JPS6215607B2 - - Google Patents

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JPS6215607B2
JPS6215607B2 JP55160563A JP16056380A JPS6215607B2 JP S6215607 B2 JPS6215607 B2 JP S6215607B2 JP 55160563 A JP55160563 A JP 55160563A JP 16056380 A JP16056380 A JP 16056380A JP S6215607 B2 JPS6215607 B2 JP S6215607B2
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JP
Japan
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furnace
exhaust gas
suction amount
furnace mouth
calculated
Prior art date
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JP55160563A
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English (en)
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JPS5785920A (en
Inventor
Hideo Takahashi
Masayuki Araki
Shinya Hirano
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS5785920A publication Critical patent/JPS5785920A/ja
Publication of JPS6215607B2 publication Critical patent/JPS6215607B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/38Removal of waste gases or dust

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸素転炉における未燃焼排ガスの回収
に貢献する転炉排ガス制御方法に関する。
一般に酸素転炉において吹練中に発生する排ガ
スは一酸化炭素ガス(COガス)を主成分とする
有価ガスであるところから、これを冷却・除塵
し、燃料として回収することが行なわれている。
この未燃焼排ガスの回収制御方法として炉口圧
制御が現在広く使用されている。即ち、この制御
方法は、炉口の圧力(炉口圧)を検出しこの圧力
を操業者が手動設定した設定値になるよう排ガス
流量調節弁を動作させるものであるが、吹練経過
による排ガスの変動、および副原料の投入・送酸
流量の変動等外乱による排ガスの変動が、炉口圧
の変動となるために、操業者は炉口状態を常に目
視し、その状況に合つた炉口圧設定値に設定する
ことを要求されるが、炉口圧の変動が急激なため
に設定値を炉口状態に適確に合せることができ
ず、例えば目標値が高すぎると、炉口とスカート
間より多量の排ガスが吹出し燃焼するので、危険
でもあり環境上も好ましくない。また目標値が低
すぎると、多量の空気を吸引し有価なCOガスを
フード内で燃焼させ、カロリーの低いガスしか回
収されないという実情にあつた。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもの
で、炉口吸引量を最適な値に制御することで未燃
焼排ガスを効果的に回収し得る転炉排ガス制御方
法を提供するにある。
さて、本発明の構成の要点は、排ガス分析計に
より分析された排ガス組成と排ガス流量計により
測定された排ガス流量とから実績炉口吸引量を算
出し、一方スカート高さと炉口圧と炉口吸引量の
関係式を予め定めておき、前記実績炉口吸引量の
算出時に対応した時刻におけるスカート高さと炉
口圧の両検出値および実績炉口吸引量算出値とを
用いて前記関係式のなかの係数を一定時間毎に演
算修正するとともに、現在のスカート高さと炉口
圧の両検出値を用いて前記係数を修正した関係式
から現在の推定炉口吸引量を算出し、該推定炉口
吸引量と目標炉口吸引量との偏差値が零となるよ
うに排ガス流量を制御することを特徴とする転炉
排ガス制御方法である。
以下、本発明を、本発明の実施に供される一装
置例にもとづいて詳述する。
第1図は転炉排ガス処理装置の構成と制御方法
の一実施例を示す概念図である。
同図において、排ガス分析計7により分析され
た排ガス組成と排ガス流量計13により測定され
た排ガス流量は実績炉口吸引演算器15へ入力さ
れ、時間遅れをもつた実績炉口吸引量が算出され
る。この実績炉口吸引量算出時に対応する時刻に
おけるスカート位置検出器3によるスカート高さ
検出値と炉口圧検出器5による炉口圧検出値と、
上記実績炉口吸引量算出値は係数演算器16へ入
力され、予め設定されているところのスカート高
さと炉口圧と炉口吸引量の関係式のなかの係数の
修正演算が一定時間毎に行なわれる。
そして現時刻におけるスカート高さ検出値と炉
口圧検出値および前記修正された係数が推定炉口
吸引量演算器17へ入力され、現時刻における推
定炉口吸引量が算出される。
目標炉口吸引量設定器18による目標炉口吸引
量と上記推定炉口吸引量の偏差信号はプロセスゲ
イン補償演算器19へ入力されプロセスゲイン補
償演算を行なう。プロセスゲイン補償された信号
は流量・圧力変換演算器20へ入力され炉口圧目
標値信号として現炉口圧との偏差信号をとり、こ
の偏差信号は比例・積分演算器21へ入力され比
例・積分演算を行ない電油操作器12へ出力され
る。上記電油操作器は排ガス流量調節弁である2
次ダンパ11を動作させ排ガス流量を制御する。
以上がこの発明の構成概要であるが、以下更に
詳しく説明する。
刻々の炉口吸引量を制御しようとする場合、
刻々の炉口吸引量を正確にかつ時間遅れなく知る
ことが必要である。排ガス組成と排ガス流量とか
ら実績炉口吸引量を算出すること自体は特開昭55
−141509号公報に記載のように公知であり、たと
えば次式 Fa(t-)=F(t-1)・100/79・(1−CO(t-2)−CO2(t-3)−H2(t-4)) …(1) 但し Fa:実績炉口吸引量 [Nm3/h] F:排ガス流量 [Nm3/h] CO:排ガス中のCO濃度 [%] CO2:排ガス中のCO2濃度 [%] H2:排ガス中のH2濃度 [%] τ:実績炉口吸引量検出時間遅れ τ、τ、τ、τ:それぞれの検出のも
つ時間遅れを調整するための調整用時
間遅れ にて求めることができる。ただし、この演算の入
力である排ガス組成、排ガス流量を検出する分析
計7、排ガス流量計13は、その位置が炉口から
離れていることと検出に遅れがあることにより、
算出された実績炉口吸引量はある時間遅れを伴つ
ている。この時間遅れをもつた実績炉口吸引量と
目標炉口吸引量との偏差により排ガス流量を制御
しようとすると、種々の外乱による突発的な変動
に適切に対応できず、制御の目的を達成し得な
い。
そこで本発明においては、スカート高さと炉口
圧と炉口吸引量の関係式を予め定めておき、前記
(1)式により算出した時間遅れをもつた実績炉口吸
引量と該算出時に対応した時刻におけるスカート
高さと炉口圧の検出値を用いて前記予め定めた関
係式のなかの係数を一定時間毎に修正し、現時刻
におけるスカート高さと炉口圧の検出値から、時
間遅れなく現時刻の炉口吸引量を演算推定する方
法を採用した。すなわち、まず、スカート高さ炉
口圧と炉口吸引量の関係式をつぎのようにした定
める。
転炉1の炉口とスカートとの間隙部の流路抵抗
Rと真の炉口圧P*と炉口吸引量Faの間には次
式が成り立つ。
実際に検出している炉口圧Ppはスカート間隙
部より離れて検出されているので真の炉口圧P*
は次式で表わせる。
*=Pp+A …(3) 前記(2),(3)式ならびに炉口吸引量の自乗がスカ
ート高さhに比例する経験を取り入れて式を整理
すると、 Fa/h=−1/R12・Pp+−A/R12…(4)
但し、R′=R√ となる。
ここでR′およびAは変化する量であるが、転
炉吹錬中に炉口に付く地金等のために緩やかに変
化する量であり過去のデータより次のようにして
求める。
炉口圧Ppは前述のように検出でき、実績炉口
吸引量Faも排ガスの組成と流量とから時間遅れ
はあるものの(1)式から算出できる。計算を簡単に
するために(4)式を次式のように変形しR′,Aを
求める。
y=ax+b …(4)′ 但しy=Fa/h,a=−1/R12,x=Pp
b=−A/R12 (4)式でのR′,Aを求めるという問題は(4)′式の
係数a,bを求める事と同等であり、係数a,b
の求め方は次の方法による。
ある時間間隔をもつてサンプリングされている
過去のデータから求めたn回の実績炉口吸引量算
出値と、各回の算出時よりも前記時間遅れの分だ
け前の各時刻におけるスカート高さと炉口圧の検
出値から、最小自乗法を用い、 a=1/X−X (Y2−Y1・X1) …(5) b=1/X−X (Y2・X2−Y2・X1) …(6) 但し として係数a,bを求める。
かくして、スカート高さと炉口圧と炉口吸引量
の関係式として、前記(2),(4),(4)′式から次式 Fa=√(・p+)・ …(7) が定まる。
この予め定めた関係式(7)に対し、操業中に算出
した実績炉口吸引量と該算出時に対応した時刻に
おけるスカート高さと炉口圧の検出値の真近の複
数個のデータを用いて一定時間毎に前記(7)式の係
数a,bを逆算出し、この逆算出した係数を修正
係数ac,bcとして、現時刻における推定炉口吸
引量Faの算出式を次式のように定める。
Fa=√(cpc)・ …(8) 但し Pp,h:現時刻におけるスカート高さと炉口
圧の検出値 により求める。
係数ac,bcはある時点前の値ではあるが緩や
かに変化する値であり、現時刻の真の値との差は
無視しうるほど小さいものであり、したがつて(8)
式で得られる推定炉口吸引量は現時刻での炉口吸
引量を時間遅れなくかつ正確に推定するものであ
る。
つぎに排ガス流量の制御の詳細について説明す
る。
目標炉口吸引量設定器18の目標炉口吸引量は
吹練中の転炉1の炉口とスカートとの間隙部より
の炎の吹出し、吸込み状況により決定されるもの
であり、これは操作盤より操業者が目標炉口吸引
量SGとして設定する。目標炉口吸引量設定器1
8で設定された目標炉口吸引量SGと推定炉口吸
引量Faの偏差信号を次式により求める。
ΔFa=SG−Fa …(9) 閉ループの制御系を構成する場合、一般に一巡
伝達関数のゲインを一定とし系の安定性を増す方
法が用いられる。そこで炉口圧の変化分と炉口吸
引量の変化分の比を考えるとスカート高さh等に
よつてこの比率は違つてくる。これを補正し一巡
伝達関数の静的ゲインをスカート高さh等が変化
しても一定にし制御の応答を安定なものにせしめ
るためプロセスゲイン補償演算器19で補償演算
する。
補償方法は炉口圧Ppと炉口吸引量Faの関係は
前述した(4),(4)′式より Fa/h=aPp+b …(10) (10)式を炉口圧Ppで微分すると dFa/dP=a・h/2Fa …(11) (11)式で求められた逆数にてプロセスゲイン補償
演算し補償後の偏差信号ΔFa′を次式にて求め
る。
ΔFa′=Fa・ΔFa/a・h・PG …(12) 但しPG:定数 プロセスゲイン補償演算器19で補償された偏
差信号ΔFa′は流量・圧力変換演算器20で流量
偏差より次式にて炉口圧目標値へ変換される。
SVT=ΔFa′・HG・GP(1+〓〓Gi) …(13) 但しHG:流量圧力変換ゲイン GP:比例ゲイン Gi:積分ゲイン 流量・圧力変換演算器20内の(13)式で求め
た炉口圧目標値SVTと現炉口圧Ppの圧力偏差信
号を比例・積分演算器21へ入力し圧力偏差信号
の比例信号および積分値信号を求める。このよう
にして求めた信号を電油操作器12へ出力し排ガ
ス流量調節弁である2次ダンパ11を駆動し排ガ
ス流量を制御するのである。
以上によつて得られた効果の例を次に示す。操
業者が目標炉口圧力を手動調整する炉口圧制御
(手動)を第2図に示し、前述の方法による転炉
排ガス制御(自動)を第3図に示すが、手動の場
合と比較し自動の場合は炉口吸引量が吹練全域に
渡つて安定し制御の効果が顕著に表われている。
以上述べたように構成し、かつ作用させるように
したので転炉排ガス炉口吸引量をオンラインにて
精度よく、かつ迅速に自動的に制御できるので、
炉口よりの吹き出しも少ないため環境上も好まし
く、CO濃度も高く有価なガスが多量に回収され
能率向上が図り得る。
また前述の流量・圧力変換演算器20で炉口圧
目標値に変換し制御を行なわせたが、この方法に
よらず、プロセスゲイン補償演算器19よりの出
力の偏差信号ΔFa′を比例・積分演算器21へ入
力せしめ、この比例値信号および積分値信号を電
油操作器12へ出力し、排ガス流量調節弁である
2次ダンパ11を駆動する方法で制御することも
可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の転炉排ガス制御系の一実施例
図、第2図は操業者が目標炉口圧力を手動調整し
た炉口圧制御のチヤート図、第3図は本発明によ
る排ガス制御を実施した場合のチヤート図であ
る。 1……転炉、2……スカート、3……スカート
位置検出器、4……フード、5……炉口圧検出
器、6……ランス、7……分析計、8……一次集
塵器、9……一次ダンパ、10……二次集塵器、
11……二次ダンパ、12……電油操作器、13
……排ガス流量計、14……誘引送風機、15…
…実績炉口吸引量演算器、16……係数演算器、
17……推定炉口吸引演算器、18……目標炉口
吸引量設定器、19……プロセスゲイン補償演算
器、20……流量・圧力変換演算器、21……比
例・積分演算器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 排ガス分析計により分析された排ガス組成と
    排ガス流量計により測定された排ガス流量とから
    実績炉口吸引量を算出し、一方スカート高さと炉
    口圧と炉口吸引量の関係式を予め定めておき、前
    記実績炉口吸引量の算出時に対応した時刻におけ
    るスカート高さと炉口圧の両検出値および実績炉
    口吸引量算出値とを用いて前記関係式のなかの係
    数を一定時間毎に演算修正するとともに、現在の
    スカート高さと炉口圧の両検出値を用いて前記係
    数を修正した関係式から現在の推定炉口吸引量を
    算出し、該推定炉口吸引量と目標炉口吸引量との
    偏差値が零となるように排ガス流量を制御するこ
    とを特徴とする転炉排ガス制御方法。
JP16056380A 1980-11-14 1980-11-14 Method for controlling waste gas of converter Granted JPS5785920A (en)

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JP16056380A JPS5785920A (en) 1980-11-14 1980-11-14 Method for controlling waste gas of converter

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JPS5785920A JPS5785920A (en) 1982-05-28
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4674157B2 (ja) * 2005-12-26 2011-04-20 富士電機システムズ株式会社 転炉排ガス処理装置のスカート位置検出器異常検知方法およびその異常検知に係るスカート位置修正制御方法
JP7131531B2 (ja) * 2019-11-15 2022-09-06 Jfeスチール株式会社 転炉排ガス処理装置のスカート位置監視・異常検知装置ならびにスカート位置監視方法およびその監視方法によるスカート位置異常検知方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55141509A (en) * 1979-04-18 1980-11-05 Nippon Steel Corp Gas pressure control system in hood in converter waste gas treating apparatus

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JPS5785920A (en) 1982-05-28

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