風した酸素の量から算出されるコークスの燃焼による発熱量をその単位時間で製造される溶銑鉄量で除すことによって算出できる。
また、Ｑ２は、羽口からの送風によって高炉に投入される送風顕熱（ＭＪ／ｔ－ｐ）を示す。送風顕熱Ｑ２は、単位時間あたりの送風量と送風温度の測定値とから単位時間あたりに送風によって高炉に投入される熱量を求め、この値をその単位時間で製造される溶銑鉄量で除すことによって算出できる。
また、Ｑ３は、ソリューションロス反応熱（ＭＪ／ｔ－ｐ）を示す。この値は、例えば、特許文献１で記載のように炉頂ガス成分値からソリューションロスカーボン量を求めることでその反応熱を算出できる。ソリューションロス反応熱Ｑ３は、このソリューションロス反応熱をその単位時間で製造される溶銑鉄量で除すことによって算出できる。
また、Ｑ４は、主に送風に含まれる湿分の分解熱（ＭＪ／ｔ－ｐ）を示す。分解熱Ｑ４は、送風湿分の計測値から求まる分解熱をその単位時間で製造される溶銑鉄量で除すことによって算出できる。
また、Ｑ５は、炉体からのヒートロス（例えば、冷却水による抜熱量）（ＭＪ／ｔ－ｐ）を示す。ヒートロスとして、冷却水による抜熱量を算出する場合、抜熱量Ｑ５は、冷却水の水量と高炉炉体の冷却水の入側と出側の温度差とから冷却水による単位時間あたりの抜熱量を算出し、算出された抜熱量をその単位時間で製造される溶銑鉄量で除すことによって算出できる。
また、Ｑ６は、単位時間に羽口より吹き込まれる還元材の分解熱（ＭＪ／ｔ－ｐ）を示す。分解熱Ｑ６は、分解熱をその単位時間で製造される溶銑鉄量で除すことによって算出できる。
ステップＳ６の処理では、炉熱制御装置１が、ステップＳ５の処理において推定された高炉２内の銑鉄に供給される熱量に基づいて羽口から高炉２内に供給される熱量を制御することにより、高炉２内の銑鉄に供給される熱量を適正に保ち溶銑温度を所定範囲内に制御する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、一連の炉熱制御処理は終了する。
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である炉熱制御処理では、炉熱制御装置１が、炉内通過ガスによる高炉上部への持出顕熱の変化及び炉内通過ガスによって予熱される原料により高炉の下部に供給される持ち込み顕熱の変化を推定し、推定された持出顕熱及び持ち込み顕熱の変化を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定するので、高炉内への送風量等の操業度が大きく変化した際にも高炉内の銑鉄に供給される熱量を精度よく推定することができる。また、これにより、操業度が大きく変化した際にも高炉内の銑鉄に供給される熱量を適正に保ち溶銑温度を所定範囲内に精度よく制御することができる。
〔実施例〕
本願発明を適用した場合の効果を図３を用いて具体的に説明する。図３では、横軸に時間を取り、操業条件として、送風量が大きく変化する状態において、従来の方法で推定した炉熱指数と本願発明を適用して推定した炉熱指数の経時変化を示している。図３（ａ）は、操業条件として、送風量の実績値の経時変化を、送風量のベース値を１．０としたときの送風量比で示している。図３（ｂ）は、溶銑温度の実績値の経時変化を、ベース値を０℃としたときの相対値で示している。図３（ｃ）は、ガスによる抜熱の推定値（Ｑ７）の経時変化を、ガスによる抜熱のベース値を０（ＭＪ／ｔ-ｐ）としたときの相対値で示している。図３（ｄ）は、推定した高炉内への供給熱量（炉熱指数）の経時変化を、炉熱指数のベース値を０（ＭＪ／ｔ-ｐ）としたときの相対値で示している。従来例（比較例）では、上述したＱ１～Ｑ６の値を用いて推定し、本発明例では、Ｑ１～Ｑ９の値を用いて推定した結果を示している。上述したＱ１～Ｑ６の値のみを用いて高炉内への供給熱量を管理した場合、操業度の変化によって変化すると考えられる送風顕熱による持出顕熱等が考慮されていないために、大きく操業度を変化したときに高炉内に供給される熱量を精度よく推定できない。具体的には、図３（ａ）～（ｃ）に示すように送風量が減少することによって溶銑温度が低下して炉内通過ガスによる持出顕熱（ガスによる抜熱）が増加した場合、図３（ｄ）に示すようにＱ１～Ｑ６の値に基づいた従来の炉熱指数（比較例）は増加しており、また、大きく変動している。このため、従来の炉熱指数に従って高炉を操業した場合には、低下する溶銑温度の着熱を行う判断を行うことができず、溶銑温度の低下に伴う溶銑の排出不良が発生する可能性がある。これに対して、本発明の炉熱指数（本発明例）は、送風により増減する熱量を考慮しているので、溶銑温度の低下に伴い減少しており、また、変動も小さい。従って、本発明の炉熱指数に従って高炉を操業した場合には、溶銑温度を所定範囲内に精度よく制御することができる。また、さらに多くのデータを収集し、図４に送風量が大きく減少しているさらに多くのタイミングでの従来の炉熱指数（Ｑ１～Ｑ６で推定）と本発明の炉熱指数（Ｑ１～Ｑ９で推定）を実際の溶銑温度（基準溶銑温度からの差）と対比した結果を示す。図４に示すように、本発明の炉熱指数では、従来の炉熱指数と比較して、炉熱指数と溶銑温度（基準溶銑温度からの差）との間に一定の相関関係を確認できる。また、表１にそれぞれの因子を考慮した際の推定溶銑温度と実績溶銑温度の差の標準偏差をまとめたものを示す。従来の炉熱指数として、Ｑ１～Ｑ６をのみを用いて炉熱指数を推定した場合と比較して、推定にＱ７とＱ８とを追加することで推定精度が向上し（本発明例１）、さらに推定にＱ９を加えることで（本発明例２）、推定精度が向上したことがわかる。これにより、本発明の炉熱指数を用いることにより、高炉内の銑鉄に供給される熱量を適正に保ち溶銑温度を所定範囲内に精度よく制御できることがわかる。
本願発明を適用した場合の効果を図３を用いて具体的に説明する。図３では、横軸に時間を取り、操業条件として、送風量が大きく変化する状態において、従来の方法で推定した炉熱指数と本願発明を適用して推定した炉熱指数の経時変化を示している。図３（ａ）は、操業条件として、送風量の実績値の経時変化を、送風量のベース値を１．０としたときの送風量比で示している。図３（ｂ）は、溶銑温度の実績値の経時変化を、ベース値を０℃としたときの相対値で示している。図３（ｃ）は、ガスによる抜熱の推定値（Ｑ７）の経時変化を、ガスによる抜熱のベース値を０（ＭＪ／ｔ-ｐ）としたときの相対値で示している。図３（ｄ）は、推定した高炉内への供給熱量（炉熱指数）の経時変化を、炉熱指数のベース値を０（ＭＪ／ｔ-ｐ）としたときの相対値で示している。従来例（比較例）では、上述したＱ１～Ｑ６の値を用いて推定し、本発明例では、Ｑ１～Ｑ９の値を用いて推定した結果を示している。上述したＱ１～Ｑ６の値のみを用いて高炉内への供給熱量を管理した場合、操業度の変化によって変化すると考えられる送風顕熱による持出顕熱等が考慮されていないために、大きく操業度を変化したときに高炉内に供給される熱量を精度よく推定できない。具体的には、図３（ａ）～（ｃ）に示すように送風量が減少することによって溶銑温度が低下して炉内通過ガスによる持出顕熱（ガスによる抜熱）が増加した場合、図３（ｄ）に示すようにＱ１～Ｑ６の値に基づいた従来の炉熱指数（比較例）は増加しており、また、大きく変動している。このため、従来の炉熱指数に従って高炉を操業した場合には、低下する溶銑温度の着熱を行う判断を行うことができず、溶銑温度の低下に伴う溶銑の排出不良が発生する可能性がある。これに対して、本発明の炉熱指数（本発明例）は、送風により増減する熱量を考慮しているので、溶銑温度の低下に伴い減少しており、また、変動も小さい。従って、本発明の炉熱指数に従って高炉を操業した場合には、溶銑温度を所定範囲内に精度よく制御することができる。また、さらに多くのデータを収集し、図４に送風量が大きく減少しているさらに多くのタイミングでの従来の炉熱指数（Ｑ１～Ｑ６で推定）と本発明の炉熱指数（Ｑ１～Ｑ９で推定）を実際の溶銑温度（基準溶銑温度からの差）と対比した結果を示す。図４に示すように、本発明の炉熱指数では、従来の炉熱指数と比較して、炉熱指数と溶銑温度（基準溶銑温度からの差）との間に一定の相関関係を確認できる。また、表１にそれぞれの因子を考慮した際の推定溶銑温度と実績溶銑温度の差の標準偏差をまとめたものを示す。従来の炉熱指数として、Ｑ１～Ｑ６をのみを用いて炉熱指数を推定した場合と比較して、推定にＱ７とＱ８とを追加することで推定精度が向上し（本発明例１）、さらに推定にＱ９を加えることで（本発明例２）、推定精度が向上したことがわかる。これにより、本発明の炉熱指数を用いることにより、高炉内の銑鉄に供給される熱量を適正に保ち溶銑温度を所定範囲内に精度よく制御できることがわかる。
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
本発明によれば、操業度が大きく変化した際にも高炉内の銑鉄に供給される熱量を精度よく推定可能な供給熱量推定方法及び供給熱量推定装置を提供することができる。また、本発明によれば、操業度が大きく変化した際にも高炉内の銑鉄に供給される熱量を適正に保ち溶銑温度を所定範囲内に精度よく制御可能な高炉の操業方法を提供することができる。
１ 炉熱制御装置
２ 高炉
３ 上位コンピュータ
２ 高炉
３ 上位コンピュータ
Claims (5)
- 高炉内に供給される熱量及び高炉内での溶銑の製造速度から高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する供給熱量推定方法であって、
炉内通過ガスによる持出顕熱の変化及び前記炉内通過ガスによって予熱される原料により供給される持ち込み顕熱の変化を推定し、推定された持出顕熱及び持ち込み顕熱の変化を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する推定ステップを含み、前記推定ステップは、前記高炉の羽口前で燃焼したガスの推定温度と高炉炉下部上端の温度を表す基準温度との温度差に前記炉内通過ガスの比熱を乗じることにより前記持出顕熱を算出するステップを含む、供給熱量推定方法。 - 前記推定ステップは、前記高炉に存在する炉芯コークスに保持される熱量を推定し、推定された炉芯コークスに保持される熱量を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定するステップを含む、請求項１に記載の供給熱量推定方法。
- 高炉内に供給される熱量及び高炉内での溶銑の製造速度から高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する供給熱量推定装置であって、
炉内通過ガスによる持出顕熱の変化及び前記炉内通過ガスによって予熱される原料により供給される持ち込み顕熱の変化を推定し、推定された持出顕熱及び持ち込み顕熱の変化を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する推定手段を備え、前記推定手段は、前記高炉の羽口前で燃焼したガスの推定温度と高炉炉下部上端の温度を表す基準温度との温度差に前記炉内通過ガスの比熱を乗じることにより前記持出顕熱を算出する、供給熱量推定装置。 - 前記推定手段は、前記高炉に存在する炉芯コークスに保持される熱量を推定し、推定された炉芯コークスに保持される熱量を考慮して高炉内の銑鉄に供給される熱量を推定する、請求項３に記載の供給熱量推定装置。
- 請求項１又は２に記載の供給熱量推定方法によって推定された高炉内の銑鉄に供給される熱量に基づいて高炉内に供給される熱量を制御するステップを含む、高炉の操業方法。
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| 羽田野道春 他: "溶銑温度制御のための高炉数式モデル", 鉄と鋼, vol. 第67年(1981)第3号, JPN6022001870, 1 March 1981 (1981-03-01), JP, pages 518 - 527, ISSN: 0004869636 * |
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