JPH0819416B2 - コークス炉の投入熱量制御方法 - Google Patents
コークス炉の投入熱量制御方法Info
- Publication number
- JPH0819416B2 JPH0819416B2 JP19980490A JP19980490A JPH0819416B2 JP H0819416 B2 JPH0819416 B2 JP H0819416B2 JP 19980490 A JP19980490 A JP 19980490A JP 19980490 A JP19980490 A JP 19980490A JP H0819416 B2 JPH0819416 B2 JP H0819416B2
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- coke
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、複数の窯を有するコークス炉のコークス
品質と乾留熱量のばらつき低減をはかるための燃焼制御
方法に係り、明確な乾留指標である排出コークス温度を
一定化するための投入熱量の制御方法に関する。
品質と乾留熱量のばらつき低減をはかるための燃焼制御
方法に係り、明確な乾留指標である排出コークス温度を
一定化するための投入熱量の制御方法に関する。
従来の技術 高炉用コークスの品質は、高炉操業において大きな影
響を与える。このため、コークス品質を所定の値に調整
すること、および品質のばらつきを低減することは極め
て重要である。また、コークス炉の操業において、乾留
熱量のばらつきを低減することは操業の安定化と大幅省
エネルギーにつながるため、投入熱量を適正に制御する
ことが重要である。
響を与える。このため、コークス品質を所定の値に調整
すること、および品質のばらつきを低減することは極め
て重要である。また、コークス炉の操業において、乾留
熱量のばらつきを低減することは操業の安定化と大幅省
エネルギーにつながるため、投入熱量を適正に制御する
ことが重要である。
高炉用コークスは一般に複数の窯を有するコークス炉
で製造されるが、コークス品質の調整はコークス炉の燃
焼制御により行なわれている。
で製造されるが、コークス品質の調整はコークス炉の燃
焼制御により行なわれている。
従来の燃焼制御方法としては、コークス炉の火落ち時
間を自動検知できる指標で定義し、装炭から火落ちまで
の時間（以下「火落ち時間」という）が一定となるよう
投入熱量（炉温）を制御する方法（特開昭57−159877号
公報等）が一般的である。
間を自動検知できる指標で定義し、装炭から火落ちまで
の時間（以下「火落ち時間」という）が一定となるよう
投入熱量（炉温）を制御する方法（特開昭57−159877号
公報等）が一般的である。
火落ち時間を一定化するための制御方法としては、火
落ち時間と炉温、装入炭量、装入炭水分および装入炭揮
発分との関係式をもとに目標火落ち時間となる炉温を算
出し、該目標炉温となるよう投入熱量を制御する方法が
知られている（特開昭57−159877号公報）。
落ち時間と炉温、装入炭量、装入炭水分および装入炭揮
発分との関係式をもとに目標火落ち時間となる炉温を算
出し、該目標炉温となるよう投入熱量を制御する方法が
知られている（特開昭57−159877号公報）。
コークス炉の操業においては、火落ち時間を一定化す
ることにより乾留状況を一定化できるので、火落ち時間
のばらつきが減少した分乾留時間内で火落ち時間を延長
した乾留熱量を低減できる。また、乾状況が一定化され
ることにより、コークス品質のばらつきも低減される。
ることにより乾留状況を一定化できるので、火落ち時間
のばらつきが減少した分乾留時間内で火落ち時間を延長
した乾留熱量を低減できる。また、乾状況が一定化され
ることにより、コークス品質のばらつきも低減される。
ところで、「火落ち」は石炭がコークス化する過程で
の発生ガスの温度や濃度で定義されているが、火落ち時
間を精度よく推定ることは非常に困難である。このた
め、火落ち時間を一定化させることは非常に難しく、不
明確とならざるを得ない。
の発生ガスの温度や濃度で定義されているが、火落ち時
間を精度よく推定ることは非常に困難である。このた
め、火落ち時間を一定化させることは非常に難しく、不
明確とならざるを得ない。
したがって、精度よく推定すること難しく、不明確な
火落ち時間を被制御量として用いる従来のコークス炉の
炉温調整、あるいは燃焼制御方法では、乾留熱量原単位
の低減や安定生産達成のための燃焼管理が十分になされ
ているとは言い得ないのが実情である。
火落ち時間を被制御量として用いる従来のコークス炉の
炉温調整、あるいは燃焼制御方法では、乾留熱量原単位
の低減や安定生産達成のための燃焼管理が十分になされ
ているとは言い得ないのが実情である。
発明が解決しようとする課題 この発明は前に述べたような実情よりみて、火落ち時
間を被制御量として用いる従来の燃焼制御方法に替え
て、コークス炉の操業において明確な乾留指標である排
出コークス温度を一定化することによって、コースス品
質の安定化と乾留熱量の低減をはかるコークス炉の投入
熱量制御方法を提案しようとするものである。
間を被制御量として用いる従来の燃焼制御方法に替え
て、コークス炉の操業において明確な乾留指標である排
出コークス温度を一定化することによって、コースス品
質の安定化と乾留熱量の低減をはかるコークス炉の投入
熱量制御方法を提案しようとするものである。
課題を解決するための手段 この発明の要旨は、装入炭量、装入炭水分、炉温、乾
留時間の４つの要素から乾留後のコークス温度を推定す
るモデルを用い、コークス排出時に測定するコークス温
度測定値によりモデル補正量を求め、実績装入炭量、実
績装入炭水分、計画乾留時間の３つの要素から目標コー
クス温度を達成するための炉温を求め、該炉温になるよ
う投入熱量を制御する方法であり、また、前記推定モデ
ルを用い、装入炭量、装入炭水分および乾留時間の計画
操業条件から、コークス中心温度が目標値となるための
窯内のある位置のコークス温度を求め、該コークス温度
となるよう投入熱量を制御する方法である。
留時間の４つの要素から乾留後のコークス温度を推定す
るモデルを用い、コークス排出時に測定するコークス温
度測定値によりモデル補正量を求め、実績装入炭量、実
績装入炭水分、計画乾留時間の３つの要素から目標コー
クス温度を達成するための炉温を求め、該炉温になるよ
う投入熱量を制御する方法であり、また、前記推定モデ
ルを用い、装入炭量、装入炭水分および乾留時間の計画
操業条件から、コークス中心温度が目標値となるための
窯内のある位置のコークス温度を求め、該コークス温度
となるよう投入熱量を制御する方法である。
作用 乾留後の目標コークス温度を一定化するためには、当
該温度を精度よく推定し得る手段が必要である。そこ
で、この発明ではコークス炉の炭化室と燃焼室を炉幅方
向に分割し、燃焼室から石炭およびコークスへの伝熱を
シミュレーションするモデルを用いる。
該温度を精度よく推定し得る手段が必要である。そこ
で、この発明ではコークス炉の炭化室と燃焼室を炉幅方
向に分割し、燃焼室から石炭およびコークスへの伝熱を
シミュレーションするモデルを用いる。
第１図に伝熱シミュレーションモデルを示す。このモ
デルは燃焼室から炭化室への１次元的な熱流れに基づい
た炉幅方向１次元モデルであり、煉瓦内と炭層内を熱伝
導とし、煉瓦壁と炭層表面間は放射によるものとし、炭
層については含有水分の気化熱を考慮している。伝熱計
算は各メッシュ毎の熱バランス式をヘースとした伝熱差
分方程式を用いて行なう。
デルは燃焼室から炭化室への１次元的な熱流れに基づい
た炉幅方向１次元モデルであり、煉瓦内と炭層内を熱伝
導とし、煉瓦壁と炭層表面間は放射によるものとし、炭
層については含有水分の気化熱を考慮している。伝熱計
算は各メッシュ毎の熱バランス式をヘースとした伝熱差
分方程式を用いて行なう。
伝熱シミュレータを関数で表すと、下記の通りとな
る。
る。
Tc＝Tc（ｗ、ｍ、Tf、ｔ） Tw＝Tw（ｗ、ｍ、Tf、ｔ） ここで、Tc:排出コークス中心温度（℃） Tw:窯内のある場所の排出コークス温度（例え
ば表面）（℃） w:装入炭量（ton） m:水分（％） Tf:炉温（℃） t:乾留時間（hr） 第２図にこの発明の制御フローを示す。
ば表面）（℃） w:装入炭量（ton） m:水分（％） Tf:炉温（℃） t:乾留時間（hr） 第２図にこの発明の制御フローを示す。
（Ｉ）目標排出コークス温度計算 伝熱シミュレータで目標排出コークス中心温度達成フ
リュー温度Tfc ＊を求める。
リュー温度Tfc ＊を求める。
f:実績炉温（℃） Tc ＊：目標排出コークス中心温度（℃） ｗ＊：計画装炭量（ton） ｍ＊：各水分（％） ｔ＊：計画乾留時間（hr） α：炉温影響算出用炉温幅（℃） Tfc ＊に対する伝熱シミュレータ推定排出コークス温
度Tw（ｗ＊、ｍ＊、Tfc ＊、ｔ＊）を目標排出コークス
温度Tw＊とする。
度Tw（ｗ＊、ｍ＊、Tfc ＊、ｔ＊）を目標排出コークス
温度Tw＊とする。
（II）伝熱シミュレータフィードバック計算実績を基に
シミュレータ補正量を修正する。
シミュレータ補正量を修正する。
δ＝δ ＋GI｛ｗ−Tw（、、ｆ、）−δ ） δ：伝熱シミュレータ補正量（℃） δ ：前チャージまでのδ（℃） GI:修正ゲイン（−）w :コークス排出時放射温度計測定値（℃） ：実績装炭量（ton） ：実績水分（％）f :実績炉温（℃） ：実績乾留時間（hr） （III）目標炉温計算 目標排出コークス温度を達成するための炉温を、伝熱
シミュレータと補正量から決定する。
シミュレータと補正量から決定する。
（IV）目標炉団温度計算 ｊ番目の通りのTf ＊をTfj ＊とし、下記式で求める。
Ｔ＊：目標団温度（℃） Tfj ＊:j番の通りの目標炉団温度（℃） Wj:重み係数（−） （Ｖ）投入熱量計算 目標炉団温度が求まると、下記式に基づいて投入熱量
を算出し、この投入熱量になるよう炉団の燃料バルブ開
度調整装置により炉団の燃料バルブ開度を調整するので
ある。
を算出し、この投入熱量になるよう炉団の燃料バルブ開
度調整装置により炉団の燃料バルブ開度を調整するので
ある。
Ｑ＝K1（Ｔ＊−Ｔ）＋K2Σ（Ｔ＊−Ｔ）−K3T−K4ΔＴ Q:投入熱量（kcal/hr） T:実績炉温（℃） Ｔ＊：目標炉団温度（℃） ΔT:実績炉温の増加量（℃） K1〜K4:係数 なお、窯毎に投入熱量制御でき場合は、もちろん上述
の目標炉団温度を介して制御する必要はない。
の目標炉団温度を介して制御する必要はない。
実 施 例 実施例１ 第３図は、伝熱シミュレータのチャージ内精度を示す
もので、装炭から押出しまでの炭中温度の変化につい
て、実績値と計算値を比較した結果である。この図から
明らかなごとく、実績値と計算値は非常によく一致して
いる。
もので、装炭から押出しまでの炭中温度の変化につい
て、実績値と計算値を比較した結果である。この図から
明らかなごとく、実績値と計算値は非常によく一致して
いる。
実施例２ 第４図（Ａ）は伝熱シミュレータの排出コークス温度
推定精度を示すもので、図（Ｂ）に示す操業条件で操業
したときの排出コークス中心温度と排出コークス表面温
度の変化について、実績値と推定値を比較した結果であ
り、実績値と推定値の推移は非常によく一致している。
推定精度を示すもので、図（Ｂ）に示す操業条件で操業
したときの排出コークス中心温度と排出コークス表面温
度の変化について、実績値と推定値を比較した結果であ
り、実績値と推定値の推移は非常によく一致している。
実施例３ 第５図（Ａ）はこの発明法を適用して炉温制御したと
きの結果を示し、（Ｂ）は無制御の場合の結果を示す。
きの結果を示し、（Ｂ）は無制御の場合の結果を示す。
第５図の結果より明らかごとく、この発明法を適用し
て炉温制御することにより排出コークス温度のバラツキ
（σ）を18℃から、６℃に大幅に低減することができ
た。
て炉温制御することにより排出コークス温度のバラツキ
（σ）を18℃から、６℃に大幅に低減することができ
た。
この結果より、この発明を適用して炉温制御すること
により、排出コークス温度を一定化できることを確認で
きた。
により、排出コークス温度を一定化できることを確認で
きた。
発明の効果 以上説明したごとく、この発明方法によれば、排出コ
ークス温度のばらつきを低減することができるので、排
出コークス表面温度並びに排出コークス中心温度を低下
することが可能となり、乾留熱量を低減できるととも
に、コークス品質の安定化をはかることができ、火落ち
時間を被制御量とする従来の燃焼制御方法に比し、乾留
熱原単位の低減および安定生産の達成に大なる効果を奏
する。
ークス温度のばらつきを低減することができるので、排
出コークス表面温度並びに排出コークス中心温度を低下
することが可能となり、乾留熱量を低減できるととも
に、コークス品質の安定化をはかることができ、火落ち
時間を被制御量とする従来の燃焼制御方法に比し、乾留
熱原単位の低減および安定生産の達成に大なる効果を奏
する。
第１図はこの発明の伝熱シミュレータモデルを示すブロ
ック図、第２図はこの発明の制御フローを示すブロック
図、第３図はこの発明の実施例における伝熱シミュレー
タのチャージ内精度を示す図、第４図は伝熱シミュレー
タの排出コークス温度の推定精度を示す図で、図（Ａ）
は実績値と推定値を比較して示す図、図（Ｂ）は同上実
施例における操業条件を示す図、第５図（Ａ）はこの発
明法を適用して炉温制御したときの結果を示す図、同図
（Ｂ）は無制御の場合の結果を示す図である。
ック図、第２図はこの発明の制御フローを示すブロック
図、第３図はこの発明の実施例における伝熱シミュレー
タのチャージ内精度を示す図、第４図は伝熱シミュレー
タの排出コークス温度の推定精度を示す図で、図（Ａ）
は実績値と推定値を比較して示す図、図（Ｂ）は同上実
施例における操業条件を示す図、第５図（Ａ）はこの発
明法を適用して炉温制御したときの結果を示す図、同図
（Ｂ）は無制御の場合の結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 俊雄 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内 (72)発明者 中尾 孝司 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内
Claims (2)
- 【請求項１】装入炭量、装入炭水分、炉温、乾留時間か
ら乾留後のコークス温度を推定するモデルを用い、コー
クス排出時に測定するコークス温度測定値によりモデル
補正量を求め、実績装入炭量、実績装入炭水分、計画乾
留時間の３つの要素から、目標コークス温度を達成する
ための炉温を求め、該炉温になるよう投入熱量を制御す
ることを特徴とするコークス炉の投入熱量制御方法。 - 【請求項２】装入炭量、装入炭水分、炉温、乾留時間か
ら乾留後のコークス温度を推定するモデルを用い、装入
炭量、装入炭水分および乾留時間の計画操業条件から、
コークス中心温度が目標値となるための窯内のある位置
のコークス温度を求め、該コークス温度となるよう投入
熱量を制御することを特徴とするコークス炉の投入熱量
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19980490A JPH0819416B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | コークス炉の投入熱量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19980490A JPH0819416B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | コークス炉の投入熱量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0485392A JPH0485392A (ja) | 1992-03-18 |
| JPH0819416B2 true JPH0819416B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=16413907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19980490A Expired - Fee Related JPH0819416B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | コークス炉の投入熱量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819416B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5011844B2 (ja) * | 2006-06-23 | 2012-08-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | コークス炉における燃焼制御方法 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP19980490A patent/JPH0819416B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0485392A (ja) | 1992-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |