KR101185300B1 - Method for estimating position bordered to furnace wall of softening zone - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연화융착대 근부위치 추정방법에 관한 것으로, 노체 반경 방향(θ)과 노체 높이 방향(h)을 따라 노체 압력 데이터를 추출하는 단계(S1)와, 상기 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환하는 단계(S2)와, 상기 변환한 표준편차 값이 설정값 이상이면 1, 설정값 미만이면 0으로 변환하여 상기 노체 압력을 정량화하는 단계(S3)를 포함한다.
본 발명은 연화융착대 근부위치의 거시적 추정 또는 정밀화 추정이 가능하여 고로의 조업 상태를 감시하고 고로 조업의 이상을 예측하는 것이 가능하다. 따라서 장입물 분포의 제어가 가능하고 가스류의 안정화가 가능하며 스테이브의 수명도 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a method for estimating the soft position near the soft melting zone, the step (S1) of extracting the furnace pressure data along the furnace radial direction (θ) and the furnace height direction (h), and the standard corresponding to the extracted furnace pressure data Converting to a deviation value (S2), and converting the converted standard deviation value to 1 if the set value is greater than or equal to 1, and converting it to 0 if the set value is less than the set value (S3).
The present invention is capable of macroscopic estimation or precision estimation of the position near the softening zone, it is possible to monitor the operation status of the blast furnace and to predict the abnormality of the blast furnace operation. Therefore, it is possible to control the charge distribution, stabilize the gas flow, and also improve the life of the stave.
Description
본 발명은 연화융착대 근부위치 추정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고로 연화융착대의 근부위치를 가시화하는 연화융착대 근부위치 추정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating the soft position near the soft fusion zone, and more particularly, to a method for estimating the position near the soft fusion zone to visualize the near position of the soft fusion zone.
고로는 내화벽돌로 축조한 직립 형태의 반응로로서, 상부로부터 철광석, 코크스, 석회석 등의 원료와 부원료를 장입하고, 열풍에 의한 코크스의 연소로 생성된 CO가스로 철광석을 가열, 환원시켜 노저부에서 용융상태의 선철을 생산하는 일종의 연속식 반응로이다.The blast furnace is an upright type of reactor made of refractory bricks. The furnace is charged with raw materials such as iron ore, coke and limestone from the top, and the iron ore is heated and reduced with CO gas generated by the combustion of coke by hot air. Is a kind of continuous reactor that produces molten pig iron.
본 발명의 목적은 고로의 조업 상태를 감시하고 고로 조업의 이상을 예측하는 것이 가능하도록 조업 중인 고로 내의 연화융착대의 근부위치를 연속적으로 추정 및 가시화하는 연화융착대 근부위치 추정방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for estimating the position of the soft fusion zone near the continuous fusion estimation of the position of the soft fusion zone in the blast furnace in order to be able to monitor the operation status of the blast furnace and predict the abnormality of the blast furnace operation.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 노체 반경 방향(θ)과 노체 높이 방향(h)을 따라 노체 압력 데이터를 추출하는 단계; 상기 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환하는 단계;According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention comprises the steps of extracting the furnace pressure data along the furnace radial direction (θ) and the furnace height direction (h); Converting a standard deviation value corresponding to the extracted furnace pressure data;
상기 변환한 표준편차 값이 설정값 이상이면 1, 설정값 미만이면 0으로 변환하여 상기 노체 압력을 정량화하는 단계를 포함한다.When the converted standard deviation value is greater than or equal to the set value, and converting it to 0 if less than the set value, quantifying the furnace pressure.
상기 표준편차 값은 상기 추출한 노체 압력 데이터와, 상기 추출한 노체 압력 데이터의 높이 방향별 근접 압력 데이터들의 표준편차를 산정하여 그 값을 상기 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환한다.The standard deviation value calculates a standard deviation of the extracted furnace pressure data and the proximity pressure data for each height direction of the extracted furnace pressure data, and converts the value into a standard deviation value corresponding to the extracted furnace pressure data.
상기 정량화한 노체 압력 값을 2D 그래프에서 가시화하고, 상기 정량화한 노체 압력 값이 1인 경우에 대하여 노체 반경 방향(θ)별 연화융착대의 근부위치 경계값을 선정한다.The quantified furnace pressure value is visualized on a 2D graph, and the boundary position of the softening fusion zone by the radial direction (θ) of the furnace is selected for the case where the quantified furnace pressure value is 1.
상기 2D 그래프는 가로축(X축)이 고로의 노체 반경을 나타내고, 세로축(Y축)이 고로의 노체 높이를 나타내는 그래프이다.The 2D graph is a graph in which the horizontal axis (X axis) represents the furnace radius of the blast furnace, and the vertical axis (Y axis) represents the furnace height of the blast furnace.
노체 온도 데이터를 추출하는 단계를 더 수행하여 상기 연화융착대의 근부위치 정밀화를 위한 근부 가시화 값들을 도출한다.Extracting the furnace body temperature data is further performed to derive root visualization values for localization of the softening zone.
상기 근부 가시화 값들은 The near visualization values are
수학식 Equation
에 의해 산출된다.Calculated by
(여기서, TR은 근부 가시화 값, K는 스테이브(Stave) 열전도 계수에 대한 비례상수, ρ는 정량화한 노체 압력 데이터, T10은 연화융착대 근부 표현 시점(현 시각)의 노체 온도 값, T9는 T10의 측정시간 1분전 데이터, T8은 T10의 측정시간 2분전 데이터,…, T1은 T10의 측정시간 9분전 데이터이다.)Where T R is the near-visible value, K is the proportionality constant for the Steave thermal conductivity coefficient, ρ is the quantitative furnace pressure data, T 10 is the furnace temperature value at the time of near-expression of the softening zone, T 9 One minute before the measurement time data T 10, T 8 is the measurement time of 2 minutes before the data of the T 10, ... , T 1 is 9 minutes before the measurement time of T 10. )
상기 수학식에 의해 산출된 값들을 2D 그래프에서 가시화하고, Visualize the values calculated by the above equation in the 2D graph,
온도 편차가 설정값 이상인 영역을 연화융착대 근부위치로 선정한다.Select the area near softening fusion zone as the temperature deviation is over the set value.
상기 2D 그래프는 가로축(X축)이 고로의 노체 반경을 나타내고, 세로축(Y축)이 고로의 노체 높이를 나타내는 그래프이다.The 2D graph is a graph in which the horizontal axis (X axis) represents the furnace radius of the blast furnace, and the vertical axis (Y axis) represents the furnace height of the blast furnace.
본 발명은 데이터 처리를 통해 노체 압력 데이터를 정량화하고 가시화하여 연화융착대의 근부위치를 추정하거나, 노체 압력 데이터와 노체 온도 데이터를 정량화하고 가시화하여 연화융착대의 근부위치를 추정한다.The present invention estimates the near position of softening fusion zone by quantifying and visualizing furnace body pressure data through data processing, or estimates the near position of softening fusion zone by quantifying and visualizing furnace body pressure data and furnace body temperature data.
이 경우 연화융착대 근부위치의 거시적 추정 또는 정밀화 추정이 가능하여 고로의 조업 상태를 감시하고 고로 조업의 이상을 예측하는 것이 가능하므로 장입물 분포의 제어가 가능하고 가스류의 안정화가 가능한 효과가 있다.In this case, macroscopic or precise estimation of the location near the softening zone is possible, so it is possible to monitor the operation status of the blast furnace and to predict the abnormality of the blast furnace operation, thereby controlling the load distribution and stabilizing the gas flow. .
또한, 고출선비 조업시 장입물 분포 제어로 연화융착대의 근부 처짐을 방지할 수 있어 스테이브의 수명도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to prevent the sag near the softening fusion band by controlling the charge distribution during the operation of high draw ratio, it is also effective to improve the life of the stave.
도 1은 노내 상황의 모식도.
도 2는 본 발명의 일 실시예로 노체 압력 데이터를 이용하여 연화융착대 근부위치를 추정하는 방법을 보인 과정도
도 3은 본 발명의 일 실시예의 연화융착대 근부위치를 2D 그래프에 가시화한 모습을 보인 도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예로 노체 압력 데이터와 노체 온도 데이터를 이용하여 연화융착대 근부위치를 추정하는 방법을 보인 과정도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 연화융착대 근부위치를 2D 그래프에 가시화한 모습을 보인 도.1 is a schematic diagram of a furnace situation.
2 is a process diagram showing a method for estimating the soft position near the soft fusion zone using the furnace pressure data as an embodiment of the present invention
Figure 3 is a view showing a state visualized in the 2D graph near the soft fusion zone of an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a process diagram showing a method of estimating the soft position near the soft fusion using the furnace pressure data and the furnace body temperature data in another embodiment of the present invention.
5 is a view showing the appearance of the softening fusion zone near the position of another embodiment of the present invention in a 2D graph.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 연화융착대 근부위치 추정방법은, 노체 압력 데이터를 추출하고 정량화하여 연화융착대 근부위치를 가시화하는 방법을 포함한다.The soft fusion zone near position estimation method of the present invention includes a method of extracting and quantifying furnace body pressure data to visualize the soft zone near the soft fusion zone.
도 1에 도시된 바에 의하면, 노내의 상황은 상부로부터 괴상대(A), 연화융착대(B), 적하대(C), 연소대(D) 및 노상대(E)로 나누어진다.As shown in FIG. 1, the situation in the furnace is divided into a block A, a soft fusion zone B, a dropping zone C, a combustion zone D, and a roadbed E from the top.
연화융착대의 노내 형상은 노체 반경 방향과 높이 방향으로 장입물과 상승가스의 열유량에 따라 역V형, 수평형, W형 등으로 분포된다. The inner shape of the softening fusion zone is distributed in reverse V type, horizontal type, W type, etc. according to the heat flow rate of the charge and the rising gas in the furnace radial and height directions.
연화융착대에서 철광석의 간접환원과 직접환원이 진행되며 환원철이나 미환원철(FeO)이 슬래그 성분과 반응하여 반용융상태로 되고 그 사이에 코크스가 층상(slit layer)을 이루고 있다. 온도가 1520~1620K(1247~1347℃)정도로 되면 금속철과 슬래그상은 액상으로 되어 적하되기 시작한다.In the indirect and direct reduction of iron ore in the softening fusion zone, reduced iron or unreduced iron (FeO) reacts with the slag component and becomes semi-melted, and coke forms a slit layer between them. When the temperature reaches 1520 ~ 1620K (1247 ~ 1347 ℃), the metal iron and slag phase become liquid phase and start to drop.
연화융착대는 상부에서부터 보쉬 하부에 걸쳐 역V로 분포하는 경우, 통기성이 매우 용이한 코크스 슬리트층의 단면적이 넓기 때문에 노황이 안정되고, 송풍량의 증량에 의한 고출선 조업이 가능하다. 반면, 연화융착대가 하방에 분포하는 경우에는 통기저항(압력손실)이 커지므로 장입물이 일시적으로 급강하하는 슬립 현상이나 이와 반대로 하강이 정체되는 행잉 현상 등의 이상조업이 발생하여 조업 능률이 저하된다.When the soft fusion zone is distributed in reverse V from the top to the bottom of Bosch, the cross section of the coke slit layer which is very breathable is wide, so that the yellowing is stabilized, and the high line operation is possible due to the increase of the air flow rate. On the other hand, when the softening fusion zone is distributed downward, the airflow resistance (pressure loss) increases, resulting in abnormal operation such as a slip phenomenon in which the charge drops suddenly and a hanging phenomenon in which the drop is stagnant, resulting in a decrease in operation efficiency. .
이와 같이 연화융착대의 형상은 고온환원가스의 통기성에 큰 영향을 주며, 그 결과로서 노내의 온도 분포, 철광석의 환원, 노황과 생산성 등에 영향을 미치므로 연화융착대의 근부위치와 형상이 고로 조업에서 매우 중요하다.Thus, the shape of the softening fusion zone greatly affects the breathability of the high-temperature reducing gas, and as a result, the location and shape of the softening fusion zone is very high in the blast furnace operation because it affects the temperature distribution in the furnace, reduction of iron ore, aging and productivity. It is important.
그런데, 노의 크기가 대형화 되어있고 연속 운전되는 장치이기 때문에 연화융착대의 형상을 측량하거나 가시화하는 것이 어렵다.However, since the furnace is large in size and continuously operated, it is difficult to measure or visualize the shape of the soft melting zone.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 노체 반경 방향(θ), 노체 높이 방향(h)을 따라 노체 압력 데이터를 추출하고 정량화하여 연화융착대의 근부위치를 추정한다.Therefore, as shown in FIG. 3, the position of the furnace pressure data along the furnace radial direction θ and the furnace height direction h is extracted and quantified to estimate the near position of the softening zone.
그 과정은 도 2에 도시된 바와 같이, 노체 반경 방향(θ)과 노체 높이 방향(h)을 따라 노체 압력 데이터를 추출하는 단계(S1)와, 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환하는 단계(S2)와, 변환한 표준편차 값이 설정값 이상이면 1, 설정값 미만이면 0으로 상기 노체 압력을 정량화하는 단계(S3)를 포함한다. 여기서, 정량화하는 단계(S3)는 변환한 표준편차 값을 2진수화하는 단계이다.The process is, as shown in Figure 2, the step (S1) for extracting the furnace pressure data along the furnace radial direction (θ) and the furnace height direction (h), and converts the standard deviation value corresponding to the extracted furnace pressure data And a step S3 of quantifying the furnace pressure to 1 if the converted standard deviation value is greater than or equal to the set value and 0 if less than the set value. Here, the step of quantifying (S3) is a step of binarizing the converted standard deviation value.
근부위치(F)는 연화융착대(B)와 노체(1)가 만나는 부분이다.(도 1 참조) The root position F is a portion where the softening zone B and the furnace 1 meet (see FIG. 1).
근부위치(F)가 낮으면 풍구(3)와 가까워 노체 설비의 고장 문제가 발생한다. 예를 들어, 고출선비 조업시 노체(1)의 냉각을 위해 고로 철피 내면에 배설한 스테이브(stave)의 수명이 연화융착대의 근부 처짐으로 인해 단축된다.If the near position F is low, it will be close to the
이에 연화융착대(B)의 근부위치(F) 추정을 통해 장입물 분포를 제어하고 고온환원가스의 안정화를 유지하여 스테이브 수명 단축을 방지하는 등 사전 관리가 가능하도록 한다.Accordingly, the preliminary management is possible by controlling the distribution of the charges and estimating the stable temperature of the high-temperature reducing gas by estimating the near position (F) of the softening fusion zone (B).
노체 반경 방향(θ)을 따라 노체 압력 데이터를 추출하는 단계(S1)는, 노체 반경 방향(θ) 0~360도와 노체 높이 방향(h)에 대하여 노체 압력 데이터를 추출한다. In the step S1 of extracting the furnace pressure data along the furnace radial direction θ, the furnace pressure data is extracted in the furnace
예를 들어, 노체 반경 방향(θ) 0도, 18도, 36도, 54도, 72도, …, 360도와, 도 3에 표시된 노체 높이 방향(h) B1, B1(상), B2, B3 …S9에 대하여 노체 압력 데이터를 추출할 수 있다.For example, furnace body radial direction (theta) is 0 degree | times, 18 degree | times, 36 degree | times, 54 degree | times, 72 degree | times,. , 360 degrees, the furnace height direction h shown in FIG. 3 h1, B1 (upper), B2, B3... The furnace pressure data can be extracted for S9.
B1, B1(상), B2, B3 …S9는 노체에 설치되는 압력계(5)에서 측정한 노체 압력 값이고, 연화융착대의 근부가 위치될 수 있는 범위에 해당된다. 참고로, B1영역에 압력계가 두 개 설치된 경우, B1(상)은 B1영역 상부에 위치된 압력계에서 측정한 노체 압력 값이다.B1, B1 (upper), B2, B3... S9 is a furnace pressure value measured by the
추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환하는 단계(S2)는, 추출한 노체 압력 데이터와, 추출한 노체 압력 데이터의 높이 방향별 근접 압력 데이터들의 표준편차를 산정하여 그 값을 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환한다.The step (S2) of converting the extracted furnace body pressure data to the standard deviation value corresponding to the extracted furnace body pressure data calculates the standard deviation of the extracted furnace body pressure data and the proximity pressure data for each height direction of the extracted furnace body pressure data, and extracts the value to the furnace body pressure data. Convert to the corresponding standard deviation value.
본 실시예의 경우 추출한 노체 압력 데이터와, 추출한 노체 압력 데이터의 상하 6개의 압력 데이터로 표준편차를 산정하여 그 값을 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환한다.In the case of this embodiment, the standard deviation is calculated from the extracted furnace pressure data and the six upper and lower pressure data of the extracted furnace pressure data, and the value is converted into a standard deviation value corresponding to the extracted furnace pressure data.
예를 들어, 아래의 표 1, 표 2를 참조하면 추출한 노체 압력 데이터 (O도, B1)의 표준편차 값은 (O도, B1),(O도, B1),(O도, B1(상)),(O도, B1(상)),(O도, B1(상))의 압력 데이터로 표준편차를 산정하여 그 값을 (O도, B1)의 표준편차 값으로 변환하고, (O도, B1(상))의 표준편차 값은 (O도, B1(상)),(O도, B1(상)),(O도, B1(상)),(0도, B2),(0도, B2),(0도, B2)의 압력 데이터로 표준편차를 산정하여 그 값을 (O도, B1(상))의 표준편차 값으로 변환하는 방식이다.For example, referring to Table 1 and Table 2 below, the standard deviation values of the extracted furnace pressure data (O degree, B1) are (O degree, B1), (O degree, B1), (O degree, B1 (upper phase). Calculate the standard deviation from the pressure data of)), (O degree, B1 (upper)), (O degree, B1 (upper)), convert the value to the standard deviation value of (O degree, B1), and (O The standard deviation values of degrees (B1 (upper)) are (O degrees, B1 (upper)), (O degrees, B1 (upper)), (O degrees, B1 (upper)), (0 degrees, B2), ( The standard deviation is calculated from the pressure data of 0 degrees, B2) and (0 degrees, B2) and the value is converted into the standard deviation value of (O degrees, B1 (upper)).
정량화하는 단계(S3)는 변환한 표준편차 값이 설정값 이상이면 1, 설정값 미만이면 0으로 표기함으로써 노체 압력을 정량화한다. In the quantification step (S3), the furnace pressure is quantified by expressing 1 when the converted standard deviation value is greater than or equal to the set value and 0 if less than the set value.
본 실시예의 경우 설정값은 50이다. 설정값 50은 압력손실 실조업 데이터에서 기울기가 변화한 부분의 값을 설정한 것으로, 고로의 용량과 크기에 따라 변화할 수 있는 값이다.In the present embodiment, the set value is 50. The set value 50 sets the value of the slope change portion in the pressure loss operation data, and is a value that can change according to the capacity and size of the blast furnace.
정량화한 노체 압력 값이 1인 경우 압력손실이 발생한 것을 의미하고, 정량화한 노체 압력 값이 0인 경우 압력손실이 발생하지 않은 것을 의미한다. If the quantified furnace pressure value is 1, it means that a pressure loss has occurred. If the quantified furnace pressure value is 0, it means that no pressure loss has occurred.
연화융착대(B) 근부에서 광석과 코크스의 온도가 대략 900℃정도로 상승하고 풍구(3)로부터 취입된 열풍에 의해 노벽에 광석과 코크스가 혼합된 융착물이 생성되어 입자 공극이 줄어들기 때문에 압력손실(통기저항)이 발생한다. 압력손실로 연화융착대(B)의 근부위치(F)를 추정한다.The temperature of the ore and coke rises to about 900 ° C near the softening zone (B), and the hot air blown from the tuyere (3) produces a fusion mixture of ore and coke on the furnace wall, which reduces the particle voids. Loss (ventilation resistance) occurs. Estimate the near position (F) of the softening zone (B) by the pressure loss.
정량화한 노체 압력 값은 2D 그래프(2차원 그래프)에서 가시화하고(S4), 정량화한 노체 압력 값이 1인 경우에 대하여 노체 반경 방향(θ)별 연화융착대의 근부위치 경계값을 선정한다(S5). 도 3의 2D 그래프는 가로축이 고로의 노체 반경을 나타내고, 세로축이 고로의 노체 높이를 나타내는 그래프이다. The quantitative furnace pressure value is visualized in a 2D graph (2D graph) (S4), and when the quantified furnace pressure value is 1, the boundary value of the vicinity of the softened fusion zone by the radial direction (θ) of the furnace is selected (S5). ). The 2D graph of FIG. 3 is a graph in which the horizontal axis represents the furnace radius of the blast furnace, and the vertical axis represents the furnace height of the blast furnace.
정량화한 노체 압력 값 1인 경우에 대하여 노체 반경 방향(θ)별 경계값을 선정하면, 노체 반경 방향(θ)별 근부위치 및 근부 두께의 지수화가 가능하다.
When the boundary value for the furnace body radial direction θ is selected for the case of the quantified furnace body pressure value 1, it is possible to index the root position and the root thickness of the furnace body in the radial direction θ.
한편, 다른 실시예로 노체 압력 데이터를 추출하고 정량화하여 연화융착대(B) 근부위치(F)를 가시화한 후, 연화융착대의 근부위치 정밀화를 위해 노체 반경 방향(θ)을 따라 노체 온도 데이터를 추출하는 단계를 더 수행할 수 있다.In another embodiment, after extracting and quantifying the furnace body pressure data to visualize the position F near the softening zone (B), the furnace body temperature data along the radial direction (θ) of the furnace body for precision of the position near the softening zone (F) is obtained. The extraction may be further performed.
노체 압력 데이터를 이용하여 정량화한 노체 압력 데이터는 개략적인 연화융착대의 근부위치만을 제시하므로, 더 정밀화를 위해 정량화한 노체 압력 데이터와 노체 온도 데이터로 연화융착대의 근부 가시화 값들을 도출한다.Since the furnace pressure data quantified using the furnace pressure data only shows the approximate position of the softening zone, the approximation of the softening zone is derived from the furnace pressure data and the furnace temperature data.
그 과정은 도 4에 도시된 바와 같이, 노체 반경 방향(θ)과 노체 높이 방향(h)을 따라 노체 압력 데이터와 노체 온도 데이터를 추출하는 단계(S11,S21)와, 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환하는 단계(S12)와, 노체 압력 데이터를 변환한 표준편차 값이 설정값 이상이면 1, 설정값 미만이면 0으로 노체 압력을 정량화하는 단계(S13)와, 정량화한 노체 압력 데이터와 추출한 노체 온도 데이터 값으로 근부 가시화 값들을 산출하는 단계(S31)를 포함한다.The process corresponds to the steps of extracting the furnace pressure data and the furnace temperature data along the furnace radial direction θ and the furnace height direction h as shown in FIG. 4 (S11 and S21), and corresponding to the extracted furnace pressure data. Step S12 of converting the standard deviation value into a standard deviation value, and quantifying the furnace pressure to 1 if the standard deviation value from which the furnace pressure data is converted is greater than or equal to the set value, and to zero if the set value is less than the set value (S13); Computing the local visualization values from the data and the extracted furnace temperature data value (S31).
근부 가시화 값들은 Near visualization values
수학식 Equation
에 의해 산출된다.Calculated by
여기서, TR은 근부 가시화 값, K는 스테이브(Stave) 열전도 계수에 대한 비례상수, ρ는 정량화한 노체 압력 데이터, T10은 연화융착대 근부 표현 시점(현 시각)의 노체 온도 값, T9는 T10의 측정시간 1분전 데이터, T8은 T10의 측정시간 2분전 데이터,…, T1은 T10의 측정시간 9분전 데이터이다.Where T R is the near-visible value, K is the proportionality constant for the Stave thermal conductivity coefficient, ρ is the quantitative furnace pressure data, T 10 is the furnace body temperature value at the time of near-expression of the softening zone, T 9 is One minute before the measurement time data T 10, T 8 is the measurement time of 2 minutes before the data of the T 10, ... , T 1 is It is 9 minutes before the measurement time of T 10 .
수학식에 의해 산출된 값들을 2D 그래프에서 가시화하고(S32), 온도 편차가 최소화되는 영역을 연화융착대 근부위치로 선정한다(S33). The values calculated by the equations are visualized in the 2D graph (S32), and a region where the temperature deviation is minimized is selected as the position near the softening zone (S33).
TR은 시계열적 산포에 대한 계산값을 의도하는 것으로, TR 값을 노체에 설치되어 있는 각 개소의 TC(온도) 데이터에 대하여 전부 산출하여 구성하면 2D 그래프화 된다. 즉, 노체 TC(온도) 10분 동안의 데이터를 상술한 수학식을 통해 산출하여 2D 그래프에 가시화하는 것이다. 여기서, 도 5의 2D 그래프는 가로축이 고로의 노체 반경을 나타내고, 세로축이 고로의 노체 높이를 나타낸다.T R is intended to be a calculated value for time series dispersion, and when T R values are calculated and configured for all TC (temperature) data of each location installed in the furnace body, they are 2D graphed. That is, the data for 10 minutes of the furnace TC (temperature) is calculated through the above-described equation and visualized in the 2D graph. Here, in the 2D graph of FIG. 5, the horizontal axis represents the furnace radius of the blast furnace, and the vertical axis represents the furnace height of the blast furnace.
이렇게 도출된 2D 그래프는 노체 압력 데이터를 정량화하여 가시화한 2D 그래프보다 범위가 좁혀지게 되고 근부위치 추정이 보다 정밀화 된다.
The 2D graph thus obtained is narrower in scope than the 2D graph visualized by quantifying the body pressure data, and the position estimation is more accurate.
이하, 본 발명의 연화융착대 근부위치 추정방법를 실시예를 통해 설명한다.Hereinafter, the method of estimating the soft position near the soft fusion zone of the present invention will be described.
<일 실시예><Example 1>
노체 압력 데이터를 이용하여 연화융착대 근부위치 추정Estimation of the location near softening fusion zone using furnace body pressure data
우선, 노체 반경 방향(θ)과 노체 높이 방향(h)을 따라 고로 노체 압력 데이터를 추출한다.(도 3의 (S1)참조.)First, the furnace pressure data is extracted along the furnace radial direction θ and the furnace height direction h (see FIG. 3 (S1).)
노체 압력 데이터의 추출은 노체 반경 방향(θ)으로 0도, 90도, 180도, 270도의 압력 데이터를 수집(raw data)한 후, 이를 보간법(interpolation)을 이용하여 그 사이의 값들을 추정하여 추출하는 방법을 사용한다.Extraction of the body pressure data is obtained by collecting raw data of 0 degree, 90 degree, 180 degree and 270 degree in the radial direction (θ) of the body and then estimating the values therebetween using interpolation. Use the extraction method.
표 1에 추출한 노체 압력 데이터의 일부를 나타내었다.Table 1 shows some of the furnace pressure data extracted.
[압력단위는 g/㎠이고, B1,B2…S1은 압력계 위치로 노체 높이를 단계별로 구분한 것이다.][Pressure unit is g /
표 1과 같이, 노체 반경 방향(θ)과 노체 높이 방향(h)에 대하여 고로 노체 압력 데이터를 추출하면, 추출한 노체 압력 데이터를 표 2와 같이 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차(standard daviation) 값으로 변환한다. As shown in Table 1, when the blast furnace pressure data is extracted in the furnace radial direction θ and the furnace height direction h, the standard deviation corresponding to the extracted furnace pressure data is extracted as shown in Table 2. Convert to a value.
예를 들어, 첫번째 추출한 노체 압력 데이터 (0도, B1)의 경우 6개의 근접 데이터 3430, 3430, 3417, 3403, 3390, 3358의 표준편차를 산정하면 27.81761이 산출되고, 이 값이 첫번째 추출한 노체 압력 데이터의 표준편차 값이 된다. For example, for the first extracted body pressure data (0 degrees, B1), calculating the standard deviation of 6 proximity data 3430, 3430, 3417, 3403, 3390, 3358 yields 27.81761, which is the first extracted body pressure. This is the standard deviation value of the data.
또한, 두번째 추출한 노체 압력 데이터 (0도, B1)의 경우 6개의 근접 데이터 3430, 3417, 3403, 3390, 3358, 3325의 표준편차를 산정하면 39.29147이 산출되고, 이 값이 두번째 추출한 노체 압력 데이터의 표준편차 값이 된다.In addition, in the case of the second extracted furnace pressure data (0 degrees, B1), the standard deviation of six proximity data 3430, 3417, 3403, 3390, 3358, and 3325 is calculated to yield 39.29147, which is the value of the second extracted furnace pressure data. This is the standard deviation value.
여기서, B1, B1(상), B2, B3, B3(상)이 여러 개인 이유는 노체 압력 데이터 추출시 시간차를 고려한 것이다.Here, the reason why there are several B1, B1 (upper phase), B2, B3, and B3 (upper phase) is to consider the time difference when extracting the furnace pressure data.
표 2의 변환한 표준편차 값이 50 이상이면 1, 50 미만이면 0으로 변환하여 상기 노체 압력을 정량화한다.(2진수화 작업) 정량화한 노체 압력을 표 3에 나타내었다.When the converted standard deviation value of Table 2 is 50 or more, it converts to 1 if it is less than 50, and to 0. (Binary operation) The quantified furnace pressure is shown in Table 3.
표 3에 정량화한 노체 압력 값을 도 3의 (S4)와 같이, 2D 그래프에서 가시화(이미지화)하였으며, 정량화한 노체 압력 값 1인 경우에 대하여 노체 반경 방향(θ)별 연화융착대의 근부위치 경계값을 선정하였다.The furnace pressure values quantified in Table 3 were visualized (imaged) in the 2D graph as shown in (S4) of FIG. The value was chosen.
정량화한 노체 압력 값이 1인 경우는 압력 손실이 발생한 것을 의미하는 것으로, 연화융착대 근부위치에서 통기저항이 발생하면서 압력손실이 발생한다.When the quantified furnace pressure value is 1, it means that a pressure loss has occurred, and a pressure loss occurs while aeration resistance is generated near the softening zone.
이와 같이, 노체 압력 데이터를 이용할 경우 1차 거시적 연화융착대 근부위치 도출이 가능하고, 2D 그래프로부터 연화융착대 근부위치의 두께 추정도 가능하다.
As such, when the furnace pressure data is used, the first macroscopic softening zone near position can be derived, and the thickness of the softening zone near the soft spot can be estimated from the 2D graph.
<다른 실시예><Other Embodiments>
노체 압력 데이터와 노체 온도 데이터를 이용하여 연화융착대 근부위치 추정 Estimation of the soft position near softening fusion zone using the furnace pressure data and the furnace temperature data
다른 실시예는 1차로 연화융착대의 근부위치를 거시적으로 도출한 후, 2차 정밀화를 위해 제공될 수 있다.Another embodiment may be provided for secondary refinement after first deriving the macroscopic position of the soft fusion zone first.
이를 위해, 노체 반경 방향(θ)과 노체 높이 방향(h)을 따라 노체 온도 데이터를 더 추출한다.(도 5의 (S11,S21)참조.) To this end, the furnace body temperature data is further extracted along the furnace body radial direction θ and the furnace height direction h (see (S11, S21) in FIG. 5).
데이터는 1분 단위로 측정하였으며 6시 50분에 측정한 노체 온도 데이터의 일부를 표 4에 나타내었다. 노체 온도 데이터(TC) 값은 노체에 설치되어 있는 각 개소의 온도 센서에 의해 측정된다.The data were measured in units of 1 minute and some of the furnace temperature data measured at 6:50 are shown in Table 4. The furnace body temperature data (TC) value is measured by the temperature sensor of each location installed in the furnace body.
표 5와 같이, 시계열적으로 노체 반경 방향(θ)과 노체 높이 방향(h)에 대하여 고로 노체 온도 데이터를 추출하면, 추출한 노체 온도 데이터를 표 5와 같이 변환한다.As shown in Table 5, when the furnace body temperature data is extracted from the furnace body in the furnace radial direction θ and the furnace height direction h, the extracted furnace body temperature data is converted as shown in Table 5.
변환은 수학식 Transformation equation
에 의해 계산된다.Is calculated by.
여기서, T10은 연화융착대 근부 표현 시점(현 시각)의 노체 온도 값, T9는 T10의 측정시간 1분전 데이터, T8은 T10의 측정시간 2분전 데이터,…, T1은 T10의 측정시간 9분전 데이터이다.Here, T 10 is the furnace temperature at the soft representation zone near the present time (current time), T 9 is One minute before the measurement time data T 10, T 8 is the measurement time of 2 minutes before the data of the T 10, ... , T 1 is It is 9 minutes before the measurement time of T 10 .
표 2의 변환한 노체 온도 데이터 값과 정량화한 노체 압력 데이터(ρ)을 수학식 에 대입하여 근부 가시화 값을 산출한다.The converted furnace temperature data values of Table 2 and the quantified furnace pressure data (ρ) Substituting into calculates the local visualization value.
여기서, 변환한 노체 온도 데이터 값은 미리 계산된 값이므로 변환한 노체 온도 데이터 값에 K와 ρ를 곱하면 근부가시화 값이 산출된다. ρ값은 표 3에 계산된 값이 제시되어 있고, K는 스테이브(Stave) 열전도 계수에 대한 비례상수이다.Here, since the converted furnace temperature data value is a pre-calculated value, multiplying the converted furnace temperature data value by K and ρ yields a localized visualization value. ρ values are shown in Table 3 and K is a proportionality constant for the Stove thermal conductivity coefficient.
노체 온도 데이터 값과 노체 압력 데이터 값을 상술한 TR수학식을 이용하여 산출한 근부 가시화 값 일부를 표 6에 나타내었다.Table 6 shows a partial visualization value of the furnace temperature data and the furnace pressure data using the above-mentioned T R equation.
표 6에 산출된 근부 가시화 값을 도 5와 같이, 2D 그래프에서 가시화(이미지화)하였으며, 근부 가시화 값 3 이상에 대하여 연화융착대의 근부위치 경계값을 선정하였다.Root visualization values calculated in Table 6 were visualized (imaged) on a 2D graph as shown in FIG.
도 5에 도시된 바에 의하면, 연화융착대 근부위치가 도 3에 비하여 보다 정밀화되었음이 확인된다.As shown in FIG. 5, it is confirmed that the position near the soft fusion zone is more precise than that in FIG. 3.
이를 통해, 연화융착대 근부위치의 거시적 추정 또는 정밀화 추정이 가능함이 확인된다. 이러한 연화융착대 근부위치 추정은 고로 조업 중 연속적으로 이루어져 연화융착대 근부위치 변화에 따른 고로조업 해석이 가능하게 한다.Through this, it is confirmed that the macroscopic estimation or the precision estimation of the position near the softening zone is possible. The location of the soft fusion zone near location estimation is performed continuously during the blast furnace operation to enable the blast furnace operation analysis according to the change in the location of the soft fusion zone near.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, but may be defined by the scope of the claims, and those skilled in the art may make various modifications and alterations within the scope of the claims It is self-evident.
1:노체 3:풍구
5:압력계 A:괴상대
B:연화융착대 C:적하대
D:연소대 E:노상대
F:근부위치1: old man 3: balloon
5: pressure gauge A: block
B: Softening Fusion C
D: Burning squad E: Street squad
F: Near position
Claims (8)
상기 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환하는 단계;
상기 변환한 표준편차 값이 설정값 이상이면 1, 설정값 미만이면 0으로 변환하여 상기 노체 압력을 정량화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연화융착대 근부위치 추정방법.Extracting the furnace pressure data along the furnace radial direction θ and the furnace height direction h;
Converting a standard deviation value corresponding to the extracted furnace pressure data;
And quantifying the furnace pressure by converting the converted standard deviation value to 1 when the standard deviation value is greater than or equal to the set value and 0 when the converted standard deviation value is less than or equal to the set value.
상기 표준편차 값은
상기 추출한 노체 압력 데이터와, 상기 추출한 노체 압력 데이터의 높이 방향별 근접 압력 데이터들의 표준편차를 산정하여 그 값을 상기 추출한 노체 압력 데이터에 대응하는 표준편차 값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 연화융착대 근부위치 추정방법.The method according to claim 1,
The standard deviation value is
Calculating a standard deviation of the extracted furnace pressure data and the proximity pressure data for each height direction of the extracted furnace pressure data, and converting the value into a standard deviation value corresponding to the extracted furnace pressure data. Location estimation method.
상기 정량화한 노체 압력 값을 2D 그래프에서 가시화하고,
상기 정량화한 노체 압력 값이 1인 경우에 대하여 노체 반경 방향(θ)별 연화융착대의 근부위치 경계값을 선정하는 것을 특징으로 하는 연화융착대 근부위치 추정방법.The method according to claim 1,
The quantified body pressure value is visualized in a 2D graph,
The method of estimating the position of the vicinity of the softening fusion zone according to the case where the quantified furnace pressure value is 1, selects the boundary position of the vicinity of the softening fusion zone according to the furnace radial direction (θ).
상기 2D 그래프는 가로축(X축)이 고로의 노체 반경을 나타내고, 세로축(Y축)이 고로의 노체 높이를 나타내는 그래프인 것을 특징으로 하는 연화융착대 근부위치 추정방법.The method according to claim 3,
The 2D graph is a graph in which the horizontal axis (X axis) represents the furnace radius of the blast furnace, and the vertical axis (Y axis) represents the furnace height of the blast furnace.
노체 온도 데이터를 추출하는 단계를 더 수행하여 상기 연화융착대의 근부위치 정밀화를 위한 근부 가시화 값들을 도출하는 것을 특징으로 하는 연화융착대 근부위치 추정방법.The method according to claim 1 or 2,
And extracting furnace body temperature data to derive root visualization values for localization of the softening zone.
상기 근부 가시화 값들은
수학식
에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 연화융착대 근부위치 추정방법.
(여기서, TR은 근부 가시화 값, K는 스테이브(Stave) 열전도 계수에 대한 비례상수, ρ는 정량화한 노체 압력 데이터, T10은 연화융착대 근부 표현 시점(현 시각)의 노체 온도 값, T9는 T10의 측정시간 1분전 데이터, T8은 T10의 측정시간 2분전 데이터,…, T1은 T10의 측정시간 9분전 데이터이다.)The method according to claim 5,
The near visualization values are
Equation
A method of estimating the soft position near the soft fusion zone, characterized in that calculated by.
Where T R is the near-visible value, K is the proportionality constant for the Steave thermal conductivity coefficient, ρ is the quantitative furnace pressure data, T 10 is the furnace temperature value at the time of near-expression of the softening zone, T 9 One minute before the measurement time data T 10, T 8 is the measurement time of 2 minutes before the data of the T 10, ... , T 1 is 9 minutes before the measurement time of T 10. )
상기 수학식에 의해 산출된 값들을 2D 그래프에서 가시화하고,
온도 편차가 설정값 이상인 영역을 연화융착대 근부위치로 선정하는 것을 특징으로 하는 연화융착대 근부위치 추정방법.The method of claim 6,
Visualize the values calculated by the above equation in the 2D graph,
A method of estimating the soft position of the soft melting zone, characterized in that the area where the temperature deviation is greater than or equal to the set value is selected as the soft position of the soft melting zone.
상기 2D 그래프는 가로축(X축)이 고로의 노체 반경을 나타내고, 세로축(Y축)이 고로의 노체 높이를 나타내는 그래프인 것을 특징으로 하는 연화융착대 근부위치 추정방법.The method of claim 7,
The 2D graph is a graph in which the horizontal axis (X axis) represents the furnace radius of the blast furnace, and the vertical axis (Y axis) represents the furnace height of the blast furnace.
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