KR101400620B1 - 고로의 환원제비 예측 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고로의 환원제비 예측 방법에 관한 것으로, 노 내부 1000℃ 이상 영역에서의 필요 열량인 노 하부 열량을 계산하는 노 하부 열량 계산 단계와, 상기 노 하부 열량과 용선 온도로 환원제비를 계산하는 환원제비 계산 단계를 포함하여 고로의 현재 노열을 진단하고, 노열 추이를 정량적으로 예측하여 이를 근거로 조업자의 노열 조치를 안내함으로써, 조업자의 오판을 방지하고, 고로의 노열 상태를 안정적으로 관리할 수 있게 한다.

Description

고로의 환원제비 예측 방법{PREDICTION METHOD PREDICTING THE REDUCING AGENTS RATIO OF THE BLAST FURNACE}
본 발명은 고로의 환원제비 예측 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 고로의 환원제비를 정량적으로 예측하여 고로의 노열을 안정적으로 관리할 수 있도록 한 고로의 환원제비 예측 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고로는 연료인 코크스와 철광석을 반복 장입하면서 풍구를 통해 열풍을 불어넣어 장입된 철광석을 녹여 용선을 생산하는 설비이다.
고로는 풍구를 통해 미분탄 뿐 아니라 열풍이 고로 내부로 공급되고, 가스의 흐름이 제어된다.
관련 선행 기술로는 국내 특허 공개 제10-2001-0024493호(2001.03.26, 환원제를 고로 내에 장입하는 방법 및 장치)가 있다.
본 발명의 목적은 고로의 환원제비를 정량적으로 예측하여 고로의 노열을 안정적으로 관리할 수 있도록 한 고로의 환원제비 예측 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 노 내부 1000℃ 이상 영역에서의 필요 열량인 노 하부 열량을 계산하는 노 하부 열량 계산 단계;
상기 노 하부 열량과 용선 온도로 환원제비를 계산하는 환원제비 계산 단계를 포함한 고로의 환원제비 예측 방법을 제공함으로써 해결된다.
본 발명에 따른 노 하부 열량 계산 단계는,
수학식
Figure 112012025447313-pat00001
으로 노 하부 열량을 계산한다.
(여기서, QL :노 하부 열량, QC : 1319(kcal/Nm3) , QH2O: -1270(kcal/Nm3), QS : - 3180(kcal/kg C), TW : 고로의 송풍 온도(℃), QW : 고로의 송풍 열량, p : 풍량 1Nm3 당 용선 생산량, Z : 탄소(Carbon)의 직접 환원량(Carbon Solution loss)(kg/thm))
본 발명에 따른 환원 제비 계산 단계는 용선 온도가 1490℃ 미만인 경우 수학식 RR = 931 + 0.00318QL - 0.328TC으로 환원 제비를 계산하고, 용선 온도가 1490℃ 이상인 경우 수학식 RR = 1457 + 0.0144QL - 0.826TC로 환원 제비를 계산한다.(여기서, RR : 환원제비(kg/thm), QL : 노 하부 열량, TC : 용선온도)
본 발명에 따른 고로의 환원제비 예측 방법은 고로의 현재 노열을 진단하고, 노열 추이를 정량적으로 예측하여 이를 근거로 조업자의 노열 조치를 안내함으로써, 조업자의 오판을 방지하고, 고로의 노열 상태를 안정적으로 관리할 수 있게 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 고로의 환원제비 예측 방법은 고로 조업 관리의 표준화와 조업 기술의 축적에 기여하여 고로 조업의 안정적인 관리를 가능하게 함은 물론 고로의 용선 생산량 및 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고로의 환원제비 예측 방법을 도시한 블록도
도 2는 노 하부 열량과, 환원제비의 관계를 나타낸 그래프
본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 하기와 같다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 고로의 환원제비 예측 방법은 노 하부 열량(QL)을 계산하는 노 하부 열량 계산 단계(100)를 포함한다. 상기 노 하부 열량(QL)은 노 내부 1000℃ 이상 영역에서의 필요(투입) 열량으로 정의되며, 고로 내 탄소(Carbon)의 직접 환원량, 노정가스 조성 및 산소 입량으로 추정 계산한다.
상기 노 하부 열량(QL)은 하기 수학식 1로 계산된다.
[수학식 1]
Figure 112012025447313-pat00002
QL : 노 하부 열량
QC : 2C + O2 → 2CO, ΔH = 1319(kcal/Nm3)
QH2O: C + H2O → CO + H2 ΔH = -1270(kcal/Nm3)
QS : CO2 + C → 2CO, ΔH = - 3180(kcal/kg C)
TW : 고로의 송풍 온도(℃)
QW : 고로의 송풍 열량
p : 풍량 1Nm3 당 용선 생산량
Z : 탄소(Carbon)의 직접 환원량(Carbon Solution loss)(kg/thm)
상기 탄소의 직접 환원량(CSL)은 직접 환원으로 소비된 카본의 원단위를 말하며, 하기의 수학식 2로 정의된다.
[수학식 2]
CSL = Cgas - CTuy - CSI , MN ,P
CSL : 탄소의 직접 환원량(kg/thm)
Cgas : 가스화된 탄소량(kg/thm)
CTuy : 연소대의 탄소량(kg/thm)
CSI , MN ,P : 기타 원소의 탄소량(kg/thm)
상기 가스화된 탄소량(Cgas)은 하기의 수학식 3으로 정의된다.
[수학식 3]
Cgas = Cinput - Cdust - Cpig + CLim
Cinput : CR * Ccoke + PCR * Ccoal(CR ; 코크스 취입비(Coke ratio), PCR : 미분탄 취입비(Pulverized Coal Ratio), Ccoke : 코크스 내 탄소량, Ccoal : 미분탄 내 탄소량)
Cdust : 고로 더스트 내 탄소량(kg/thm)
Cpig : 선철 내의 탄소량(kg/thm)
CLim: 석회석 내의 탄소량(kg/thm)
상기 석회석 내의 탄소량(CLim)은 하기 수학식 4로 정의된다.
[수학식 4]
Figure 112012025447313-pat00003
ChLime : 석회석 내 메탄량
Chpig : 선철 내 메탄량
상기 연소대의 탄소량(CTuy )은 하기 수학식 5로 정의된다.
[수학식 5]
Figure 112012025447313-pat00004
VBBasicUnit : 송풍량
WH2O : 송풍 습량
VO2 : 산소부화량
상기 기타 원소의 탄소량(CSI , MN ,P)은 하기의 수학식 6으로 정의된다.
[수학식 6]
Figure 112012025447313-pat00005
Sipig : 선철의 Si량
Mnpig : 선철의 Mn량
Ppig : 선철의 P량
도 2를 참고하면, 상기 노 하부 열량과, 환원제비는 양의 상관관계가 큰 것을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 고로의 환원제비 예측 방법은 상기 노 하부 열량(QL)과 용선 온도(TC)로 환원제비(RR)를 계산하는 환원제비 계산 단계(200)를 포함한다.
상기 환원 제비 계산 단계는 용선 온도가 1490℃ 미만인 경우 하기의 수학식 7로 환원 제비를 계산하고, 용선 온도가 1490℃ 이상인 경우 하기의 수학식 8로 환원 제비(RR)를 계산한다.
[수학식 7]
RR = 931 + 0.00318QL - 0.328TC
[수학식 8]
RR = 1457 + 0.0144QL - 0.826TC
RR : 환원제비(kg/thm)
QL : 노 하부 열량
TC : 용선온도
상기 수학식 7 및 상기 수학식 8은 상기에서 계산된 노 하부 열량, 용선 온도(TC), 환원제비의 실제 고로 조업 데이터를 통해 다중 회귀식으로 도출한 것이다.
본 발명에 따른 고로의 환원제비 예측 방법은 고로의 현재 노열을 진단하고, 노열 추이를 정량적으로 예측하여 이를 근거로 조업자의 노열 조치를 안내함으로써, 조업자의 오판을 방지하고, 고로의 노열 상태를 안정적으로 관리할 수 있게 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 고로의 환원제비 예측 방법은 고로 조업 관리의 표준화와 조업 기술의 축적에 기여하여 고로 조업의 안정적인 관리를 가능하게 함은 물론 고로의 용선 생산량 및 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
100 : 노 하부 열량 계산 단계 200 : 환원제비 계산 단계

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 노 내부 1000℃ 이상 영역에서의 필요 열량인 노 하부 열량을 계산하는 노 하부 열량 계산 단계; 및
    상기 노 하부 열량과 용선 온도로 환원제비를 계산하는 환원제비 계산 단계를 포함하며,
    상기 노 하부 열량 계산 단계는,
    수학식
    Figure 112013120636253-pat00006
    으로 노 하부 열량을 계산하는 것을 특징으로 하는 고로의 환원제비 예측 방법.
    (여기서, QL :노 하부 열량, QC : 1319(kcal/Nm3) , QH2O: -1270(kcal/Nm3), QS : - 3180(kcal/kg C), TW : 고로의 송풍 온도(℃), QW : 고로의 송풍 열량, p : 풍량 1Nm3 당 용선 생산량, Z : 탄소(Carbon)의 직접 환원량(Carbon Solution loss)(kg/thm))
  3. 노 내부 1000℃ 이상 영역에서의 필요 열량인 노 하부 열량을 계산하는 노 하부 열량 계산 단계; 및
    상기 노 하부 열량과 용선 온도로 환원제비를 계산하는 환원제비 계산 단계를 포함하며,
    상기 환원 제비 계산 단계는,
    용선 온도가 1490℃ 미만인 경우 수학식 RR = 931 + 0.00318QL - 0.328TC으로 환원 제비를 계산하고,
    용선 온도가 1490℃ 이상인 경우 수학식 RR = 1457 + 0.0144QL - 0.826TC로 환원 제비를 계산하는 것을 특징으로 하는 고로의 환원제비 예측 방법.(여기서, RR : 환원제비(kg/thm), QL : 노 하부 열량, TC : 용선온도)
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