JPH02205606A - 高炉操業管理方法 - Google Patents
高炉操業管理方法Info
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- JPH02205606A JPH02205606A JP2319589A JP2319589A JPH02205606A JP H02205606 A JPH02205606 A JP H02205606A JP 2319589 A JP2319589 A JP 2319589A JP 2319589 A JP2319589 A JP 2319589A JP H02205606 A JPH02205606 A JP H02205606A
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Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ベルレス式炉頂装入装置を備えた高炉を使用
した操業において、装入される原料粒度に基づいて操業
条件をフィードフォワード的に制御する方法に関する。
した操業において、装入される原料粒度に基づいて操業
条件をフィードフォワード的に制御する方法に関する。
高炉の炉内反応を円滑に行い、高い生産性で溶銑を製造
するために、送風量、燃料比、装入物分布状態等の操業
条件を炉内の状況に応じて調整している。
するために、送風量、燃料比、装入物分布状態等の操業
条件を炉内の状況に応じて調整している。
たとえば、高炉から出銑された溶銑をサンプリングして
、その測定結果から炉内の状況を推定する方法がある。
、その測定結果から炉内の状況を推定する方法がある。
しかし、この方法によると、溶銑の品質が変化したとき
は、すでに炉内の状況が大きく変化しており、また測定
結果に基づいて操業条件を変更したとしても、その影響
が現れるまでに相当な時間経過がある。この時間的な遅
れのため、現在の炉況に見合った制御を行うことができ
ない。
は、すでに炉内の状況が大きく変化しており、また測定
結果に基づいて操業条件を変更したとしても、その影響
が現れるまでに相当な時間経過がある。この時間的な遅
れのため、現在の炉況に見合った制御を行うことができ
ない。
そこで、高炉の炉頂内部の装入原料の表面形状或いは各
原料の撒布状況を直接把握する方法として、たとえば特
開昭５７−２３０１３号公報のように走査型赤外線温度
検出器を用いたり、特開昭６０−７７９１１号公報のよ
うに特定のビーム径の電磁波を照射して装入物を判別す
る等の種々の方法が提案されている。
原料の撒布状況を直接把握する方法として、たとえば特
開昭５７−２３０１３号公報のように走査型赤外線温度
検出器を用いたり、特開昭６０−７７９１１号公報のよ
うに特定のビーム径の電磁波を照射して装入物を判別す
る等の種々の方法が提案されている。
また、これらの間接的な粒度或いは装入物分布測定に代
わる方法として、実公昭６２−２９９４３号公報のよう
に、高炉装入装置の直下にベルトコンベアを挿入し、直
接サンプリングして、各部位の粒度分布を把握する等の
方法も行われており、一部においてはかなりの効果を上
げている。更には、ホッパーから落下する粒状物の流れ
の中にマイクロ波センサーを装入する方法（特開昭６２
−１４５１４０号公報）も用いられている。
わる方法として、実公昭６２−２９９４３号公報のよう
に、高炉装入装置の直下にベルトコンベアを挿入し、直
接サンプリングして、各部位の粒度分布を把握する等の
方法も行われており、一部においてはかなりの効果を上
げている。更には、ホッパーから落下する粒状物の流れ
の中にマイクロ波センサーを装入する方法（特開昭６２
−１４５１４０号公報）も用いられている。
しかしながら、高炉の炉頂内においては、高温で高松ｒ
ｎａ度等の悪環境下で赤外線の走査、或いは電磁波又は
マイクロ波等の照射を行うとき、測定誤差を生じ品く、
しかも原料が連続的に投下されている状況下では測定自
体も容易でない。
ｎａ度等の悪環境下で赤外線の走査、或いは電磁波又は
マイクロ波等の照射を行うとき、測定誤差を生じ品く、
しかも原料が連続的に投下されている状況下では測定自
体も容易でない。
また、この測定器で検出された結果に基づく制御は、炉
況が変化した後で操業条件を制御するフィードバック制
御であるため、制御遅れや過度の制御等の欠陥が生じる
ことが避けられない。
況が変化した後で操業条件を制御するフィードバック制
御であるため、制御遅れや過度の制御等の欠陥が生じる
ことが避けられない。
更にまた、装入装置の直下にベルトコンベアを挿入して
直接に原料の分布又は粒度を正確に把握し、この結果か
ら炉内の層形状或いは装入物の降下予測を行っても、測
定結果自体が断続的であるために、代表値を用いた予測
制御となる。そのため、前記の場合と同様に、操作処理
が遅れや過度の制御を招（ことになる。膚だ、これを防
止するために測定頻度を増加させても、多大の手間及び
費用の上昇を招くと共に、依然として断続性を回避し得
ないといった欠点を伴う。
直接に原料の分布又は粒度を正確に把握し、この結果か
ら炉内の層形状或いは装入物の降下予測を行っても、測
定結果自体が断続的であるために、代表値を用いた予測
制御となる。そのため、前記の場合と同様に、操作処理
が遅れや過度の制御を招（ことになる。膚だ、これを防
止するために測定頻度を増加させても、多大の手間及び
費用の上昇を招くと共に、依然として断続性を回避し得
ないといった欠点を伴う。
また、マイクロ波センサーを使用する方法は、流下撒布
する粒状物に直接センサーを挿入するので、この粒状物
に流体抵抗を生じ、炉内に均等撒布する流体に偏粒を生
じることから、炉況の阻害を招く。このため、測定自体
が間歇的となり、代表値による制御となることから、制
御処置の遅れや過剰な処置となりやすい。
する粒状物に直接センサーを挿入するので、この粒状物
に流体抵抗を生じ、炉内に均等撒布する流体に偏粒を生
じることから、炉況の阻害を招く。このため、測定自体
が間歇的となり、代表値による制御となることから、制
御処置の遅れや過剰な処置となりやすい。
そこで、本発明は、高炉に挿入される原料の粒度分布に
高炉炉況が対応して変化するところが大きいことから、
高炉に装入される装入原料を炉内直下で且つ連続して把
握することにより、炉内状況を予測し、該予測値に基づ
いた制御を行うことによって、事前に燃料比／送風量／
装人物分布を最適条件に修正し、高い生産性で高炉を操
業することを目的とする。
高炉炉況が対応して変化するところが大きいことから、
高炉に装入される装入原料を炉内直下で且つ連続して把
握することにより、炉内状況を予測し、該予測値に基づ
いた制御を行うことによって、事前に燃料比／送風量／
装人物分布を最適条件に修正し、高い生産性で高炉を操
業することを目的とする。
本発明は、その目的を達成するために、ベルレス式炉頂
装入装置を備えた高炉を操業する際、ベルレス式炉頂装
入装置の流量調整弁の開度が炉内に装入される原料の粒
度と特定の関係にあることを利用し、流ａｍ整弁の開度
から装入原料の粒度を推定し、この推定粒度に基づいて
燃料比、送風量、装入原料の粒度分布等の操業条件を制
御するものである。
装入装置を備えた高炉を操業する際、ベルレス式炉頂装
入装置の流量調整弁の開度が炉内に装入される原料の粒
度と特定の関係にあることを利用し、流ａｍ整弁の開度
から装入原料の粒度を推定し、この推定粒度に基づいて
燃料比、送風量、装入原料の粒度分布等の操業条件を制
御するものである。
ベルレス式の炉頂装入装置を備えた高炉においては、原
料装入時の流量調整弁の開度と原料粒度との間に次式の
関係が成立する。
料装入時の流量調整弁の開度と原料粒度との間に次式の
関係が成立する。
・ ・ ・ ・ ・〔１）
ただし、ｋ、ａは定数、２３１μｍは原料物性。
θは設備定数、Ｗは装入速度、Ｄｏ は流債調整弁開度
から定まる開口口径、ＤＰは原料粒度を表す。
から定まる開口口径、ＤＰは原料粒度を表す。
定数に、ａは、実績によって求められる値であるが、そ
れぞれ約Ｉ Ｘｌ０−’ 〜Ｉ Ｘｌ０−’及び２．５
〜３．０の範囲にある。
れぞれ約Ｉ Ｘｌ０−’ 〜Ｉ Ｘｌ０−’及び２．５
〜３．０の範囲にある。
この（１）式は、ホッパーから粉粒体が流出する速度に
影響を及ぼす因子を基に考慮されたもので、その主因子
として ■粒子の大きさとホッパーの出口の大きさ■粒子間の内
部摩擦係数 ■ホッパーの角度 等が考えられる。これらは、それぞれ以下の関連を有す
る。先ず、 ■については、ホッパーに対する粒子の大きさが小さく
なるに従って、流出速度は大きくなる。
影響を及ぼす因子を基に考慮されたもので、その主因子
として ■粒子の大きさとホッパーの出口の大きさ■粒子間の内
部摩擦係数 ■ホッパーの角度 等が考えられる。これらは、それぞれ以下の関連を有す
る。先ず、 ■については、ホッパーに対する粒子の大きさが小さく
なるに従って、流出速度は大きくなる。
■については、同一粒径の粒子でも、粒子の内部摩擦係
数（−、安息角の正接）が小さくなるほど、流出速度は
大きくなる。
数（−、安息角の正接）が小さくなるほど、流出速度は
大きくなる。
■については、一定ロ径、同一粒径では、ホッパーの角
度が小さいほど、流出速度は大きい。
度が小さいほど、流出速度は大きい。
したがって、流出速度金に影響する変数を、前述の結果
から粒径ＤＰ、ホッパーロ径Ｄ ｏ、 ホッパー角度
ｔａｎθ１粒子の内部摩擦係数μ４１粒子の嵩密度ρＢ
として、次元解析を行った結果、次の関係を得た。
から粒径ＤＰ、ホッパーロ径Ｄ ｏ、 ホッパー角度
ｔａｎθ１粒子の内部摩擦係数μ４１粒子の嵩密度ρＢ
として、次元解析を行った結果、次の関係を得た。
これをり、について解くと、
となり、（１）式が得られる。
そこで、本発明においては、式（１）の関係を利用して
流ｆｆｉ調整弁の開度から炉内に装入される原料の粒度
を推定する。そして、推定された原料粒度が上限又は下
限を超えて目標値からずれるとき、或いは原料粒度のバ
ラツキが過大なとき、フィードフォワード的に操業条件
を制御する。
流ｆｆｉ調整弁の開度から炉内に装入される原料の粒度
を推定する。そして、推定された原料粒度が上限又は下
限を超えて目標値からずれるとき、或いは原料粒度のバ
ラツキが過大なとき、フィードフォワード的に操業条件
を制御する。
第１図は１、本発明に従った制御フローを示すブロック
図である。すなわち、ベルレス式炉頂装入装置の流量調
整弁に取り付けた検出器で、弁開度を検出する。そして
、この検出値を演算器１に人力する。演算器１では、式
（１）に従って装入されている原料の粒度を推定し、こ
の推定値をＣＰＵ２に人力する。ＣＰＵ２では、推定値
に異常が発生したときに、各種信号をそれぞれの個所に
出力する。すなわち、推定値が上昇傾向にあるとき、高
炉に吹き込む送風量を低減させ、周辺部のＯ／Ｃ比を上
昇させる。逆に、推定値が下降傾向にあるとき、燃料比
を上昇させて、周辺部のＯ／Ｃ比を軽減させる。また、
推定値のバラツキが大きくなったときには、燃料比を上
昇させる。
図である。すなわち、ベルレス式炉頂装入装置の流量調
整弁に取り付けた検出器で、弁開度を検出する。そして
、この検出値を演算器１に人力する。演算器１では、式
（１）に従って装入されている原料の粒度を推定し、こ
の推定値をＣＰＵ２に人力する。ＣＰＵ２では、推定値
に異常が発生したときに、各種信号をそれぞれの個所に
出力する。すなわち、推定値が上昇傾向にあるとき、高
炉に吹き込む送風量を低減させ、周辺部のＯ／Ｃ比を上
昇させる。逆に、推定値が下降傾向にあるとき、燃料比
を上昇させて、周辺部のＯ／Ｃ比を軽減させる。また、
推定値のバラツキが大きくなったときには、燃料比を上
昇させる。
たとえば、推定原料粒度が上昇すると、径方向の粒度分
布において、特に周辺部の粒度が粗くなり、ガス流が変
化し易い。そこで、送風量を下げて、周辺０／Ｃを上昇
させて、周辺ガス流を抑制する。逆に、推定原料粒度が
低下すると、炉内全体の通気が悪化する。そこで、コー
クス比を増加しく燃料比を上昇させて）通気改善を図る
。それと同時に、周辺部に細粒が堆債して周辺ガス流が
抑制されるため、周辺０／Ｃを軽減して是正する。
布において、特に周辺部の粒度が粗くなり、ガス流が変
化し易い。そこで、送風量を下げて、周辺０／Ｃを上昇
させて、周辺ガス流を抑制する。逆に、推定原料粒度が
低下すると、炉内全体の通気が悪化する。そこで、コー
クス比を増加しく燃料比を上昇させて）通気改善を図る
。それと同時に、周辺部に細粒が堆債して周辺ガス流が
抑制されるため、周辺０／Ｃを軽減して是正する。
このようにして、本発明によるとき、高炉の操業状態が
安定化され、炉内反応を最適に維持して一定した品質の
溶銑を効率良く製造することができる。
安定化され、炉内反応を最適に維持して一定した品質の
溶銑を効率良く製造することができる。
第２図は、出銑能力８０００ ）７７日の高炉に本発明
を適用した例を示す。本例の場合、ｋ＝８．１４Ｘ１０
−’ ａ ＝２．７３． ρｍ＝１．７０．μ、
＝０．５０５． ０＝３０、 Ｖ／ ＝１．０３であ
った。そこで、弁開度Ｄｏ と原料粒度り、 との間
の関係を表す式（１）は、次式（２）のように書き替え
られる。
を適用した例を示す。本例の場合、ｋ＝８．１４Ｘ１０
−’ ａ ＝２．７３． ρｍ＝１．７０．μ、
＝０．５０５． ０＝３０、 Ｖ／ ＝１．０３であ
った。そこで、弁開度Ｄｏ と原料粒度り、 との間
の関係を表す式（１）は、次式（２）のように書き替え
られる。
・ ・ ・ ・ ・（２）
式（２）に従って流１＆調整弁の開度から推定された装
入原料の粒度に基づき、第２図に示すように燃料比を調
整した。その精巣、同図に示すように、本発明の適用前
に比較して、出銑量、炉内ガス温度、コークス平均ノツ
チ／鉱石平均ノツチ比の何れにおいても安定した値を示
した。これは、式〔２）が将来の炉況を的確に表してお
り、そのためフィードフォワード的な制御精度が高いこ
とを示すものである。
入原料の粒度に基づき、第２図に示すように燃料比を調
整した。その精巣、同図に示すように、本発明の適用前
に比較して、出銑量、炉内ガス温度、コークス平均ノツ
チ／鉱石平均ノツチ比の何れにおいても安定した値を示
した。これは、式〔２）が将来の炉況を的確に表してお
り、そのためフィードフォワード的な制御精度が高いこ
とを示すものである。
以上に説明したように、本発明においては、ベルレス式
炉頂装入装置の流量調整弁の開度から高炉に装入される
原料の粒度を推定し、事前に炉況を制御している。その
ため、高炉操業に異常が発生した時点で燃料比、原料分
布等を変更するフィードバック制御に比較して、時間的
な遅れがなく制御過度になることもない。また、制御量
を小さく、しかも小刻みな制御が可能であるため、出銑
量を高位で安定維持することができる。
炉頂装入装置の流量調整弁の開度から高炉に装入される
原料の粒度を推定し、事前に炉況を制御している。その
ため、高炉操業に異常が発生した時点で燃料比、原料分
布等を変更するフィードバック制御に比較して、時間的
な遅れがなく制御過度になることもない。また、制御量
を小さく、しかも小刻みな制御が可能であるため、出銑
量を高位で安定維持することができる。
第１図は本発明の制御フローを示すブロック図であり、
第２図は本発明の効果を具体的に表したグラフである。
１：演算器
２二ＣＰＵ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ベルレス式炉頂装入装置で炉内に原料を装入して高
炉操業する際、前記ベルレス式炉頂装入装置の流量調整
弁の開度を検出し、該検出された開度から式（１）に基
づいて原料粒度を推定し、該推定原料粒度に応じて燃料
比、風量及び／又は装入原料の分布状態を変更すること
を特徴とする高炉操業管理方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・（１） ［ただし、ｋ、ａは定数、ρ＿ａ、μ＿ｉは原料物性、
θは設備定数、■は装入速度、Ｄ＿Ｏは流量調整弁の開
度から定まる開口口径、Ｄ＿Ｐは原料粒度を示す。］
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2319589A JPH02205606A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 高炉操業管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2319589A JPH02205606A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 高炉操業管理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02205606A true JPH02205606A (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=12103887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2319589A Pending JPH02205606A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 高炉操業管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02205606A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015196888A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | 新日鐵住金株式会社 | 高炉原料の粉率推定方法および高炉の操業方法 |
| KR20200125693A (ko) * | 2018-03-30 | 2020-11-04 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분율 측정 장치, 분율 측정 시스템, 고로 조업 방법 및 분율 측정 방법 |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP2319589A patent/JPH02205606A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015196888A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | 新日鐵住金株式会社 | 高炉原料の粉率推定方法および高炉の操業方法 |
| KR20200125693A (ko) * | 2018-03-30 | 2020-11-04 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분율 측정 장치, 분율 측정 시스템, 고로 조업 방법 및 분율 측정 방법 |
| US11555781B2 (en) | 2018-03-30 | 2023-01-17 | Jfe Steel Corporation | Fine ratio measuring device, fine ratio measuring system, and blast furnace operating method |
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