KR20040054238A - Method for presuming the structure of cokes filled in the bottom part of blast furnace - Google Patents

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KR20040054238A
KR20040054238A KR1020020081077A KR20020081077A KR20040054238A KR 20040054238 A KR20040054238 A KR 20040054238A KR 1020020081077 A KR1020020081077 A KR 1020020081077A KR 20020081077 A KR20020081077 A KR 20020081077A KR 20040054238 A KR20040054238 A KR 20040054238A
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이정호
육상석
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주식회사 포스코
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Abstract

PURPOSE: A method for predicting filling structure of coke in the bottom part of blast furnace is provided which is capable of extending life cycle of refractories of the bottom part of the blast furnace resultingly by understanding structure of coke layer in dead man of the blast furnace, thereby taking a proper operation measure accordingly. CONSTITUTION: The method is characterized in that filling structure of coke in the bottom part of blast furnace is predicted by carrying out both a method for analyzing dimensionless residence time by measuring discharge time of tracer injected into the blast furnace up to tap hole(5) and a method for monitoring hot metal flow index (T0/T90) that is a value obtained by dividing temperature of bricks (T0) right under the tap hole of the blast furnace by temperature of bricks (T90) positioned at an angle position of 90 degrees from the tap hole, wherein the filling structure of coke in the bottom part of the blast furnace is predicted by analyzing difference of dimensionless residence time values at a position where a dimensionless distance is 0.88 in the method for analyzing dimensionless residence time by measuring discharge time of tracer injected into the blast furnace up to tap hole, and wherein it is judged that the filling state of the central part of the blast furnace is densified, and hot metal in the bottom part of the blast furnace flows in an annular flow from a time point on when the hot metal flow index is dropped to the level of 1 in the method for monitoring hot metal flow index (T0/T90) that is a value obtained by dividing temperature of bricks (T0) right under the tap hole of the blast furnace by temperature of bricks (T90) positioned at an angle position of 90 degrees from the tap hole.

Description

고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법{METHOD FOR PRESUMING THE STRUCTURE OF COKES FILLED IN THE BOTTOM PART OF BLAST FURNACE}METHOD FOR PRESUMING THE STRUCTURE OF COKES FILLED IN THE BOTTOM PART OF BLAST FURNACE}

본 발명은 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고로 풍구를 통해 취입된 트레이서 물질의 경시적인 체류특성을 해석함과 동시에, 용선흐름지수를 도입하여 노심코크스의 구조를 판단함으로써 조업자로 하여금 적절한 조치를 취하게 함으로써 궁극적으로 고로의 노저연와를 건전하게 유지하게 하는 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법에 관한 것이다The present invention relates to a method for estimating the blast furnace bottom coke filling structure, and more particularly, to analyze the retention characteristics of tracer material blown through the blast furnace vent, and to introduce the molten iron flow index to determine the structure of the core coke. The present invention relates to a method for estimating the blast furnace coke filling structure, which allows the operator to take appropriate measures and ultimately to maintain the blast furnace's bottom smoke.

고로는 노저내화물의 잔존두께가 허용치 이하까지 마모되면 개수를 하게 되며, 따라서 고로의 수명을 연장하기 위해서는 노저내화물의 침식을 억제하여 노저내화물의 수명을 연장하는 것이 매우 중요하다.The blast furnace is repaired when the residual thickness of the furnace refractory wears down to an allowable value. Therefore, it is very important to extend the life of the furnace refractory by suppressing the erosion of the furnace refractory to prolong the life of the furnace.

고로조업중 노저내화물은 항상 고온의 용선 및 슬래그와 접하고 있으므로 열적 기계적 부하를 받을 뿐만 아니라 화학반응에 의해서도 침식이 일어나게 된다. 이 중에서도 고온의 용선이 노저에서 유동하면서 내화물에 기계적인 마찰을 일으켜 내화물의 침식을 일으키는 것이 시키는 것이 주요한factor이며, 이러한 현상은 주로 노저측벽부에서 일어나는 것으로 알려져 있다.In blast furnace operation, the furnace refractory is always in contact with hot molten iron and slag, so it is not only subjected to thermal mechanical load but also eroded by chemical reaction. Among them, it is known that the hot molten iron flows in the furnace, causing mechanical friction on the refractory to cause erosion of the refractory, and this phenomenon is known to occur mainly in the bottom wall.

노저내화물의 국부적인 침식을 억제하기 위한 방안의 하나로, 노정 장입물중에 TiO2를 함유한 괴광석을 투입하는 방법이 있는데, 이 방법은 용선의 점도증가에 의하여 용선 유동성을 저하시켜 노저내화물에 가해지는 기계적인 마찰력을 감소시키며, Ti-C 및 Ti-N 화합물층을 노저에 형성시키려는 목적에서 시행하고 있다.One of the measures to suppress local erosion of the furnace refractory material is to inject the lump ore containing TiO2 into the top charge. This method reduces the molten iron fluidity by increasing the viscosity of the molten iron and is applied to the furnace refractory material. In order to reduce the mechanical friction and to form a Ti-C and Ti-N compound layer in the furnace.

그러나 이 방법은 노저내화물의 국부적 침식부위에 선택적으로 장입하는 것이 불가능하고, 노정에서 괴광석을 장입하므로 노변부인 Hearth부까지 하강하여 노저보호효과를 얻는 데 장시간이 소요되며, 다량의 TiO2광석 장입이 필요하다는 단점을 가지고 있다. 또한 과도한 양의 TiO2 함유광석 장입은 용선의 원가 상승 및 노저 용융물의 유동성을 악화시켜 출선작업에 심각한 문제점을 가져다준다. 이외에도 노저 냉각살수유량 증대 및 각 지관별로 송풍되는 열풍의 유량을 조정하여 노저내화물을 보호하는 방법도 사용되고 있다.However, in this method, it is impossible to selectively insert into the local erosion part of the furnace refractory.Because it is charged with lump ore from the furnace, it takes a long time to get down to the hearth part of the roadside and obtain the protection effect of the furnace. It has the disadvantage of being necessary. In addition, the loading of excessive amounts of TiO 2 -containing ore causes a serious problem in the starting work by increasing the cost of the molten iron and worsening the fluidity of the furnace melt. In addition, a method of protecting the furnace refractory material by increasing the flow rate of the cooling cooling water and adjusting the flow rate of hot air blown by each branch pipe is also used.

도 1은 고로 하부의 충전구조를 나타낸 것으로서, 노하부는 코크스(11)로 가득 채워져 있고, 이 코크스(11) 사이의 공극을 통해 용선과 슬래그가 적하하여 출선구(5)를 통해 노외로 배출되게 된다.1 shows the filling structure of the bottom of the blast furnace, the lower part is filled with coke 11, the molten iron and slag is dropped through the air gap between the coke 11 to be discharged to the outside through the outlet (5). do.

고로의 풍구(13)를 통해 인입된 약 1200℃, 4㎏f/㎠의 열풍은 풍구 선단에서 공동을 형성하며 환원가스를 발생시키는 데, 이 연소공간을 연소대(12)라 하며, 풍구 선단으로부터 연소대(12) 끝부분까지의 거리를 연소대 심도(10)라 정의하고 있다.Hot air of about 1200 ° C. and 4 kgf / cm 2 introduced through the tuyere 13 of the blast furnace forms a cavity at the tip of the tuyere and generates reducing gas. This combustion space is referred to as the combustion zone 12. The distance from the end of the combustion zone 12 to the end of the combustion zone 12 is defined as the combustion zone depth 10.

상기 연소대(12)는 고로로의 열과 가스공급을 지배하는 반응장으로서 조업에서 중요하게 관리되고 있는 인자이다. 그리고, 상기 연소대(12)보다 더 노 중심 쪽에 위치한 코크스 충전층을 통상적으로 노심 코크스층(또는 노심)이라고 부르고 있다.The combustion zone 12 is a factor that is importantly managed in operation as a reaction field that controls the heat and gas supply to the blast furnace. And, the coke packed layer located closer to the furnace center than the combustion zone 12 is commonly called a core coke layer (or core).

대개 용선과 슬래그는 풍구 앞 1∼2.5m 이내의 영역을 통해 대부분 적하한다고 알려져 있으므로(CAMP-ISIJ, 6(1993), 844), 이 부분에서의 노심 코크스 충전상태가 용융물 배출을 좌우하는 중요한 인자가 된다.In general, molten iron and slag are known to be dripped most of the area within 1 to 2.5m in front of the tuyere (CAMP-ISIJ, 6 (1993), 844), so the core coke filling in this area is an important factor that determines the melt discharge. Becomes

한편, 고로의 Hearth부에서 용선의 부력에 의해 노심 코크스 충전층이 부상되어 용선만 존재하는 영역을 Coke Free Space(6; 이하 “CFS”로 표기)라 하며, 이 CFS의 형상, 크기에 의해 노저부 용선흐름이 크게 변하게 된다.On the other hand, the area where the core coke filling layer is floated due to the buoyancy of the molten iron in the hearth part of the blast furnace is called Coke Free Space (6; hereinafter referred to as “CFS”). The bottom charter flow will change significantly.

만약 노저 환상류를 조장하는 형상의 충전층이 형성된다면 노저내화물에 기계적 침식이 발생할 가능성이 높아져서 결국 고로의 수명이 감소되므로 노심형상을 정밀하게 추정할 수 있는 방법이 매우 중요하다.If a filling layer is formed that promotes the annular flow, the possibility of mechanical erosion occurs in the furnace refractory, and thus the life of the blast furnace is reduced. Therefore, a method of accurately estimating the core shape is very important.

노심 코크스층이 미연소된 미분탄이나 분화된 코크스 등에 의해 공극율이 저하된다면, 고온가스의 노심으로의 통과량이 저감되어 노심온도 저하가 일어나며, 용융물 유동성 저하에 의한 출선지연 등의 조업불안정을 초래한다.If the core coke layer is lowered due to unburned pulverized coal, differentiated coke or the like, the amount of passage of hot gas into the core is reduced to reduce core temperature, resulting in unstable operation such as delayed delivery due to a decrease in melt fluidity.

따라서, 안정적인 고로조업을 수행하기 위해서는 노심 코크스층의 충전상태를 정확히 판단하는 것이 중요하며, 판단된 노심상태를 바탕으로 적정 조업조치를 취하는 것이 필수적이다.Therefore, in order to perform stable blast furnace operation, it is important to accurately determine the state of charge of the core coke layer, and it is essential to take appropriate operation measures based on the determined core state.

상기와 같은 노심 코크스층 구조를 파악하기 위해 고로 조업시에 풍구 상부위치인 보쉬부에서 연소대 상단부분으로 추력 측정장치가 장착된 존데(Sonde 또는 Dropsonde)를 고로 내부로 삽입하는 방법이 있다(日本 特開平10-192122).In order to grasp the core coke layer structure as described above, there is a method of inserting a Sonde or Dropsonde equipped with a thrust measuring device from the Bosch part, which is located at the upper part of the tuyere, to the upper part of the combustion zone during the operation of the blast furnace.特 開平 10-192122).

하지만, 상기한 종래방법은 존데가 경사진 방향에서 삽입되기 때문에 반경방향의 충전상태를 분석하기는 어렵고, 노심 코크스를 채취할 수 없기 때문에실제 결과의 feedback을 통한 정밀도 향상을 기하기가 어렵다.However, the conventional method described above is difficult to analyze the radial state of charge because the sonde is inserted in the inclined direction, it is difficult to improve the accuracy through feedback of the actual result because the core coke cannot be collected.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 노저 용선유동 시뮬레이터를 도입하여 고로 풍구를 통해 취입된 트레이서 물질의 경시적인 체류특성을 해석함과 동시에 용선흐름지수 도입에 하여 코크스 충전구조 및 용선 환상류 강도를 평가하여 조업자로 하여금 적절한 조업조치를 취하게 하여 궁극적으로 노저연와를 건전하게 유지하게 하는 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention is to introduce a molten iron flow simulator to analyze the retention characteristics of the tracer material blown through the blast furnace blast and to introduce the molten iron flow index to the coke-filled structure and molten iron annular flow The purpose of the present invention is to provide a method for estimating the blast furnace coke filling structure which evaluates the strength so that the operator can take proper operation action and ultimately keep the bottom smoke healthy.

도 1은 고로의 노저부에 충전된 하부 코크스구조를 개념적으로 도시한 단면 개념도;1 is a cross-sectional conceptual view conceptually showing a lower coke structure filled in a bottom portion of a blast furnace;

도 2는 본 발명에 따른 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법에 이용된 노저 용선유동 시뮬레이터의 개략도 및 노심형상 조건을 도시한 개념도;2 is a conceptual diagram showing a schematic diagram and core shape conditions of a furnace coolant flow simulator used in the blast furnace bottom coke filling structure estimation method according to the present invention;

도 3은 실제 노심코크스 충전구조에 따른 노저측벽부 유속을 계산한 결과를 도시한 그래프도;3 is a graph showing the results of calculating the flow rate of the bottom side wall according to the actual core coke filling structure;

도 4는 본 발명에 따른 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법에 의하여 도출된 노심코크스 충전구조에 따른 무차원 체류시간 변화를 도시한 그래프도;4 is a graph showing a change in dimensionless residence time according to the core coke filling structure derived by the blast furnace bottom coke filling structure estimation method according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법에 따라 용선흐름지수에 따른 노저부 통기성 변화를 도시한 그래프도이다.5 is a graph showing the change in the bottom of the vent section according to the molten iron flow index according to the method for estimating the blast furnace bottom coke filling structure according to the present invention.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣

11:코크스 5:출선구 13:풍구 12:연소대 10:연소대 심도11: Coke 5: Outlet 13: Blowhole 12: Combustion zone 10: Combustion zone depth

9:CFS 1: 물 공급원 2:수위조절계 3:유속센서 4:열전대9: CFS 1: Water source 2: Water level controller 3: Flow sensor 4: Thermocouple

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고로에 투입된 트레이서의 출선구까지의 배출시간을 측정하여 무차원 체류시간을 분석하는 방법과, 상기 고로의 출선구 직하부 연와온도(T0)를 출선구로부터 90도 위치의 연와온도(T90)로 나눈 값인 용선흐름지수(T0/T90)를 감시하는 방법을 병행 실시하여 노저부 코크스 충전구조 추정하는 것을 특징으로 하는 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a method for analyzing the dimensionless residence time by measuring the discharge time to the exit port of the tracer put into the blast furnace, and the duct temperature (T 0 ) directly below the outlet port of the blast furnace Blast furnace coke filling characterized by estimating the bottom coke filling structure by simultaneously performing the method of monitoring the molten iron flow index (T 0 / T 90 ) divided by the duct temperature (T 90 ) at the 90 ° position from the exit port. Provide a structure estimation method.

또한, 본 발명은 상기 고로에 투입된 트레이서의 출선구까지의 배출시간을 측정하여 무차원 체류시간을 분석하는 방법에 있어서, 무차원거리가 0.88 위치에서의 무차원 체류시간 값의 차이를 분석하여 노저부 코크스 충전구조 추정하는 것을 특징으로 하는 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법을 제공하게 되며,In addition, the present invention is a method for analyzing the dimensionless residence time by measuring the discharge time to the exit of the tracer put into the blast furnace, the no-dimensional part by analyzing the difference of the dimensionless residence time value at the 0.88 position The present invention provides a blast furnace bottom coke filling structure estimation method comprising estimating a coke filling structure.

또한, 본 발명은 상기 고로의 출선구 직하부 연와온도(T0)를 출선구로부터 90도 위치의 연와온도(T90)로 나눈 값인 용선흐름지수(T0/T90)를 감시하는 방법에 있어서, 상기 용선흐름지수가 1 수준으로 떨어지는 시점부터를 노 중심부 충전상태가 치밀해지고, 노저부 용선유동이 환상류화하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for monitoring a molten iron flow index (T 0 / T 90 ) which is a value obtained by dividing the twelfth vortex temperature (T 0 ) immediately below the outlet of the blast furnace by the duct temperature (T 90 ) at a 90 degree position from the outlet. According to the present invention, there is provided a method for estimating a bottom furnace coke filling structure, which is determined from the time when the molten iron flow index drops to 1 level, and the furnace center state of charge becomes dense and the bottom side molten iron flow is annularized.

이하, 본 발명의 이론적 배경에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the theoretical background of the present invention will be described in detail.

고로의 노저부 노심코크스 충전층의 노내의 열을 보유하고, 환원가스 및 용융물이 통과하는 곳으로서, 고로 조업에서 중요한 역할을 한다.The bottom part of the blast furnace holds heat in the furnace of the core coke packed bed, and is a place where the reducing gas and the melt pass, and play an important role in blast furnace operation.

만약, 코크스 분화 및 미연소 미분탄의 축적 등으로 인해 코크스층의 공극이 막히게 된다면, 전열량의 감소로 인해 노내 온도가 저하하고 용선은 주로 노벽부로 적하하여 환상류가 발달하여 노저측벽연와의 침식이 가속화되게 된다.If the pores of the coke layer are clogged due to coke differentiation and accumulation of unburned coal, the temperature in the furnace decreases due to the decrease of heat transfer, and the molten iron is dropped into the furnace wall part, and cyclic flow develops and erosion with the bottom wall edge Will be accelerated.

따라서, 이러한 현상을 방지하기 위해서는 노저부 노심코크스층의 충전구조를 정확히 검지하고, 적절한 조업조치를 취하는 것이 필요하다.Therefore, in order to prevent such a phenomenon, it is necessary to accurately detect the filling structure of the bottom part core coke layer, and to take appropriate operation measures.

본 발명에서는 노심 코크스층의 구조가 변화하게 되면 그곳을 통해 흐르는 용선의 배출거동도 달라지는 원리를 이용한 것으로서, 고로 풍구로 취입된 트레이서(Tracer)의 배출거동을 분석함에 의하여 실고로의 노심 충전층의 형상을 간편하게 추정하는 방법을 도출하고자 하였다.In the present invention, when the structure of the core coke layer is changed, the discharge behavior of the molten iron flowing there is also changed, and by analyzing the discharge behavior of the tracer (Tracer) blown into the blast furnace blast furnace, We attempted to derive a method for easily estimating the shape.

이하, 본 발명의 구성 및 이에 따른 작용에 관하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention and the effects thereof will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법에 이용된 노저 용선유동 시뮬레이터의 개략도 및 노심형상 조건을 도시한 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing the schematic diagram and core shape conditions of the furnace molten iron flow simulator used in the method for estimating the blast furnace bottom coke filling structure according to the present invention.

도 2의 (A)도는 고로의 노변부(Hearth부)의 용선유동을 모사하기 위한 시뮬레이터(Simulator) 장치로서, 고로내 용선유동은 물로 모사하였으며, 실고로와 수모델간의 상사조건을 충족시키기 위해 하기 수학식 1과 같은 무차원수인 레이놀즈(Reynolds)수를 동일하게 설정하여 실험을 진행하였다.Figure 2 (A) is a simulator (Simulator) device for simulating the flow of molten iron of the blast furnace (Hearth), the flow of molten iron in the blast furnace was simulated with water, in order to meet the similar conditions between the blast furnace and the water model The experiment was conducted by setting the same Reynolds number, which is a dimensionless number as in Equation 1 below.

여기서, m은 모델(Model)을, p는 원형(原型; Prototype)을 의미하며, ρ는 밀도, V0는 노상내 평균유속, DT는 노상경, ε는 공극율, CB는 180(1-ε)2μ/ ε3 Dp2 이다.Where m is the model, p is the prototype, ρ is the density, V0 is the mean velocity in the hearth, DT is the hearth, ε is the porosity, and CB is 180 (1-ε) 2μ / ε3 Dp2.

본 발명에서 고로의 노변부(Hearth부)의 용선유동을 모사하기 위한 시뮬레이터(Simulator) 장치는 공급원(1)을 통해 공급된 물은 수위조절계(2)에 의해 용기(Vessel; 15)로 인입되는 급수량이 조절되며, 물은 출선구(5)를 통해 배출된다.In the present invention, the simulator (Simulator) device for simulating the flow of the molten iron of the blast furnace (Hearth) is introduced into the vessel (Vessel) 15 by the water level control system (2) The amount of water supplied is controlled, and water is discharged through the tap opening 5.

상기 용기(15)에는 물의 유속을 측정하기 위한 유속센서(3) 및 용기(15)의 측벽온도를 측정하기 위한 열전대(4)가 장착되어 있다.The vessel 15 is equipped with a flow rate sensor 3 for measuring the flow rate of water and a thermocouple 4 for measuring the side wall temperature of the vessel 15.

상기와 같이 구성된 용선유동을 모사하기 위한 시뮬레이터(Simulator) 장치를 이용하여 노심형상에 따른 체류시간 변화를 측정하였고, 이를 통해 노심 충전구조를 판단할 수 있는 방법을 도출하였다.The change of residence time according to the core shape was measured by using a simulator (simulator) device for simulating the molten iron flow as described above, through which a method for determining the core filling structure was derived.

도 2의 (B)도는 시뮬레이션 실험에 사용된 노심 코크스 충전층의 형상조건을 나타낸 것으로서 Non-CFS는 노저 바닥부까지 코크스가 충전되어 CFS가 없는 상태(6)이고, Horizontal CFS는 코크스층이 평탄하게 부상하여 수평형으로 CFS(9)가 형성된 경우(7)이며, Annular CFS는 노저 바닥부와 벽부의 경계부에서 원주방향에 걸쳐 환상형으로 CFS(9)가 생성된 경우(8)이다.2 (B) shows the shape condition of the core coke packed layer used in the simulation experiment, in which Non-CFS is filled with coke up to the bottom of the furnace and has no CFS (6). In the horizontal CFS, the coke layer is flat. In this case, the CFS 9 is formed horizontally (7), and the annular CFS is a case (8) in which the CFS 9 is formed annularly over the circumferential direction at the boundary between the bottom of the bottom and the wall.

도 3은 실제 노심코크스 충전구조에 따른 노저측벽부 유속을 계산한 결과를 도시한 그래프도이다.3 is a graph showing the results of calculating the flow rate of the bottom side wall according to the actual core coke filling structure.

도 3은 각 노심형태에 따른 환상류의 강도조사를 목적으로 노저 측벽부 각 지점에서 전산유체역학 프로그램을 이용하여 3차원 유동해석을 한 결과로서, Y축은 출선구로부터의 각도에 따른 노저 측벽부에서의 용선유속인데, 이 위치들에서의 유속을 계산한 이유는 이 부위에서의 속도가 노저측벽연와의 마모에 가장 큰 영향을 미치고, 결과적으로 고로의 수명을 좌우하기 때문이다.3 is a result of the three-dimensional flow analysis using the computational fluid dynamics program at each point of the bottom sidewall section for the purpose of the investigation of the strength of the annular flow according to each core shape, the Y-axis is the sidewall section according to the angle from the exit port The flow rate of the molten iron at is calculated because the velocity at these locations has the greatest effect on wear with the bottom edge and consequently the lifetime of the blast furnace.

도 3의 그래프도에서 알 수 있듯이 노심 충전층 형상에 따라 유속의 차이가 있는 것을 알 수 있으며, 특히 Annular CFS의 경우가 가장 용선유속이 빠르고 노저연와 침식을 가속화할 것으로 판단된다.As can be seen in the graph of Figure 3 it can be seen that there is a difference in flow rate according to the core filling layer shape, in particular, in the case of Annular CFS, the molten iron flow rate is determined to accelerate the low-edge smoke and erosion.

따라서, 실고로 조업에서 이러한 노심충전구조를 정밀하게 파악하여, 환상류를 감소시킬 수 있는 조업조치를 취하는 것이 중요하다.Therefore, it is important to accurately grasp such a core filling structure in operation in an accident, and to take an operation which can reduce the annular flow.

도 4는 본 발명에 따른 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법에 의하여 도출된 노심코크스 충전구조에 따른 무차원 체류시간 변화를 도시한 그래프도이다.4 is a graph illustrating a change in dimensionless residence time according to the core coke filling structure derived by the blast furnace bottom coke filling structure estimation method according to the present invention.

도 4는 상기한 도 2에 도시한 시뮬레이터에서 트레이서를 취입하여 출선구(5)까지 배출되는 체류시간으로부터 무차원 체류시간을 도출한 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the dimensionless residence time from the residence time discharged to the exit port 5 by taking the tracer in the simulator shown in FIG.

여기서 무차원 체류시간이란 체류시간을 평균체류시간으로 나눈 값으로서, 평균체류시간은 현재 시뮬레이터에 저장된 물의 양을 배출유속으로 나눈 값으로 정의된다.Here, the dimensionless residence time is a value obtained by dividing the residence time by the average residence time, and the average residence time is defined as a value obtained by dividing the amount of water stored in the current simulator by the discharge flow rate.

도 4의 그래프도에 도시된 바와 같이, 출선구(5)로부터의 무차원거리가 0.88인 경우, CFS가 없는 경우 무차원 체류시간이 1.6 정도로 가장 크고, Annular CFS의 경우 0.6 정도로 나타나는 등 충전형태에 따른 무차원 체류시간의 차이가 확연히 드러남을 알 수 있다.As shown in the graph of FIG. 4, when the dimensionless distance from the exit port 5 is 0.88, the dimensionless residence time is the greatest as 1.6 when there is no CFS, and about 0.6 when the annular CFS is present. It can be seen that the difference in the dimensionless residence time is obvious.

따라서, 실고로에서도 무차원거리가 0.88인 위치에서 트레이서를 취입한 후, 배출되는 용선중의 성분을 연속적으로 분석하여 무차원 체류시간을 구하고, 이 값의 고저에 따라 고로내의 충전층 형태를 판단할 수가 있는 것이다.Therefore, even after the tracer is blown at the location where the dimensionless distance is 0.88 in the blast furnace, the components in the discharged molten iron are continuously analyzed to obtain the dimensionless residence time, and the shape of the packed bed in the blast furnace can be determined according to the height of this value. There is a number.

도 5는 본 발명에 따른 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법에 따라 용선흐름지수에 따른 노저부 통기성 변화를 도시한 그래프도이다.5 is a graph showing the change in the bottom of the vent section according to the molten iron flow index according to the method for estimating the blast furnace bottom coke filling structure according to the present invention.

도 5는 실고로 조업에서 용선의 환상류 강도를 평가할 수 있는 조업지수를 이용하여 노저 충전층의 구조를 평가할 수 있는 방법을 고안한 것이다.Figure 5 is a devised a method for evaluating the structure of the bottom-filled layer using the operation index that can evaluate the cyclic flow strength of the molten iron in the operation of the graft.

여기서 용선흐름지수(T0/T90)를 도입하였는데, 용선흐름지수는 출선구(5) 쪽의 직하부 노변부 측벽(Hearth Wall) 4단의 연와온도(=T0)를 출선구(5)로부터 90도 각도의 위치의 노변부 측벽(Hearth Wall) 4단의 연와온도(=T90)로 나눈 값이다.Here, the molten iron flow index (T 0 / T 90 ) was introduced, and the molten iron flow index was defined as the ductile temperature (= T 0 ) of the four stages of the side wall (Hearth Wall) directly below the outlet port (5). ) Divided by the edge temperature (= T 90 ) of the four stages of the roadside wall at 90 degrees.

만약, 노 중심부의 통액성이 나빠져서 용선이 노벽 쪽으로 흐르는 환상류가 발달한다고 하면, T90의 값이 커져서 용선흐름지수(T0/T90) 값이 적어지게 된다.If the fluidity at the center of the furnace is deteriorated and the annulus flows in which the molten iron flows toward the furnace wall, the value of T 90 is increased to decrease the value of the molten iron flow index (T 0 / T 90 ).

따라서, 이러한 용선흐름지수(T0/T90)의 경시변화를 모니터링하게 되면 노심충전구조의 변화 및 용선 환상류화 경향을 사전에 검지할 수 있게 된다.Therefore, by monitoring the change over time of the molten iron flow index (T 0 / T 90 ), it is possible to detect the change in the core filling structure and the molten iron annular flow trend in advance.

도 5는 상기와 같은 용선흐름지수(T0/T90)를 실측하여 용선흐름지수와 하부통기저항지수의 값을 같이 도시한 것으로서, 화살표로 표시된 바와 같이 용선흐름지수(T0/T90)가 저하하는 경우, 하부 통기저항지수가 증가하는 경향을 볼 수 있는데, 이를 통해 용선흐름지수(T0/T90)가 실고로 조업상황을 잘 표현해 주고 있음을 알 수 있다.Figure 5 is as a by actual measurement of the molten iron flow index (T 0 / T 90) as described above shown as the value of the hot metal flow index and a lower air flow resistance index, the molten iron flow index, as indicated by the arrow (T 0 / T 90) In the case of decreasing, the lower aeration resistance index tends to increase, indicating that the charter flow index (T 0 / T 90 ) is a good representation of the operating situation.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 고로로의 트레이서 취입에 의해 고로 노심코크스층의 충전구조를 추정할 수 있으며, 용선흐름지수 도입에 의해 충전구조 및 용선 환상류 강도를 평가할 수 있다.As described above, according to the present invention, the filling structure of the blast furnace core coke layer can be estimated by the tracer blowing into the blast furnace, and the filling structure and the molten iron annular flow strength can be evaluated by introducing the molten iron flow index.

이상과 같이 노심 코크스층의 구조파악을 통해 적절한 조업조치를 취함으로써 노저내화물의 수명을 연장하여 결과적으로 고로수명을 연장할 수 있다.As described above, by taking proper operation measures through the structure of the core coke layer, the life of the furnace refractory can be extended and consequently the life of the blast furnace can be extended.

이상의 결과로부터 고로에 트레이서를 투입하여 그 트레이서의 배출농도곡선의 특성을 분석함에 의해 노심 충전구조를 추정할 수 있으며, 조업조건과의 상관분석을 통해 측벽부상형 충전구조를 억제할 수 있는 조업조치을 취하다면 노저연와 건전관리에 기여할 것으로 기대되며, 용선흐름지수라는 개념을 도입하여 노저부 충전구조 및 환상류의 강도를 평가할 수 있다.Based on the above results, the core filling structure can be estimated by inputting the tracer into the blast furnace and analyzing the characteristics of the discharge concentration curve of the tracer. Through the correlation analysis with the operating conditions, the operation measures to suppress the sidewall floating type filling structure can be taken. If it is taken, it is expected to contribute to the bottom smoke and soundness management. The concept of charter flow index can be introduced to evaluate the strength of bottom fill structure and cyclic flow.

Claims (3)

고로에 투입된 트레이서의 출선구(5)까지의 배출시간을 측정하여 무차원 체류시간을 분석하는 방법과, 상기 고로의 출선구(5) 직하부 연와온도(T0)를 출선구로부터 90도 위치의 연와온도(T90)로 나눈 값인 용선흐름지수(T0/T90)를 감시하는 방법을 병행 실시하여 노저부 코크스 충전구조 추정하는 것을 특징으로 하는 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법.Method to analyze the dimensionless residence time by measuring the discharge time to the exit port (5) of the tracer put into the blast furnace, and the dew point temperature (T 0 ) immediately below the exit port (5) of the blast furnace position 90 degrees from the exit port The method for estimating the bottom bottom coke filling structure by carrying out a method of monitoring the molten iron flow index (T 0 / T 90 ) divided by the smoke temperature (T 90 ) of the bottom bottom coke. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고로에 투입된 트레이서의 출선구(5)까지의 배출시간을 측정하여 무차원 체류시간을 분석하는 방법은 무차원거리가 0.88 위치에서의 무차원 체류시간 값의 차이를 분석하여 노저부 코크스 충전구조 추정하는 것을 특징으로 하는 고로 노저부 코크스 충전구조 추정방법.The method of analyzing the dimensionless residence time by measuring the discharge time to the exit port 5 of the tracer put into the blast furnace is to estimate the bottom portion coke filling structure by analyzing the difference of the dimensionless residence time value at the 0.88 position Blast furnace bottom coke filling structure estimation method, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고로의 출선구(5) 직하부 연와온도(T0)를 출선구로부터 90도 위치의 연와온도(T90)로 나눈 값인 용선흐름지수(T0/T90)를 감시하는 방법은 상기 용선흐름지수가 1 수준으로 떨어지는 시점부터를 노 중심부 충전상태가 치밀해지고, 노저부 용선유동이 환상류화하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고로 노저부 코크스충전구조 추정방법.The method of monitoring the molten iron flow index (T 0 / T 90 ), which is a value obtained by dividing the lead temperature (T 0 ) directly below the outlet (5) of the blast furnace by the twist temperature (T 90 ) at a 90 degree position from the outlet. Blast furnace coke filling structure estimation method characterized in that from the time when the flow index falls to one level, the state of filling the center of the furnace becomes dense and the molten iron flow of the bottom part is annularized.
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