JP7393636B2 - How to operate a blast furnace - Google Patents

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Description

本発明は、高炉の操業方法に関する。 The present invention relates to a method of operating a blast furnace.

高炉の炉内には、鉱石層とコークス層とが交互に積層されており、高炉装入物の堆積形状は高炉の操業に非常に大きな影響を与える。高炉装入物の堆積形状は炉径方向における層厚比分布を測定することにより管理される。ここで、層厚比は、鉱石層及びコークス層の合計層厚に対する鉱石層の炉高方向における厚みの比のことであり、以下Lo/(Lo+Lc)とも表記する。 Inside the blast furnace, ore layers and coke layers are alternately stacked, and the stacked shape of the blast furnace charge has a very large effect on the operation of the blast furnace. The stacked shape of blast furnace charge is controlled by measuring the layer thickness ratio distribution in the radial direction of the furnace. Here, the layer thickness ratio is the ratio of the thickness of the ore layer in the furnace height direction to the total layer thickness of the ore layer and the coke layer, and is hereinafter also expressed as Lo/(Lo+Lc).

従来、実炉では2次元プロフィールメータを用いた所定炉径方向の層厚比分布だけを検出していたため、所定炉径方向の層厚比分布が目標堆積形状を満足する一方で、所定炉径方向とは異なる他の炉径方向における層厚比分布が目標堆積形状を満足しない場合があった。 Conventionally, in actual furnaces, only the layer thickness ratio distribution in the predetermined furnace radial direction was detected using a two-dimensional profile meter, so while the layer thickness ratio distribution in the predetermined furnace radial direction satisfied the target deposition shape, In some cases, the layer thickness ratio distribution in the other radial direction of the furnace did not satisfy the target deposition shape.

そこで近年、3次元プロフィールメータ、すなわち、炉径方向の層厚比分布を炉周方向の複数箇所で測定できるプロフィールメータが提案されている(例えば、特許文献1)。3次元プロフィールメータによれば、炉径方向の層厚比分布を炉周方向における複数の位置で測定することが可能になるが、3次元プロフィールメータによる測定結果を利用した高炉の操業方法については、十分な検討がなされていない。 Therefore, in recent years, a three-dimensional profile meter, that is, a profile meter that can measure the layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction at multiple locations in the furnace circumferential direction has been proposed (for example, Patent Document 1). According to the 3D profile meter, it is possible to measure the layer thickness ratio distribution in the radial direction of the furnace at multiple positions in the circumferential direction of the furnace. , has not been sufficiently investigated.

特許第5391458号公報Patent No. 5391458

具体的には、複数算出された層厚比分布を用いて炉周方向の平均的な層厚比分布を算出し、2次元プロフィールメータにより算出される単一の層厚比分布と同様の方法によって高炉原料の装入方法の変更を検討するか、その他の方法により高炉原料の装入方法の変更を検討するか、について、十分な検討がなされていなかった。本発明は、炉周方向における複数の位置で算出された層厚比分布を、装入方法の検討に適切に反映して利用するための高炉の操業方法を提供することを目的とする。 Specifically, the average layer thickness ratio distribution in the circumferential direction is calculated using multiple calculated layer thickness ratio distributions, and the method is similar to that of a single layer thickness ratio distribution calculated by a two-dimensional profile meter. Sufficient consideration had not been given as to whether to consider changing the charging method of blast furnace raw materials by using a different method or by using some other method. An object of the present invention is to provide a blast furnace operating method for appropriately reflecting and utilizing the layer thickness ratio distribution calculated at a plurality of positions in the furnace circumferential direction when considering a charging method.

上記課題を解決するために、本発明に係る高炉の操業方法は、鉱石層とコークス層との合計層厚に対する鉱石層の厚みの比である層厚比の、炉径方向における分布を示す層厚比分布を、3次元プロフィールメータにより、炉周方向所定角度毎に測定する第1ステップと、前記第1ステップで算出した各前記層厚比分布のそれぞれについて、所定パラメータを算出する第2ステップと、前記第2ステップで算出した複数の前記所定パラメータのうち所定割合以上が所定目標範囲内に収まるか否かを判定する第3ステップと、前記所定目標範囲内に収まる前記所定パラメータの割合が前記所定割合未満であるとき、高炉原料の装入方法を変更する第4ステップと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the method of operating a blast furnace according to the present invention provides a layer showing a distribution in the furnace radial direction of a layer thickness ratio, which is the ratio of the thickness of the ore layer to the total layer thickness of the ore layer and the coke layer. A first step of measuring the thickness ratio distribution at each predetermined angle in the furnace circumferential direction using a three-dimensional profile meter, and a second step of calculating a predetermined parameter for each of the layer thickness ratio distributions calculated in the first step. and a third step of determining whether or not a predetermined percentage or more of the plurality of predetermined parameters calculated in the second step falls within a predetermined target range; The present invention is characterized by comprising a fourth step of changing the charging method of the blast furnace raw material when the ratio is less than the predetermined ratio.

本発明によれば、炉周方向において複数算出された炉径方向の層厚比分布について、所定のパラメータをそれぞれ算出し、炉周方向において複数算出されるパラメータのうち、所定の目標範囲内に収まるものの割合を用いて、装入方法の変更要否を検討することができる。これにより、高炉装入物の堆積形状の、炉全体での傾向を適切に管理することができる。例えば、ある炉周方向における層厚比分布が、3次元プロフィールメータの不具合のほか、小規模な吹き抜けや装入装置の異常などの理由により、他の炉周方向と大きく異なる層厚比分布を示したとしても、その炉周方向における層厚比分布の測定結果の影響を受けることなく、装入方法の変更要否を検討することができる。このとき、仮に、複数算出された層厚比分布から炉全体の平均的な層厚比分布を算出して管理していた場合、高炉装入物の堆積形状の炉全体での傾向を適切に管理することは難しい。 According to the present invention, predetermined parameters are calculated for each of the layer thickness ratio distributions in the furnace radial direction calculated in plurality in the furnace circumferential direction, and a predetermined target range is set among the plurality of parameters calculated in the furnace circumferential direction. Using the proportion of items that can be accommodated, it is possible to consider whether or not the charging method needs to be changed. Thereby, it is possible to appropriately manage the tendency of the piled shape of the blast furnace charge throughout the furnace. For example, the layer thickness ratio distribution in a certain circumferential direction may be significantly different from that in other circumferential directions due to problems with the three-dimensional profile meter, small-scale blow-throughs, abnormalities in the charging equipment, etc. Even if shown, it is possible to consider whether or not to change the charging method without being influenced by the measurement results of the layer thickness ratio distribution in the circumferential direction. At this time, if the average layer thickness ratio distribution of the entire furnace was calculated and managed from the layer thickness ratio distributions calculated multiple times, the tendency of the pile shape of the blast furnace charge over the entire furnace could be appropriately determined. Difficult to manage.

ベルレス式高炉の炉上部の概略図である。It is a schematic diagram of the furnace upper part of a bellless type blast furnace. 良好な層厚比分布の一例を示す分布図である。It is a distribution map which shows an example of favorable layer thickness ratio distribution. 良好でない層厚比分布の一例を示す分布図である。FIG. 2 is a distribution diagram showing an example of an unfavorable layer thickness ratio distribution. コークス比CRと第1パラメータとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between coke ratio CR and a 1st parameter. コークス比CRと第2パラメータとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between coke ratio CR and a 2nd parameter. 第1パラメータを用いた実施形態を示すフローチャートである。It is a flow chart showing an embodiment using a first parameter. 第2パラメータを用いた実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an embodiment using a 2nd parameter. 鉱石の装入位置を調整する前後の、第1パラメータの変化を示すグラフである(1/3ベルレス試験装置により測定)。It is a graph showing the change in the first parameter before and after adjusting the ore charging position (measured with a 1/3 bellless test device). 鉱石の装入位置を調整する前後の、第2パラメータの変化を示すグラフである(1/3ベルレス試験装置により測定)。It is a graph showing the change in the second parameter before and after adjusting the ore charging position (measured by a 1/3 bellless test device).

(第1実施形態)
以下、図面を参照しながら、本実施形態の高炉の操業方法について説明する。図1は、本実施形態において対象とする高炉の一例である、ベルレス式高炉の炉上部の概略図である。ベルトコンベア3は、高炉原料(コークス及び鉱石)を炉頂に向かって運び上げる。ベルトコンベア3の終端部に到達した高炉原料は、不図示の切替シュートを介して、一定の周期で固定ホッパー4a、4bに交互に装入される。例えば、コークスを固定ホッパー4aに装入し、鉱石を固定ホッパー4bに装入することができる。
(First embodiment)
Hereinafter, a method of operating a blast furnace according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of the upper part of a bellless blast furnace, which is an example of a blast furnace targeted in this embodiment. The belt conveyor 3 carries the blast furnace raw materials (coke and ore) toward the top of the furnace. The blast furnace raw material that has reached the terminal end of the belt conveyor 3 is alternately charged into the fixed hoppers 4a and 4b at regular intervals via a switching chute (not shown). For example, coke can be charged into the fixed hopper 4a and ore can be charged into the fixed hopper 4b.

固定ホッパー4a、4bにそれぞれ装入されたコークス及び鉱石は、固定ホッパー4a、4bの下端部にある不図示の流調ゲートの開度に応じて貯留ホッパー7に一定の周期で交互に装入される。貯留ホッパー7に装入された高炉原料は、貯留ホッパー7の下端部にある流調ゲート8から旋回シュート5に向かって落下排出される。旋回シュート5が炉高方向に延びる回転軸RA周りに回転することによって、鉱石及びコークスを交互に炉内に装入することができる。これにより、鉱石層及びコークス層が交互に積層された高炉充填層を炉内に形成することができる。なお、鉱石とは鉄源を含有する原料をいい、焼結鉱のほか、塊鉱石や含炭塊成鉱などを含む。なおまた、鉱石層は鉱石以外のもの(例えば小塊コークス)を含んでもよく、コークス層もコークス以外のものを含んでいてもよい。また、高炉原料とは、鉱石及びコークスを含む、高炉の炉頂から装入されるすべての原料をいう。 The coke and ore charged into the fixed hoppers 4a and 4b are alternately charged into the storage hopper 7 at regular intervals according to the opening degree of the flow control gate (not shown) located at the lower end of the fixed hoppers 4a and 4b. be done. The blast furnace raw material charged into the storage hopper 7 is discharged from a flow control gate 8 at the lower end of the storage hopper 7 toward the rotating chute 5 . By rotating the rotating chute 5 around a rotation axis RA extending in the direction of the furnace height, ore and coke can be alternately charged into the furnace. Thereby, a blast furnace packed bed in which ore layers and coke layers are alternately stacked can be formed in the furnace. Note that ore refers to a raw material containing an iron source, and includes lump ore, carbon-containing agglomerate, etc. in addition to sintered ore. Furthermore, the ore layer may contain something other than ore (for example, small coke), and the coke layer may also contain something other than coke. In addition, blast furnace raw materials refer to all raw materials charged from the top of a blast furnace, including ore and coke.

旋回シュート5の傾動角θは可変であり、本実施形態では、傾動角θを徐々に小さくしながら旋回シュート5を旋回させる、いわゆる順傾動と称される装入方法によって高炉原料が装入される。この場合、炉壁側から炉中心側に向かって高炉原料が装入される。図1において、炉壁側から炉中心側に向かって鉱石層及びコークス層の表面プロフィールが低くなる、いわゆるすり鉢形状の堆積形状が形成されている。 The tilting angle θ of the rotating chute 5 is variable, and in this embodiment, the blast furnace raw material is charged by a charging method called forward tilting, in which the rotating chute 5 is rotated while gradually decreasing the tilting angle θ. Ru. In this case, the blast furnace raw material is charged from the furnace wall side toward the furnace center side. In FIG. 1, the surface profile of the ore layer and the coke layer decreases from the furnace wall side toward the furnace center, forming a so-called mortar-shaped pile shape.

図2を参照しながら、良好な層厚比分布について説明する。図2において、縦軸は、鉱石層及びコークス層の合計層厚に対する鉱石層の厚みの比、すなわち層厚比を示しており、鉱石層の厚みをLo、コークス層の厚みをLcとすると、層厚比は、Lo/(Lo+Lc)として表される。図2において、横軸は炉中心からの距離を示し、炉中心位置を0、炉壁位置を1とした無次元距離(以下、炉口無次元半径という)で示す。 A favorable layer thickness ratio distribution will be explained with reference to FIG. 2. In FIG. 2, the vertical axis indicates the ratio of the thickness of the ore layer to the total thickness of the ore layer and the coke layer, that is, the layer thickness ratio. If the thickness of the ore layer is Lo and the thickness of the coke layer is Lc, The layer thickness ratio is expressed as Lo/(Lo+Lc). In FIG. 2, the horizontal axis indicates the distance from the furnace center, expressed as a dimensionless distance (hereinafter referred to as the dimensionless radius of the furnace mouth) with the furnace center position as 0 and the furnace wall position as 1.

層厚比分布は、種々提案される公知のプロフィールメータによって測定される、鉱石層及びコークス層の表面プロフィールから、公知の方法によって算出される。図2(及び後述する図3)において、層厚比分布は各層の装入が完了した直後の表面プロフィールを用いて算出され、当該層の次に装入される高炉原料による崩落の影響を考慮しないが、層厚比分布の算出方法は、特に限定されない。 The layer thickness ratio distribution is calculated by a known method from the surface profiles of the ore layer and the coke layer, which are measured by various proposed known profile meters. In Figure 2 (and Figure 3, which will be described later), the layer thickness ratio distribution is calculated using the surface profile immediately after the charging of each layer is completed, and the influence of collapse due to the blast furnace raw material charged next to that layer is taken into account. However, the method for calculating the layer thickness ratio distribution is not particularly limited.

高炉の操業において、炉径方向の層厚比分布には理想的な分布があり、原料性状その他の操業緒元によって高炉毎に目標とする層厚比分布(以下、目標層厚比分布ともいう)が定められている。図2は、目標層厚比分布の一例である。 In the operation of a blast furnace, there is an ideal layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction, and a target layer thickness ratio distribution (hereinafter also referred to as target layer thickness ratio distribution) is determined for each blast furnace depending on the raw material properties and other operational parameters. ) has been established. FIG. 2 is an example of the target layer thickness ratio distribution.

高炉の炉下部において、炉内ガスはコークス層を優先的に通って炉上部へ上昇する。このため、炉内ガスは層厚比の小さいところに流れやすい。 In the lower part of the blast furnace, the furnace gas preferentially passes through the coke layer and rises to the upper part of the furnace. Therefore, the furnace gas tends to flow to areas where the layer thickness ratio is small.

ところで、高炉の炉壁は設備保護のために冷却されている。炉壁部に存在する鉱石を速やかに還元・溶融させるためには、炉中間部よりも多く炉内ガスを流さなければならず、炉壁部の層厚比は炉中間部の層厚比よりも小さくすることが好ましい。一方、炉壁部の層厚比を小さくし過ぎると、炉壁部に過剰にガスが流れて還元効率が悪化するため、還元材比が上昇することとなり好ましくない。よって、炉壁部と炉中間部の層厚比については、適切な関係があると考えられる。 By the way, the furnace wall of a blast furnace is cooled to protect the equipment. In order to quickly reduce and melt the ore existing in the furnace wall, it is necessary to flow more gas in the furnace than in the middle part of the furnace, and the layer thickness ratio of the furnace wall part is smaller than that of the middle part of the furnace. It is also preferable to make it smaller. On the other hand, if the layer thickness ratio of the furnace wall is made too small, excessive gas will flow to the furnace wall, reducing the reduction efficiency and thus increasing the reducing agent ratio, which is not preferable. Therefore, it is considered that there is an appropriate relationship between the layer thickness ratio between the furnace wall portion and the furnace middle portion.

炉径方向の層厚比分布が理想的な分布となっているか否かは、層厚比分布から算出される所定のパラメータにより判定することができる。この所定のパラメータは、堆積形状を評価するための所定の評価パラメータと言い換えることができる。例えば、炉中間部における層厚比の最大値(図2中P1点)と炉壁部における層厚比の最小値(図2中P2点)との差(以下、第1パラメータともいう)を、所定のパラメータとして用いることができる。この第1パラメータが0.40以下であるとき、上述した好ましい炉内ガスの流れを形成することができ、良好な層厚比分布となっていると考えることができる。以下、炉中間部における層厚比の最大値を炉中間部最大層厚比といい、炉壁部における層厚比の最小値を炉壁部最小層厚比という。第1パラメータの目標範囲(以下、第1目標範囲ともいう)を0.40以下とした理由は後述する。なお、第1目標範囲が0.40以下であるとは、第1目標範囲の上限値が0.40であることを意味する。 Whether or not the layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction is an ideal distribution can be determined based on a predetermined parameter calculated from the layer thickness ratio distribution. This predetermined parameter can be rephrased as a predetermined evaluation parameter for evaluating the deposition shape. For example, the difference (hereinafter also referred to as the first parameter) between the maximum value of the layer thickness ratio in the middle part of the furnace (point P1 in Figure 2) and the minimum value of the layer thickness ratio in the furnace wall part (point P2 in Figure 2) is , can be used as a predetermined parameter. When this first parameter is 0.40 or less, it is possible to form the above-mentioned preferable flow of gas in the furnace, and it can be considered that a favorable layer thickness ratio distribution is obtained. Hereinafter, the maximum value of the layer thickness ratio in the furnace middle part will be referred to as the furnace middle part maximum layer thickness ratio, and the minimum value of the layer thickness ratio in the furnace wall part will be referred to as the furnace wall part minimum layer thickness ratio. The reason why the target range of the first parameter (hereinafter also referred to as the first target range) is set to 0.40 or less will be described later. Note that the first target range being 0.40 or less means that the upper limit of the first target range is 0.40.

また例えば、炉中間部における層厚比の平均値に対する炉壁部における層厚比の平均値の比(以下、第2パラメータともいう)を、所定のパラメータとして用いることができる。この第2パラメータが0.77以上であるとき、上述した好ましい炉内ガスの流れを形成することができ、良好な層厚比分布となっていると考えることができる。以下、炉中間部における層厚比の平均値を炉中間部平均層厚比といい、炉壁部における層厚比の平均値を炉壁部平均層厚比という。なお、炉中間部平均層厚比、及び、炉壁部平均層厚比は、それぞれ算術平均値とすることができる。第2パラメータの目標範囲(以下、第2目標範囲ともいう)を0.77以上とした理由は後述する。なお、第2目標範囲が0.77以上であるとは、第2目標範囲の下限値が0.77であることを意味する。 Further, for example, the ratio of the average value of the layer thickness ratio in the furnace wall portion to the average value of the layer thickness ratio in the furnace middle portion (hereinafter also referred to as the second parameter) can be used as the predetermined parameter. When this second parameter is 0.77 or more, it is possible to form the above-mentioned preferable flow of gas in the furnace, and it can be considered that a favorable layer thickness ratio distribution is obtained. Hereinafter, the average value of the layer thickness ratio in the furnace middle part will be referred to as the furnace middle part average layer thickness ratio, and the average value of the layer thickness ratio in the furnace wall part will be referred to as the furnace wall part average layer thickness ratio. Note that the furnace middle portion average layer thickness ratio and the furnace wall portion average layer thickness ratio can each be an arithmetic mean value. The reason why the target range of the second parameter (hereinafter also referred to as second target range) is set to 0.77 or more will be described later. Note that the second target range being 0.77 or more means that the lower limit of the second target range is 0.77.

図3は、良好でない層厚比分布の一例を示す。図3に示すように、炉壁部に装入する鉱石量が少ない場合、炉壁部最小層厚比が低下したり、炉壁部平均層厚比が低下したりする。よって、第1パラメータが第1目標範囲(0.40以下)を超えてしまったり、第2パラメータが第2目標範囲(0.77以上)を下回ってしまったりする。 FIG. 3 shows an example of an unfavorable layer thickness ratio distribution. As shown in FIG. 3, when the amount of ore charged into the furnace wall is small, the minimum layer thickness ratio of the furnace wall decreases, and the average layer thickness ratio of the furnace wall decreases. Therefore, the first parameter may exceed the first target range (0.40 or less), or the second parameter may fall below the second target range (0.77 or more).

なお、炉壁部と炉中間部との境は、炉口無次元半径:0.6~0.9の範囲内から適宜選択することができる。炉中心部と炉中間部との境は、炉口無次元半径:0.1~0.35の範囲内から適宜選択することができる。炉壁部と炉中間部との境、及び、炉中心部と炉中間部との境は、目標層厚比分布に応じて定めることができる。本実施形態においては炉口無次元半径で0.3以上0.7未満の範囲を炉中間部と定義し、炉口無次元半径で0.7以上1.0以下の範囲を炉壁部と定義する。 Incidentally, the boundary between the furnace wall portion and the furnace middle portion can be appropriately selected within the range of the dimensionless radius of the furnace mouth: 0.6 to 0.9. The boundary between the furnace center and the furnace middle can be appropriately selected within the range of the dimensionless radius of the furnace mouth: 0.1 to 0.35. The boundary between the furnace wall portion and the furnace middle portion, and the boundary between the furnace center portion and the furnace middle portion can be determined according to the target layer thickness ratio distribution. In this embodiment, the range of 0.3 or more and less than 0.7 in the dimensionless radius of the furnace mouth is defined as the furnace middle part, and the range of 0.7 or more and 1.0 or less in the furnace mouth dimensionless radius is defined as the furnace wall part. Define.

図4に、コークス比(CR)と第1パラメータの関係を示す。図4中のプロットは、炉容積4000m級の高炉の2週間分の操業実績から求めた、コークス比(CR)と第1パラメータである。図4において、第1パラメータは、ある炉周方向に設置されたプロフィールメータの測定結果から算出した値である。図4によれば、第1パラメータが大きくなるとコークス比が高くなる傾向が見て取れ、第1パラメータが0.40を超えると、コークス比が300kg/tを超える。よって、第1パラメータが0.40以下になるように、すなわち、第1パラメータが第1目標範囲に入るように層厚比分布を制御することにより、操業を安定させ、コークス比を低位に維持することができると考えられる。 FIG. 4 shows the relationship between the coke ratio (CR) and the first parameter. The plot in FIG. 4 shows the coke ratio (CR) and the first parameter, which were determined from two weeks of operation results of a class 3 blast furnace with a furnace capacity of 4000 m. In FIG. 4, the first parameter is a value calculated from the measurement results of a profile meter installed in a certain circumferential direction of the furnace. According to FIG. 4, it can be seen that the coke ratio tends to increase as the first parameter increases, and when the first parameter exceeds 0.40, the coke ratio exceeds 300 kg/t. Therefore, by controlling the layer thickness ratio distribution so that the first parameter is 0.40 or less, that is, so that the first parameter is within the first target range, the operation can be stabilized and the coke ratio can be maintained at a low level. It is thought that it is possible to do so.

図5に、コークス比(CR)と第2パラメータの関係を示す。図5中のプロットは、炉容積4000m級の高炉の2週間分の操業実績から求めた、コークス比(CR)と第2パラメータである。図5において、第2パラメータは、ある炉周方向に設置されたプロフィールメータの測定結果から算出した値である。図5によれば、第2パラメータが小さくなるとコークス比が高くなる傾向が見て取れ、第2パラメータが0.77未満になると、コークス比が300kg/tを超える。よって、第2パラメータが0.77以上になるように、すなわち、第2パラメータが第2目標範囲に入るように層厚比分布を制御することにより、操業を安定させ、コークス比を低位に維持することができると考えられる。 FIG. 5 shows the relationship between the coke ratio (CR) and the second parameter. The plots in FIG. 5 are the coke ratio (CR) and the second parameter, which were determined from two weeks of operation results of a class 3 blast furnace with a furnace capacity of 4000 m. In FIG. 5, the second parameter is a value calculated from the measurement results of a profile meter installed in a certain circumferential direction of the furnace. According to FIG. 5, it can be seen that the coke ratio tends to increase as the second parameter becomes smaller, and when the second parameter becomes less than 0.77, the coke ratio exceeds 300 kg/t. Therefore, by controlling the layer thickness ratio distribution so that the second parameter is 0.77 or more, that is, so that the second parameter is within the second target range, the operation can be stabilized and the coke ratio can be maintained at a low level. It is thought that it is possible to do so.

以上の通り、本発明者等は、ある高炉の操業実績から、コークス比が低位で安定していた操業安定期について、第1パラメータ及び第2パラメータの適正範囲を求め、第1目標範囲及び第2目標範囲を設定した。
そして、3次元プロフィールメータによる測定結果について、それらの所定パラメータ及び所定目標範囲を利用することにより、当該測定結果を、装入方法の検討に適切に反映して利用することができると考えた。
As described above, the present inventors determined the appropriate ranges of the first and second parameters for the stable operation period when the coke ratio was low and stable based on the operating results of a certain blast furnace, and determined the first target range and the second parameter. Two target ranges were set.
We also thought that by using the predetermined parameters and predetermined target ranges of the measurement results obtained by the three-dimensional profile meter, the measurement results could be appropriately reflected and used in the examination of the charging method.

具体的には、炉周方向の複数位置で算出された層厚比分布のそれぞれについて所定パラメータを算出し、これら複数の所定パラメータのうち所定目標範囲内に収まる方位の数が所定割合以上となるように、高炉を操業する。
これにより、3次元プロフィールメータによる測定結果を、装入方法の検討に適切に反映して利用することができ、炉全体において理想とする層厚比分布を実現し、理想的な炉内ガスの流れを実現することが可能となる。炉全体で層厚比分布を管理・制御することにより、ひいては炉全体において高効率化を図ることができ、安定操業を実現してさらなる低コークス比・低還元材比操業が可能となる。
Specifically, predetermined parameters are calculated for each of the layer thickness ratio distributions calculated at multiple positions in the circumferential direction, and the number of directions that fall within a predetermined target range among these multiple predetermined parameters is equal to or greater than a predetermined ratio. As in, operating a blast furnace.
As a result, the measurement results obtained by the three-dimensional profile meter can be appropriately reflected and used in the examination of the charging method, realizing the ideal layer thickness ratio distribution throughout the furnace, and achieving the ideal gas distribution in the furnace. It becomes possible to realize the flow. By managing and controlling the layer thickness ratio distribution throughout the furnace, it is possible to increase the efficiency of the entire furnace, achieving stable operation, and enabling operation with even lower coke ratios and lower reducing agent ratios.

ここで、層厚比分布は炉周方向の複数位置で測定され、好ましくは少なくとも8つ以上の炉周方向において測定される。また、好ましくは、炉周方向の所定角度間隔毎に測定される。層厚比分布を算出する所定角度間隔は好ましくは45°以下であり、例えば10°に設定することができる。角度間隔を小さくするほど、炉径方向における層厚比分布をより正確に把握することができる。ただし、角度間隔を過度に小さくすると、データ量が膨大となるため、処理が煩雑となる。 Here, the layer thickness ratio distribution is measured at a plurality of positions in the circumferential direction of the furnace, preferably at least eight or more positions in the circumferential direction of the furnace. Further, preferably, the measurement is performed at predetermined angular intervals in the circumferential direction of the furnace. The predetermined angular interval for calculating the layer thickness ratio distribution is preferably 45° or less, and can be set to 10°, for example. The smaller the angular interval, the more accurately the layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction can be grasped. However, if the angular interval is made too small, the amount of data becomes enormous and processing becomes complicated.

所定目標範囲内に収まる所定パラメータの割合の閾値である「所定割合」は、好ましくは5割であり、より好ましくは8割である。所定割合が5割未満になると、理想的な層厚比分布が形成されない方位が増加して、操業変動を招くおそれがある。 The "predetermined percentage" which is a threshold value of the percentage of the predetermined parameter falling within the predetermined target range is preferably 50%, more preferably 80%. When the predetermined ratio is less than 50%, the number of orientations in which an ideal layer thickness ratio distribution is not formed increases, which may lead to operational fluctuations.

所定目標範囲内に収まる所定パラメータの割合が所定割合未満であるとき、高炉原料の装入方法を変更する必要がある。高炉原料の装入方法を変更する際は、例えば鉱石の装入方法を変更して鉱石の装入位置を調整してもよく、コークスの装入方法を変更してコークスの装入位置を調整してもよく、いずれの方法であっても、層厚比分布を調整することができる。なお、鉱石及びコークス双方の装入位置を調整してもよい。 When the percentage of the predetermined parameter falling within the predetermined target range is less than the predetermined percentage, it is necessary to change the charging method of the blast furnace raw material. When changing the charging method of blast furnace raw materials, for example, the ore charging method may be changed to adjust the ore charging position, or the coke charging method may be changed to adjust the coke charging position. Either method can adjust the layer thickness ratio distribution. Note that the charging positions of both ore and coke may be adjusted.

本発明の対象とする高炉が、図1に示すようなベルレス式装入装置を備える場合、旋回シュートの傾動角、旋回数及び旋回速度の少なくともいずれか一つを変更することにより、高炉原料の装入方法を変更することができる。例えば、鉱石の装入位置を調整する際には、鉱石ダンプにおける、あるノッチの旋回数を変更することができる。より具体的には、図3のごとく炉壁部に装入する鉱石量が少ないために、所定目標範囲内に収まる所定パラメータの割合が所定割合未満となっているとき、鉱石の装入位置を外振りに変更する。例えば、鉱石ダンプのノッチパターンが「2ノッチから8ノッチまで2旋回ずつ」であったとき、ノッチパターンを「1ノッチから7ノッチまで2旋回ずつ」に変更することにより、炉壁部に装入する鉱石量を増やし、第1パラメータ及び第2パラメータを改善することができる。また、コークスの装入位置を内振りに変更してもよい。 When the blast furnace to which the present invention is applied is equipped with a bellless charging device as shown in Fig. 1, the blast furnace raw material can be The charging method can be changed. For example, when adjusting the ore charging position, the number of turns of a certain notch in the ore dump can be changed. More specifically, as shown in Fig. 3, when the amount of ore charged into the furnace wall is small and the ratio of the predetermined parameters falling within the predetermined target range is less than the predetermined ratio, the ore charging position is changed. Change to outside swing. For example, when the notch pattern of an ore dump is "2 turns from 2 notches to 8 notches", by changing the notch pattern to "2 turns from 1 notch to 7 notches", charging into the furnace wall is possible. It is possible to increase the amount of ore to be used and improve the first parameter and the second parameter. Further, the coke charging position may be changed to an internal direction.

本発明は、高炉原料を、最下段のベル(大ベル)ホッパーから交互に切り出すと共に、炉口周壁部の円周方向に多数設けられたムーバブルアーマーのストロークを調整し、アーマープレートに衝突・反射させることにより、炉内に高炉原料を充填するベル式高炉にも適用することができる。
本発明の対象とする高炉がベル式装入装置を備える場合、大ベルの開度、大ベルの開速度、及びムーバブルアーマーのストロークの少なくともいずれか一つを変更することにより、高炉原料(鉱石及び/又はコークス)の装入方法を変更することができる。例えば、ムーバブルアーマーのストロークを小さくして鉱石の装入位置を外側に変更することができる。
In this invention, blast furnace raw materials are alternately cut out from the bottom bell (large bell) hopper, and the strokes of movable armors provided in large numbers in the circumferential direction of the wall around the furnace mouth are adjusted to collide and reflect against the armor plate. By doing so, it can also be applied to a bell-type blast furnace in which the furnace is filled with blast furnace raw material.
When the blast furnace targeted by the present invention is equipped with a bell-type charging device, by changing at least one of the opening degree of the large bell, the opening speed of the large bell, and the stroke of the movable armor, and/or coke) charging method can be changed. For example, by reducing the stroke of the movable armor, the ore charging position can be changed to the outside.

また、ベルレス式高炉であるかベル式高炉であるかを問わず、炉内に堆積した高炉原料の高さを管理する管理ラインを調整することにより、高炉原料の装入方法を変更することもできる。
高炉に装入された高炉原料は充填層を形成し、この充填層の管理位置(例えば炉壁から数十cmの位置)が所定の管理ラインまで荷下がりしたときに、新しい高炉原料が炉内に装入される。この管理ラインを調整すること、具体的には、鉱石を装入する前の管理ラインを下げて鉱石層の装入位置を外側にすること、及び/又は、コークスを装入する前の管理ラインを上げてコークスの装入位置を内側にすること、によって、第1パラメータ及び第2パラメータを改善することが出来る。
In addition, regardless of whether it is a bell-less blast furnace or a bell-type blast furnace, it is possible to change the charging method of blast furnace raw materials by adjusting the control line that controls the height of the blast furnace raw materials accumulated in the furnace. can.
Blast furnace raw materials charged into the blast furnace form a packed bed, and when the control position of this packed bed (for example, a position several tens of cm from the furnace wall) is unloaded to a predetermined control line, new blast furnace raw materials are added into the furnace. is charged into the Adjusting this control line, specifically, lowering the control line before charging ore so that the charging position of the ore layer is outside, and/or the control line before charging coke The first parameter and the second parameter can be improved by increasing the coke charging position to the inside.

管理ラインは、例えば、ストックライン(SL)の数十cm~数m下に設定することができる。ストラックライン(SL)は、ベルレス式高炉の場合、例えば、傾動角θを最小値(θ≒0)に設定した旋回シュートの下端から数十cm下方の位置と定義することができる。または、鉱石受け金物の上端から数十cm~数m上をストックライン(SL)と定義してもよい。また、ベル式高炉の場合、例えば、退避位置に後退させたムーバブルアーマーの下端から例えば数十cm~数m下をストックライン(SL)と定義することができる。 The control line can be set, for example, several tens of cm to several meters below the stock line (SL). In the case of a bellless blast furnace, the strain line (SL) can be defined, for example, as a position several tens of centimeters below the lower end of a rotating chute in which the tilting angle θ is set to the minimum value (θ≈0). Alternatively, the stock line (SL) may be defined as several tens of cm to several meters above the upper end of the ore receiving hardware. Further, in the case of a bell-type blast furnace, the stock line (SL) can be defined as, for example, several tens of centimeters to several meters below the lower end of the movable armor that has been retreated to the retracted position.

いずれの方法においても、対象とする高炉について定められた理想的な層厚比分布(目標層厚比分布)となるように、適宜高炉原料の装入方法を変更することができる。すなわち、第1パラメータが第1目標範囲内に収まる方位の割合が所定割合未満であるか、第2パラメータが第2目標範囲内に収まる方位の割合が所定割合未満である場合には、鉱石及び/又はコークスの装入位置を適正位置に戻して炉壁部に適切な鉱石量を配置できる装入方法に変更する。 In either method, the charging method of the blast furnace raw material can be changed as appropriate so as to obtain an ideal layer thickness ratio distribution (target layer thickness ratio distribution) determined for the target blast furnace. That is, if the proportion of directions in which the first parameter falls within the first target range is less than a predetermined proportion, or if the proportion of directions in which the second parameter falls within the second target range is less than a predetermined proportion, the ore and /Or the charging method is changed to one that allows the coke charging position to be returned to the appropriate position and an appropriate amount of ore to be placed on the furnace wall.

なお、層厚比分布から算出する所定パラメータは、堆積形状を評価するためのパラメータであればよく、第1パラメータ及び第2パラメータに限定されない。 Note that the predetermined parameter calculated from the layer thickness ratio distribution may be any parameter for evaluating the deposition shape, and is not limited to the first parameter and the second parameter.

例えば、目標層厚比分布が予め設定されている時、所定パラメータとして、当該目標層厚比分布との乖離度や一致度を示すパラメータを用いてもよい。
具体的には、目標層厚比分布における各炉口無次元半径位置での値(目標層厚比)と、測定された層厚比分布の、対応する炉口無次元半径位置での値(層厚比)との差の絶対値が、最大となるとなるときの当該差の絶対値(以下、第3パラメータという)を、所定パラメータとして用いてもよい。第3パラメータの目標範囲(以下、第3目標範囲という)は例えば0.02以下とすることができる。仮に炉全体において(すなわち、すべての炉径方向及び炉周方向において)、測定された層厚比が目標層厚比よりも0.02大きく、第3パラメータが0.02となるとき、鉱石の1チャージ当たりの装入量が2割程度増えることになり、高炉操業において無視できない影響を及ぼすことになるためである。
For example, when the target layer thickness ratio distribution is set in advance, a parameter indicating the degree of deviation or coincidence with the target layer thickness ratio distribution may be used as the predetermined parameter.
Specifically, the value at each non-dimensional radial position at the furnace mouth in the target layer thickness ratio distribution (target layer thickness ratio) and the value at the corresponding non-dimensional radial position at the furnace mouth in the measured layer thickness ratio distribution ( The absolute value of the difference (hereinafter referred to as the third parameter) when the absolute value of the difference with respect to the layer thickness ratio becomes the maximum may be used as the predetermined parameter. The target range of the third parameter (hereinafter referred to as third target range) can be, for example, 0.02 or less. If the measured layer thickness ratio is 0.02 larger than the target layer thickness ratio in the entire furnace (that is, in all the furnace radial directions and in the furnace circumferential direction), and the third parameter is 0.02, then the ore This is because the charging amount per charge will increase by about 20%, which will have a non-negligible effect on blast furnace operation.

また例えば、目標層厚比分布における炉中間部最大層厚比(図2中P1点)を取る無次元半径位置と、測定された層厚比分布における炉中間部最大層厚比を取る無次元半径位置との距離(第4パラメータ)を、所定パラメータとして用いてもよい。第4パラメータの目標範囲(以下、第4目標範囲という)は例えば0.04以下とすることができる。
また例えば、目標層厚比分布における炉壁部最小層厚比(図2中P2点)を取る無次元半径位置と、測定された層厚比分布における炉壁部最小層厚比を取る無次元半径位置との距離(第5パラメータ)を、所定パラメータとして用いてもよい。第5パラメータの目標範囲(以下、第5目標範囲という)は例えば0.04以下とすることができる。第4パラメータまたは第5パラメータが0.04であるとき、旋回シュートのノッチ数が1ノッチ程度変化することになり、高炉操業において無視できない影響を及ぼすことになるためである。
For example, the dimensionless radial position that takes the maximum layer thickness ratio in the middle part of the furnace (point P1 in Figure 2) in the target layer thickness ratio distribution, and the dimensionless radial position that takes the maximum layer thickness ratio in the middle part of the furnace in the measured layer thickness ratio distribution. The distance to the radial position (fourth parameter) may be used as the predetermined parameter. The target range of the fourth parameter (hereinafter referred to as the fourth target range) can be, for example, 0.04 or less.
For example, the dimensionless radial position that takes the minimum layer thickness ratio of the furnace wall in the target layer thickness ratio distribution (point P2 in Figure 2) and the dimensionless radial position that takes the minimum layer thickness ratio of the furnace wall in the measured layer thickness ratio distribution. The distance to the radial position (fifth parameter) may be used as the predetermined parameter. The target range of the fifth parameter (hereinafter referred to as the fifth target range) can be, for example, 0.04 or less. This is because when the fourth parameter or the fifth parameter is 0.04, the number of notches in the rotating chute changes by about one notch, which has a non-negligible effect on blast furnace operation.

図6のフローチャートを参照しながら、第1パラメータを改善するための装入方法の変更方法について説明する。 A method of changing the charging method to improve the first parameter will be described with reference to the flowchart of FIG. 6.

(ステップS101について)
3次元プロフィールメータによる測定結果を用いて、炉径方向における層厚比分布を、炉周方向所定角度間隔で算出する。3次元プロフィールメータには、炉径方向における高炉装入物の表面プロフィールを炉周方向全周に亘って測定できる測定装置が用いられ、当該測定結果を用いて炉周方向全周に亘って層厚比分布が算出される。層厚比分布を算出する所定角度間隔は、上述の通り、好ましくは45°以下であり、例えば10°に設定することができる。なお、3次元プロフィールメータにより測定される上述の情報を、三次元堆積情報と称するものとする。
(Regarding step S101)
Using the measurement results obtained by the three-dimensional profile meter, the layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction is calculated at predetermined angular intervals in the furnace circumferential direction. The three-dimensional profile meter uses a measuring device that can measure the surface profile of the blast furnace charge in the radial direction of the blast furnace, and uses the measurement results to measure the surface profile of the blast furnace charge in the radial direction of the blast furnace. A thickness ratio distribution is calculated. As mentioned above, the predetermined angular interval for calculating the layer thickness ratio distribution is preferably 45° or less, and can be set to 10°, for example. Note that the above information measured by the three-dimensional profile meter is referred to as three-dimensional deposition information.

3次元プロフィールメータは、マイクロ波方式であってもよいし、レーザ方式であってもよい。マイクロ波方式の3次元プロフィールメータとして、例えば、マイクロ波送受信手段に連結するアンテナと、反射角度可変の反射板とを容器内に収容し、該容器を高炉上部の適所に設けた開口に気密に取り付け、アンテナから発射されたマイクロ波ビームを反射板で反射して装入物の表面を面状に走査するとともに、表面で反射されたマイクロ波をマイクロ波送受信手段で検波して走査位置に対応する距離データを求めてマップ化する装入物プロフィールメータを用いることができる(例えば、特許文献1参照)。本明細書においては、特定の炉径方向位置のみの表面プロフィールを測定する測定装置を、2次元プロフィールメータと称し、3次元プロフィールメータと区別する。 The three-dimensional profile meter may be of a microwave type or a laser type. As a microwave type three-dimensional profile meter, for example, an antenna connected to a microwave transmitting/receiving means and a reflector plate with a variable reflection angle are housed in a container, and the container is airtightly inserted into an opening provided at an appropriate location in the upper part of a blast furnace. Installed, the microwave beam emitted from the antenna is reflected by a reflector to scan the surface of the charge in a planar manner, and the microwave reflected from the surface is detected by the microwave transmitting/receiving means to correspond to the scanning position. It is possible to use a charge profile meter that obtains and maps distance data (for example, see Patent Document 1). In this specification, a measuring device that measures the surface profile only at a specific furnace radial position is referred to as a two-dimensional profile meter to distinguish it from a three-dimensional profile meter.

炉径方向における層厚比分布の具体的な算出方法は、以下の通りである。すなわち、コークスを装入した後に、コークス層の三次元堆積情報を3次元プロフィールメータにより測定する。ここで、得られた三次元堆積情報を前記の所定角度ずつ抜き出し、炉径方向におけるコークス層の堆積情報を取得する。つまり、前記の所定角度毎に、コークス層の炉径方向における堆積形状(二次元堆積情報)を取得する。
その後、コークス層の上に積層された鉱石層の三次元堆積情報を3次元プロフィールメータにより測定する。ここで、得られた三次元堆積情報を前記の所定角度ずつ抜き出し、炉径方向における鉱石層の堆積情報を取得する。つまり、前記の所定角度毎に、鉱石層の炉径方向における堆積形状(二次元堆積情報)を取得する。最後に、前記の所定角度毎に炉径方向における層厚比分布を求める。
A specific method for calculating the layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction is as follows. That is, after charging coke, three-dimensional deposition information of the coke layer is measured using a three-dimensional profile meter. Here, the obtained three-dimensional deposition information is extracted for each of the predetermined angles described above to obtain deposition information of the coke layer in the furnace radial direction. That is, the deposition shape (two-dimensional deposition information) of the coke layer in the furnace radial direction is acquired at each of the predetermined angles.
Thereafter, three-dimensional deposition information of the ore layer stacked on the coke layer is measured using a three-dimensional profile meter. Here, the obtained three-dimensional deposition information is extracted for each of the predetermined angles described above to obtain deposition information of the ore layer in the furnace radial direction. That is, the deposition shape (two-dimensional deposition information) of the ore layer in the furnace radial direction is acquired for each predetermined angle. Finally, the layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction is determined for each of the above-mentioned predetermined angles.

(ステップS102について)
ステップS101で求めた前記所定角度毎の層厚比分布に基づき、前記所定角度毎の第1パラメータを算出する。第1パラメータは、上述の通り、炉中間部最大層厚比と炉壁部最小層厚比との差である。
(Regarding step S102)
A first parameter for each predetermined angle is calculated based on the layer thickness ratio distribution for each predetermined angle obtained in step S101. As mentioned above, the first parameter is the difference between the maximum layer thickness ratio at the middle of the furnace and the minimum layer thickness ratio at the furnace wall.

(ステップS103について)
ステップS102で求めた第1パラメータのうち5割以上が0.40以下(第1目標範囲内)であるかを判別し、5割超が第1目標範囲外の場合には(ステップS103 No)、処理はステップS104に進む。すなわち、第1目標範囲内に収まる第1パラメータの割合が5割未満であるとき(ステップS103 No)、処理はステップS104に進む。5割以上が第1目標範囲内の場合には(ステップS103 Yes)、処理はステップS105に進む。
(Regarding step S103)
It is determined whether 50% or more of the first parameters obtained in step S102 are 0.40 or less (within the first target range), and if more than 50% are outside the first target range (step S103 No) , the process proceeds to step S104. That is, when the proportion of the first parameter falling within the first target range is less than 50% (No in step S103), the process proceeds to step S104. If 50% or more is within the first target range (step S103 Yes), the process advances to step S105.

(ステップS104について)
ステップS104において、鉱石装入位置を炉壁側に移動させる処理を行う。鉱石装入位置は、前述した方法により調整することができる。変更後の鉱石装入位置の決定方法は、特に限定しないが、例えば、各方位の第1パラメータの算術平均値を算出し、この算術平均値と第1目標範囲の上限値である0.40とを比較して決定することができる。すなわち、第1パラメータの算術平均値と0.40との差が大きい場合には、鉱石装入位置を大きく炉壁側とし、第1パラメータの算術平均値と0.40との差が大きくない場合には、鉱石装入位置を少しずつ炉壁側にずらして微調整するのがよい。
(Regarding step S104)
In step S104, the ore charging position is moved toward the furnace wall. The ore charging position can be adjusted by the method described above. The method of determining the ore charging position after the change is not particularly limited, but for example, calculate the arithmetic mean value of the first parameter in each direction, and calculate the arithmetic mean value and 0.40, which is the upper limit of the first target range. can be determined by comparing. In other words, when the difference between the arithmetic mean value of the first parameter and 0.40 is large, the ore charging position is moved largely toward the furnace wall, and the difference between the arithmetic mean value of the first parameter and 0.40 is not large. In such cases, it is best to make fine adjustments by shifting the ore charging position little by little toward the furnace wall.

鉱石を装入する前の管理ラインを降下させることにより、鉱石装入位置を炉壁側に変更することができるところ、管理ラインが降下したか否かは、公知のサウンジング装置により把握することができる。サウンジング装置には、ワイヤに接続された重錘を炉内に垂らして、高炉充填層の上端に当接させることにより高さを測定する機械式サウンジング装置や、高炉の炉頂に取り付けられたマイクロ波距離計を用いることができる。ステップS104の処理を行うことにより、鉱石の装入位置を第1パラメータ:0.40を指向する位置に変更することができる。つまり、鉱石の装入位置が炉壁側に適切にシフトし、層厚比分布を適正化することができる。言い換えると、第1パラメータの5割以上が第1目標範囲内に収まるように、炉径方向における層厚比分布が炉周方向全体に亘って改善される。 By lowering the control line before charging the ore, the ore charging position can be changed to the furnace wall side, but whether or not the control line has lowered can be determined by a known sounding device. can. Sounding devices include mechanical sounding devices that measure the height by hanging a weight connected to a wire into the furnace and making it contact the top of the packed bed of the blast furnace, and micro-sounding devices that are attached to the top of the blast furnace. A wave distance meter can be used. By performing the process in step S104, the ore charging position can be changed to a position pointing to the first parameter: 0.40. In other words, the ore charging position can be appropriately shifted to the furnace wall side, and the layer thickness ratio distribution can be optimized. In other words, the layer thickness ratio distribution in the furnace radial direction is improved over the entire furnace circumferential direction so that 50% or more of the first parameter falls within the first target range.

(ステップS105について)
第1パラメータの5割以上が第1目標範囲内に収まっているため、鉱石装入位置を調整する処理は行わない。
(Regarding step S105)
Since 50% or more of the first parameters are within the first target range, no process is performed to adjust the ore charging position.

(第2実施形態)
図7のフローチャートを参照しながら、第2パラメータを改善するための装入方法の変更方法について説明する。ただし、図6と処理が共通するステップについては、詳細な説明を省略する。
(Second embodiment)
A method of changing the charging method to improve the second parameter will be described with reference to the flowchart of FIG. 7. However, detailed description of steps that are common to those in FIG. 6 will be omitted.

ステップS102Aにおいて、ステップS101で求めた前記所定角度毎の層厚比分布に基づき、前記所定角度毎の第2パラメータを算出する。第2パラメータは、上述の通り、炉中間部平均層厚比に対する炉壁部平均層厚比の比である。
ステップS103Aにおいて、ステップS102Aで求めた第2パラメータのうち5割以上が0.77以上(第2目標範囲内)であるかを判別し、5割超が第2目標範囲外の場合には(ステップS103A No)、処理はステップS104に進む。すなわち、第2目標範囲内に収まる第2パラメータの割合が5割未満であるとき(ステップS103A No)、処理はステップS104に進む。5割以上が第2目標範囲内の場合には(ステップS103A Yes)、処理はステップS105に進む。
ステップS104において、鉱石装入位置を調整する処理を行うことは、図6の例と同じである。このとき、例えば、各方位の第2パラメータの算術平均値を算出し、この算術平均値と第2目標範囲の下限値である0.77とを比較して、変更後の鉱石装入位置を決定することができる。
In step S102A, a second parameter for each predetermined angle is calculated based on the layer thickness ratio distribution for each predetermined angle obtained in step S101. As described above, the second parameter is the ratio of the average layer thickness ratio of the furnace wall portion to the average layer thickness ratio of the furnace middle portion.
In step S103A, it is determined whether 50% or more of the second parameters obtained in step S102A are 0.77 or more (within the second target range), and if more than 50% are outside the second target range ( Step S103A No), the process proceeds to step S104. That is, when the proportion of the second parameter falling within the second target range is less than 50% (No in step S103A), the process proceeds to step S104. If 50% or more is within the second target range (step S103A Yes), the process advances to step S105.
The process of adjusting the ore charging position in step S104 is the same as in the example of FIG. 6 . At this time, for example, the arithmetic mean value of the second parameter for each direction is calculated, and this arithmetic mean value is compared with 0.77, which is the lower limit value of the second target range, to determine the ore charging position after the change. can be determined.

本発明について、実施例を示しながら、詳細に説明する。1/3ベルレス試験装置を用いて実高炉と同一の条件で高炉原料の装入を行い、第1パラメータ及び第2パラメータと鉱石の装入方法の関係を調べた。1/3ベルレス試験装置とは、ベルレス式炉頂装入装置を模した、実炉の1/3サイズの模型実験装置(半径1800mm程度)である。平均粒径は実炉の約1/3とし、装入量は実炉の約1/27とした。コークスの1チャージ当たりの装入量は約1.3t、鉱石の1チャージ当たりの装入量は約7.3tとした。 The present invention will be described in detail with reference to examples. Using a 1/3 bellless test device, blast furnace raw materials were charged under the same conditions as in an actual blast furnace, and the relationship between the first parameter, the second parameter, and the ore charging method was investigated. The 1/3 bellless test device is a model experimental device (with a radius of about 1800 mm) that is 1/3 the size of an actual furnace and imitates a bellless furnace top charging device. The average particle size was about 1/3 of that of an actual furnace, and the charging amount was about 1/27 of that of an actual furnace. The amount of coke charged per charge was approximately 1.3 t, and the amount of ore charged per one charge was approximately 7.3 t.

鉱石層及びコークス層の三次元堆積形状を3次元プロフィールメータで測定し、この測定した三次元堆積形状を炉周方向10°間隔ずつ切り出し、各方位における堆積形状を取得した。各方位における堆積形状を取得した後、各方位の層厚比分布を求めるとともに、各方位について第1パラメータ及び第2パラメータを算出した。 The three-dimensional deposition shape of the ore layer and the coke layer was measured with a three-dimensional profile meter, and the measured three-dimensional deposition shape was cut out at intervals of 10° in the furnace circumferential direction to obtain the deposition shape in each direction. After acquiring the deposition shape in each direction, the layer thickness ratio distribution in each direction was determined, and the first parameter and the second parameter were calculated for each direction.

図8のグラフに、各方位における第1パラメータの値を示す。図8中の白抜きのプロット(○)は、鉱石の装入方法を調整する前の層厚比分布から算出された第1パラメータの値であり、図8中の破線は、第1目標範囲の上限値(0.40)を示す。鉱石の装入方法を調整する前の、第1目標範囲内に入る第1パラメータの割合は、0割であった。 The graph of FIG. 8 shows the value of the first parameter in each direction. The white plot (○) in FIG. 8 is the value of the first parameter calculated from the layer thickness ratio distribution before adjusting the ore charging method, and the broken line in FIG. shows the upper limit value (0.40). Before adjusting the ore charging method, the proportion of the first parameter falling within the first target range was 0%.

そこで、炉壁側への鉱石の装入量を増加させるため、鉱石ダンプにおいて、全ノッチを炉壁側に1ノッチだけずらし、鉱石ダンプを外振りに変更した。図8中の黒丸のプロット(●)は、鉱石の装入方法を調整した後の層厚比分布から算出された第1パラメータの値である。鉱石の装入方法を調整した結果、第1目標範囲内に入る第1パラメータの割合は、8割に改善された。 Therefore, in order to increase the amount of ore charged to the furnace wall side, all the notches in the ore dump were shifted by one notch toward the furnace wall side, and the ore dump was changed to an outward swing. The black circle plot (●) in FIG. 8 is the value of the first parameter calculated from the layer thickness ratio distribution after adjusting the ore charging method. As a result of adjusting the ore charging method, the proportion of the first parameter falling within the first target range was improved to 80%.

図9のグラフに、各方位における第2パラメータの値を示す。
図9中の白抜きのプロット(○)は、鉱石の装入方法を調整する前の層厚比分布から算出された第2パラメータの値であり、図9中の破線は、第2目標範囲の下限値(0.77)を示す。鉱石の装入方法を調整する前の、第2目標範囲内に入る第2パラメータの割合は、0割であった。
The graph of FIG. 9 shows the values of the second parameter in each direction.
The white plot (○) in FIG. 9 is the value of the second parameter calculated from the layer thickness ratio distribution before adjusting the ore charging method, and the dashed line in FIG. The lower limit value (0.77) is shown. Before adjusting the ore charging method, the proportion of the second parameter falling within the second target range was 0%.

図9中の黒丸のプロット(●)は、鉱石の装入方法を調整した後の層厚比分布から算出された第2パラメータの値である。鉱石の装入方法を調整した結果、第2目標範囲内に入る第2パラメータの割合は、8割に改善された。 The black circle plot (●) in FIG. 9 is the value of the second parameter calculated from the layer thickness ratio distribution after adjusting the ore charging method. As a result of adjusting the ore charging method, the proportion of the second parameter falling within the second target range was improved to 80%.

3 ベルトコンベア
4a、4b 固定ホッパー
5 旋回シュート
7 貯留ホッパー
8 流調ゲート

3 Belt conveyor 4a, 4b Fixed hopper 5 Rotating chute 7 Storage hopper 8 Flow control gate

Claims (11)

鉱石層とコークス層との合計層厚に対する鉱石層の厚みの比である層厚比の、炉径方向における分布を示す層厚比分布を、3次元プロフィールメータにより、炉周方向の複数位置で測定する第1ステップと、
前記第1ステップで算出した各前記層厚比分布における炉中間部の層厚比分布と炉壁部の層厚比分布とに基づいて、所定パラメータを算出する第2ステップと、
前記第2ステップで算出した複数の前記所定パラメータのうち所定割合以上が所定目標範囲内に収まるか否かを判定する第3ステップと、
前記所定目標範囲内に収まる前記所定パラメータの割合が前記所定割合未満であるとき、高炉原料の装入方法を変更する第4ステップと、を有し、
前記炉中間部の範囲は炉口無次元半径で0.3以上0.7未満であり、前記炉壁部の範囲は炉口無次元半径で0.7以上1.0以下である、
ことを特徴とする高炉の操業方法。
The layer thickness ratio distribution, which indicates the distribution in the furnace radial direction of the layer thickness ratio, which is the ratio of the thickness of the ore layer to the total layer thickness of the ore layer and the coke layer, was measured at multiple positions in the furnace circumferential direction using a three-dimensional profile meter. The first step of measuring;
a second step of calculating a predetermined parameter based on the layer thickness ratio distribution of the furnace middle portion and the layer thickness ratio distribution of the furnace wall portion in each of the layer thickness ratio distributions calculated in the first step;
a third step of determining whether a predetermined percentage or more of the plurality of predetermined parameters calculated in the second step falls within a predetermined target range;
a fourth step of changing the charging method of the blast furnace raw material when the proportion of the predetermined parameter falling within the predetermined target range is less than the predetermined proportion ;
The range of the furnace middle part is 0.3 or more and less than 0.7 in the dimensionless radius of the furnace mouth, and the range of the furnace wall part is 0.7 or more and 1.0 or less in the dimensionless radius of the furnace mouth.
A method of operating a blast furnace characterized by the following.
前記第1ステップは、前記層厚比分布を炉周方向所定角度毎に測定するステップであることを特徴とする、請求項1に記載の高炉の操業方法。 2. The blast furnace operating method according to claim 1, wherein the first step is a step of measuring the layer thickness ratio distribution at every predetermined angle in the furnace circumferential direction. 前記所定パラメータは、前記炉中間部における前記層厚比の最大値と前記炉壁部における前記層厚比の最小値との差であることを特徴とする、請求項1または2に記載の高炉の操業方法。 The blast furnace according to claim 1 or 2, wherein the predetermined parameter is a difference between the maximum value of the layer thickness ratio in the furnace middle part and the minimum value of the layer thickness ratio in the furnace wall part. operating methods. 前記所定目標範囲は、0.40以下であることを特徴とする、請求項3に記載の高炉の操業方法。 The blast furnace operating method according to claim 3, wherein the predetermined target range is 0.40 or less. 前記所定パラメータは、前記炉中間部における前記層厚比の平均値に対する前記炉壁部における前記層厚比の平均値の比であることを特徴とする、請求項1または2に記載の高炉の操業方法。 The blast furnace according to claim 1 or 2, wherein the predetermined parameter is a ratio of the average value of the layer thickness ratio in the furnace wall portion to the average value of the layer thickness ratio in the furnace intermediate portion. Operating method. 前記所定目標範囲は、0.77以上であることを特徴とする、請求項5に記載の高炉の操業方法。 The blast furnace operating method according to claim 5, wherein the predetermined target range is 0.77 or more. 前記高炉はベルレス式装入装置を備え、前記第4ステップは、旋回シュートの傾動角、旋回数、旋回速度の少なくともいずれか一つを変更して鉱石及び/又はコークスの装入位置を調整するステップであることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。 The blast furnace is equipped with a bellless charging device, and the fourth step is to adjust the charging position of the ore and/or coke by changing at least one of the tilting angle, the number of turns, and the turning speed of the turning chute. The method of operating a blast furnace according to any one of claims 1 to 6 , characterized in that the method is a step. 前記高炉はベル式装入装置を備え、前記第4ステップは、大ベルの開度、大ベルの開速度、ムーバブルアーマーのストロークの少なくともいずれか一つを変更して鉱石及び/又はコークスの装入位置を調整するステップであることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。 The blast furnace is equipped with a bell-type charging device, and the fourth step includes charging ore and/or coke by changing at least one of the opening degree of the large bell, the opening speed of the large bell, and the stroke of the movable armor. The method for operating a blast furnace according to any one of claims 1 to 6 , characterized in that the step is adjusting the insertion position. 前記第4ステップは、炉内に堆積した高炉原料の高さを管理する管理ラインを調整して鉱石及び/又はコークスの装入位置を調整するステップであることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。 10. The fourth step is a step of adjusting a control line for controlling the height of the blast furnace raw material deposited in the furnace to adjust the charging position of ore and/or coke. 6. The method of operating a blast furnace according to any one of 6 . 前記所定割合が5割であることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。 The method of operating a blast furnace according to claim 1, wherein the predetermined ratio is 50 %. 前記所定割合が8割であることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。 The method for operating a blast furnace according to any one of claims 1 to 9 , wherein the predetermined ratio is 80%.
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