JPS6173804A - 高炉の操業法 - Google Patents
高炉の操業法Info
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- JPS6173804A JPS6173804A JP19428884A JP19428884A JPS6173804A JP S6173804 A JPS6173804 A JP S6173804A JP 19428884 A JP19428884 A JP 19428884A JP 19428884 A JP19428884 A JP 19428884A JP S6173804 A JPS6173804 A JP S6173804A
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- Japan
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- blast furnace
- furnace
- solid
- pattern
- temperature
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/006—Automatically controlling the process
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- 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〕
本発明は高炉の操業法に関しさらに詳しくは高炉の炉内
高さ方向のガス、固体および液体の温度パターン、カス
成分パターンと固体の酸化度のパターン７を制御し、安
定かつ高能４１の高炉操業を行う方法に関するものであ
る。
高さ方向のガス、固体および液体の温度パターン、カス
成分パターンと固体の酸化度のパターン７を制御し、安
定かつ高能４１の高炉操業を行う方法に関するものであ
る。
従来、高炉の操業は、高炉の内部状態を常時的確にとら
えることが困難なため、外部に現われる現象を経験的に
管理することによって行われていた６例えば、ＳｉＣ度
や溶銑温度で推定される炉ド部温度、送風圧、荷下り状
況１羽１１前ガス温度または燃焼状況等の管理を主体と
していた。このような管理によって、高炉の定常操業に
はほとんど支障はないものの、非定常操業を含む広範な
高炉操業に対しては不十分であった。
えることが困難なため、外部に現われる現象を経験的に
管理することによって行われていた６例えば、ＳｉＣ度
や溶銑温度で推定される炉ド部温度、送風圧、荷下り状
況１羽１１前ガス温度または燃焼状況等の管理を主体と
していた。このような管理によって、高炉の定常操業に
はほとんど支障はないものの、非定常操業を含む広範な
高炉操業に対しては不十分であった。
高炉の内部状！ムと炉況との間には、一定の関係があり
、ヒートパターン（内部温度）が上昇すれば１通気性の
悪い融Ｒ帯の位置が上昇し、従って通気抵抗が一ヒシ４
Ｌ、かつ中位生産１１１当りの入熱１．）が多くなり、
生産能力が低下し、燃料比が、上昇する。−・山内部温
度が低下すれば炉の冷え込みの危険が伴なう、従ってこ
れらの内部状態を常に適！／Ｊな範囲に制御することは
、高炉を安定でかつＩｔ５能・（ｌで諌ヱするために屯
安である。高炉の内部状弘。
、ヒートパターン（内部温度）が上昇すれば１通気性の
悪い融Ｒ帯の位置が上昇し、従って通気抵抗が一ヒシ４
Ｌ、かつ中位生産１１１当りの入熱１．）が多くなり、
生産能力が低下し、燃料比が、上昇する。−・山内部温
度が低下すれば炉の冷え込みの危険が伴なう、従ってこ
れらの内部状態を常に適！／Ｊな範囲に制御することは
、高炉を安定でかつＩｔ５能・（ｌで諌ヱするために屯
安である。高炉の内部状弘。
は 炉内、ｌ：Ｈ，さ方向のヒートパター／、炉内通気
１１を抗、炉内゛ｒ、１￥方向ガス流れ分布状況等によ
って間断される。
１１を抗、炉内゛ｒ、１￥方向ガス流れ分布状況等によ
って間断される。
そこでこの内部状態を高炉数式モデルにより求める方法
が特公昭５０−２０９４２、特開昭５２−１１７８２１
．！ｌ￥開閉５３−１０６３１４．特ｆｕｌｌ昭５４−
３９３Ｌ２、特公昭５９−１０９６６′９で１に案され
ている。
が特公昭５０−２０９４２、特開昭５２−１１７８２１
．！ｌ￥開閉５３−１０６３１４．特ｆｕｌｌ昭５４−
３９３Ｌ２、特公昭５９−１０９６６′９で１に案され
ている。
Ｃ発ψ）か解決しようとする問題点〕
それらのモデルでは物質、熱バランスは考慮されている
が、反応速度については高炉内の定常状ｆ！ｌを想定し
、物質バランスより得た反応速度を基ペイ・とじて用い
ており、吹卸し、火入れ、炉頂ガス、１）増減操業など
の非定常操業を含む炉内状況までを的確に表現していな
かった。そしてまた最近の製鉄所のエネルギーのＩＳ情
により、例えば製鉄所の総合エネルギーが最小になるよ
うに１ｔ”ｉ炉を操業するなど、高炉の操業度に柔軟性
が四求されるようになり、高炉の操作量（送風州等）を
スケジュールに治って数時間中位で比較的大きな変更を
実施する必・及が生じている。このような場合には、定
常操業時の操業データを用いて１”＋た反応速度式をノ
、（半値として用いて７！Ｉトな高炉操業を行うことは
不ｄ丁能になっている。
が、反応速度については高炉内の定常状ｆ！ｌを想定し
、物質バランスより得た反応速度を基ペイ・とじて用い
ており、吹卸し、火入れ、炉頂ガス、１）増減操業など
の非定常操業を含む炉内状況までを的確に表現していな
かった。そしてまた最近の製鉄所のエネルギーのＩＳ情
により、例えば製鉄所の総合エネルギーが最小になるよ
うに１ｔ”ｉ炉を操業するなど、高炉の操業度に柔軟性
が四求されるようになり、高炉の操作量（送風州等）を
スケジュールに治って数時間中位で比較的大きな変更を
実施する必・及が生じている。このような場合には、定
常操業時の操業データを用いて１”＋た反応速度式をノ
、（半値として用いて７！Ｉトな高炉操業を行うことは
不ｄ丁能になっている。
一方、反応速度式として化学反応を正確に取込んだモデ
ルも開発されつつあるが、その種のモデルは構造が複雑
で計算時ｒｄ１が長くかかるため操業解析には用いるこ
とはでごろが、オンラインで刻／／に計算し、一定時間
１例えば３０分から８蒔間イＩｌに予測してアラン１ン
に結びつけるモデルはまだ開発されていない。
ルも開発されつつあるが、その種のモデルは構造が複雑
で計算時ｒｄ１が長くかかるため操業解析には用いるこ
とはでごろが、オンラインで刻／／に計算し、一定時間
１例えば３０分から８蒔間イＩｌに予測してアラン１ン
に結びつけるモデルはまだ開発されていない。
未発明は以上の実状に鑑み、非定常状態を含む高炉操業
をオンラインで制ψ１できる筒易で精度の高いモデルを
開発し、これによる実用的な高炉操業方法を提供するこ
とを目的とする。
をオンラインで制ψ１できる筒易で精度の高いモデルを
開発し、これによる実用的な高炉操業方法を提供するこ
とを目的とする。
そこで本発明は、炉内の還元反応に関して簡ｍ化した化
学反応速度式を用いて、炉内現象を数式化した高炉非定
常数式モデルを作成し、刻々に観測される。Ｘ’；ｉ炉
データより未来の、ｚ、５炉内部状態をモデル計算結果
よりＴ’ Ａｌｌし、炉内高さ方向の固体、液体、ガス
の温度パターン、ガス成分パターンと国体の酸化度のパ
ターンの内、任意に選択された項１１が設定１１標範囲
内に維持されるように操作量を適正に操作することを特
徴とする。
学反応速度式を用いて、炉内現象を数式化した高炉非定
常数式モデルを作成し、刻々に観測される。Ｘ’；ｉ炉
データより未来の、ｚ、５炉内部状態をモデル計算結果
よりＴ’ Ａｌｌし、炉内高さ方向の固体、液体、ガス
の温度パターン、ガス成分パターンと国体の酸化度のパ
ターンの内、任意に選択された項１１が設定１１標範囲
内に維持されるように操作量を適正に操作することを特
徴とする。
未発ｌ！ｌＩ名らの解析によれば、高炉内のＣｏおよび
Ｈ２ガスによる鉱石の間接還元反応が比較的単純な−・
界面未反応核モデルにより表現することができ、またカ
ーボンソリューゾヨ／反応をこの１１１１接反応の関係
式として記述すれば、この関係式が炉内状況をよくノユ
ミレートできることを明らかにすることかでさた。
Ｈ２ガスによる鉱石の間接還元反応が比較的単純な−・
界面未反応核モデルにより表現することができ、またカ
ーボンソリューゾヨ／反応をこの１１１１接反応の関係
式として記述すれば、この関係式が炉内状況をよくノユ
ミレートできることを明らかにすることかでさた。
すなわち本発明は、高炉データについて種々の検１．・
１、解析をすることにより以上に述べる物質、熱バラン
ス式が成立することを確認し、また各バランス式におい
て水素−元！１） 、＋水素還元熱ｒ＋）等は結果への
彩でか非常に小さく無視してもよいことを確認したので
、これらは除外し、簡単化されたモデルで精度よくオン
ライン１１ノ目１１を行うものであそのための炉内高さ
方向の各層における物質。
１、解析をすることにより以上に述べる物質、熱バラン
ス式が成立することを確認し、また各バランス式におい
て水素−元！１） 、＋水素還元熱ｒ＋）等は結果への
彩でか非常に小さく無視してもよいことを確認したので
、これらは除外し、簡単化されたモデルで精度よくオン
ライン１１ノ目１１を行うものであそのための炉内高さ
方向の各層における物質。
熱バランス式、還元および溶融の各反応式より操業デー
タを用いて未来の炉内高さ方向の固体、液体、ガスの温
度パターン、ガス成分パターノ、固体の酸化度のパター
ンを一定時間毎に以下のようにｌ’Ａｌｌする。
タを用いて未来の炉内高さ方向の固体、液体、ガスの温
度パターン、ガス成分パターノ、固体の酸化度のパター
ンを一定時間毎に以下のようにｌ’Ａｌｌする。
以上、未発明の数式モデルに使用する基礎式について記
号の定義および式を示す。
号の定義および式を示す。
記号の定茂
添字ｉ：ツーン番号
（Ｖｓ）ｉ＋固体７ＱＭｍ’（固体）／ｈｒ（Ｖｍ）ｉ
・溶解速度（固体体積） ｍ’ （固体） ／ ｈ ｒ （Ｖｏ）ｉ：固体中の鉱石の体積分率 （ＷＦｅ）ｉ：鉱石中ノＦ ｅｌｌ：度ｋ ｇ （Ｆ
ｅ） ／ｒｎ’ （鉱石）（Ｗｃ）ｉ：コークス中のｃ
ｅｒ化 ｋ ｇ （Ｃ） ／ｒｎ’ （コークス）ｘｉ：
ｍ石の酸化度 （ＦｅＯＸ）（Ｔｓ）ｉ：ｌノ１１体温
度 °Ｃ Ｈｓｉ：ｒＡ１体熱容１１ｊｋｃ ａ ｌ ／ ｍ”０
（Ｇｇ）ｉ：カス流％ ｋｍｏｌ／ｈｒ（Ｙｃｏ）ｉ
：ＣＯガス分二Ｖ （Ｙｃｏ２）ｉ ：ＣＯ２ガス分−Ｖ （Ｔｇ）ｉ＋カス温Ｉｆｆ ”０ （Ｖ文）ｉ 液体流φ ｍ’ （液体） ／ ｈ ｒＷ
ｉ： 溶解率 ｘ’ｉ： 液相中のＦｅＯ酎化耐 （Ｔｇ、）ｉ ・液体温度 ℃ （Ｖ’ｍ） ｉ ：ｆａ解速度（液体体積）ｍ″（液
体） ／ ｈ ｒ （ＷＦｅ）ｉ：液体中のＦｅＣ，ＩＥ ｋｇ（Ｆｅ）、／ｍ”（液体） ΔＨｍｉ：溶融に伴なう移動熱１ｉ） ｋｃ ａ ｌ ／ ｈ ｒ ■Ｉ゛ ゾーン体積 ｍ２ ＠Ｉ ： ンーン空隙！：＃Ｚ ＳＩ： ソーン壁面積 ゴ Ｃｏｉ、ＣＣｔ 二鉱石、コークス比熱ｋ ｃ ａ
ｌ ／ ｋ ｇ ”ＣＣｇ：カス比熱 ｋｃａｌ／ｋ
ｍｏ１°ＣＣ交：液体比８ｋ ｃ ａ ｌ ／ ｋ ｇ
’０ρＯ１，ρｃｉ：ｉ石、コークスの見掛密度ｋｇ
／ｍ’（固体） ρ見； 液体密度 ｋｇ／ｍ″（液体）Ｒ１ｉ：
固体の間接還元反応速度 ｋｍｏ ｌ （Ｃｏ） ／ｈ ｒｒｎ’Ｒ’Ｉ ｉ：
液体の間接還元反応速度ｋｍｏ ｌ （Ｇｏ）／
ｈ ｒｍ’Ｒ２ｉ： ンリューショ７０ス反応速度
ｋｍｏ ｌ （Ｃ） ／ｈ ｒｒｎ’ −ΔＨ１、−ΔＨＩ ：間接還元反応熱（固気。
・溶解速度（固体体積） ｍ’ （固体） ／ ｈ ｒ （Ｖｏ）ｉ：固体中の鉱石の体積分率 （ＷＦｅ）ｉ：鉱石中ノＦ ｅｌｌ：度ｋ ｇ （Ｆ
ｅ） ／ｒｎ’ （鉱石）（Ｗｃ）ｉ：コークス中のｃ
ｅｒ化 ｋ ｇ （Ｃ） ／ｒｎ’ （コークス）ｘｉ：
ｍ石の酸化度 （ＦｅＯＸ）（Ｔｓ）ｉ：ｌノ１１体温
度 °Ｃ Ｈｓｉ：ｒＡ１体熱容１１ｊｋｃ ａ ｌ ／ ｍ”０
（Ｇｇ）ｉ：カス流％ ｋｍｏｌ／ｈｒ（Ｙｃｏ）ｉ
：ＣＯガス分二Ｖ （Ｙｃｏ２）ｉ ：ＣＯ２ガス分−Ｖ （Ｔｇ）ｉ＋カス温Ｉｆｆ ”０ （Ｖ文）ｉ 液体流φ ｍ’ （液体） ／ ｈ ｒＷ
ｉ： 溶解率 ｘ’ｉ： 液相中のＦｅＯ酎化耐 （Ｔｇ、）ｉ ・液体温度 ℃ （Ｖ’ｍ） ｉ ：ｆａ解速度（液体体積）ｍ″（液
体） ／ ｈ ｒ （ＷＦｅ）ｉ：液体中のＦｅＣ，ＩＥ ｋｇ（Ｆｅ）、／ｍ”（液体） ΔＨｍｉ：溶融に伴なう移動熱１ｉ） ｋｃ ａ ｌ ／ ｈ ｒ ■Ｉ゛ ゾーン体積 ｍ２ ＠Ｉ ： ンーン空隙！：＃Ｚ ＳＩ： ソーン壁面積 ゴ Ｃｏｉ、ＣＣｔ 二鉱石、コークス比熱ｋ ｃ ａ
ｌ ／ ｋ ｇ ”ＣＣｇ：カス比熱 ｋｃａｌ／ｋ
ｍｏ１°ＣＣ交：液体比８ｋ ｃ ａ ｌ ／ ｋ ｇ
’０ρＯ１，ρｃｉ：ｉ石、コークスの見掛密度ｋｇ
／ｍ’（固体） ρ見； 液体密度 ｋｇ／ｍ″（液体）Ｒ１ｉ：
固体の間接還元反応速度 ｋｍｏ ｌ （Ｃｏ） ／ｈ ｒｒｎ’Ｒ’Ｉ ｉ：
液体の間接還元反応速度ｋｍｏ ｌ （Ｇｏ）／
ｈ ｒｍ’Ｒ２ｉ： ンリューショ７０ス反応速度
ｋｍｏ ｌ （Ｃ） ／ｈ ｒｒｎ’ −ΔＨ１、−ΔＨＩ ：間接還元反応熱（固気。
油気）ｋｃａ ｌ／ｋｍｏ ｌ （Ｇｏ）−ΔＨ２：
ソリューションロス反応熱ｋｃ ａ ｌ／ｋｍｏ ｌ
（Ｃｏ）−ΔＨ３： 溶解反応熱ｋ ｃ ａ ｌ ／
ｋ ｇｐｊ 、ｑｊ・反応熱の固気間配分率 ｐ’ｊ 、 ｑ’ｊ ：反応熱の油気間配分率ｈｇｓ、
ｈ交ｓ、ｈｇ見：伝熱係数 ｋｃａｌ／ｒｒ＋’ ｈｒ ”Ｃａｇｓ、ａ交
ｓ、ａｇ見：表面積比（伝熱式％式％） αｇｓ、αｇ見二表ｒＩａ積比（反応速度式中）ｍ’／
ｒｎ’ （ｂ ｅ ｄ） Ａｇｓ、Ａｌｓ、Ａｔ’；Ｌ：熟容蟻係敷（Ａ＝ｈＸａ
） ｋｃａ ｌ／ｒｎ’ｈ ｒ”ｃ：Ｔｗｉ：炉壁温
度 ℃ ｈｗｉ：炉壁熱伝達係数 ｋｃａｌ／ｒｎ’ ｈｒ ”Ｃ ｈｉ：液相滞ｔ７Ｒ率 に１間接還元反応速度Ｖｈ数 ＲＧ：２１ス定数 ＢＭ：送風！＋； Ｎｍ’／ ｍ ｉ ｎＢＴ：送風
温度 ℃ ＢＭ・送風湿分 ｇ ／ Ｎ ｍ″ ＢＥ０２ ：富化
附Ｊ！ｊｒ Ｎｍ’／ ｈ ｒＶｏｉｌ：吹き込み屯
油’＋）ｋ ｌ ／ ｈ ｒＣｏ ｉ ｌ ： ＱＮＩ
ｔｌ中のＣ分率ρ０１１：屯油比東ｋｇ／文 第１１４に本発明の高炉のモデルをボした。高炉をＥ力
から多数の層に分割し、その各層についてＬ記モデル式
を適用する６層の牧はモデル式の精度を１−分効果的に
適用し、かつ、計算機の能力等を勘案してオノライン制
御に実用する観点から２０〜３０とするのがｊ！当であ
る。
ソリューションロス反応熱ｋｃ ａ ｌ／ｋｍｏ ｌ
（Ｃｏ）−ΔＨ３： 溶解反応熱ｋ ｃ ａ ｌ ／
ｋ ｇｐｊ 、ｑｊ・反応熱の固気間配分率 ｐ’ｊ 、 ｑ’ｊ ：反応熱の油気間配分率ｈｇｓ、
ｈ交ｓ、ｈｇ見：伝熱係数 ｋｃａｌ／ｒｒ＋’ ｈｒ ”Ｃａｇｓ、ａ交
ｓ、ａｇ見：表面積比（伝熱式％式％） αｇｓ、αｇ見二表ｒＩａ積比（反応速度式中）ｍ’／
ｒｎ’ （ｂ ｅ ｄ） Ａｇｓ、Ａｌｓ、Ａｔ’；Ｌ：熟容蟻係敷（Ａ＝ｈＸａ
） ｋｃａ ｌ／ｒｎ’ｈ ｒ”ｃ：Ｔｗｉ：炉壁温
度 ℃ ｈｗｉ：炉壁熱伝達係数 ｋｃａｌ／ｒｎ’ ｈｒ ”Ｃ ｈｉ：液相滞ｔ７Ｒ率 に１間接還元反応速度Ｖｈ数 ＲＧ：２１ス定数 ＢＭ：送風！＋； Ｎｍ’／ ｍ ｉ ｎＢＴ：送風
温度 ℃ ＢＭ・送風湿分 ｇ ／ Ｎ ｍ″ ＢＥ０２ ：富化
附Ｊ！ｊｒ Ｎｍ’／ ｈ ｒＶｏｉｌ：吹き込み屯
油’＋）ｋ ｌ ／ ｈ ｒＣｏ ｉ ｌ ： ＱＮＩ
ｔｌ中のＣ分率ρ０１１：屯油比東ｋｇ／文 第１１４に本発明の高炉のモデルをボした。高炉をＥ力
から多数の層に分割し、その各層についてＬ記モデル式
を適用する６層の牧はモデル式の精度を１−分効果的に
適用し、かつ、計算機の能力等を勘案してオノライン制
御に実用する観点から２０〜３０とするのがｊ！当であ
る。
高炉内の第１層には、そのＬ方の第（ｉ−１）層から、
（”５）ａ−＋ の同相流がか入り。
（”５）ａ−＋ の同相流がか入り。
（ＶＳ）−の固相流量が流出する。この場合、第五層内
では固体から液体への変化が計算される。
では固体から液体への変化が計算される。
また第１層には、ｉ一層の第（ｉ＋１）層から１−譬す
るカスＪＡｔ、’＋１’ （Ｇ ｇ） ＝や１が入り、
（Ｇｇ）＝が１、層に流出する。
るカスＪＡｔ、’＋１’ （Ｇ ｇ） ＝や１が入り、
（Ｇｇ）＝が１、層に流出する。
この、・、９・１炉モデルを用いて １−記に小したノ
＾礎式を用いて操業データを人力して／ユミレーンヨン
計ｌγを行ない、高炉の内部状！Ｅ、をｊｌＩる。
＾礎式を用いて操業データを人力して／ユミレーンヨン
計ｌγを行ない、高炉の内部状！Ｅ、をｊｌＩる。
未発り１の１；１算ｐＨｌｌｉを第２図にボしたフロー
チャートによって説明する。
チャートによって説明する。
はじめに境界条件すなわち羽口複合送風条件（送１１’
Ｌ Ｎ、送風温度、送風湿分、１・Δ化０２ｊ、：、用
油吹込）りおよび第Ｎ！＋（最ト層）の状ｔｆｆｉ ＆
数（固体温度、固体中Ｏｒｅ体積分率、コークス中Ｃ濃
度）より（２５）、 （２６）、 （２７）、（２
８）、（２９）式を用いて燃焼帯ポッンユガス性状（カ
ス量、ｒ一度、成分）および燃焼帯への固体流入酸を求
める０次に各層（１〜Ｎ層）の状態変数（固体温度、液
体温度、ガス成分、鉄鉱石酸化度、固体中鉄蔦石体積分
率）より各層の反応速 度 （Ｒ，、Ｒ’菫 、
Ｒ２） を （２０）。
Ｌ Ｎ、送風温度、送風湿分、１・Δ化０２ｊ、：、用
油吹込）りおよび第Ｎ！＋（最ト層）の状ｔｆｆｉ ＆
数（固体温度、固体中Ｏｒｅ体積分率、コークス中Ｃ濃
度）より（２５）、 （２６）、 （２７）、（２
８）、（２９）式を用いて燃焼帯ポッンユガス性状（カ
ス量、ｒ一度、成分）および燃焼帯への固体流入酸を求
める０次に各層（１〜Ｎ層）の状態変数（固体温度、液
体温度、ガス成分、鉄鉱石酸化度、固体中鉄蔦石体積分
率）より各層の反応速 度 （Ｒ，、Ｒ’菫 、
Ｒ２） を （２０）。
（２１）、（２２）、（２３）、（２４）式を用いて求
める。ただし各層の状７ｉ’、 ｌｌ数とは前１１′？
刻の７・ユミレー／ヨ／結果を用いる。
める。ただし各層の状７ｉ’、 ｌｌ数とは前１１′？
刻の７・ユミレー／ヨ／結果を用いる。
次に丘記Ｒ，、Ｒ’、、Ｒ２および燃焼帯ボッシュガス
性状より（ｔＯ）、 （ｌｌ）。
性状より（ｔＯ）、 （ｌｌ）。
（１２）、（１３）式を用いてｌニカに向って各層のカ
ス成分１編度、カス量を順次求めていき、その結果カス
成分パターン（（ＬＯ）、（１１）式）、ガス温度パタ
ーン（（１３）式）を得る。
ス成分１編度、カス量を順次求めていき、その結果カス
成分パターン（（ＬＯ）、（１１）式）、ガス温度パタ
ーン（（１３）式）を得る。
ただし、カスは常に更屑状態に達しているものとして時
間微分項を０とし代数方程式で求める。
間微分項を０とし代数方程式で求める。
次番こ各層の固体温度より（７）式、（１５）式を用い
て溶解熱ヤ、溶解速度を求める。
て溶解熱ヤ、溶解速度を求める。
次にして求めたＲ’ｌ、Ｒ２およびカス温度および状１
．！ｉ変８！（流体、固体温度、固体や鉱石体積分率、
流体流１−）を用いて液体の温度の刻みｌｌｑＩｉ時間
ΔＥ時間後の変化分ｄ（丁ｅ）、／ｄｔを［３層から１
層に向って順次（１９）式より求めていく。
．！ｉ変８！（流体、固体温度、固体や鉱石体積分率、
流体流１−）を用いて液体の温度の刻みｌｌｑＩｉ時間
ΔＥ時間後の変化分ｄ（丁ｅ）、／ｄｔを［３層から１
層に向って順次（１９）式より求めていく。
その変化分を前回の液体温度に対して各層について加算
することにより、Δｔ ＩＩ！ｆ間後の間接の温度バク
−７かｆＩ）られる。
することにより、Δｔ ＩＩ！ｆ間後の間接の温度バク
−７かｆＩ）られる。
次に固体についても同様にＲ１，Ｒ２および前回の状ｊ
ｎ： ′＆数より温度の刻み幅）ν間接の変化分ａ Ｃ
’ｒｓ）＝／ｄＬ（（６）式）および酸化度の変１ヒ分
ｄｘ、／ｄｔ（（１４）式）を求め、その変化分を＋ｉ
ｉｉ回の温度、酸化度に対して各層毎に加算することに
より温度、酸化度のパターンが得られる。
ｎ： ′＆数より温度の刻み幅）ν間接の変化分ａ Ｃ
’ｒｓ）＝／ｄＬ（（６）式）および酸化度の変１ヒ分
ｄｘ、／ｄｔ（（１４）式）を求め、その変化分を＋ｉ
ｉｉ回の温度、酸化度に対して各層毎に加算することに
より温度、酸化度のパターンが得られる。
以りの計算を０．０１時間の刻み幅で１０時間分繰り返
して１０時間後の内部状態を１ｒ＃る。１０時間という
期間は装入物の滞留時間を考慮して設定した。そして炉
内高さ方向の固体、液体、カスの温度パター７、ガス成
分パターンおよび／または固体の酸化度のパターンが、
設定されたトド限の範囲内に収まるように羽目からの吹
込物質（例えば、送風ｊｊ、、送風湿度、送風湿分１ｍ
素、微粉炭、酸化鉄粉、石灰石粉）または炉頂装入物の
投入１１）（例えば鉱石、コークス）を操作する。
して１０時間後の内部状態を１ｒ＃る。１０時間という
期間は装入物の滞留時間を考慮して設定した。そして炉
内高さ方向の固体、液体、カスの温度パター７、ガス成
分パターンおよび／または固体の酸化度のパターンが、
設定されたトド限の範囲内に収まるように羽目からの吹
込物質（例えば、送風ｊｊ、、送風湿度、送風湿分１ｍ
素、微粉炭、酸化鉄粉、石灰石粉）または炉頂装入物の
投入１１）（例えば鉱石、コークス）を操作する。
１０ Ｉ＋！？間の、１１算過程で境界条件は１１１画
の設定値通り人力して未来の予測ができる。
の設定値通り人力して未来の予測ができる。
また、１１算に用いるパラメータは実績操業データと計
算結果を収集して解析することにより適切な値を用いる
ことかでさる。
算結果を収集して解析することにより適切な値を用いる
ことかでさる。
本発明のかかる方法により、高炉内温度分布は安定に保
たれることがＩＩｆ能であり、高炉操業が安定し必然的
に品質の安定した銑鉄の生産が＝ｒ能である。
たれることがＩＩｆ能であり、高炉操業が安定し必然的
に品質の安定した銑鉄の生産が＝ｒ能である。
内容積４５００ｍ’の高炉操業において本発明を１０日
間にわたって適用した例を示す。
間にわたって適用した例を示す。
まず５本発明の計算結果の妥当性をみるために従来法の
操業での実績の溶銑温度と、本発明の数式モデルを用い
て実績の境界条件（羽目送風条例４、原料装入条件）を
入力して５時間毎に最ド層の液相温度の推移を予測した
結果を合わせて第３図に示す、この計算では全層数を３
０としているのｔＩｌｔ；ｔド層液相温度を（ＴＬ）３
０ として示している６図中に）（＜すようにこれら
の変化はよく対応しており５本発明の敬式モデルが高炉
操業の予測に＾川できることが明らかにされた。
操業での実績の溶銑温度と、本発明の数式モデルを用い
て実績の境界条件（羽目送風条例４、原料装入条件）を
入力して５時間毎に最ド層の液相温度の推移を予測した
結果を合わせて第３図に示す、この計算では全層数を３
０としているのｔＩｌｔ；ｔド層液相温度を（ＴＬ）３
０ として示している６図中に）（＜すようにこれら
の変化はよく対応しており５本発明の敬式モデルが高炉
操業の予測に＾川できることが明らかにされた。
次に従来法と本発明法とでの高炉操業結果の比較を第１
表に示す０本発明では第２図に示すようにｈｋＦ層液相
温度（１文）Ｈの＋１標値を設定して３０分毎にシュミ
レーション計算ヲ行い（Ｔｌ）Ｎが設定範囲（Ｔｍｉｎ
とＴｍａｘとの間）内に維持されるように羽目からの吹
込物質として送風空気の温度に関する操作部変更を行っ
た結果、溶銑温度、ＳｉＣ度は第１表中に示すように標
準偏差が明確に小さくなった。また炉内挿入物の降ド速
度の変動を示す指数である疎密指数や、炉壁冷却水熱負
荷も共に低ドし顕著に操業の安定性が確保された。なお
、この例では正確な計算結果を得るために、パラメータ
の修正を第２図では１０時間ごとになっているのを、５
時間ごとに行なった。
表に示す０本発明では第２図に示すようにｈｋＦ層液相
温度（１文）Ｈの＋１標値を設定して３０分毎にシュミ
レーション計算ヲ行い（Ｔｌ）Ｎが設定範囲（Ｔｍｉｎ
とＴｍａｘとの間）内に維持されるように羽目からの吹
込物質として送風空気の温度に関する操作部変更を行っ
た結果、溶銑温度、ＳｉＣ度は第１表中に示すように標
準偏差が明確に小さくなった。また炉内挿入物の降ド速
度の変動を示す指数である疎密指数や、炉壁冷却水熱負
荷も共に低ドし顕著に操業の安定性が確保された。なお
、この例では正確な計算結果を得るために、パラメータ
の修正を第２図では１０時間ごとになっているのを、５
時間ごとに行なった。
上記例では最下層液相温度のみを制御対象としたが、全
層の固相温度の各目標ｆＩＩ＋との差の２乗の和の一方
根や、またある特定の層の酸化鉄の酸化度を対象とする
ことも１暉能である。
層の固相温度の各目標ｆＩＩ＋との差の２乗の和の一方
根や、またある特定の層の酸化鉄の酸化度を対象とする
ことも１暉能である。
また計算時間も１０一時間のみならず操作稙変更のデッ
ドタイムを考慮して任意の時間のシュミレーションを設
定することもＮｆ能である。
ドタイムを考慮して任意の時間のシュミレーションを設
定することもＮｆ能である。
本発明により、非定常状態を含む高炉のオンライノ制御
を精度よ〈実施することかきるようになり、高炉の操業
を製鉄所全体のエネルギーミニマ１、になるようｌｊｌ
１することがＩ＋［能となった。
を精度よ〈実施することかきるようになり、高炉の操業
を製鉄所全体のエネルギーミニマ１、になるようｌｊｌ
１することがＩ＋［能となった。
第１図は本発明におけるｔ！１式モデモデルバす、Ｗ１
炉の模式図、第２図は未発明における計算ｒ順を小すフ
ローチャート、０′Ｓ３図は従来法での実ｈ１溶跣温度
と本発明により得られた最上層液相温度との関係を小ナ
グラフ、第４図は数式モデル基礎式での固体温度に対す
る溶解比−（４の関係をボすグラフ、第５図はソリュー
ンヨンロス反応速度と間接；χ反応速度の比率関係を示
すグラフである。 出 願 人 川＃製鉄株式会社 代 理 人 ブｒ理士 小 杉 佳 男５１゛理１
− カ ＋ｔｋ 和 ｊ］１１第３図 第４図 第５図
炉の模式図、第２図は未発明における計算ｒ順を小すフ
ローチャート、０′Ｓ３図は従来法での実ｈ１溶跣温度
と本発明により得られた最上層液相温度との関係を小ナ
グラフ、第４図は数式モデル基礎式での固体温度に対す
る溶解比−（４の関係をボすグラフ、第５図はソリュー
ンヨンロス反応速度と間接；χ反応速度の比率関係を示
すグラフである。 出 願 人 川＃製鉄株式会社 代 理 人 ブｒ理士 小 杉 佳 男５１゛理１
− カ ＋ｔｋ 和 ｊ］１１第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高炉内の高さ方向に多層の炉内反応モデルを策定し
、各層における物質、熱バランス 式、還元および溶融の各反応式より操業データを用いて
未来の炉内高さ方向の固体、液 体、ガスの温度パターンと、ガス成分パターン、固体の
酸化度のパターンの２種のうち何れか一方または双方の
パターンとを一定時間毎に予測し、該パターンが目標設
定範囲内に収まるように羽口吹込物質または炉頂装入物
の投入量を操作することを特徴とする高炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19428884A JPS6173804A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 高炉の操業法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19428884A JPS6173804A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 高炉の操業法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6173804A true JPS6173804A (ja) | 1986-04-16 |
Family
ID=16322104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19428884A Pending JPS6173804A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 高炉の操業法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6173804A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102221820A (zh) * | 2011-03-28 | 2011-10-19 | 首钢总公司 | 一种优化控制高炉顶燃式热风炉燃烧换向周期的模型 |
-
1984
- 1984-09-17 JP JP19428884A patent/JPS6173804A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102221820A (zh) * | 2011-03-28 | 2011-10-19 | 首钢总公司 | 一种优化控制高炉顶燃式热风炉燃烧换向周期的模型 |
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