KR20110046673A - Method of detecting gas stream of upper part of blast furnace using heat emission index - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for detecting gas stream on an upper part of a blast furnace using heat emission index is provided to prevent failure state of a furnace by an estimation equation which can calculate heat emission index on a central area, a middle area, and a peripheral area. CONSTITUTION: A method for detecting gas stream on an upper part of a blast furnace using heat emission index comprises following steps. Based on the center of a blast furnace, the top of the furnace is classified into a central area, a middle area, and a peripheral area, and temperature measuring units are installed on each area so the temperature of each area is detected from temperature data generated by the temperature measuring unit. Heat emission indexes on a central area, a middle area, and a peripheral area are calculated based on area ration of each area. Based on the heat emission indexes, the state of the furnace is determined.

Description

열방출 지수를 이용한 고로 상부의 가스류 검지 방법{Method of detecting gas stream of upper part of blast furnace using heat emission index}Method of detecting gas stream of upper part of blast furnace using heat emission index}

본 발명은 열방출 지수를 이용한 고로 상부의 가스류 검지 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고로 상부의 온도측정기(Above Burden Probe)의 온도를 이용하여 노상부에서의 노내 가스류를 추정하고, 하부 노심 코크스 상태를 양호한 상태로 유지하도록 조업자에게 수치적 데이터를 제공하여 조업 패턴 관리를 행하도록 함으로서 안정된 노황상태를 유지할 수 있는, 열방출 지수를 이용한 고로 상부의 가스류 검지 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a gas flow detection method of the upper part of the blast furnace using a heat release index, and more specifically, to estimate the gas flow in the furnace by using the temperature of the above-described temperature measuring instrument (Above Burden Probe), The present invention relates to a gas flow detection method of a blast furnace upper part using a heat release index which can maintain a stable rust state by providing an operator with numerical data so as to maintain a core coke state in good condition.

일반적으로 고로 조업은 고로 하부의 통기 및 통액성이 유지되어야만 경제적 조업이 가능하게 되고, 이를 통하여 생산량 증가 및 고로 수명의 연장을 기대할 수 있다. 이를 위해서는 노상부에서부터 장입물과 가스와의 열교환과 화학반응이 순조롭게 이루어져야지만 하부에 이르기까지 노심 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다. In general, the operation of blast furnaces can be economically operated only when the ventilation and liquidity of the lower part of the blast furnace is maintained, thereby increasing the yield and extending the life of the blast furnace. To this end, the heat exchange and the chemical reaction between the charge and the gas from the hearth should be performed smoothly, but the core state from the hearth down to the bottom can be stably maintained.

따라서, 안정적인 고로 조업을 위해서는 고로 내부 반경방향으로의 가스류의 분포가 일정하여야 하며, 고효율의 환원 반응을 유도하기 위해서는 고로내 가스 분 포의 관리가 중요하고, 고로 장입물의 성상관리, 장입물 분포제어 및 송풍제어 등을 통하여 조업 상황에 맞는 가스 분포 패턴을 제어하여야 한다.Therefore, the distribution of gas in the radial direction of the blast furnace must be constant for stable blast furnace operation, and the management of gas distribution in the blast furnace is important to induce a high-efficiency reduction reaction. The gas distribution pattern should be controlled according to the operation situation through control and blow control.

그러나, 고로 하부의 통액성이 저해되어 노황이 불안정해지고 용선품질이 변동하는 등의 문제가 발생하더라도, 이를 정량적으로 감지하는 것은 상당이 어려운 문제점이 있다. 고로 내부의 가스류 분포패턴 판단에 있어서 고온의 고로 내부를 통과하는 가스류의 변화 검지 방법으로, 대한민국 등록특허 제10-0776036호에서는 고로 내부를 주변, 중간, 중심의 세 영역으로 나누어 가스 중심류지수를 이용한 노심변화를 검지하는 방식을 소개하고 있으나, 이러한 방법은 포스코사 광양 3, 4 고로를 기준으로 한 실험식에 불과하여 다른 고로에 적용할 경우 다른 상수를 적용하여야 하는 문제가 있고, 가스류 중 중심류 지수만으로 노황을 관리할 때 고로상태를 1차원적으로만 평가할 수 있어 근본적인 해결책이 되지 못하고 있다.However, even if problems such as unstable aging and fluctuation of the molten iron quality due to impaired fluidity of the bottom of the blast furnace, it is difficult to quantitatively detect this. In determining the gas flow distribution pattern inside the blast furnace, as a method of detecting a change in the gas flow passing through the inside of the high temperature blast furnace, the Republic of Korea Patent No. 10-0776036 divides the inside of the blast furnace into three regions, the periphery, the middle, and the center. Although the method of detecting core changes is introduced, this method is only an empirical formula based on POSCO's Gwangyang 3 and 4 blast furnaces. When managing the aging with the central flow index alone, blast furnace conditions can only be evaluated one-dimensionally, which is not a fundamental solution.

따라서, 노하부의 용융물 배출 불량 및 출선구별 용선온도 편차의 해소 및 노하부의 양호한 통액성 확보를 위한 새로운 제어 방안의 도출과 고로 상부의 노황의 변화를 판단하여 그 변화이력으로부터 고로 노황의 이력변화를 판단하기 위한 제어 방안이 요구된다. Therefore, it is necessary to derive a new control method to solve the melt discharge defect of the lower part of the furnace and the difference in the molten iron temperature difference by the exit port, and to secure the good fluidity of the lower part of the furnace, and to judge the change of the blast furnace at the top of the blast furnace. There is a need for a control scheme.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고로 상부의 온도측정기(Above Burden Probe)의 온도를 이용하여 노상부에서의 노내 가스류를 추정하고, 하부 노심 코크스 상태를 양호한 상태로 유지하도록 조업자에게 수치적 데이터를 제공하여 조업 패턴 관리를 행하도록 함으로서 안정된 노황상태를 유지할 수 있는, 열방출 지수를 이용한 고로 상부의 가스류 검지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the conventional problems as described above, to estimate the gas flow in the furnace by using the temperature of the above-mentioned blast furnace temperature probe (Above Burden Probe), the lower core coke state in a good state It is an object of the present invention to provide a gas flow detection method on the top of a blast furnace using a heat release index that can maintain a stable aging state by providing a numerical data to an operator to maintain the operation pattern management.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열방출 지수를 이용한 고로 상부의 가스류 검지 방법은, 고로의 중심을 기준으로 상기 고로의 상부를 중심영역, 중간영역 및 주변영역으로 구분하고, 각 영역에 대응하는 온도측정기들을 설치하여 상기 온도측정기들로부터 얻어진 온도 데이터로부터 각 영역의 온도를 검출하는 단계, 상기 각 영역의 온도를 검출하는 단계로부터 검출되어진 온도 데이터 및 상기 고로 상부의 전체 단면적을 중심으로부터 등간격으로 구분한 영역에 대한 각 영역의 면적비율에 기초하여, 중심영역, 중간영역 및 주변영역에서의 열방출 지수를 산출하는 단계 및 상기 열방출 지수를 산출하는 단계에서 산출된 열방출 지수에 의하여 노황 변화를 판단하는 단계를 포함한다. Gas flow detection method of the upper part of the blast furnace using the heat release index according to the present invention for achieving the above object, the upper part of the blast furnace based on the center of the blast furnace divided into a central region, an intermediate region and a peripheral region, each area Installing corresponding temperature measuring instruments to detect the temperature of each region from the temperature data obtained from the temperature measuring instruments, the temperature data detected from detecting the temperature of each region, and the overall cross-sectional area of the upper part of the blast furnace from the center, etc. On the basis of the area ratio of each area to the area separated by the interval, by the heat release index calculated in the step of calculating the heat release index in the center region, the middle region and the peripheral region and calculating the heat release index Determining a change in yellowing.

또한, 상기 중심영역, 중간영역, 주변영역에서의 열방출 지수는 하기의 수학식 1 내지 수학식 3에 의해서 산출될 수 있다. In addition, the heat release index in the center region, the middle region, and the peripheral region may be calculated by the following Equations 1 to 3 below.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

Figure 112009066336108-PAT00001
Figure 112009066336108-PAT00001

<수학식 2><Equation 2>

Figure 112009066336108-PAT00002
Figure 112009066336108-PAT00002

<수학식 3>&Quot; (3) &quot;

Figure 112009066336108-PAT00003
Figure 112009066336108-PAT00003

상기 수학식 1 내지 수학식 3에서, H중심은 중심영역에서의 열방출 지수(%), H중간은 중간영역에서의 열방출 지수(%), H주변은 주변영역에서의 열방출 지수(%), Xi 는 고로 상부의 전체 단면적을 중심으로부터 등간격으로 6개로 구분한 영역에 대한 각 영역의 면적비율(X1=11P, X2=9P, X3=7P, X4=5P, X5=3P, X6=1P 임), Y1와 Y2는 X1 영역과 X2 영역에 각각 설치된 온도계로부터 측정한 평균온도, Y3와 Y4는 X3 영역과 X4 영역에 각각 설치된 온도계로부터 측정한 평균온도, Y5와 Y6는 X5 영역과 X6 영역에 각각 설치된 온도계로부터 측정한 평균온도를 의미한다. In Equations 1 to 3, the center of H is the heat release index (%) in the center region, the middle H is the heat release index (%) in the middle region, and the area around H is the heat release index (%). ), X i is the ratio of the area of each area to the area divided into six equal intervals from the center of the entire blast furnace (X 1 = 11P, X 2 = 9P, X 3 = 7P, X 4 = 5P, X 5 = 3P, X 6 = 1P), Y 1 and Y 2 are the average temperatures measured from the thermometers installed in the X1 and X2 zones, and Y 3 and Y 4 are measured from the thermometers respectively installed in the X3 and X4 zones. Average temperatures, Y 5 and Y 6, are mean temperatures measured from thermometers installed in the X5 and X6 zones, respectively.

또한, 상기 온도측정기들은 고로의 중심을 향하는 반경방향으로 설치되고, 상기 각 온도측정기는 서로 90˚의 각도로 이격되어 배치될 수 있다. The temperature measuring devices may be installed in a radial direction toward the center of the blast furnace, and the temperature measuring devices may be spaced apart from each other at an angle of 90 °.

또한, 상기 온도측정기들은, 상기 고로의 중심으로부터 상기 고로 내벽에 대응하는 위치까지 다수의 온도계가 등간격으로 장착되는 제1 온도측정기와, 상기 고로의 중심에서 일정간격 이격된 위치에서 상기 고로 내벽에 대응하는 위치까지 다수의 온도계가 등간격으로 장착되는 제2, 제3, 제4 온도측정기로 구성될 수 있다. The temperature measuring device may include a first temperature measuring device having a plurality of thermometers mounted at equal intervals from a center of the blast furnace to a position corresponding to the inner wall of the blast furnace, and on the inner wall of the blast furnace at a predetermined distance from the center of the blast furnace. A plurality of thermometers may be configured as second, third and fourth temperature measuring instruments mounted at equal intervals up to a corresponding position.

본 발명에 의한 열방출 지수를 이용한 고로 상부의 가스류 검지 방법에 의하면, 고로 장입물 상부에 설치된 온도측정기들 각각에 등간격으로 장착된 다수개의 온도계로부터 검출되는 온도 데이터 및 고로 상부의 전체 단면적을 중심으로부터 등간격으로 구분한 영역에 대한 각 영역의 면적비율에 기초하여, 중심영역, 중간영역 및 주변영역에서의 열방출 지수를 산출하는 추정식을 도출함으로써, 적절한 조업패턴 관리 행동을 취할 수 있게 되어 노심 불활성에 의한 대형 노황 불량 상태에 이르지 않도록 하는 이점이 있다. According to the gas flow detection method of the upper part of the blast furnace using the heat release index according to the present invention, the temperature data detected from a plurality of thermometers mounted at equal intervals in each of the temperature measuring devices installed on the top of the blast furnace charge and the total cross-sectional area of the upper part of the blast furnace Based on the area ratio of each area from the center to the equally spaced area, a formula for calculating the heat release index in the center area, the middle area and the surrounding area is derived so that appropriate operation pattern management actions can be taken. There is an advantage that does not reach a large yellowing failure state by the core inert.

또한, 본 발명에 의한 열방출 지수를 이용한 고로 상부의 가스류 검지 방법은 특정 고로가 아닌 일반적인 고로에도 공통적으로 적용가능하고, 열방출 지수를 3축 영역에 나타내어 가스류 패턴을 각 영역별로 한 눈에 파악할 수 있어 고로상태를 용이하게 판단할 수 있는 이점이 있다. In addition, the gas flow detection method in the upper part of the blast furnace using the heat release index according to the present invention can be commonly applied to general blast furnaces, not specific blast furnaces, and the heat release index is shown in three-axis regions so that the gas flow pattern can be seen at each eye. There is an advantage that can be easily grasped to determine the state of the blast furnace.

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 본 발명의 실시예에 따른 고로 내부를 도시한 단면도, 도 2는 본 발명에 따라 고로의 상부를 중심영역, 중간영역 및 주변영역으로 구분한 상태를 도시한 위치도이다. 1 is a cross-sectional view showing the interior of the blast furnace according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a position diagram showing a state in which the upper portion of the blast furnace divided into a central region, an intermediate region and a peripheral region according to the present invention.

고로 조업시에는 고로(100) 내부에 철광석과 코크스를 장입하고, 고로 하부의 풍구(10)를 통해 고온의 열풍을 주입하여 고로(100) 내에서 환원용융반응을 유도하게 된다. 이러한 고온 환원용융반응을 이용하여 용선 및슬래그를 생산하게 된다. During operation of the blast furnace, the iron ore and coke is charged into the blast furnace 100, and hot blast of hot air is injected through the tuyere 10 under the blast furnace 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.

도 2를 참조하면, 상부 반경이 5.55m인 고로의 중심에서부터 반경 1.85m까지의 영역을 중심영역(X5,X6), 중심영역 외곽에서 반경 3.70m까지의 영역을 중간영역(X3,X4), 중간영역 외곽에서 반경 5.55m까지, 즉 고로 내벽까지의 영역을 주변영역(X1,X2)으로 구분한다. Referring to FIG. 2, an area from the center of the blast furnace having an upper radius of 5.55 m to a radius of 1.85 m is located in the center area (X5, X6), and an area from the outside of the center area to a radius of 3.70 m in the middle area (X3, X4), The area from the outside of the middle area to a radius of 5.55m, that is, to the blast furnace inner wall, is divided into the peripheral areas X1 and X2.

도 3은 본 발명에 따라 온도계가 장착된 온도측정기(Above Burden Probe)들이 고로의 상부에 설치된 상태를 나타내는 평면도이다. Figure 3 is a plan view showing a state in which a thermometer is equipped with a thermometer (Above Burden Probe) is installed on top of the blast furnace according to the present invention.

각 온도측정기(51, 52, 53, 54)는 고로의 중심을 향하는 반경방향으로 설치 되며, 각 온도측정기는 서로 90˚의 각도로 이격되어 배치되며, 도 3에는 각각 60˚, 150˚, 240˚, 330˚의 위치에 온도측정기(51, 52, 53, 54)가 설치된 실시예가 도시되어 있다. Each temperature measuring unit (51, 52, 53, 54) is installed in a radial direction toward the center of the blast furnace, each temperature measuring unit is disposed spaced at an angle of 90 degrees to each other, in Figure 3 60 °, 150 °, 240 An embodiment in which the temperature measuring devices 51, 52, 53, and 54 are installed at positions ˚ and 330 ˚ is illustrated.

60˚ 방향으로 설치된 제1 온도측정기(51)에는 7개의 온도계가 장착되며, 각 온도계는 고로의 중심, 중심에서 0.925m, 1.85m, 2.77m, 3.695m, 4.62m 이격된 위치 및 고로 내벽에 대응하는 위치(5.55m)에 각각 등간격으로 장착된다. Seven thermometers are mounted on the first temperature measuring unit 51 installed in the 60 ° direction, and each thermometer is located at the center of the blast furnace and at a position spaced 0.925 m, 1.85 m, 2.77 m, 3.695 m, and 4.62 m from the center of the blast furnace. It is mounted at equal intervals at the corresponding positions (5.55m), respectively.

150˚, 240˚, 330˚방향으로 각각 설치된 제2 온도측정기(52), 제3 온도측정기(53), 제4 온도측정기(54)에는 6개의 온도계가 각각 장착되며, 각 온도측정기의 온도계는 고로의 중심에서 0.925m, 1.85m, 2.77m, 3.695m, 4.62m 이격된 위치 및 고로 내벽에 대응하는 위치(5.55m)에 각각 등간격으로 장착된다. Six thermometers are mounted on the second temperature measuring unit 52, the third temperature measuring unit 53, and the fourth temperature measuring unit 54 respectively installed in the directions of 150 °, 240 °, and 330 °, respectively. They are equidistantly mounted at positions equal to 0.925m, 1.85m, 2.77m, 3.695m and 4.62m from the center of the blast furnace and at positions corresponding to the blast furnace inner wall (5.55m), respectively.

따라서 고로의 중심영역, 중간영역, 주변영역에는 각 온도측정기당 2개씩의 온도계가 대응되어, 각 영역에서는 2종류의 온도 데이터를 얻을 수 있다.Therefore, two thermometers for each temperature measuring instrument correspond to the center region, the middle region and the peripheral region of the blast furnace, so that two kinds of temperature data can be obtained in each region.

한편, 고로의 상부에서 단면적으로 보았을 때의 면적비를 살펴보면, 각 영역의 면적이 서로 상이하므로 이에 대한 보정을 위해 온도 데이터 각각에 대해 면적 보정치를 적용한다. 고로의 중심에서부터 중심영역 X6, X5, 중간영역 X4,X3, 주변영역 X2, X1로 구분되어 서로 다른 반경을 가지게 되므로 면적이 가장 적은 반경의 영역인 X6 영역에 대한 비율로 면적에 대한 보정을 행한다. On the other hand, looking at the area ratio when viewed from the top of the blast furnace, since the area of each area is different from each other, the area correction value is applied to each of the temperature data for correction. Since the center of the blast furnace is divided into the center area X6, X5, the middle area X4, X3, the peripheral area X2, and X1, and have different radii, the area is corrected in proportion to the area X6 which is the area with the smallest radius. .

이러한, 면적에 대한 보정치를 적용한 각 영역별 면적은 아래와 같이 구한다. The area for each area to which the correction value for the area is applied is obtained as follows.

X6 영역의 면적 = π(0.8)2=0.64π로서 이를 편의상 "P"라고 한다. X5 영역의 면적 = π(1.6)2- π(0.8)2=1.92π로서 X5의 면적은 "3P"이며, 이와 같은 방법으로 다른 영역의 면적비를 구하면, X4 영역의 면적은 "5P", X3 영역의 면적은 "7P", X2 영역의 면적은 "9P", X1 영역의 면적은 "11P"가 된다. The area of the X6 region = π (0.8) 2 = 0.64π, which is called "P" for convenience. The area of the X5 area = π (1.6) 2 -π (0.8) 2 = 1.92π, and the area of X5 is "3P". If the area ratio of the other areas is obtained in this manner, the area of the X4 area is "5P", X3. The area of the area is "7P", the area of the X2 area is "9P", and the area of the area X1 is "11P".

본 발명에서는 6개의 온도계가 장착된 온도측정기들을 고로의 상부에 중심을 향하는 반경방향으로 60˚, 150˚, 240˚, 330˚의 위치에 각각 설치하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 더욱 정밀한 온도 데이터를 얻기 위해 고로 상부의 영역을 더욱더 세분화하고 더 많은 온도계를 장착하여 보다 정확한 온도 데이터를 검출하는 것도 가능하다. In the present invention, six thermometers are equipped with a temperature measuring device in the position of 60 °, 150 °, 240 °, 330 ° in the radial direction toward the center on the top of the blast furnace, respectively, but the present invention is not limited to this, more precise temperature data It is also possible to further refine the area of the blast furnace to obtain a more accurate temperature data by mounting more thermometers.

본 발명에서는 고로의 장입물 상부 60˚, 150˚, 240˚, 330˚의 네 방향에 설치된 온도측정기들(51, 52, 53, 54)내 각 6개의 온도 데이터 및 서로 다른 영역의 온도 데이터에 대해 각 영역의 서로 상이한 면적에 대한 보정치를 이용하여 각 영역별 열방출지수를 구하는 수학식을 아래와 같이 도출하였다. In the present invention, each of the six temperature data in the temperature measuring devices (51, 52, 53, 54) installed in the four directions of 60 °, 150 °, 240 °, 330 ° top of the blast furnace charge and temperature data of different areas The equations for obtaining the heat release index for each area were derived as follows using the correction values for different areas of each area.

Figure 112009066336108-PAT00004
Figure 112009066336108-PAT00004

상기 수학식 1에서, H중심은 중심영역에서의 열방출 지수(%), Xi는 전술한 바 와 같이 고로 상부의 전체 단면적을 중심으로부터 등간격으로 6개로 구분한 영역에 대한 각 영역의 면적비율로, 구체적으로 X6 영역의 면적을 P라고 하였을 때, X1은 X6 영역의 면적에 대한 X1 영역의 면적비인 11P, X2는 X6 영역의 면적에 대한 X2 영역의 면적비인 9P이다. 이와 같은 방법으로, X3=7P, X4=5P, X5=3P, X6=1P 가 된다. In Equation 1, the center of H is the heat release index (%) in the center region, and X i is the area of each region with respect to the area divided into six equal intervals from the center as a whole. As a ratio, specifically, when the area of the X6 region is P, X 1 is 11P, which is the area ratio of the X1 region to the area of the X6 region, and X 2 is 9P, which is the area ratio of the X2 region to the area of the X6 region. In this manner, X 3 = 7P, X 4 = 5P, X 5 = 3P, and X 6 = 1P.

여기서, Y5와 Y6는 X5 영역과 X6 영역에 각각 설치된 온도계로부터 측정한 평균온도를 의미한다. Here, Y 5 and Y 6 mean the average temperature measured from the thermometer installed in the X5 region and the X6 region, respectively.

즉, 도 3을 참조하면, X5 영역에는 서로 다른 방향의 제1 내지 제4 온도측정기의 온도계들이 있고, Y5는 상기 제1 내지 제4 온도측정기의 온도계에서 측정된 4개의 온도의 평균값이다. 마찬가지로 Y6는 X6 영역에 있는 서로 다른 방향의 제1 내지 제4 온도측정기의 온도계에서 측정된 4개의 온도의 평균값이다. That is, referring to FIG. 3, there are thermometers of the first to fourth temperature measuring instruments in different directions in region X5, and Y 5 is an average value of four temperatures measured by the thermometers of the first to fourth temperature measuring instruments. Likewise Y 6 is the average of the four temperatures measured on the thermometers of the first to fourth thermometers in different directions in the region X6.

중심영역에서와 마찬가지로, 중간영역과 주변영역에서의 열방출 지수를 산출하면 다음과 같다.  As in the central region, the heat release index in the intermediate region and the peripheral region is calculated as follows.

Figure 112009066336108-PAT00005
Figure 112009066336108-PAT00005

Figure 112009066336108-PAT00006
Figure 112009066336108-PAT00006

여기서, H중간은 중간영역에서의 열방출 지수(%), H주변은 주변영역에서의 열방출 지수(%)를 의미하고, Y1, Y2, Y3, Y4는 각각 X1, X2, X3, X4 영역에 있는 서로 다른 방향의 제1 내지 제4 온도측정기의 온도계에서 측정된 4개의 온도의 평균값이다. Here, H intermediate is heat release index (%) in the intermediate region, the peripheral H refers to the heat release index (%) in the peripheral region, Y 1, Y 2, Y 3, Y 4 are X1, X2, respectively, and It is the average value of four temperatures measured by the thermometer of the 1st-4th temperature measuring device of a different direction in X3, X4 area | region.

상기와 같은 수학식 1 내지 3의 도출과정을 설명을 하면 다음과 같다. Referring to the derivation process of Equations 1 to 3 as described above are as follows.

일반적인 열량에 관한 식으로 하기 식 (1)이 알려져 있다. The following formula (1) is known as a general calorie formula.

Q = m × c × T ------- 식 (1) Q = m × c × T ------- Equation (1)

여기서 Q는 열량(cal)을 의미하고, 본 발명에서는 가스의 열량을 의미한다. c는 가스의 비열(cal/gㅇ℃), m은 가스의 질량(g), T는 가스의 온도(℃)를 의미한다. 상기 식에서 질량 m은 V(부피)에 관한 값으로 환원할 수 있으며, 이는 하기 식 (2)와 같다. Q is a calorie (cal), in the present invention means the heat of the gas. c means the specific heat of the gas (cal / g ° C), m is the mass of the gas (g), T means the temperature of the gas (℃). In the above formula, the mass m can be reduced to a value relating to V (volume), which is the same as the following formula (2).

Q = m × c × T = k × V × T ------- 식 (2)Q = m × c × T = k × V × T ------- Equation (2)

여기서, k는 새로운 계수가 되고, V는 이동하는 가스의 부피, T는 가스의 온도를 의미한다. V는 단면적과 유속의 곱으로 나타낼 수 있으므로, 상기 식 (2)는 하기 식 (3)으로 환원할 수 있다. Where k is the new coefficient, V is the volume of the moving gas, and T is the temperature of the gas. Since V can be expressed as the product of the cross-sectional area and the flow rate, the above formula (2) can be reduced to the following formula (3).

Q = k × V × T = k × A × v × T ------- 식 (3)Q = k × V × T = k × A × v × T ------- Equation (3)

여기서, A는 이동하는 가스의 단면적, v는 가스의 유속을 의미한다. 여기에서, 가스의 유속(v)은 온도(T)에 비례하는 관계가 있으므로, 이를 식 (3)에 대입하면, Here, A is the cross-sectional area of the gas to move, v means the flow rate of the gas. Here, since the flow velocity of gas (v) has a relation proportional to the temperature (T), substituting this into equation (3),

Q = k × A × v × T = f × A × T2 ------- 식 (4)Q = k × A × v × T = f × A × T 2 ------- Equation (4)

여기서, f는 새로 산출된 계수이다. Where f is a newly calculated coefficient.

상기 식 (4)로부터, 열량(Q)은 단면적(A)과 온도의 제곱(T2)에 비례함을 파악할 수 있다. From the above formula (4), it can be seen that the heat amount Q is proportional to the cross-sectional area A and the square of the temperature T 2 .

즉, 수학식 1 내지 수학식 3은 각 영역별로 방출하는 열량의 비를 나타내는 식으로, 각 영역별로 방출하는 열량이, 단면적을 의미하는 Xi에 비례하고, 온도를 의미하는 Yi의 제곱에 비례하는 식으로 표현할 수 있는 것이다. That is, the equations (1) to (3) represent the ratio of the amount of heat released in each region, and the amount of heat emitted in each region is proportional to X i , which means the cross-sectional area, and is the square of Y i , which means temperature. It can be expressed proportionally.

상기 수학식 1 내지 수학식 3에서는, 분모에는 중심영역, 중간영역, 주변영역에서 방출되는 총 열량을 나타내었고, 분자에는 각 영역별 방출되는 열량을 나타내었으며, 백분율로 환산하기 위해 100을 곱해주었고, 본 발명에서는 이를 열방출 지수로 정의하였다. In Equations 1 to 3, the denominator represents the total amount of heat emitted from the center region, the middle region, and the peripheral region, and the molecule represents the amount of heat released from each region, and multiplyed by 100 to convert the percentage. In the present invention, it was defined as the heat release index.

상기 수학식 1 내지 수학식 3에 의할 때 각 영역에서의 열방출 지수를 산출함으로써 각 영역에서의 가스류와 다른 영역의 가스류를 비교할 수 있게 된다. By calculating the heat release index in each region according to Equations 1 to 3, it is possible to compare the gas flow in each region with the gas flow in another region.

즉, 수학식 1은 중심영역의 가스류(중심류)가 다른 영역의 가스류 보다 얼마나 활성화되어 있는가를 판단하기 위한 것이며, 마찬가지로 수학식 2는 중간영역의 가스류(중간류)가 다른 영역의 가스류 보다 얼마나 활성화되어 있는가를 판단하기 위한 것이며, 수학식 3은 주변영역의 가스류(주변류)가 다른 영역의 가스류 보다 얼마나 활성화되어 있는가를 판단하기 위한 것이다. That is, Equation 1 is for determining how much the gas flow (center flow) in the center region is activated than the gas flow in the other region. Equation 3 is to determine how much more active the gas flow (peripheral flow) of the peripheral area than the gas flow of the other area.

이에 의할 때, 수학식 1에 의해 도출된 중심영역에서의 열방출 지수가 높으면 중심영역에서의 중심류가 상대적으로 다른 영역보다 활성화되어 있음을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that when the heat release index in the central region derived by Equation 1 is high, the central flow in the central region is activated more than other regions.

그리고 고로 내부의 환경이 안정된 경우 중심영역의 온도가 높아지고, 고로 내부 환경이 악화된 경우에는 중심영역의 온도가 낮아지는 경향으로부터, 중심영역에서의 열방출 지수가 높은 경우에는 고로 내부의 환경이 안정된 경우라고 판단할 수 있게 된다. When the environment inside the blast furnace is stable, the temperature of the central region is high, and when the environment of the blast furnace is deteriorated, the temperature of the center region is lowered. When the heat release index is high in the central region, the environment inside the blast furnace is stable. It can be determined that the case.

따라서, 상기 수학식 1 내지 수학식 3을 이용하여 일정 기간동안 열방출 지수를 산출하고, 각 영역에서 산출된 열방출 지수를 이용하여 노황의 변화를 판단할 수 있게 된다. Therefore, the heat release index is calculated for a predetermined time period using Equation 1 to Equation 3, and the change in aging is determined using the heat release index calculated in each region.

도 4는 본 발명에 따라 일정 기간 산출한 열방출 지수를 3축 영역에 나타낸 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the heat release index calculated for a certain period in the three-axis region in accordance with the present invention.

각 영역에서의 열방출 지수를 산출한 후 이 결과를 가지고 열방출 지수의 그래프를 작성함으로서 영역별로 가스류 패턴을 쉽게 파악할 수 있게 된다. After calculating the heat release index in each region, the graph of heat release index is made with this result, so that it is easy to grasp the gas flow pattern for each region.

즉, 도 4의 A점에서 B점으로 이동한 경우, 중심영역에서의 가스류(중심류)가 감소하고 중간영역에서의 가스류(중간류)가 증가하였음을 의미하며, 그로부터 노내 가스류가 불량하고 노심 상태가 불안정하여 노심부에서 통기 악화 때문에 가스류가 중간류화 하는 경향을 파악할 수 있다. That is, when moving from point A to point B of FIG. 4, it means that the gas flow in the center region (center flow) is reduced and the gas flow in the middle region (medium flow) is increased. Poor and unstable core conditions can identify trends in gas flow midstream due to poor ventilation at the core.

마찬가지로 도 4의 C점에서 A점으로 이동한 경우, 중심영역에서의 가스류(중심류)가 증가하고 중간영역에서의 가스류(중간류)가 감소하였음을 의미하며, 그로부터 고로 조업이 안정되게 유지되어 가고 노심 상태가 안정화되고 있다는 결론을 내릴 수 있다. Similarly, when moving from point C of FIG. 4 to point A, it means that the gas flow in the center region (center flow) is increased and the gas flow in the middle region (medium flow) is decreased, thereby making the blast furnace operation stable. It can be concluded that it remains and that the core state is stabilizing.

이와 같이, 조업자는 각 영역에서의 열방출 지수를 산출하여 그래프화함으로써 노황 변화를 판단할 수 있으며, 그에 적합한 조업 패턴 관리를 행하여 고로 사고 피해를 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다. In this way, the operator can determine the change in the yellowing by calculating and graphing the heat release index in each area, there is an advantage that can prevent the blast furnace accident damage in advance by performing the operation pattern management accordingly.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고로 내부를 도시한 단면도, 1 is a cross-sectional view showing the interior of the blast furnace according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명에 따라 고로의 상부를 중심영역, 중간영역 및 주변영역으로 구분한 상태를 도시한 위치도,2 is a position view showing a state in which the upper portion of the blast furnace divided into a central region, an intermediate region and a peripheral region according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따라 온도계가 장착된 온도측정기(Above Burden Probe)들이 고로의 상부에 설치된 상태를 나타내는 평면도, 3 is a plan view showing a state in which a thermometer equipped with a thermometer (Above Burden Probe) is installed on top of the blast furnace according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따라 일정 기간 산출한 열방출 지수를 3축 영역에 나타낸 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the heat release index calculated for a certain period in the three-axis region in accordance with the present invention.

Claims (6)

고로의 중심을 기준으로 상기 고로의 상부를 중심영역, 중간영역 및 주변영역으로 구분하고, 각 영역에 대응하는 온도측정기들을 설치하여 상기 온도측정기들로부터 얻어진 온도 데이터로부터 각 영역의 온도를 검출하는 단계; Dividing the upper part of the blast furnace into a central region, an intermediate region and a peripheral region based on the center of the blast furnace, and installing temperature measuring instruments corresponding to each region to detect temperature of each region from the temperature data obtained from the temperature measuring instruments ; 상기 각 영역의 온도를 검출하는 단계로부터 검출되어진 온도 데이터 및 상기 고로 상부의 전체 단면적을 중심으로부터 등간격으로 구분한 영역에 대한 각 영역의 면적비율에 기초하여, 중심영역, 중간영역 및 주변영역에서의 열방출 지수를 산출하는 단계; 및 In the center region, the middle region and the peripheral region, based on the temperature data detected from the step of detecting the temperature of each region and the area ratio of each region with respect to the region where the entire cross-sectional area of the upper part of the blast furnace is divided into equal intervals from the center. Calculating a heat release index of; And 상기 열방출 지수를 산출하는 단계에서 산출된 열방출 지수에 의하여 노황 변화를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열방출 지수를 이용한 고로 내부의 가스류 검지 방법. Determining the change in the sulfur by the heat release index calculated in the step of calculating the heat release index gas detection method using the heat release index inside the blast furnace. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 중심영역에서의 열방출 지수는 하기의 수학식 1에 의해서 산출되는 것을 특징으로 하는 열방출 지수를 이용한 고로 내부의 가스류 검지 방법.The heat release index in the central region is a gas flow detection method in the blast furnace using a heat release index, characterized in that calculated by the following equation (1). <수학식 1>&Quot; (1) &quot;
Figure 112009066336108-PAT00007
Figure 112009066336108-PAT00007
[상기 수학식 1에서, H중심은 중심영역에서의 열방출 지수(%), Xi는 고로 상부의 전체 단면적을 중심으로부터 등간격으로 6개로 구분한 영역에 대한 각 영역의 면적비율(X1=11P, X2=9P, X3=7P, X4=5P, X5=3P, X6=1P 임), Y5와 Y6는 중심영역(X5,X6)에 설치된 온도계로부터 측정한 평균온도를 의미함] [Equation 1, H center is the heat release index (%) in the center area, X i is the area ratio of each area to the area divided into six equal intervals from the center of the entire cross-sectional area of the blast furnace (X 1 = 11P, X 2 = 9P, X 3 = 7P, X 4 = 5P, X 5 = 3P, X 6 = 1P), Y 5 and Y 6 are the average measured from a thermometer installed in the center area (X5, X6) Means temperature]
청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 중간영역에서의 열방출 지수는 하기의 수학식 2에 의해서 산출되는 것을 특징으로 하는 열방출 지수를 이용한 고로 내부의 가스류 검지 방법. The heat release index in the intermediate region is a gas flow detection method in the blast furnace using a heat release index, characterized in that calculated by the following equation (2). <수학식 2><Equation 2>
Figure 112009066336108-PAT00008
Figure 112009066336108-PAT00008
[상기 수학식 2에서, H중간은 중간영역에서의 열방출 지수(%), Xi는 고로 상부의 전체 단면적을 중심으로부터 등간격으로 6개로 구분한 영역에 대한 각 영역의 면적비율(X1=11P, X2=9P, X3=7P, X4=5P, X5=3P, X6=1P 임), Y3와 Y4는 중간영역(X3,X4)에 각각 설치된 온도계로부터 측정한 평균온도를 의미함] In Equation 2, H middle is the heat release index (%) in the middle region, X i is the ratio of the area of each area to the area divided into six equal intervals from the center of the entire cross-sectional area of the blast furnace (X 1 = 11P, X 2 = 9P, X 3 = 7P, X 4 = 5P, X 5 = 3P, X 6 = 1P), Y 3 and Y 4 are measured by a thermometer installed in the intermediate region (X3, X4), respectively. Mean temperature]
청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 주변영역에서의 열방출 지수는 하기의 수학식 3에 의해서 산출되는 것을 특징으로 하는 열방출 지수를 이용한 고로 내부의 가스류 검지 방법. The heat release index in the peripheral region is a gas flow detection method in the blast furnace using a heat release index, characterized in that calculated by the following equation (3). <수학식 3>&Quot; (3) &quot;
Figure 112009066336108-PAT00009
Figure 112009066336108-PAT00009
[상기 수학식 3에서, H주변은 주변영역에서의 열방출 지수(%), Xi는 고로 상부의 전체 단면적을 중심으로부터 등간격으로 6개로 구분한 영역에 대한 각 영역의 면적비율(X1=11P, X2=9P, X3=7P, X4=5P, X5=3P, X6=1P 임), Y1와 Y2는 주변영역(X1,X2)에 각각 설치된 온도계로부터 측정한 평균온도를 의미함] [Equation 3, the H around the heat release index (%) in the peripheral area, X i is the area ratio of each area to the area divided into six equal intervals from the center of the overall cross-sectional area of the blast furnace (X 1 = 11P, X 2 = 9P, X 3 = 7P, X 4 = 5P, X 5 = 3P, X 6 = 1P), Y 1 and Y 2 measured from a thermometer installed in the peripheral area (X1, X2), respectively Mean temperature]
청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 온도측정기들은 고로의 중심을 향하는 반경방향으로 설치되고,The temperature measuring instruments are installed in a radial direction toward the center of the blast furnace, 상기 각 온도측정기는 서로 90˚의 각도로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 열방출 지수를 이용한 고로 내부의 가스류 검지 방법. The temperature measuring method of the gas flow inside the blast furnace using the heat release index, characterized in that the temperature measuring unit is arranged to be spaced apart from each other at an angle of 90 °. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 온도측정기들은, The temperature measuring instruments, 상기 고로의 중심으로부터 상기 고로 내벽에 대응하는 위치까지 다수의 온도계가 등간격으로 장착되는 제1 온도측정기와, A first temperature measuring instrument having a plurality of thermometers mounted at equal intervals from a center of the blast furnace to a position corresponding to the blast furnace inner wall, 상기 고로의 중심에서 일정간격 이격된 위치에서 상기 고로 내벽에 대응하는 위치까지 다수의 온도계가 등간격으로 장착되는 제2, 제3, 제4 온도측정기로 구성되는 것을 특징으로 하는 열방출 지수를 이용한 고로 내부의 가스류 검지 방법. Using a heat release index, characterized in that composed of a plurality of thermometers are mounted at equal intervals from the center of the blast furnace to a position corresponding to the inner wall of the blast furnace at regular intervals Gas flow detection method in blast furnace.
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