JPS63210216A - Method for prediction of furnace heat in blast furnace - Google Patents

Method for prediction of furnace heat in blast furnace

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JPS63210216A
JPS63210216A JP4458687A JP4458687A JPS63210216A JP S63210216 A JPS63210216 A JP S63210216A JP 4458687 A JP4458687 A JP 4458687A JP 4458687 A JP4458687 A JP 4458687A JP S63210216 A JPS63210216 A JP S63210216A
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JP
Japan
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furnace
blast furnace
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term
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP4458687A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Matsuda
浩一 松田
Masami Konishi
正躬 小西
Nobuyuki Nagai
信幸 永井
Korehito Kadoguchi
維人 門口
Takeshi Yabata
矢場田 武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63210216A publication Critical patent/JPS63210216A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/006Automatically controlling the process

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately predict furnace heat, especially lowering of furnace hat in a blast furnace without delay by adopting ARMA model introducing a variable related to temp. difference at inner wall in the blast furnace and the max. value of solution loss C quantity, etc., as a variable into MA term. CONSTITUTION:At the time of predicting variation with time of the furnace heat level by ARMA model using the operational result in the blast furnace, the above two kinds of the variables are used into the MA term. That is, the furnace heat is predicted by adopting A: the variable related to the temp. difference at the inner wall measured in every the prescribed time intervals by inner wall thermometers set at the prescribed positions in the blast furnace and B: the max. value of the above C quantity during the prescribed time or the min. value of N content in the top furnace gas component during the prescribed time as the variable into the MA term. Further, it is desirable that the above ARMA model is different to each iron tapping hole.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、高炉の安定な操業を行なうための高炉炉熱
予測方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a blast furnace furnace heat prediction method for stable operation of a blast furnace.

(従来の技術とその問題点) 高炉の安定操業の維持のためには、溶銑温度を一定にす
ることが必要であることが従来より知られている。この
ため、高炉操業者は常に高炉炉熱変化を予測する必要性
があった。
(Prior art and its problems) It has been known for a long time that in order to maintain stable operation of a blast furnace, it is necessary to keep the temperature of hot metal constant. For this reason, blast furnace operators have always needed to predict changes in blast furnace heat.

高炉炉熱変化において、特に温度低下によって溶銑が凝
固し、高炉から流出しなくなる可能性があるため、温度
′低下の予測は極めて重要なものとなる。
Prediction of temperature drop is extremely important in blast furnace heat changes, especially since hot metal may solidify due to temperature drop and may no longer flow out of the blast furnace.

高炉炉熱の予測方法としては、高炉をブラックボックス
とみなし、統計的解析によるモデルを得る方法として、
AR(^uto −Regressive) (自己回
帰)モデルによるものがある。
A method for predicting blast furnace heat is to consider the blast furnace as a black box and obtain a model through statistical analysis.
There is one based on the AR (^uto-Regressive) (auto-regressive) model.

上記したARモデルは高炉の実際の炉熱レベルの時間的
変動を予測するモデルとして優れた特性を有するが、以
下に述べる問題点がある。
Although the AR model described above has excellent characteristics as a model for predicting temporal fluctuations in the actual furnace heat level of a blast furnace, it has the following problems.

第17図は溶銑温度の実績値と予測値の経時変化を示す
図であり、同図において11は実績値×112は予測値
・に基づく曲線である。同図に示すように、実績値の変
化に対し、予測値の変化はτサンプリング時間(すなわ
ちサンプリング間隔をΔtとしてτXΔを時間)程度遅
れ、その振幅も小さなものを示す傾向がみられる。この
ため、予測機能を十分に果たせなく、しかもその予測値
の精度も十分には正確でないという問題点があった。
FIG. 17 is a diagram showing changes in the actual value and predicted value of hot metal temperature over time, and in the figure, 11 is a curve based on the actual value x 112 is the predicted value. As shown in the figure, the change in the predicted value tends to lag behind the change in the actual value by about τ sampling time (that is, τXΔ is time, where the sampling interval is Δt), and its amplitude tends to be small. For this reason, there was a problem in that the prediction function could not be fully fulfilled, and the accuracy of the predicted value was also not sufficiently accurate.

この問題点を解決するためA RM A (Auto−
Rearessive HOVingAVeraQO)
 (自己回帰移動平均)モデルによるものが、特開昭6
0−248804゜「鉄と鋼J1984年、第1号、5
4頁等に開示されているが、未だMA項に導入する変数
として決定的なものが見つけだせていないのが現状であ
る。
In order to solve this problem, ARM A (Auto-
Rearessive HOVingAVeraQO)
(autoregressive moving average) model is
0-248804゜"Tetsu to Hagane J1984, No. 1, 5
Although it is disclosed on page 4, etc., the current situation is that no definitive variable to be introduced into the MA term has yet been found.

(発明の目的) この発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、予
測が遅れることなく、しかも溶銑温度変化を正確に予測
することのできる高炉炉熱予測方法を提供することであ
る。
(Objective of the Invention) The object of the present invention is to provide a blast furnace furnace heat prediction method that eliminates the problems of the above-mentioned prior art and can accurately predict hot metal temperature changes without delay in prediction. .

(目的を達成するための手段) 上記目的を達成するため、この発明による高炉炉熱予測
方法は、高炉の操業結果を用いて、高炉炉熱レベルの時
間的変動をARMAモデルにより予測するに際し、高炉
の所定箇所に設置された内壁温度計により所定時間間隔
毎に測定される内壁温度差に関する変数と、ソリューシ
ョンロスカーボン量の所定時間幅における最大値または
炉頂ガス成分中の窒素量の所定時間幅における最小値と
をMA項に導入している。
(Means for Achieving the Object) In order to achieve the above object, the blast furnace furnace heat prediction method according to the present invention uses the blast furnace operation results to predict temporal fluctuations in the blast furnace furnace heat level using the ARMA model. Variables related to the inner wall temperature difference measured at predetermined time intervals by inner wall thermometers installed at predetermined locations in the blast furnace, and the maximum value of the amount of solution loss carbon in a predetermined time width or the amount of nitrogen in the top gas component over a predetermined time. The minimum value in the width is introduced into the MA term.

(実施例) 1、MA項に導入する第1の変数 高炉の炉熱低下の第1の理由として、以下に示すものが
考えられる。
(Example) 1. First variable introduced into the MA term The following can be considered as the first reason for the decrease in the furnace heat of the blast furnace.

高炉羽目から吹き上げる溶銑温度及び溶銑量調整のため
の高温空気(ガス流)は通常、炉内中央部に吹き込んで
いる。ところが原料装入条件、装入物分布等の理由によ
り、急にガス流が炉内周辺部に多く流れる場合がある。
High-temperature air (gas flow) blown up from the blast furnace lining to adjust the temperature and amount of hot metal is usually blown into the center of the furnace. However, due to reasons such as raw material charging conditions and charge distribution, a large amount of gas may suddenly flow to the periphery of the furnace.

その結果、Fe O+C→Fe ’+C’0 の吸熱反応が促進され、炉熱低下が起こる。As a result, Fe +C→Fe +C’0 The endothermic reaction of is promoted and the furnace heat decreases.

ところで、ガス流が多量に炉内周辺部に流れると、Na
 、に、Pb等の炉内付着物及び停滞層が剥離し、壁落
ちすることにより、その部分の炉壁温度が急激に上昇す
る。そしてその後、遅からず炉熱は低下することになる
By the way, when a large amount of gas flows around the furnace, Na
, when the deposits in the furnace such as Pb and the stagnation layer peel off and fall off the wall, the temperature of the furnace wall in that part increases rapidly. After that, the furnace heat will decrease sooner or later.

また、高炉の炉熱低下の第2の理由として、以下に示す
ものが考えられる。
Moreover, the following can be considered as the second reason for the decrease in furnace heat of the blast furnace.

高炉内の荷下り速度が原料装入条件、装入物分布等の理
由で上がると、いわゆる生鉱下りにより高炉内の融着帯
レベルが下がり、炉熱低下が起こる。
When the unloading speed in the blast furnace increases due to raw material charging conditions, charge distribution, etc., the level of the cohesive zone in the blast furnace decreases due to so-called raw ore unloading, resulting in a decrease in furnace heat.

ところで、融着帯レベルが下がると、該当部分における
炉壁温度も急激に下降する。そしてその後、遅からず炉
熱は低下することになる。
By the way, when the cohesive zone level decreases, the furnace wall temperature at the corresponding portion also decreases rapidly. After that, the furnace heat will decrease sooner or later.

上記した2つの理由により、炉壁温度差は高炉炉熱変化
に対して先見性があると言える。そこで、MA項に炉壁
温度差に関する変数を導入したARMAモデルが考えら
れる。
For the above two reasons, it can be said that the difference in furnace wall temperature has a predictive value on the temperature change in the blast furnace. Therefore, an ARMA model can be considered in which a variable related to the furnace wall temperature difference is introduced into the MA term.

第1図(a)、 (b)は、各々この発明の−、実施例
で用いられる内壁温度に1の配置を示す側面断面図、平
面断面図である。内壁温度計3叫同図(a)に示すよう
に、高炉1の高さ方向に7個(背部3個。
FIGS. 1(a) and 1(b) are a side sectional view and a plan sectional view showing the arrangement of the inner wall temperature 1 used in the present invention and the embodiment, respectively. As shown in Figure (a), there are 7 inner wall thermometers in the height direction of the blast furnace 1 (3 on the back).

腹部2個、朝顔部2個)、同図(b)に示すように高炉
1の周方向に4個設置する。つまり、4方向7レベルで
計28個の内壁温度計3を設置する訳である。
(2 abdominal parts, 2 morning glory parts), and 4 pieces are installed in the circumferential direction of the blast furnace 1 as shown in FIG. In other words, a total of 28 inner wall thermometers 3 are installed in four directions and seven levels.

内壁温度計は例えば、本出願人による実開昭57−81
531.実公昭59−16816に開示されたものを用
いてよく、第2図は後者に開示された内壁温度計(以下
これをrFMセンサ」という。)を示す概念図である。
The inner wall thermometer is, for example, disclosed in Japanese Utility Model Application No. 57-81 by the present applicant.
531. The one disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 59-16816 may be used, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing an inner wall thermometer (hereinafter referred to as "rFM sensor") disclosed in the latter.

同図にお・いて、4は2本の導線5が絶縁的に平行して
埋設、され前方端側に感温部6を有するシース型測温体
であり、シース型測温体4は複数本を、夫々の感温部6
が長さ方向の異なる部位に配置される様に平行配列され
ており、さらにシース型ダミー棒7を感温部6の先端に
接続して、最先端を揃えている。シース型ダミー棒7は
2本の導線5が絶縁的に平行して埋設され、シース型測
温体4と実質的に同一の熱伝導性を有する。FMセンサ
3はこのシース型測温体4を絶縁i8で相互に非接触に
保ち、シース管9内に収納することによ、リ形成される
In the figure, reference numeral 4 denotes a sheath type thermometer having two conductive wires 5 buried in parallel insulatively and having a temperature sensing part 6 on the front end side. Place the book on each thermosensor 6.
are arranged in parallel so that they are placed at different locations in the length direction, and a sheath type dummy rod 7 is connected to the tip of the temperature sensing section 6 to align the leading ends. The sheath type dummy rod 7 has two conductive wires 5 buried in parallel insulating manner, and has substantially the same thermal conductivity as the sheath type temperature measuring element 4. The FM sensor 3 is re-formed by keeping the sheath type temperature measuring body 4 in a non-contact manner with the insulation i8 and housing it in the sheath tube 9.

第3図はFMセンサ3の設置説明図である。同図におい
て、10〜13は高炉の炉壁であり、10はレンガ、1
1はステーブ、12はスタンプ、13は鉄皮である。F
Mセンサ3は同図に示すように、パツキン14及び溶接
部15への溶接により、炉壁内部に設置されている。な
お、16は充填材であり、17はミルク注入1」であり
充填材16を注ぎ込む箇所である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the installation of the FM sensor 3. In the figure, 10 to 13 are the walls of the blast furnace, 10 is a brick, and 1
1 is a stave, 12 is a stamp, and 13 is an iron skin. F
As shown in the figure, the M sensor 3 is installed inside the furnace wall by welding to a packing 14 and a welded portion 15. Note that 16 is a filler, and 17 is a milk injection 1'' where the filler 16 is poured.

なお、ここで説明したFMセンサ3はその設置及び構造
上、炉壁の侵食と共にFMセンサ3自体も侵食され、シ
ース型測温体4が炉壁近傍の炉内に露出する場合もあり
、実際には「炉壁温度」と共に[炉壁近傍の炉内温度」
を測定していることになる。以下、両者を含めた概念を
「炉壁温度」として述べる。FMセンサ3は上述のよう
に、従来のシース熱電対等の温度計に比べ、多数の測定
点を有し、迅速な測温応答を満足し、長期の連続的な温
度測定が可能であり、信頼性の向上、耐久性の向上、施
工性の向上等が計られている。
Note that due to the installation and structure of the FM sensor 3 described here, the FM sensor 3 itself is eroded along with the erosion of the furnace wall, and the sheath type temperature sensing element 4 may be exposed inside the furnace near the furnace wall. In addition to "furnace wall temperature", it also includes "furnace temperature near the furnace wall".
is being measured. Hereinafter, a concept including both will be described as "furnace wall temperature." As mentioned above, compared to conventional thermometers such as sheathed thermocouples, the FM sensor 3 has a large number of measurement points, satisfies rapid temperature measurement response, is capable of long-term continuous temperature measurement, and is highly reliable. The aim is to improve performance, durability, and workability.

各FMセンサ3は、第4図に示すように所定サンプリン
グ時間Δtごとに高炉1の内壁温度を測定している。こ
こで、時刻jの1番目のFMセセン3の内壁温度をTj
、、とし、時刻jの1サンプリング時間Δを前の内壁温
度を王、 、とすると、J−1,I T・・とT、 ・どの内壁温度差(差分値)ΔTJ、 
I   J−1,1 ・・は、 J、1 八T・・=T、・−’ j−1,i     ・・・(
1)J、I     J、1 となる。この状態を第5図に示す。
Each FM sensor 3 measures the inner wall temperature of the blast furnace 1 at every predetermined sampling time Δt, as shown in FIG. Here, the inner wall temperature of the first FM sensor 3 at time j is Tj
, , and if one sampling time Δ at time j is the previous inner wall temperature, then J-1, I T... and T, ・Which inner wall temperature difference (difference value) ΔTJ,
I J-1,1... is J,1 8T...=T,...-' j-1,i...(
1) J, I J, 1. This state is shown in FIG.

この差分値ΔTj、、に、各FMセンサ3毎の高さ1周
方向等を考慮して重みW、を乗する。さらに、差分値6
丁1.が負のものに対しては、V。
This difference value ΔTj, . Furthermore, the difference value 6
Ding 1. For those where is negative, V.

J、1 一〇、それ以外のものに対しては、v、=1を示す正負
パラメータV・も乗じ、時刻jの補正差分■ 値(正の差分値)CTj、、を得る。
J, 1 10, and other values are also multiplied by a positive/negative parameter V· indicating v,=1 to obtain a corrected difference ■ value (positive difference value) CTj, at time j.

CT、、=W、−V、・ΔT、、    ・(2)J、
I     I     I       J、1次に
、補正差分値CTj、、の全FMセンサ3にそして次(
4)式に従い、この差分値総和5T1jの値が予め定め
られた閾値ε1より大きくなれば、炉内付着物の壁落ち
による炉壁の急激な温度上昇があったとみなせることに
より、この事象を数値化することでMA項に変数として
導入できる。
CT,,=W,-V,・ΔT,,・(2)J,
I I I J, primary, corrected difference value CTj, , to all FM sensors 3, and next (
According to formula 4), if the value of the total difference value 5T1j becomes larger than the predetermined threshold value ε1, it can be assumed that there has been a rapid temperature rise of the furnace wall due to wall fall of deposits in the furnace, and this event can be expressed numerically. By doing so, it can be introduced as a variable in the MA term.

ST1・≧81           ・・・(4)ま
た、(2)式において、正負パラメータV、は差分値Δ
T・・が正のものに対しては、v、=O1J、1 それ以外のものに対しては、v、=1とし、次に、補正
差分値CTj、、の絶対値の全FMセンサ3に対する総
和をとり、これを5T2jとする。
ST1・≧81 (4) Also, in equation (2), the positive and negative parameters V are the difference values Δ
For those where T... is positive, set v, = O1J, 1 For other cases, set v, = 1, and then calculate the absolute value of all FM sensors 3 of the corrected difference value CTj, . Take the total sum for 5T2j.

ST2.=ΣlcT、、l    、     ・・・
(3)。
ST2. =ΣlcT,,l,...
(3).

J  祠    J、1 そして次(4)°式に従い、(3)°式に基づく差分値
総和5T2jの値が予め定められた閾値ε2より大きく
なれば、生鉱下りによる急激な温度下降があったとみな
せることにより、この事象を数値化することでMA項に
変数として導入できる。
J Shrine J,1 Then, according to the following equation (4), if the value of the sum of the difference values 5T2j based on the equation (3) is larger than the predetermined threshold ε2, it is determined that there has been a rapid temperature drop due to the descent of raw ore. By quantifying this phenomenon, it can be introduced as a variable into the MA term.

ST2・≧ε2          ・・・(4)。ST2・≧ε2          ...(4).

(4)式((4)’式も可)を満たす事象が、現在時刻
tから時間幅NΔを過去に逆のぼり存在すれば、F  
(t)=1、存在しなければFl (t)=−1とする
変数F1 (t)をMA項として導入することが考えら
れる。
If an event that satisfies formula (4) (formula (4)' is also acceptable) exists in the past by a time width NΔ from the current time t, then F
It is conceivable to introduce a variable F1 (t), which sets (t)=1 and, if it does not exist, Fl (t)=-1, as an MA term.

この場合、1時点先の溶銑温度予測値y(t+Δt2)
は次式により推定できる。
In this case, predicted hot metal temperature value y(t+Δt2) at one point in time
can be estimated using the following equation.

’Sl’(t+Δt2) =Ia1.y (t −iΔt2)+b1F1 (t)
A=ρ ・・・(5) 右辺の第1項がAR項、第2項がMA項である。
'Sl' (t+Δt2) =Ia1. y (t −iΔt2)+b1F1 (t)
A=ρ (5) The first term on the right side is the AR term, and the second term is the MA term.

なお、all、blは係数である。Note that all and bl are coefficients.

第6図、第7図が(5)式における予測例を示しており
、(a)は溶銑温度、(b)は正の差分値総和5T1j
、 (c)はFl (t)の経時変化を示すグラフであ
る。
Figures 6 and 7 show examples of prediction using equation (5), where (a) is the hot metal temperature and (b) is the total positive difference value 5T1j
, (c) is a graph showing changes in Fl (t) over time.

また、現在時刻tから時間幅NΔを過去に逆のぼり、(
4)式を満たす事象が何回起きたかを示す変数F2(t
)を次(6)式に示すようにMA項として導入すること
も考えられる。
Also, from the current time t, the time width NΔ is moved backwards into the past, (
4) Variable F2(t
) may be introduced as an MA term as shown in the following equation (6).

V(t+Δt2) =Σa 、y(t−iΔt2 )+b2F2  < t
)、、、  2+ ・・・(6) なお、a21.b2は係数である。
V(t+Δt2) = Σa, y(t-iΔt2)+b2F2 < t
),,, 2+...(6) In addition, a21. b2 is a coefficient.

第8図、第9図が(6)式における予測例を示しており
、(a)は溶銑温度、(b)は正の差分値総和ST1・
、(C)はF2(t)の経時変化を示したグラフである
Figures 8 and 9 show examples of prediction using equation (6), where (a) is the hot metal temperature and (b) is the positive difference value sum ST1.
, (C) is a graph showing changes in F2(t) over time.

Il、MA  に導 する 2の変数 従来より、高炉の還元状態の良否を示すソリューション
ロスカーボン量(以下[ツルロスCIJと言う)の増減
は、高炉炉熱の温度と強い相関があることが知られてい
る。すなわちツルロスC量の増加は、以下に示すいわゆ
るツルロス反応が促進することを示しており、 C十002→2GO この反応は吸熱反応であるから、遅からず(実際には数
時間程度後に)炉熱は低下することになる。
It has been known that the increase or decrease in the amount of solution loss carbon (hereinafter referred to as "Tru loss CIJ"), which indicates the quality of the reduction state of the blast furnace, has a strong correlation with the temperature of the blast furnace heat. ing. In other words, an increase in the amount of tsuru loss C indicates that the so-called tsuru loss reaction shown below is promoted.C1002→2GO This reaction is an endothermic reaction. The fever will drop.

従って、ツルロスC量の増減は高炉炉熱変化に対し先見
性があると言える。
Therefore, it can be said that an increase or decrease in the amount of truss loss C can be predicted with respect to changes in blast furnace heat.

そこで、MA項にツルロスC量の最大値を導入したAR
MAモデルが考えられる。
Therefore, AR that introduces the maximum value of the amount of truss loss C into the MA term
An MA model can be considered.

第10図(a)、(b)は各々溶銑温度の瞬時値とソル
ロスC1平均値の経時変化を示している。同図(a)に
おいて、Llは実績値、F2は予測値である。ツルロス
0il(K9/l−1))の瞬時値は炉頂ガス成分中の
Co、CO2、N2等の割合、送風条件、原料装入条件
などをもとに例えばガスクロマトグラフィーのサンプリ
ング時間ごとに算出され、第10図(b)を参照して、
ツルロスC量最大値x(t)は、所定時間幅NΔt1内
の区間Δt1ごとのツルロスC量平均値u(t−にΔ1
1)(k−1〜N)の最大値Aとして、これをサンプリ
ング時間Δt2ごとに算出している。一方、溶銑温度の
瞬時値y(t)は、サンプリング時間Δt2ごとに求め
られている。なおtは現在の時刻である。
FIGS. 10(a) and 10(b) show changes over time in the instantaneous value of the hot metal temperature and the average value of Sol loss C1, respectively. In the same figure (a), Ll is an actual value, and F2 is a predicted value. The instantaneous value of the loss (0il (K9/l-1)) is calculated at each sampling time of gas chromatography based on the proportions of Co, CO2, N2, etc. in the top gas components, ventilation conditions, raw material charging conditions, etc. is calculated, and with reference to FIG. 10(b),
The maximum value x(t) of the amount of vine loss C is determined by the average value Δ1 of the amount of vine loss C for each section Δt1 within the predetermined time width NΔt1.
1) This is calculated as the maximum value A of (k-1 to N) every sampling time Δt2. On the other hand, the instantaneous value y(t) of the hot metal temperature is determined at every sampling time Δt2. Note that t is the current time.

このような変数によりARMAモデルで、1時点先の溶
銑温度予測値V(t+Δ12)は次式により推定できる
Using such variables, the predicted hot metal temperature value V(t+Δ12) at one point in time can be estimated using the following equation using the ARMA model.

’Si’(を十Δj2) −Σ a−y(t−iΔt2)+cx (t)il、1 ・・・(7) 右辺の第1項がA R項、第2項がMA項である。'Si' (ten Δj2) -Σ a-y (t-iΔt2)+cx (t)il, 1 ...(7) The first term on the right side is the AR term, and the second term is the MA term.

なお、a・、Cは係数である。Note that a. and C are coefficients.

1[1,MA項に導入する2つの変数 エエ、n、で述べた変数は、各々単独でMA項に導入し
ても、かなりの効果が期待できるが、さらに予測精度を
向上させるため、2つの変数を同時にMA項として、導
入することが考えられる。
1 [1, Two variables to be introduced into the MA term The variables described in ``e, n'' can be expected to have a considerable effect even if each of them is introduced alone into the MA term, but in order to further improve prediction accuracy, It is conceivable to introduce two variables simultaneously as MA terms.

この場合1時点先の溶銑温度予測値V(t+Δ12)は
次式により推定できる。
In this case, the predicted value V(t+Δ12) of the hot metal temperature one point in time can be estimated by the following equation.

V(t+Δt2) 十b  F  (t ) + C1X (j )・・・
(8) V(t+Δj2) = Σ a−y(t−iΔt2) 、、、  2+ 十b  F  (t)+c2x (t)・・・(9) なお、a  、 l)  、 CI 、 a2H,b2
 、 C2は係1i    1 数である。
V (t+Δt2) 10b F (t) + C1X (j)...
(8) V(t+Δj2) = Σ ay(t−iΔt2) ,,, 2+ 10b F (t)+c2x (t)...(9) In addition, a, l), CI, a2H, b2
, C2 is the coefficient 1i 1 number.

第11図は(8)式に基づいた予測の処理手順を示すフ
ローチャートである。ステップS1で(1)〜(3)式
により正の差分総和5TIjを求め、次にステップS2
で現在時刻tから時間幅NΔを過去に逆のぼり、(4)
式を満足したか否かを判定する。1度でも(4)式を満
足した場合、ステップS3においてFl (t)−1と
し、1度も(4)式を満足しなかった場合、ステップS
4において、Fl (t)=−1とする。
FIG. 11 is a flowchart showing a prediction processing procedure based on equation (8). In step S1, the positive difference sum 5TIj is calculated using equations (1) to (3), and then in step S2
Step back up the time width NΔ from the current time t to the past, (4)
Determine whether the formula is satisfied. If equation (4) is satisfied even once, set Fl (t)-1 in step S3; if equation (4) is not satisfied even once, step S
4, let Fl (t)=-1.

そして、ステップS5で、現在時刻tから時間幅NΔt
1過去に逆のぼり、ツルロスCIの区間Δt1ごとの平
均値u(t−にΔt1)(k=1〜N)をN個算出する
。次にステップS6において、ステップS5で求めた平
均値u(t−にΔt1)の最大値を下(10)式より求
め、これをxB)とする。
Then, in step S5, a time period NΔt from the current time t
1. Going backwards in the past, calculate N average values u (Δt1 at t-) (k=1 to N) for each section Δt1 of the true loss CI. Next, in step S6, the maximum value of the average value u (Δt1 for t-) obtained in step S5 is obtained from the equation (10) below, and this is set as xB).

x (t)=max (u (t−にΔt1))k−1
,・・・、N    ・・・(10)なお、上記したス
テップ81〜84.ステップ85〜S6の処理はサンプ
リング時間Δt2毎に行なっている。
x (t)=max (u (Δt1 to t-))k-1
,...,N...(10) Note that steps 81 to 84 described above. The processes of steps 85 to S6 are performed every sampling time Δt2.

そして、ステップS7において、現在時刻tの溶銑温度
実績値y (t)より、これを予測結果V(1)と比較
することにより(8)式の係数a11゜blClを決定
する。次にステップS8において1時点先の溶銑温度予
測値V(t+Δt2)を、上述のステップS7で求めた
係数a11.b1C1を用いた(8)式より求め、次の
ステップS9でこの予測値’Sl’(t+Δt2)を出
力することで、高炉炉熱を予測する。以降、ステップS
1に戻り、ステップ81〜S9を繰り返しながら炉熱を
予測する。
Then, in step S7, the coefficient a11°blCl of equation (8) is determined from the actual hot metal temperature value y(t) at the current time t by comparing it with the predicted result V(1). Next, in step S8, the predicted value V(t+Δt2) of the hot metal temperature one point ahead is calculated using the coefficient a11. calculated in step S7 described above. The blast furnace furnace heat is predicted by calculating from equation (8) using b1C1 and outputting this predicted value 'Sl' (t+Δt2) in the next step S9. From then on, step S
Returning to step 1, the furnace heat is predicted while repeating steps 81 to S9.

第12図は、(9)式に基づいた予測の処理手順を示す
フローチャートである。同図においてステップ811で
(1)〜(3)式により正の差分値総和ST1・を求め
、ステップ812で現在時刻tから期間NΔt1過去に
逆のぼる間に(4)式を満たしたか否かを判定する。(
4)式を満足した場合、ステップS13において、ST
1 、≧ε1が起つた回数がpであれば、F2  (t
)=pとする。一方、(4)式を1度も満足しなかった
場合は、ステップ814においてF2(t)=Oとし、
以降ステップ815〜S19は第11図のステップ85
〜S9と同様の処理を施している。
FIG. 12 is a flowchart showing a prediction processing procedure based on equation (9). In the same figure, in step 811, the sum of positive difference values ST1 is calculated using equations (1) to (3), and in step 812, it is determined whether equation (4) is satisfied during the period NΔt1 from the current time t. judge. (
4) If the formula is satisfied, in step S13, ST
1, if the number of times ε1 occurs is p, then F2 (t
)=p. On the other hand, if equation (4) is not satisfied even once, in step 814, F2(t)=O is set,
Thereafter, steps 815 to S19 are step 85 in FIG.
~ The same processing as S9 is performed.

このように炉熱変化に対し先見性の高い炉壁温痕差(差
分値)に関する変数とツルロスC量の平均値をMA項に
導入することによって、より正確な炉熱が予測できる。
In this way, by introducing variables related to the furnace wall temperature mark difference (difference value) and the average value of the truss loss C amount into the MA term, which are highly predictive of changes in furnace heat, more accurate furnace heat can be predicted.

■、出銑口による温度偏差の考慮 ところで、通常高炉は2箇所の出銑口により交互に出銑
を行なうため、異なる出銑口A、Bでは第13図の1出
銑ごとの溶銑温度の経時変化に示すように溶銑温度に偏
差が生じることが多く、この様な場合には予測精度に影
響が生じてしまう。
■Consideration of temperature deviation due to tapholes. Normally, blast furnaces alternately tap two tapholes, so for different tapholes A and B, the hot metal temperature for each tap as shown in Deviations often occur in the hot metal temperature as shown in changes over time, and in such cases, prediction accuracy is affected.

そこで、出銑口A、B別に(8)、(9)式によるAR
MAモデルを立てて溶銑温度を予測する方法が考えられ
る。1時点先の出銑が出銑口Aによる出銑の場合、出銑
口Aから出銑された溶銑温度yA(1)を用い、 yA (t+Δt3) 一Σa−y(t−iΔt3) −^+A +bA Fl  (t)+cA x  (t)   −
(11)により溶銑温度を推定する。一方、出銑口Bに
よる出銑の場合、出銑口Bから出銑された溶銑温度y、
(t)を用い、 V、(t+Δt3) =Σa=y(t−iΔt3) 、工、  B+  8 +bBF1 (t)+cBx (t)  ・(12)に
より溶銑温度を推定する。なお、aAi、bA。
Therefore, AR using formulas (8) and (9) for each taphole A and B is
One possible method is to set up an MA model and predict the hot metal temperature. If the taping at one point in time is through taphole A, then using the temperature yA(1) of the hot metal tapped from taphole A, yA (t+Δt3) - Σa-y(t-iΔt3) −^ +A +bA Fl (t)+cA x (t) −
The hot metal temperature is estimated using (11). On the other hand, in the case of tapping through taphole B, the temperature of hot metal tapped from taphole B is y,
Using (t), estimate the hot metal temperature using V, (t+Δt3) = Σa=y(tiΔt3), B+ 8 +bBF1 (t)+cBx (t) (12). In addition, aAi, bA.

CA、aBi、b8.CBは各々係数であり、Δt3が
出銑日別のサンプリング時間となる。
CA, aBi, b8. CB is a coefficient, and Δt3 is the sampling time for each tapping date.

第14図は変数F、(t)をMA項に導入した出銑日別
ARMAモデルによる予測の処理手順を示すフローチャ
ートである。同図においてステップ321〜S24で、
上述と同様に変数F1 (t)を求める。次にステップ
S25.26でツルロスC量最大値x (t)を求める
FIG. 14 is a flowchart showing a prediction processing procedure using an ARMA model by tapping date in which variables F, (t) are introduced into the MA term. In the figure, in steps 321 to S24,
The variable F1 (t) is found in the same way as above. Next, in steps S25 and S26, the maximum value x (t) of the amount of trail loss C is determined.

そして、ステップ827において、1時点先の出銑口の
区別を行ない1時点先の出銑が出銑口Aであれば、ステ
ップ828.S29で(11)式に基づき出銑口Aの溶
銑温度予測値’Sl’A(t+Δt3)を求め、ステッ
プS30においてVA (t+Δt3)を出力した後ス
テップ821に戻る。
Then, in step 827, the taphole that is one point ahead is distinguished, and if the taphole that is one point ahead is taphole A, step 828. In S29, the predicted hot metal temperature value 'Sl'A (t+Δt3) of the taphole A is determined based on equation (11), and after outputting VA (t+Δt3) in step S30, the process returns to step 821.

一方、ステップ827において、1時点先の出銑が出銑
口Bであれば、ステップ831.832で(12)式に
基づき溶銑温度予測値’Sl’B(t+Δt3)を求め
、ステップS33で予測値VB (を十Δt3)を出力
し、ステップS21に戻る。
On the other hand, in step 827, if the next tap is taphole B, in steps 831 and 832, the predicted hot metal temperature 'Sl'B (t+Δt3) is calculated based on equation (12), and in step S33, the prediction value is calculated. The value VB (+Δt3) is output, and the process returns to step S21.

変数F2(t)をMA項に導入した出銑日別ARMAモ
デルも同様に、(6)式によるARMAモデルを出銑日
別に立てることで実現できることは勿論であり、その処
理手段を第15図のフローチャートに示す。ステップ8
41〜852は前述のステップ321〜832に対応し
ている。
It goes without saying that the ARMA model by tapping date in which the variable F2(t) is introduced into the MA term can also be realized by setting up the ARMA model based on equation (6) for each tapping date, and the processing means are shown in Fig. 15. This is shown in the flowchart below. Step 8
Steps 41 to 852 correspond to steps 321 to 832 described above.

このように出銑日別にARMAモデルを設けることによ
り、出銑口の違いによる溶銑温度偏差の影響を取り除く
ことができ、予測精度がかなり向上する。
By providing an ARMA model for each tap date in this manner, the influence of hot metal temperature deviation due to the difference in the tap hole can be removed, and the prediction accuracy is considerably improved.

■、補足 なお、この実施例では(4)式を満たす事象を数値化し
MA項に導入した例について述べたが、(4)°式を満
たす事象を数値化してMA項に導入しても同様の効果を
奏する。
■, Supplementary note: In this example, we have described an example in which the event that satisfies equation (4) is digitized and introduced into the MA term, but the same effect can be obtained by digitizing the event that satisfies equation (4) and introducing it into the MA term. It has the effect of

また、この実施例では内壁温度計にFMセンサを用いた
が、通常の測温センサ(例えばシース熱電対)でも寿命
の点で問題はあるものの代用可能であり、ステーブ温度
計、レンガ埋め込み温度計を用いてもその信頼性、測温
応答性の低さから予測精度は若干低下するものの、代用
可能である。
In addition, in this example, an FM sensor was used as the inner wall thermometer, but a normal temperature sensor (for example, a sheathed thermocouple) can be used instead, although there is a problem with the service life. Although the prediction accuracy will be slightly lower due to its reliability and low temperature response, it can be used as a substitute.

さらに、この実施例では、FMセンサ3を7レベル4方
向に28個設置したが、高炉の特性により適当に設置す
れば良いのは勿論である。
Further, in this embodiment, 28 FM sensors 3 are installed in 7 levels and in 4 directions, but it goes without saying that they may be installed appropriately depending on the characteristics of the blast furnace.

また、ツルロスC量の区間Δt1ごとの平均を求めるに
際し、ツルロスC量の瞬時値が第16図(a)に示すよ
うにノイズ等の原因で異常値E1゜E2を発生する場合
がある。ここで、時刻jのツルロスC量をX・、1サン
プリング時間△を前のツルロスC量をxj−1とすると
、ツルロスC量の差分値の絶対値△XJは Δx 、=lx=  −x ・  l        
  =・(13)J      J     J−1 となる。この△X、を閾値ε7と同図(b)のように比
較することで異常値E1.E2を見つけだし、同図(C
)に示すように直前の値と置きかえることより平滑化を
はかる方法が考えられる。この方法を適用することによ
り、より正確なツル0スC量の最大値が求まり、その結
果さらに精°度の高い予測が可能となる。
Furthermore, when calculating the average of the amount of trailing loss C for each section Δt1, the instantaneous value of the amount of trailing loss C may generate an abnormal value E1°E2 due to noise or the like, as shown in FIG. 16(a). Here, if the amount of vine loss C at time j is X・, and the amount of vine loss C before one sampling time △ is xj-1, then the absolute value of the difference value of the amount of vine loss C △XJ is Δx, = lx = −x ・l
=・(13) J J J−1. By comparing this ΔX with the threshold value ε7 as shown in FIG. 3(b), the abnormal value E1. Find E2 and draw the same figure (C
), a method of smoothing by replacing it with the previous value can be considered. By applying this method, a more accurate maximum value of the 0s C amount can be determined, and as a result, even more accurate prediction becomes possible.

なお、この実施例では、所定期間NΔt1内のツルロス
C量の最大値として、区間Δt1ごとの平均値における
最大値を求めたが、単に所定期間NΔt1内のツルロス
C量の瞬時値の最大値を用いてもよい。ただし、ノイズ
成分の影響を受けやすい欠点は否めないので、上述のノ
イズ除去処理を併せて行なうのが好ましい。
In this example, the maximum value of the average values for each section Δt1 was determined as the maximum value of the amount of trail loss C within the predetermined period NΔt1, but the maximum value of the instantaneous value of the amount of trail loss C within the predetermined period NΔt1 was simply calculated. May be used. However, since it cannot be denied that it is susceptible to the influence of noise components, it is preferable to perform the above-mentioned noise removal process at the same time.

また、ガスクロマトグラフィーにより検出される炉頂ガ
ス中の窒素量(%)(以下、「ガスクロN2聞」と言う
、、)はツルロスC量と強い負の相関があり、ガスクロ
N2量の最小値をツルロスC量の最大値の代りにMA項
に用いることによっても同様の効果が期待できる。
In addition, the amount of nitrogen (%) in the top gas detected by gas chromatography (hereinafter referred to as "gas chromatography N2") has a strong negative correlation with the amount of tsuru loss C, and the minimum amount of gas chromatography A similar effect can be expected by using the MA term instead of the maximum value of the truss loss C amount.

(発明の効果) 以上説明したように、この発明によればMA項に高炉の
内壁温度差に関する変数と、ツルロスC量の最大値また
はガスクロN2量の最小値を変数として用いたARMA
モデルにより、高炉炉熱、特に炉熱低下を遅れることな
く、しかも正確に予測できる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, ARMA is performed using a variable related to the temperature difference on the inner wall of the blast furnace in the MA term, and the maximum value of the amount of turquoise C or the minimum value of the amount of gas chromatin N2 as a variable.
The model makes it possible to predict blast furnace furnace heat, especially furnace heat decline, without delay and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)、(b)は各々この発明の一実施例で用い
られるFMセンサの配置を示す側面断面図、平面断面図
、第2図、第3図は各々FMセンサの概念図、設置説明
図、第4図は内壁温度の経時変化を示すグラフ、第5図
は内壁温度差の経時変化を示すグラフ、第6図ないし第
9図は各々この発明の一実施例における予測例を示し、
(a)は溶銑温度、(b)は正の差分値総和、(C)は
内壁温度差に関する変数の経時変化を示すグラフ、第1
0図(a)、 (b)は各々溶銑温度の瞬時値とツルロ
スC量の平均値の経時変化を示すグラフ、第11図、第
12図は各々この発明の実施例における予測方法の処理
手順を示すフローチャート、第13図は出銑一  20
 − 口の違いにより、溶銑温度に違いが生じる場合の溶銑温
度の経時変化を示すグラフ、第14図、第15図は各々
この発明の他の実施例である出銑日別ARMA法の処理
手順を示すフローチャート、第16図(a)、 (b)
、 (c)は各々異常値を含んだツルロスC量の瞬時値
、ツルロスC量の差分値の絶対値、異常値を取り除いた
ツルロスC量の瞬時値を示すグラフ、第17図は従来の
AR法に基づく溶銑温度実績値による予測結果を示すグ
ラフである。
FIGS. 1(a) and (b) are a side sectional view and a plan sectional view showing the arrangement of an FM sensor used in an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are conceptual diagrams of the FM sensor, respectively, 4 is a graph showing changes in inner wall temperature over time, FIG. 5 is a graph showing changes in inner wall temperature difference over time, and FIGS. 6 to 9 each show a prediction example in an embodiment of the present invention. show,
(a) is the hot metal temperature, (b) is the sum of positive difference values, and (C) is a graph showing the change over time of variables related to the inner wall temperature difference.
Figures 0 (a) and (b) are graphs showing changes over time in the instantaneous value of the hot metal temperature and the average value of the amount of trunnion C, respectively, and Figures 11 and 12 are the processing steps of the prediction method in the embodiment of the present invention, respectively. A flowchart showing the process, Figure 13 shows the
- A graph showing the change in hot metal temperature over time when there is a difference in hot metal temperature due to a difference in the mouth, and Figures 14 and 15 respectively show the processing procedure of the ARMA method by tapping day, which are other embodiments of the present invention. Flowchart showing FIG. 16 (a), (b)
, (c) is a graph showing the instantaneous value of the amount of vine loss C including abnormal values, the absolute value of the difference value of the amount of vine loss C, and the instantaneous value of the amount of vine loss C after removing abnormal values, and Fig. 17 is a graph showing the instantaneous value of the amount of vine loss C including abnormal values. 2 is a graph showing prediction results based on actual hot metal temperature values based on the method.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高炉の操業結果を用いて、高炉炉熱レベルの時間
的変動をARMAモデルにより予測するに際し、 高炉の所定箇所に設置された内壁温度計により所定時間
間隔毎に測定される内壁温度差に関する変数と、ソリュ
ーションロスカーボン量の所定時間幅における最大値ま
たは炉頂ガス成分中の窒素量の所定時間幅における最小
値とをMA項に導入したことを特徴とする高炉炉熱予測
方法。
(1) When using the blast furnace operation results to predict temporal fluctuations in the blast furnace heat level using the ARMA model, the inner wall temperature difference measured at predetermined time intervals by inner wall thermometers installed at predetermined locations in the blast furnace. A method for predicting heat in a blast furnace, characterized in that a variable relating to the amount of solution loss carbon and a maximum value of the amount of solution loss carbon in a predetermined time width or a minimum value of the amount of nitrogen in the furnace top gas component in a predetermined time width are introduced into the MA term.
(2)前記ARMAモデルは、出銑口によって各々異な
るものである特許請求の範囲第1項記載の高炉炉熱予測
方法。
(2) The blast furnace furnace heat prediction method according to claim 1, wherein the ARMA model is different depending on the tap hole.
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