KR101185330B1 - Method of detecting distribution of gas stream in blast furnace - Google Patents

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KR101185330B1
KR101185330B1 KR1020110017127A KR20110017127A KR101185330B1 KR 101185330 B1 KR101185330 B1 KR 101185330B1 KR 1020110017127 A KR1020110017127 A KR 1020110017127A KR 20110017127 A KR20110017127 A KR 20110017127A KR 101185330 B1 KR101185330 B1 KR 101185330B1
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Abstract

고로의 상부 벽으로부터 고로 중심을 향하여 연장되며 일정 간격으로 배치된 온도센서를 구비한 AB프로브를 이용하여 고로 상부의 온도데이터를 검출하는 단계; 상기 검출한 온도데이터를 기초로 하기 식(1)에 의해 가스 중심점 지수(CPG: Center Point of Gas Flow)을 산출하는 단계; 및 상기 가스 중심점의 변화를 모니터링하여 상기 고로 내의 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계를 포함하는 본 발명의 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법은 고로 내 가스류 분포 변동상태를 간단한 지수화 처리하여, 노황 변동 추이를 예측하여 고로 조업 운영에 참고 자료로 활용할 수 있다.

Figure 112011013918288-pat00022
,
Figure 112011013918288-pat00023
식(1)
(여기서, CPG는 가스 중심점 지수, Bx는 X축상 온도중심, By는 Y축상 온도중심, r은 고로 상부의 반경, k는 AB프로브의 개수, n은 AB프로브에 형성된 온도센서의 개수이며, Xji와 Yji는 고로의 중심을 원점으로 한 평면좌표계에서 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서의 X좌표 절대값과 Y좌표 절대값, Tji는 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서의 측정온도)Detecting temperature data of the upper part of the blast furnace using an AB probe having a temperature sensor disposed at a predetermined interval and extending from the upper wall of the blast furnace toward the center of the blast furnace; Calculating a center point of gas flow (CPG) by Equation (1) based on the detected temperature data; And detecting a change in the distribution of gas flow in the blast furnace by monitoring a change in the gas center point. The method for detecting a distribution of gas flow in the blast furnace according to the present invention includes a simple indexing process of fluctuations in the distribution of gas flow in the blast furnace. It can be used as a reference for blast furnace operation by predicting the change trend.
Figure 112011013918288-pat00022
,
Figure 112011013918288-pat00023
Equation (1)
Where CPG is the gas center point index, B x is the X-axis temperature center, By is the Y-axis temperature center, r is the top of the blast furnace, k is the number of AB probes, n is the number of temperature sensors formed on the AB probe, X ji and Y ji are from the outside of the j th AB probe in the plane coordinate system with the center of the blast furnace as the absolute value of the X and Y coordinates of the i th temperature sensor, and T ji is from the outside of the j th AB probe. measured temperature of the i-th temperature sensor)

Description

고로 내의 가스류 분포상태 검지방법{Method of detecting distribution of gas stream in blast furnace}Method of detecting distribution of gas stream in blast furnace

본 발명은, 고로 조업시 노 내 장입물 층을 통과하여 고로 상부로 이동하는 가스류의 분포상태를 검지함으로써, 노황 안정을 도모할 수 있는 고로내의 가스류 분포상태 검지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting a gas flow distribution state in a blast furnace that can stabilize the rust by detecting a distribution state of gas flowing through the charge layer in the furnace and moving to the upper part of the blast furnace during operation.

고로는 철광석을 녹여 용선(선철)을 제조하는 설비이다. 고로 조업시에는 고로 내부에 철광석과 코크스를 장입하고, 고로 하부의 풍구를 통해 고온의 열풍을 주입하여 고로 내에서 환원용융반응을 유도하게 된다. 이러한 고온 환원 용융반응을 이용하여 용선 및 슬래그를 생산하게 된다. A blast furnace is a facility for melting molten iron ore to manufacture molten iron (pig iron). In the operation of blast furnaces, iron ore and coke are charged into the blast furnace, and hot blast of hot air is injected through the blast furnace at the bottom of the blast furnace to induce a reduction melting reaction in the blast furnace. The molten iron and slag are produced using this high temperature reduction melting reaction.

본 발명은, 고로 조업시 고로 내 장입물 층을 통과하여 고로 상부로 이동하는 가스류의 분포상태를 검지함으로써, 노황 안정을 도모할 수 있는 고로내의 가스류 분포상태 검지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for detecting a gas flow distribution state in a blast furnace that can stabilize the rust by detecting a distribution state of gas flowing through the charge layer in the blast furnace to the upper part of the blast furnace during operation. do.

본 발명의 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법은 고로의 상부 벽으로부터 고로 중심을 향하여 연장되며 일정 간격으로 배치된 온도센서를 구비한 AB프로브를 이용하여 고로 상부의 온도데이터를 검출하는 단계; 상기 검출한 온도데이터를 기초로 하기 식(1)에 의해 가스 중심점 지수(CPG: Center Point of Gas Flow)을 산출하는 단계; 및 상기 가스 중심점의 변화를 모니터링하여 상기 고로 내의 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계를 포함한다.Gas flow distribution detection method in the blast furnace of the present invention comprises the steps of detecting the temperature data of the top of the blast furnace using the AB probe having a temperature sensor arranged at regular intervals extending from the upper wall of the blast furnace toward the center of the blast furnace; Calculating a center point of gas flow (CPG) by Equation (1) based on the detected temperature data; And detecting a change in gas distribution in the blast furnace by monitoring a change in the gas center point.

Figure 112011013918288-pat00001
,
Figure 112011013918288-pat00002
식(1)
Figure 112011013918288-pat00001
,
Figure 112011013918288-pat00002
Equation (1)

(여기서, CPG는 가스 중심점 지수, Bx는 X축상 온도중심, By는 Y축상 온도중심, r은 고로 상부의 반경, k는 AB프로브의 개수, n은 AB프로브에 형성된 온도센서의 개수이며, Xji와 Yji는 고로의 중심을 원점으로 한 평면좌표계에서 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서의 위치를 나타낸 X좌표 절대값과 Y좌표 절대값, Tji는 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서의 측정온도)Where CPG is the gas center point index, B x is the X-axis temperature center, By is the Y-axis temperature center, r is the top of the blast furnace, k is the number of AB probes, n is the number of temperature sensors formed on the AB probe, X ji and Y ji is the X coordinate absolute value showing a position of the i-th temperature sensor from the outside of the j-th AB probe in a plane coordinate system, the center of the furnace as the origin, and the Y coordinate absolute value, T ji is the j-th AB probe Measured temperature of the i-th temperature sensor from the outside)

상기 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계 이전에, 상기 고로의 상부를 상기 고로의 중심을 기준으로 중심부, 중간부 및 주변부의 3개 영역으로 구분하고, 상기 온도데이터 및 상기 가스 중심점 지수를 이용하여 하기 식(2)에 의해 가스 중심류 지수(CGI:Center Gas Distribution Index)를 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계는 상기 가스 중심점(CPG)의 변화와 함께 상기 가스 중심류 지수(CGI)의 변화를 모니터링한다. Before detecting the change of the gas flow distribution, the upper part of the blast furnace is divided into three regions of the central part, the middle part and the periphery part based on the center of the blast furnace, by using the temperature data and the gas center point index. Computing a center gas distribution index (CGI) by the following equation (2), wherein detecting the change in the gas flow distribution is determined with the change of the gas center point (CPG). Monitor the change in gas center flow index (CGI).

Figure 112011013918288-pat00003
식(2)
Figure 112011013918288-pat00003
Equation (2)

(여기서, CGI는 가스 중심류 지수, c는 개별 AB프로브 당 상기 중간부 및 주변부에 위치하는 온도센서 개수)Where CGI is the gas center flow index and c is the number of temperature sensors located in the middle and periphery per individual AB probe.

또한, 상기 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계 이전에, 상기 고로의 상부를 상기 고로의 중심을 기준으로 중심부, 중간부 및 주변부로 구분하고, 상기 온도데이터 및 상기 가스 중심점 지수를 이용하여 하기 식(3)에 의해 가스 주변류 지수(PGI:Periphery Gas Distribution Index)를 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계는 상기 가스 중심점(CPG)의 변화와 함께 상기 가스 주변류 지수(PGI)의 변화를 모니터링한다. In addition, before detecting the change in the gas flow distribution, the upper part of the blast furnace is divided into a central part, a middle part and a periphery part based on the center of the blast furnace, and the following equation is obtained using the temperature data and the gas center point index. Calculating a Periphery Gas Distribution Index (PGI) by (3), wherein detecting the change in the gas flow distribution comprises: surrounding the gas with a change in the gas center point (CPG); Monitor the change in flow index (PGI).

Figure 112011013918288-pat00004
식(3)
Figure 112011013918288-pat00004
Equation (3)

(여기서, PGI는 가스 주변류 지수, p는 개별 AB프로브 당 상기 주변부에 위치하는 온도센서 개수)Where PGI is the gas perimeter index and p is the number of temperature sensors located in the periphery per individual AB probe.

상기 AB프로브의 개수(k)는 4개이고, 제1 AB프로브 및 제3 AB프로브를 상기 X축의 양의 축 및 음의 축으로, 제2 AB프로브 및 제4 AB프로브는 상기 Y축의 양의 축 및 음의 축으로 설정하며, 상기 식(1)의 Bx 및 By는 하기 식(4)로 표현될 수 있다. The number (k) of the AB probes is four, wherein the first AB probe and the third AB probe are positive and negative axes of the X axis, and the second AB probe and the fourth AB probe are positive axes of the Y axis. And a negative axis, wherein Bx and By of Equation (1) may be represented by Equation (4).

Figure 112011013918288-pat00005
식(4)
Figure 112011013918288-pat00005
Formula (4)

(여기서, X1i는 제1 AB프로브의 각 온도센서의 X축상 위치, X3i는 제3 AB프로브의 각 온도센서의 X축상 위치, Y2i는 제2 AB프로브의 각 온도센서의 Y축상 위치, Y4i는 제4 AB프로브의 각 온도센서의 Y축상 위치)(Where X 1i is the X-axis position of each temperature sensor of the first AB probe, X 3i is the X-axis position of each temperature sensor of the third AB probe, Y 2i is the Y-axis position of each temperature sensor of the second AB probe) , Y 4i is the position on the Y axis of each temperature sensor of the 4th AB probe)

또는, 상기 AB프로브에 형성된 온도센서의 개수(n)는 6개이고, 상기 개별 AB프로브 당 상기 주변부와 중간부에 위치하는 온도센서의 개수(c)는 4개라고 할때, 상기 식(2)는 하기 식(5)로 표현할 수 있다. Alternatively, the number (n) of the temperature sensors formed on the AB probe is six, the number (c) of the temperature sensors located in the peripheral portion and the intermediate portion per each AB probe is four, the equation (2) Can be expressed by the following formula (5).

Figure 112011013918288-pat00006
식(5)
Figure 112011013918288-pat00006
Formula (5)

또는, 상기 AB프로브에 형성된 온도센서의 개수(n)는 6개이고, 상기 개별 AB프로브 당 상기 주변부에 위치하는 온도센서의 개수(p)는 2개이며, 상기 식(3)는 하기 식(6)으로 표현할 수 있다. Alternatively, the number n of the temperature sensors formed on the AB probe is six, the number p of the temperature sensors located at the periphery per each AB probe is two, and Equation (3) is represented by the following equation (6): Can be expressed as

Figure 112011013918288-pat00007
식(6)
Figure 112011013918288-pat00007
Formula (6)

본발명은, 고로 조업시 고로 내로 투입하는 장입물의 성상, 장입량 및 장입물 분포 패턴에 따른 고로 내 가스류 분포 변동상태를 간단한 지수화 처리할 수 있는 이점이 있다. 또한, 온도데이터를 간단한 지수화로 변환을 통해 노황 변동 및 불안정하게 가는 추이를 예측하여 고로 조업 운영에 참고 자료로 활용할 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage of simple indexing treatment of the fluctuations in the gas flow distribution in the blast furnace according to the properties, the loading amount and the load distribution pattern of the charges put into the blast furnace during operation. In addition, by converting the temperature data into simple indexing, there is an advantage that can be used as a reference for blast furnace operation by predicting the fluctuations of the yellowing and unstable trend.

도 1은 고로의 상부에 설치된 AB프로브를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법에 이용되는 AB프로브의 일 실시예를 도시한 평면도.
도 3은 도 2의 온도센서의 배치를 고로의 중심을 원점으로 한 평면좌표계에 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법의 일 실시예를 나타낸 순서도.
도 5는 도 2의 온도센서가 측정한 온도 분포를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 일측면에 따른 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법을 이용하여 도출한 지수의 변화를 모니터링한 그래프.1 is a cross-sectional view showing an AB probe installed on the upper part of the blast furnace.
2 is a plan view showing an embodiment of the AB probe used in the gas flow distribution state detection method in the blast furnace of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of the temperature sensor of FIG. 2 in a planar coordinate system with the center of the blast furnace as the origin; FIG.
Figure 4 is a flow chart showing an embodiment of the gas flow distribution state detection method in the blast furnace of the present invention.
5 is a view showing a temperature distribution measured by the temperature sensor of FIG.
6 is a graph monitoring the change of the index derived by using the gas flow distribution state detection method in the blast furnace according to an aspect of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 고로의 상부에 설치된 AB프로브(10)를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일측면에 따른 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법에 이용되는 AB프로브(11,12,13,14)의 일 실시예를 도시한 평면도이다. 1 is a cross-sectional view showing the AB probe 10 installed on the top of the blast furnace, Figure 2 is an AB probe 11, 12, 13, 14 used in the gas flow distribution detection method in the blast furnace according to an aspect of the present invention Is a plan view of one embodiment of FIG.

고로(100) 조업시에는 고로(100) 내부에 철광석과 코크스를 장입하고, 고로(100) 하부의 풍구를 통해 고온의 열풍을 주입하여 고로(100) 내에서 환원용융반응을 유도하게 된다. 이러한 고온 환원용융반응을 이용하여 용선 및 슬래그를 생산하게 된다. During operation of the blast furnace 100, the iron ore and coke is charged into the blast furnace 100, and hot blast of hot air is injected through the blast holes below the blast furnace 100 to induce a reduction melting reaction in the blast furnace 100. The molten iron and slag are produced using the high temperature reduction melting reaction.

일반적으로 고로(100) 조업은 고로(100) 하부의 통기 및 통액성이 유지되어야 경제적 조업이 가능하고, 이를 통하여 생산량을 증가시킬 수 있으며, 장기적으로는 고로(100) 수명을 연장시킬 수 있다. 노황의 상태 안정유지를 위해서는 고로(100)의 상부에서부터 장입물과 가스와의 열교환과 화학반응이 순조롭게 이루어져야 한다. In general, the operation of the blast furnace 100 can be economically operated only when the ventilation and liquidity of the blast furnace 100 is maintained, thereby increasing the yield, and in the long run, it is possible to extend the life of the blast furnace 100. In order to maintain a stable state of the blast furnace heat from the top of the blast furnace 100 and the heat exchange and the chemical reaction should be made smoothly.

따라서, 안정적인 고로 조업을 위해서는 고로(100) 내부 반경방향으로의 가스류의 분포가 일정하여야 하며, 고효율의 환원 반응을 유도하기 위해서는 고로(100)내 가스 분포의 관리가 중요하고, 고로 장입물의 성상관리, 장입물 분포제어 및 송풍제어 등을 통하여 조업 상황에 맞는 가스 분포 패턴을 제어하여야 한다.
Therefore, for stable blast furnace operation, the distribution of gas flow in the radial direction inside the blast furnace 100 should be constant. In order to induce a high-efficiency reduction reaction, the management of the gas distribution in the blast furnace 100 is important, and the characteristics of the blast furnace charge The gas distribution pattern suitable for the operation situation should be controlled through management, charge distribution control, and blowing control.

고로(100) 내부의 반경 방향 별 온도를 측정하는 온도센서(15)를 구비한 AB프로브(Above Burden Probe,10)를 이용하여 취득한 온도데이터를 통해 고로(100) 내 가스류 분포를 검지할 수 있다. Gas flow distribution in the blast furnace 100 can be detected through temperature data acquired using an AB probe (10) having a temperature sensor 15 for measuring radially inside the blast furnace 100. have.

이에, AB프로브(10)에서 수집한 온도데이터를 지수화하여 조업자가 쉽게 가스류 분포를 검지할 수 있는 고로(100) 내의 가스류 분포상태 검지방법을 개발하였다.Thus, by exploring the temperature data collected from the AB probe 10 has been developed a method for detecting the gas flow distribution state in the blast furnace 100 that allows the operator to easily detect the gas flow distribution.

본 발명에 이용되는 AB프로브(10)는 고로(100)의 상부에 고로(100) 내벽으로 부터 고로(100)의 중심방향으로 연장된 막대 형상의 검사 장치로 소정간격으로 배치된 온도센서(15)를 구비한다. 도 2를 참조하면 4개의 AB프로브(11,12,13,14)가 설치된 실시예를 도시하고 있다. 제1 AB프로브는 352°, 제2 AB프로브는 75°, 제3 AB프로브는 172°, 제4 AB프로브는 246°의 위치에 설치하여 약 90°간격으로 배열할 수 있다. AB probe 10 used in the present invention is a temperature sensor 15 arranged at predetermined intervals in the bar-shaped inspection device extending from the inner wall of the blast furnace 100 in the center direction of the blast furnace 100 on the top of the blast furnace 100. ). 2 shows an embodiment in which four AB probes 11, 12, 13, and 14 are installed. The first AB probe may be arranged at a position of about 352 °, the second AB probe is 75 °, the third AB probe is 172 °, and the fourth AB probe is positioned at 246 °.

각각의 AB프로브(11,12,13,14)는 소정 간격으로 배치된 온도센서(15)를 구비하며, 본 실시예에서는 6개의 온도센서(15)를 구비하고, 하나의 AB프로브(12)는 다른 AB프로브(11,13,14)보다 연장되어 고로(100)의 중심점의 온도를 검지할 수 있는 온도센서(15)를 하나 더 구비한 형태를 이용한다. Each AB probe 11, 12, 13, 14 has a temperature sensor 15 arranged at predetermined intervals, in this embodiment six temperature sensors 15, one AB probe 12 Is extended to other AB probes (11, 13, 14) uses a form having one more temperature sensor 15 that can detect the temperature of the center point of the blast furnace 100.

온도센서(15)는 고로(100) 벽부터 식별번호를 매기며, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 6개의 온도센서(16)를 구비한 경우 1번부터 6번까지 식별번호를 매기고 고로(100) 중앙의 온도센서(16)는 C로 표시한다.
The temperature sensor 15 is assigned an identification number from the blast furnace 100 wall, for example, when the six temperature sensors 16 are provided as shown in FIG. (100) Temperature sensor 16 in the center is denoted by C.

이하에서는 온도센서(15)의 배치를 고로(100)의 중심을 원점으로 한 평면좌표계에 나타낸 도 3을 참조하여 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예를 나타낸 순서도에 따라 고로(100) 내의 가스류 분포상태 검지방법을 살펴보도록 한다. Hereinafter, the arrangement of the temperature sensor 15 in the blast furnace 100 in accordance with a flowchart showing an embodiment of the present invention shown in FIG. 4 with reference to FIG. 3 shown in a planar coordinate system with the center of the blast furnace 100 as an origin. Let's take a look at how to detect gas distribution.

먼저, 고로(100)의 상부 벽으로부터 고로(100) 중심을 향하여 연장되며 일정 간격으로 배치된 온도센서(15)를 구비한 AB프로브를 이용하여 고로(100) 상부의 온도데이터를 검출한다(S100). First, temperature data of the upper part of the blast furnace 100 is detected by using an AB probe having a temperature sensor 15 arranged at a predetermined interval and extending toward the center of the blast furnace 100 from the upper wall of the blast furnace 100 (S100). ).

AB프로브상에 위치하는 온도센서(15)는 고로(100)의 중심으로 부터 방사 형태로 배치되어 있으며, 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 4개 방향에서 연장된 AB프로브(11,12,13,14)를 이용한다. 각 AB프로브에 형성된 온도센서(15)의 개수는 본 실시예에서는 6개이나, 필요에 따라 가감할 수 있다. AB프로브 중 하나(12)는 고로(100) 중심의 온도를 측정하기 위해 중심까지 연장되고 다른 AB프로브 보다 고로의 중심부에 온도센서(16)를 하나 더 포함할 수 있다. The temperature sensor 15 located on the AB probe is disposed radially from the center of the blast furnace 100. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the AB probes 11 and 12 extend in four directions. , 13,14). The number of temperature sensors 15 formed in each AB probe is six in this embodiment, but can be added or subtracted as necessary. One of the AB probes 12 extends to the center to measure the temperature of the center of the blast furnace 100 and may include one more temperature sensor 16 at the center of the blast furnace than the other AB probes.

도 5는 도 2에 도시된 것과 같은 AB프로브(11,12,13,14)를 이용하여 얻은 온도 데이터를 나타낸 그래프로, 주변부에 비해 중간부의 온도가 상대적으로 높다. FIG. 5 is a graph showing temperature data obtained by using the AB probes 11, 12, 13, and 14 as shown in FIG. 2, and the temperature of the middle part is relatively higher than the peripheral part.

다음으로, 검출한 온도 데이터를 기초로 하기 식(1)에 의해 가스 중심점 지수(CPG: Center Point of Gas Flow)을 산출한다(S200). Next, a center point of gas flow (CPG) is calculated by the following formula (1) based on the detected temperature data (S200).

Figure 112011013918288-pat00008
,
Figure 112011013918288-pat00009
식(1)
Figure 112011013918288-pat00008
,
Figure 112011013918288-pat00009
Equation (1)

(여기서, CPG는 가스 중심점 지수, Bx는 X축상 온도중심, By는 Y축상 온도중심, r은 고로 상부의 반경, k는 AB프로브의 개수, n은 AB프로브에 형성된 온도센서(15)의 개수이며, Xji와 Yji는 고로의 중심을 원점으로 한 평면좌표계에서 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서(15)의 위치를 나타낸 X좌표 절대값과 Y좌표 절대값, Tji는 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서(15)의 측정온도)Where CPG is the gas center point index, B x is the X-axis temperature center, By is the Y-axis temperature center, r is the radius of the blast furnace, k is the number of AB probes, n is the temperature sensor 15 formed on the AB probe. the number is, X ji and Y ji is the X coordinate absolute value showing a position of the i-th temperature sensor 15 from the outside of the j-th AB probe in a plane coordinate system, the center of the furnace as the origin, and the Y coordinate absolute value, T ji Is the measured temperature of the i-th temperature sensor (15) from the outside of the j-th AB probe)

가스 중심점 지수(CPG)란, 고로(100) 내부에 분포하는 가스의 온도중심을 나타내는 지수이다. 이를 산출하기 위해 고로(100) 내부를 도 3에 도시된 바와 같이 고로(100)의 중심을 원점으로 하는 평면좌표로 나타낸다. 각 온도센서(15)의 위치를 평면좌표계로 표현할 수 있으며, Xji는 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서(15)의 위치를 나타낸 X좌표의 절대값이고, Yji는 고로(100)의 중심을 원점으로 한 평면좌표계에서 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서(15)의 Y좌표의 절대값이 된다. The gas center point index (CPG) is an index indicating the temperature center of the gas distributed in the blast furnace 100. In order to calculate this, the inside of the blast furnace 100 is shown in planar coordinates with the center of the blast furnace 100 as an origin as shown in FIG. 3. The position of each temperature sensor 15 can be expressed by a plane coordinate system, X ji is the absolute value of the X coordinate showing the position of the i-th temperature sensor 15 from the outside of the j-th AB probe, Y ji is the blast furnace ( 100) is the absolute value of the Y coordinate of the i-th temperature sensor 15 from the outside of the j-th AB probe in the plane coordinate system centered on the center.

식(1)에 나타난 바와 같이 X축 방향 및 Y축방향으로 나누어, 개별 온도센서(15)의 중심으로부터 거리와 온도의 곱을 더한 값에 온도의 합으로 나눠 온도중심 위치를 각각 구하고(Bx, By), 고로(100) 중심으로 부터 X축방향 온도중심과 Y축방향 온도중심까지의 거리를 반지름 대비 비율을 구하여 중심으로부터 얼마나 치우쳤는지를 산출한다. As shown in Equation (1), the temperature center position is obtained by dividing the X-axis direction and the Y-axis direction by dividing the product of the distance from the center of the individual temperature sensor 15 by the sum of the temperatures (Bx, By). ), Calculate the distance from the center to the distance from the center of the blast furnace 100 to the X-axis temperature center and the Y-axis temperature center.

즉 CPG가 1에 가까우면 고로(100)의 중심이 온도 중심이 되는 것이나, CPG가 1보다 작을수록 온도중심은 고로(100)의 중심으로부터 떨어진 것이므로, 가스류의 흐름이 균일하지 못하다는 것을 알 수 있다. That is, when the CPG is close to 1, the center of the blast furnace 100 is the temperature center, but as the CPG is smaller than 1, the center of the temperature is farther from the center of the blast furnace 100, so that the flow of gas flow is not uniform. Can be.

특히, 도 2에 도시된 바와 같이 4방향의 AB프로브를 이용하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 제1 AB프로브 및 제3 AB프로브를 상기 X축의 양의 축 및 음의 축으로, 제2 AB프로브 및 제4 AB프로브는 상기 Y축의 양의 축 및 음의 축으로 설정하면, 제1 AB프로브 및 제3 AB프로브는 Y좌표 값은 0이 되어 X좌표 값만 가지게 되고, 제2 AB프로브 및 제 4 AB프로브는 X좌표 값은 0이 되어 Y좌표 값만 가지게 된다. In particular, when using the four-way AB probe as shown in Figure 2, as shown in Figure 3, the first AB probe and the third AB probe to the positive and negative axes of the X axis, the second AB probe If the fourth AB probe is set to the positive axis and the negative axis of the Y axis, the first AB probe and the third AB probe have a Y coordinate value of 0 and have only an X coordinate value, and a second AB probe and a fourth AB probe. In AB probe, the value of X coordinate becomes 0, so it has only Y coordinate value.

따라서, 식(1)의 Bx와 By는 식(4)와 같이 간단하게 표현이 가능하다. Therefore, Bx and By of Formula (1) can be expressed simply like Formula (4).

Figure 112011013918288-pat00010
식(4)
Figure 112011013918288-pat00010
Formula (4)

가스 중심점 지수(CPG)만으로도 고로(100) 내부의 상태 변화를 모니터링할 수 있으나, 보다 더 정확한 검지을 위해 추가적으로 고로(100)의 위치에 따른 지수를 산출하여 모니터링할 수 있다. The gas center point index (CPG) alone can monitor the change in the state of the blast furnace 100, but in order to more accurately detect the index according to the position of the blast furnace 100 can be monitored.

본 발명에서는 고로(100)의 상부 영역은 도 3에 도시된 바와 같이 고로(100)의 중심부터 중심부(가), 중간부(나), 주변부(다)로 3개 영역으로 구분한다. 각 영역에 위치하는 온도센서(15)의 개수는 균일하도록 각 영역간의 간격은 일정하도록 분할할 수 있다. 즉, 6개의 온도센서(15)를 구비한 AB프로브(11,13,15)에서는 중심부(A)에 2개, 중간부(B)에 2개, 주변부(C)에 2개의 온도센서(15)가 위치하도록 영역을 분할할 수 있다. 중앙에 온도센서를 하나 더 구비한 AB프로브(12)는 예외적으로 중심부(A)의 온도센서(16) 개수가 한 개 더 많다. 본 발명에서 중심의 온도센서(16)에서 얻은 온도 데이터는 이용하지 않는다.In the present invention, the upper region of the blast furnace 100 is divided into three regions from the center of the blast furnace 100 to the center (a), the middle (b), the peripheral portion (c) as shown in FIG. The number of temperature sensors 15 located in each region may be divided so that the interval between the regions is constant. That is, in the AB probes 11, 13, and 15 having six temperature sensors 15, two at the center A, two at the middle B, and two at the peripheral C You can divide the area so that) is located. The AB probe 12 having one more temperature sensor in the center has one more temperature sensor 16 in the center portion A. In the present invention, the temperature data obtained from the central temperature sensor 16 is not used.

각 영역에 위치하는 온도센서(15)의 값을 이용하여 가스 중심류 지수(CGI:Center Gas Distribution Index)와 가스 주변류 지수(PGI:Periphery Gas Distribution Index)를 추가적으로 산출하여 고로(100) 내부의 상태 변화를 모니터링 하는 방법에 대해 살펴보도록 한다.
The center gas distribution index (CGI) and periphery gas distribution index (PGI) are additionally calculated using values of the temperature sensor 15 located in each region, and thus, the inside of the blast furnace 100 Let's look at how to monitor state changes.

온도데이터 및 상기 가스 중심점 지수(CPG)를 이용하여 하기 식(2)에 의해 가스 중심류 지수(CGI)를 산출한다(S220). Using the temperature data and the gas center point index CPG, a gas center flow index CGI is calculated by Equation (2) (S220).

Figure 112011013918288-pat00011
식(2)
Figure 112011013918288-pat00011
Equation (2)

(CGI는 가스 중심류 지수, c는 개별 AB프로브 당 상기 중간부 및 주변부에 위치하는 온도센서(15) 개수)(CGI is the gas center flow index, c is the number of temperature sensors 15 located in the middle and periphery per individual AB probe)

가스 중심류 지수(CGI)는 중심부의 온도센서(15)에서 측정한 온도 데이터와 중간부 및 주변부에 위치하는 온도센서(15)에서 측정한 온도 데이터의 비율에 가스 중심점 지수(CPG)를 곱한 값으로 중간부 온도의 상대적 변화를 모니터링 할 수 있다. The gas center flow index (CGI) is a value obtained by multiplying the gas center point index (CPG) by a ratio of temperature data measured by the temperature sensor 15 in the center and temperature data measured by the temperature sensor 15 located in the middle and periphery. This allows you to monitor the relative change in mid temperature.

개별 AB프로브 당 상기 중간부 및 주변부에 위치하는 온도센서(15) 개수(c)는 AB프로브에 형성된 온도센서(15)의 개수(n) 및 각 영역의 간격의 너비에 따라 달라질 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에 따르면, 3개 영역을 6개의 온도센서(15)를 등간격으로 나눠 구분하였으므로, n은 6이고 c는 4가 된다. 이때, 식(2)는 하기 식(5)와 같이 간단하게 표현가능하다.The number c of temperature sensors 15 positioned at the middle portion and the periphery of each AB probe may vary depending on the number n of the temperature sensors 15 formed on the AB probe and the width of the interval of each region. According to the embodiment shown in FIG. 3, since the three regions are divided into six temperature sensors 15 at equal intervals, n is 6 and c is 4. At this time, equation (2) can be simply expressed as in the following equation (5).

Figure 112011013918288-pat00012
식(5)
Figure 112011013918288-pat00012
Formula (5)

또한, 온도데이터 및 상기 가스 중심점 지수(CPG)를 이용하여 하기 식(3)에 의해 가스 주변류 지수(PGI)를 산출할 수 있다(S240). In addition, the gas periphery flow index PGI may be calculated using Equation (3) using the temperature data and the gas center point index CPG (S240).

Figure 112011013918288-pat00013
식(3)
Figure 112011013918288-pat00013
Equation (3)

(PGI는 가스 주변류 지수, p는 개별 AB프로브 당 상기 주변부에 위치하는 온도센서(15) 개수)(PGI is the gas periphery index, p is the number of temperature sensors 15 located in the periphery per individual AB probe)

가스 주변류 지수(PGI)는 주변부의 온도센서(15)에서 측정한 온도 데이터와 중심부 및 중간부에 위치하는 온도센서(15)에서 측정한 온도 데이터의 비율에 가스 중심점 지수(CPG)를 곱한 값으로 주변부 온도의 상대적 변화를 모니터링 할 수 있다. The gas peripheral flow index (PGI) is a value obtained by multiplying the gas center point index (CPG) by the ratio of the temperature data measured by the temperature sensor 15 in the peripheral part and the temperature data measured by the temperature sensor 15 located in the center and the middle part. This allows you to monitor the relative change in ambient temperature.

개별 AB프로브 당 상기 주변부에 위치하는 온도센서(15) 개수(p)는 AB프로브에 형성된 온도센서(15)의 개수(n) 및 각 영역의 간격의 너비에 따라 달라질 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에 따르면, 3개 영역을 6개의 온도센서(15)를 등간격으로 나눠 구분하였으므로, n은 6이고 p는 2가 된다. 이때, 식(3)은 하기 식(6)과 같이 간단하게 표현가능하다.The number p of temperature sensors 15 located at the periphery per individual AB probe may vary depending on the number n of the temperature sensors 15 formed on the AB probe and the width of the interval of each region. According to the exemplary embodiment shown in FIG. 3, since three temperature zones are divided by dividing six temperature sensors 15 at equal intervals, n is 6 and p is 2. At this time, equation (3) can be simply expressed as in the following equation (6).

Figure 112011013918288-pat00014
식(6)
Figure 112011013918288-pat00014
Formula (6)

이처럼 산출한 가스 중심점 지수(CPG), 가스 중심류 지수(CGI) 및 가스 주변류 지수(PGI)를 모니터링 하여, 고로 내의 가스류 분포의 변화를 검지한다(S300). The gas center point index (CPG), the gas center flow index (CGI), and the gas peripheral flow index (PGI) calculated as described above are monitored to detect a change in the distribution of gas flow in the blast furnace (S300).

지수의 변화가 일정 범위 내에서 변동하는 경우 고로 조업상태는 안정적이라고 할 수 있으나, 범위를 벗어난 상태가 지속되는 경우 소취발(장입물의 하중보다 부력이 커지는 현상)과 같은 노황 불안정 현상이 발생할 수 있다. If the change in the index fluctuates within a certain range, the blast furnace operating condition is stable.However, if the condition remains out of range, it may cause unstable phenomena such as deodorization (a buoyancy larger than the load of the charge). .

도 6은 본 발명의 일측면에 따른 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법을 이용하여 도출한 지수의 변화를 모니터링한 그래프이다. 도 6을 참조하면, 가스류 중심점 지수(CPG)는 약 0.95~0.99사이에서 값에서 변동하는 경우 안정적인 조업상태로 판단하고, 가스 주변류 지수(PGI)는 0.4~0.5사이에서, 가스 중심류 지수(CGI)는 3.3~4.3사이에서 변동하는 경우 안정적인 상태로 판단한다(이러한 수치범위를 '안정범위'라고 한다). 3가지 지수 중 일부만 모니터링 해도 되나, 3개의 지수를 다 모니터링 하는 경우 전체적인 고로 내의 가스류 분포를 파악할 수 있다.6 is a graph monitoring the change of the index derived by using the gas flow distribution state detection method in the blast furnace according to an aspect of the present invention. Referring to FIG. 6, when the gas flow center point index (CPG) fluctuates from about 0.95 to 0.99, it is determined to be a stable operating state, and the gas periphery flow index (PGI) is between 0.4 to 0.5, and the gas center flow index is (CGI) determines that it is stable when it fluctuates between 3.3 and 4.3 (these ranges are called 'stable ranges'). Although some of the three indices may be monitored, monitoring all three indices provides an overview of the distribution of gases in the blast furnace.

도 6에서 6월 25일(1번 음영부분)에서 가스 중심점 지수(CPG)가 0.93이하로 3시간 이상 유지되자 고로 내부의 통기성이 저하되어, 6월 26일 소취발이라는 노황 불안정 현상(2번 음영부분)이 발생하여, 가스 중심류 지수(CGI) 및 가스 주변류 지수(PGI)가 급변하였다. 6, when the gas center point index (CPG) is maintained at 0.93 or less for 3 hours or more on June 25 in FIG. 6, the air permeability of the blast furnace is deteriorated. Shading) occurred, and the gas central flow index (CGI) and the gas peripheral flow index (PGI) changed rapidly.

따라서, 고로 내부 통기성이 저하될 징후(지수가 일정 값 이하의 상태가 유지되는 경우)가 나타나면 코크스 장입량 증가 및 감광 감풍 등의 조치를 통해 고로 내부의 통기성을 확보하기 위한 조치를 취한다. Therefore, if there is a sign of deterioration of the blast furnace internal ventilation (when the index is kept below a certain value), measures to secure the ventilation of the blast furnace through measures such as increasing the coke charge amount and photosensitive sensitization.

지속적으로 지수의 변화를 모니터링 함으로써, 통기성 확보를 위한 조치를 적절하게 취하면 지수는 안정범위 내에서 변동하며 안정적인 조업이 가능하다(3번 음영 부분)
By continuously monitoring changes in the index, if the measures to ensure breathability are taken appropriately, the index will fluctuate within the stable range, and stable operation will be possible (shaded part 3).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

100: 고로 10,11,12,13,14: AB프로브
15: 온도센서 16: 중심부 온도센서
가: 중심부 나: 중간부
다: 주변부100: blast furnace 10, 11, 12, 13, 14: AB probe
15: Temperature sensor 16: Central temperature sensor
Street: Central B: Middle
C: Peripheral

Claims (6)

고로의 상부 벽으로부터 고로 중심을 향하여 연장되고, 일정 간격으로 배치된 온도센서를 구비한 AB프로브를 이용하여 고로 상부의 온도데이터를 검출하는 단계;
상기 검출한 온도데이터를 기초로 하기 식(1)에 의해 가스 중심점 지수(CPG: Center Point of Gas Flow)을 산출하는 단계; 및
상기 가스 중심점의 변화를 모니터링하여 상기 고로 내의 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계를 포함하는 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법.
Figure 112011013918288-pat00015
,
Figure 112011013918288-pat00016
식(1)
(여기서, CPG는 가스 중심점 지수, Bx는 X축상 온도중심, By는 Y축상 온도중심, r은 고로 상부의 반경, k는 AB프로브의 개수, n은 AB프로브에 형성된 온도센서의 개수이며, Xji와 Yji는 고로의 중심을 원점으로 한 평면좌표계에서 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서의 위치를 나타낸 X좌표 절대값과 Y좌표 절대값, Tji는 j번째 AB프로브의 바깥쪽으로 부터 i번째 온도센서의 측정온도)Detecting temperature data of the upper part of the blast furnace using an AB probe extending from the upper wall of the blast furnace toward the center of the blast furnace and having a temperature sensor arranged at regular intervals;
Calculating a center point of gas flow (CPG) by Equation (1) based on the detected temperature data; And
And monitoring a change in the gas center point to detect a change in the distribution of gas flow in the blast furnace.
Figure 112011013918288-pat00015
,
Figure 112011013918288-pat00016
Equation (1)
Where CPG is the gas center point index, B x is the X-axis temperature center, By is the Y-axis temperature center, r is the top of the blast furnace, k is the number of AB probes, n is the number of temperature sensors formed on the AB probe, X ji and Y ji is the X coordinate absolute value showing a position of the i-th temperature sensor from the outside of the j-th AB probe in a plane coordinate system, the center of the furnace as the origin, and the Y coordinate absolute value, T ji is the j-th AB probe Measured temperature of the i-th temperature sensor from the outside) 청구항 1에 있어서,
상기 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계 이전에,
상기 고로의 상부를 상기 고로의 중심을 기준으로 중심부, 중간부 및 주변부로 구분하고, 상기 온도데이터 및 상기 가스 중심점 지수를 이용하여 하기 식(2)에 의해 가스 중심류 지수(CGI:Center Gas Distribution Index)를 산출하는 단계를 더 포함하고,
상기 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계는
상기 가스 중심점의 변화와 함께 상기 가스 중심류 지수의 변화를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법.
Figure 112011013918288-pat00017
식(2)
(여기서, CGI는 가스 중심류 지수, c는 개별 AB프로브 당 상기 중간부 및 주변부에 위치하는 온도센서 개수)The method according to claim 1,
Before detecting the change in the gas flow distribution,
The upper part of the blast furnace is divided into a central part, a middle part, and a peripheral part based on the center of the blast furnace, and using the temperature data and the gas center point index, the center gas distribution index (CGI) is obtained by the following equation (2). Calculating an index),
Detecting a change in the gas flow distribution is
And monitoring the change of the gas center flow index along with the change of the gas center point.
Figure 112011013918288-pat00017
Equation (2)
Where CGI is the gas center flow index and c is the number of temperature sensors located in the middle and periphery per individual AB probe. 청구항 1에 있어서,
상기 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계 이전에,
상기 고로의 상부를 상기 고로의 중심을 기준으로 중심부, 중간부 및 주변부로 구분하고, 상기 온도데이터 및 상기 가스 중심점 지수를 이용하여 하기 식(3)에 의해 가스 주변류 지수(PGI:Periphery Gas Distribution Index)를 산출하는 단계를 더 포함하고,
상기 가스류 분포의 변화를 검지하는 단계는
상기 가스 중심점의 변화와 함께 상기 가스 주변류 지수의 변화를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법.
Figure 112011013918288-pat00018
식(3)
(여기서, PGI는 가스 주변류 지수, p는 개별 AB프로브 당 상기 주변부에 위치하는 온도센서 개수)The method according to claim 1,
Before detecting the change in the gas flow distribution,
The upper part of the blast furnace is divided into a central part, a middle part, and a periphery part based on the center of the blast furnace. Calculating an index),
Detecting a change in the gas flow distribution is
And a gas flow distribution state detection method in the blast furnace, characterized by monitoring the change of the gas peripheral flow index along with the change of the gas center point.
Figure 112011013918288-pat00018
Equation (3)
Where PGI is the gas perimeter index and p is the number of temperature sensors located in the periphery per individual AB probe. 청구항 1에 있어서,
상기 AB프로브의 개수(k)는 4개이고,
제1 AB프로브 및 제3 AB프로브를 상기 X축의 양의 축 및 음의 축으로, 제2 AB프로브 및 제4 AB프로브는 상기 Y축의 양의 축 및 음의 축으로 설정하며,
상기 식(1)의 Bx 및 By는 하기 식(4)로 표현되는 것을 특징으로 하는 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법.
Figure 112011013918288-pat00019
식(4)
(여기서, X1i는 제1 AB프로브의 각 온도센서의 X축상 원점으로 부터의 거리, X3i는 제3 AB프로브의 각 온도센서의 X축상 원점으로 부터의 거리, Y2i는 제2 AB프로브의 각 온도센서의 Y축상 원점으로 부터의 거리, Y4i는 제4 AB프로브의 각 온도센서의 Y축상 원점으로 부터의 거리)The method according to claim 1,
The number (k) of the AB probe is four,
The first AB probe and the third AB probe are set to the positive and negative axes of the X axis, the second AB probe and the fourth AB probe are set to the positive axis and the negative axis of the Y axis,
Bx and By in the above formula (1) are represented by the following formula (4) gas flow distribution detection method in the blast furnace, characterized in that.
Figure 112011013918288-pat00019
Formula (4)
Where X 1i is the distance from the X-axis origin of each temperature sensor of the first AB probe, X 3i is the distance from the X-axis origin of each temperature sensor of the third AB probe, and Y 2i is the second AB probe. Distance from the Y-axis origin of each temperature sensor, Y 4i is the distance from the Y-axis origin of each temperature sensor of the fourth AB probe) 청구항 2에 있어서,
상기 AB프로브에 형성된 온도센서의 개수(n)는 6개이고,
그 중,
상기 주변부와 중간부에 위치하는 온도센서의 개수(c)는 4개이며,
상기 식(2)는 하기 식(5)로 표현되는 것을 특징으로 하는 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법.
Figure 112011013918288-pat00020
식(5)The method according to claim 2,
The number n of the temperature sensors formed on the AB probe is six,
among them,
The number (c) of the temperature sensors located in the peripheral portion and the middle portion is four,
Equation (2) is a gas flow distribution detection method in the blast furnace, characterized in that represented by the following formula (5).
Figure 112011013918288-pat00020
Formula (5) 청구항 3에 있어서,
상기 AB프로브에 형성된 온도센서의 개수(n)는 6개이고,
그 중, 상기 주변부에 위치하는 온도센서의 개수(p)는 2개이며,
상기 식(3)는 하기 식(6)으로 표현되는 것을 특징으로 하는 고로 내의 가스류 분포상태 검지방법.
Figure 112011013918288-pat00021
식(6)
The method according to claim 3,
The number n of the temperature sensors formed on the AB probe is six,
Among them, the number p of the temperature sensors located in the periphery is two,
Equation (3) is a gas flow distribution detection method in the blast furnace, characterized in that represented by the following formula (6).
Figure 112011013918288-pat00021
Formula (6)
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5971286A (en) 1995-09-27 1999-10-26 Saxen; Henrik Method for the determination of the gas flux distribution in a blast furnace

Patent Citations (1)

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US5971286A (en) 1995-09-27 1999-10-26 Saxen; Henrik Method for the determination of the gas flux distribution in a blast furnace

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