JPS6210203A - 高炉の操業方法 - Google Patents
高炉の操業方法Info
- Publication number
- JPS6210203A JPS6210203A JP14820685A JP14820685A JPS6210203A JP S6210203 A JPS6210203 A JP S6210203A JP 14820685 A JP14820685 A JP 14820685A JP 14820685 A JP14820685 A JP 14820685A JP S6210203 A JPS6210203 A JP S6210203A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- furnace
- blast furnace
- height direction
- raw materials
- blast
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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方法に関するもので、現在の操業方
法で検知できない原料の物理及び化学性状の変動に伴う
、炉下部での荷下り変動及び熱バランスの変動を検知し
、高炉操業を安定して維持させる有用な技術について提
案する。
法で検知できない原料の物理及び化学性状の変動に伴う
、炉下部での荷下り変動及び熱バランスの変動を検知し
、高炉操業を安定して維持させる有用な技術について提
案する。
高炉の操業を安定的に行うためには安定した荷下りが必
須不可欠の条件である。すなわち荷下りが急激に速くな
ると、高炉の上部では十分な還元、予熱が行われないた
めに、炉下部において還元、熱交換が大きくなり、炉熱
が著しく低下することになる。また、この荷下りは炉内
の還元反応や溶融状態により常に変動しており、そして
還元反応及び溶融状態は、炉内に装入される原料の化学
成分、その物理性状、固体ガス間の伝熱状況、羽目での
複合送風条件の他、炉内壁面の原料付着物発生に伴うガ
ス流変化などの多くの測定不可部な項目を含む要素によ
り変動する。この荷下り安定の確保のため、原料の物理
及び化学性状の管理、あるいは炉下部熱バランス計算よ
り得られる高炉炉熱指数による出銑時の溶銑温度の推定
結果の操業への適用が行われ、未来の荷下りの状況を把
握する努力がなされている。
須不可欠の条件である。すなわち荷下りが急激に速くな
ると、高炉の上部では十分な還元、予熱が行われないた
めに、炉下部において還元、熱交換が大きくなり、炉熱
が著しく低下することになる。また、この荷下りは炉内
の還元反応や溶融状態により常に変動しており、そして
還元反応及び溶融状態は、炉内に装入される原料の化学
成分、その物理性状、固体ガス間の伝熱状況、羽目での
複合送風条件の他、炉内壁面の原料付着物発生に伴うガ
ス流変化などの多くの測定不可部な項目を含む要素によ
り変動する。この荷下り安定の確保のため、原料の物理
及び化学性状の管理、あるいは炉下部熱バランス計算よ
り得られる高炉炉熱指数による出銑時の溶銑温度の推定
結果の操業への適用が行われ、未来の荷下りの状況を把
握する努力がなされている。
しかし、高炉の原料の管理面での指標は、実操業との対
応という点ではまだ不明確な点が多く、また熱バランス
計算による炉熱指数の計算は現状の操業をベースにした
結果によるもので、操業因子が未来の時刻で変化する時
の予測は不可能である。
応という点ではまだ不明確な点が多く、また熱バランス
計算による炉熱指数の計算は現状の操業をベースにした
結果によるもので、操業因子が未来の時刻で変化する時
の予測は不可能である。
また最近はベルレストツブ、ムーバブルアーマによる半
径方向の原料装入の制御により、炉内ガス流に密接に対
応して荷下りの安定を図ることが行われてはいるが、現
状では得られた結果すなわちガス流に対してアクション
をとっていること、また、原料の粒度以外の物理及び化
学性状と装入制御との因果関係が不明で未来の荷下り状
況を予測したアクション操作は不可能である。
径方向の原料装入の制御により、炉内ガス流に密接に対
応して荷下りの安定を図ることが行われてはいるが、現
状では得られた結果すなわちガス流に対してアクション
をとっていること、また、原料の粒度以外の物理及び化
学性状と装入制御との因果関係が不明で未来の荷下り状
況を予測したアクション操作は不可能である。
本発明者らは、非定常状態を含む高炉操業をオンライン
で制御できる簡易で精度の高いモデルを開発し、特願昭
５９−１９４２８８で提案した。
で制御できる簡易で精度の高いモデルを開発し、特願昭
５９−１９４２８８で提案した。
本発明はこＣ）モデル計算結果より得られる炉内高さ方
向のガス成分パターンが炉内荷下り安定性を示す指数と
よく対応することに着１］Ｌ、このガス成分パターンを
操業安定のアクションに供し得るようにすることを目的
とする。
向のガス成分パターンが炉内荷下り安定性を示す指数と
よく対応することに着１］Ｌ、このガス成分パターンを
操業安定のアクションに供し得るようにすることを目的
とする。
本発明は、高炉内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、還元及び溶融
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
のガス成分パターンを一定時間毎に予測し、該パターン
から予測される未来時刻の荷下り安定性を推測し、羽目
からの送風条件を変更することにより必要なアクション
をとる高炉操業方法である。
定し、各層における物質、熱バランス式、還元及び溶融
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
のガス成分パターンを一定時間毎に予測し、該パターン
から予測される未来時刻の荷下り安定性を推測し、羽目
からの送風条件を変更することにより必要なアクション
をとる高炉操業方法である。
開発された数式モデルのシミュレーション結果によれば
、計算されたガス成分パターンにおけるＣｏ２成分の発
生する層、すなわちＣＯ２成分がゼロでない最下層と、
荷下りの安定性を示す疎密指数との関係が明らかになっ
た。
、計算されたガス成分パターンにおけるＣｏ２成分の発
生する層、すなわちＣＯ２成分がゼロでない最下層と、
荷下りの安定性を示す疎密指数との関係が明らかになっ
た。
例えば第１図に高炉を高さ方向にＮｏ、１〜Ｎｏ、２０
の２０層に区分してシュミレーションを行ったときのＣ
ｏ、ＣＯ２濃度が例示してあり、第１２層がＣＯ２成分
が零でない最下層を示している。このような最下層番号
と疎密指数の関係は第２図に示されている。
の２０層に区分してシュミレーションを行ったときのＣ
ｏ、ＣＯ２濃度が例示してあり、第１２層がＣＯ２成分
が零でない最下層を示している。このような最下層番号
と疎密指数の関係は第２図に示されている。
第２図から明らかなように、ＣＯ２の発生する層が下層
になるにつれその分だけ間接還元反応領域が拡がり疎密
指数は小さくなって装入物の降下が安定となる。これは
すなわち炉況が安定であることを意味している。
になるにつれその分だけ間接還元反応領域が拡がり疎密
指数は小さくなって装入物の降下が安定となる。これは
すなわち炉況が安定であることを意味している。
従って、この疎密指数に一定の管理値を設け。
モデルから得られるガス成分パターンにもとづき、ＣＯ
２の発生する部位がどの位置かを推定し、ＣＯ２成分が
零でない最下層の番号から疎密指数が前記管理値を超え
ると推定される場合は、送風条件を変更して疎密指数が
管理値内に収まるように調整する。
２の発生する部位がどの位置かを推定し、ＣＯ２成分が
零でない最下層の番号から疎密指数が前記管理値を超え
ると推定される場合は、送風条件を変更して疎密指数が
管理値内に収まるように調整する。
ただし両者の間には時間遅れがあり、第２図はＣＯ２成
分のはじめて発生する層とその層の原料が羽目レベルに
降下する時点での疎密指数との間の関係を示している。
分のはじめて発生する層とその層の原料が羽目レベルに
降下する時点での疎密指数との間の関係を示している。
ところで疎密指数は理論上の装入物降下速度Ｔｉｔｈ、
実測の速度Ｔｉとの差の絶対値の５チヤ一ジ分の合計を
示し、次式で表わされる。即ち、この疎密指数が大であ
れば装入物の降下状況は不安定で、小であれば安定とい
うことができる。
実測の速度Ｔｉとの差の絶対値の５チヤ一ジ分の合計を
示し、次式で表わされる。即ち、この疎密指数が大であ
れば装入物の降下状況は不安定で、小であれば安定とい
うことができる。
ここで
ΔＴ ｉ ＝ Ｔ ｉ −Ｔ ｉ ｔ ｈＴｉｔｈ：理
論降下速度（分／チャージ）＝（銑鉄生成速度ｔ／チャ
ージ） ×（酸素原単位Ｎｍ″／１） ／（吹込み酸素量Ｎｒｎ’／分） Ｔｉ：実測降下速度（分／チャージ） ＝実績の装入速度で、炉内へ１ チャージ装入する際の間隔を含 む装入速度 本発明に適用する反応モデルシミュレーションは炉内の
還元反応に関して簡単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、
炉内高さ方向の各層における物質バランス、熱バランス
式、還元及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、
ガス成分パターン、固体の酸化度のパターンを一定時間
毎に予測するもので、前述の特願昭５９−１９４２８８
に詳述しである１本発明はその中の炉内高さ方向でｃｏ
２発生ゾーンより疎密指数を予測する。
論降下速度（分／チャージ）＝（銑鉄生成速度ｔ／チャ
ージ） ×（酸素原単位Ｎｍ″／１） ／（吹込み酸素量Ｎｒｎ’／分） Ｔｉ：実測降下速度（分／チャージ） ＝実績の装入速度で、炉内へ１ チャージ装入する際の間隔を含 む装入速度 本発明に適用する反応モデルシミュレーションは炉内の
還元反応に関して簡単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、
炉内高さ方向の各層における物質バランス、熱バランス
式、還元及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、
ガス成分パターン、固体の酸化度のパターンを一定時間
毎に予測するもので、前述の特願昭５９−１９４２８８
に詳述しである１本発明はその中の炉内高さ方向でｃｏ
２発生ゾーンより疎密指数を予測する。
第３図に本発明に用いる高炉のモデルを示す。
高炉を上方から多数の層（ゾーン）に分割し、その各層
について上記モデル式を適用する。このモデル式による
演算によってオンラインでΔを時間後の００２成分パタ
ーンを得ることができる。
について上記モデル式を適用する。このモデル式による
演算によってオンラインでΔを時間後の００２成分パタ
ーンを得ることができる。
以上のパターンの計算結果を０．０１時間の刻み幅で数
時間光まで繰り返してその間のｃｏ２発生ゾーンを求め
、疎密指数を得る。その結果により、疎密指数が大であ
れば、降下不良で炉熱低下に起因する炉床冷えをもたら
す０例えばスリップなどの降下不良があると生鉱降りが
生じ炉熱冷えを起す。
時間光まで繰り返してその間のｃｏ２発生ゾーンを求め
、疎密指数を得る。その結果により、疎密指数が大であ
れば、降下不良で炉熱低下に起因する炉床冷えをもたら
す０例えばスリップなどの降下不良があると生鉱降りが
生じ炉熱冷えを起す。
炉熱低下に対処するために送風温度を上昇させるかある
いは極端な場合は減風する。疎密指数が小であれば炉温
良好であるからそのままの操業状態を継続する。またモ
デル内パラメータは炉頂ガス分析結果をはじめ刻々と得
られる実績値を計算結果と比較することにより逐次修正
される。
いは極端な場合は減風する。疎密指数が小であれば炉温
良好であるからそのままの操業状態を継続する。またモ
デル内パラメータは炉頂ガス分析結果をはじめ刻々と得
られる実績値を計算結果と比較することにより逐次修正
される。
内容積４５００ｒｒ！′の高炉操業において本発明を１
０日間にわたって適用した例を示す。
０日間にわたって適用した例を示す。
まず過去３年間の操業実績の検討より、木高炉において
は疎密指数が６以上となると炉況が不安定となり操業に
大きな影響を及ぼすことから管理上６以下にする必要性
が明らかになった。また同時に行われた解析より、第２
図に示すように、高炉を高さ方向２０層に分割した実施
例では、本発明によるシミュレーション計算によれば疎
密指数を６以下にするためには、００２発生の層を第１
１層以下にすればよいことが明らかになった。
は疎密指数が６以上となると炉況が不安定となり操業に
大きな影響を及ぼすことから管理上６以下にする必要性
が明らかになった。また同時に行われた解析より、第２
図に示すように、高炉を高さ方向２０層に分割した実施
例では、本発明によるシミュレーション計算によれば疎
密指数を６以下にするためには、００２発生の層を第１
１層以下にすればよいことが明らかになった。
そこで１０日間のテスト操業においては、ＣＯ２発生層
を常時監視し第１１層よりも高くなった時に、送風量を
低下させる減風のアクションをとった。またモデル内の
パラメータ修正は正確な結果を得るために５時間毎に行
った。
を常時監視し第１１層よりも高くなった時に、送風量を
低下させる減風のアクションをとった。またモデル内の
パラメータ修正は正確な結果を得るために５時間毎に行
った。
本発明を適用した期間と従来の炉況調整を行った期間で
のそれぞれの操業結果の比較を第１表に示す。ここでは
３０分毎にシミュレーション計算を行い、その結果より
得られる００２発生層番号より未来時刻の疎密指数を求
め、アクションをとった。
のそれぞれの操業結果の比較を第１表に示す。ここでは
３０分毎にシミュレーション計算を行い、その結果より
得られる００２発生層番号より未来時刻の疎密指数を求
め、アクションをとった。
第１表より明らかなように本発明の適用により疎密指数
が低い値に保たれ、そのほかにも溶銑温度、（Ｓｉ）の
標準偏差が明確に小さくなり、また炉壁冷却水熱負荷も
低下し顕著に操業の安定性が確保された。
が低い値に保たれ、そのほかにも溶銑温度、（Ｓｉ）の
標準偏差が明確に小さくなり、また炉壁冷却水熱負荷も
低下し顕著に操業の安定性が確保された。
尚、前記実施例では送風量によるアクシゴンを示したが
送風温度を変更することによっても同様に達成すること
が出来る。また、送風空気中に酸素富化している場合は
、その０２を減するアクションでもよい。
送風温度を変更することによっても同様に達成すること
が出来る。また、送風空気中に酸素富化している場合は
、その０２を減するアクションでもよい。
第 １ 表
〔発明の効果〕
本発明を高炉操業の炉況管理に適用した結果、荷下りが
安定し、炉況不調及びそれに伴う冷え込みが全くなくな
ったのみならず、第１表に示す様に溶銑温度、Ｓｉ値も
安定するので炉内への所要入熱量の削減が可能となり、
また製鋼プロセスでの溶銑処理作業の簡略化が可能とな
り、大幅なコスト低減が達成される。
安定し、炉況不調及びそれに伴う冷え込みが全くなくな
ったのみならず、第１表に示す様に溶銑温度、Ｓｉ値も
安定するので炉内への所要入熱量の削減が可能となり、
また製鋼プロセスでの溶銑処理作業の簡略化が可能とな
り、大幅なコスト低減が達成される。
第１図は本発明のシミュレーション計算で求める炉内高
さ方向ガス分布におけるＣＯ２発生の層の定義を示す模
式図で、第２図は本発明のシミュレーション計算で得ら
れたＣＯ２成分が０でない最下層の番号と疎密指数との
関係を示すグラフ、第３図は本発明における数式モデル
を示す高炉の模式図である。
さ方向ガス分布におけるＣＯ２発生の層の定義を示す模
式図で、第２図は本発明のシミュレーション計算で得ら
れたＣＯ２成分が０でない最下層の番号と疎密指数との
関係を示すグラフ、第３図は本発明における数式モデル
を示す高炉の模式図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高炉の高さ方向に多層の炉内反応モデルを策定し、
各層における物質バランス式、熱バランス式、並びに還
元及び溶融の各反応式より操業データを用いて未来の炉
内高さ方向のガス成分パターンを一定時間毎に予測し、
該ガス成分パターンより炉下部におけるＣＯ＿２発生量
にもとづく装入物の降下状況を検知 し、その降下状況に応じて羽口からの送風条件を変更し
、荷下り安定の操作を行う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 |
|---|---|---|---|
| JP14820685A JPS6210203A (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 高炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14820685A JPS6210203A (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 高炉の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6210203A true JPS6210203A (ja) | 1987-01-19 |
Family
ID=15447631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14820685A Pending JPS6210203A (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 高炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6210203A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0818543A4 (en) * | 1996-01-26 | 1998-07-15 | Nippon Steel Corp | METHOD FOR OPERATING A SINGLE SHELL OVEN |
-
1985
- 1985-07-08 JP JP14820685A patent/JPS6210203A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0818543A4 (en) * | 1996-01-26 | 1998-07-15 | Nippon Steel Corp | METHOD FOR OPERATING A SINGLE SHELL OVEN |
| US6129776A (en) * | 1996-01-26 | 2000-10-10 | Nippon Steel Corporation | Operation method of vertical furnace |
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