KR20200023905A - Method for predicting injection effect of furnace pulverized coal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 고로 조업시 코크스를 대체하는 미분탄의 취입량을 최적화하여 조업 효율성 및 경제성이 우수한 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting blast furnace coal injection effect. More specifically, the present invention relates to a method for predicting the effect of blast furnace pulverized coal having excellent operation efficiency and economic efficiency by optimizing the amount of pulverized coal that replaces coke during blast furnace operation.
고로 조업은 고로의 상부로 장입된 철광석이 풍구를 통해 공급된 열풍에 의해 용융되어 용융물(용선과 슬래그)을 생성하게 되고, 노하부에 축적되어 있는 용융물이 출선구를 통해 연속적으로 배출되는 공정이다.Blast furnace operation is a process in which the iron ore charged into the upper part of the blast furnace is melted by hot air supplied through the tuyere to generate melts (melting and slag), and the melt accumulated in the lower part of the blast furnace is continuously discharged through the outlet. .
고로 조업시 열원으로 코크스가 사용된다. 코크스는 고로의 열원으로 사용되는 원료인 동시에 철광석을 환원시키는 환원제의 역할을 한다. 코크스는 석탄을 코크스 오븐 설비에서 가열 건류하여 제조한다. 이때, 생산 비용을 절감하기 위해 미분탄 등의 보조연료를 사용하고 있다. 현재, 석탄시황 변동에 따른 미분탄 수급 문제 및 온실가스 저감에 대한 사회적 이슈로 인해 기존 보조연료로 사용하던 미분탄의 품질 하락 및 미분탄 외 추가적인 보조연료가 등장하고 있다.Coke is used as a heat source in blast furnace operation. Coke is a raw material used as a heat source of the blast furnace and also serves as a reducing agent for reducing iron ore. Coke is produced by heating and coal drying coal in a coke oven plant. At this time, in order to reduce production costs, auxiliary fuels such as pulverized coal are used. At present, due to the coal supply and demand and the social issues related to the reduction of greenhouse gases due to fluctuations in the coal market, the quality of the pulverized coal used as auxiliary fuels and additional fuels besides pulverized coal are appearing.
한편, 고로에서 사용되는 미분탄의 경우, 주로 발열량과 같은 기본 품위에 따라 사용 여부를 판단하고 고로 조업에 사용 후 조업 영향을 평가한다. On the other hand, in the case of pulverized coal used in the blast furnace, it is mainly used according to the basic quality such as calorific value, and the impact of the operation after use in blast furnace operation.
따라서 저품질 연료, 미분탄 외 보조연료에 대한 사용 여부 판단이 난해하며, 장기적으로 고로 조업 불균형을 초래할 수 있는 위험이 존재한다. 따라서, 미분탄 등 고로에 취입되는 보조연료 사용에 따른 조업 효과를 보다 정확하게 예측할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, it is difficult to determine whether to use low-quality fuels or pulverized coal and other auxiliary fuels, and there is a risk of causing blast furnace operation imbalance in the long run. Therefore, there is a need for a technology that can more accurately predict the operation effect of the use of auxiliary fuel blown into the blast furnace, such as pulverized coal.
본 발명과 관련한 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제1998-0038368호(1998.08.05. 공개, 발명의 명칭: 갈탄을 이용한 고로미분탄 취입방법)에 개시되어 있다.Background art related to the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 1998-0038368 (1998.08.05. Publication, the name of the invention: blast furnace coal injection method using lignite).
본 발명의 일 실시예에 의하면, 미분탄의 코크스 대체 효과를 예측하고, 고로 미분탄의 코크스 대체량 예측값의 적중률이 우수한 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법을 제공하는 것이다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to predict the coke replacement effect of pulverized coal, and to provide a blast furnace pulverized coal blowing effect prediction method having an excellent hit ratio of the coke replacement amount predicted value of blast furnace coal.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 고로 조업시 미분탄 취입량을 최적화하여, 고로 조업시 조업 효율성, 조업 안정성 및 경제성이 우수한 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법을 제공하는 것이다.According to one embodiment of the present invention, by optimizing the amount of pulverized coal injection during blast furnace operation, to provide a blast furnace pulverized coal blowing effect prediction method excellent in the operation efficiency, operation stability and economical efficiency during blast furnace operation.
본 발명의 하나의 관점은 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법은 코크스를 대체할 미분탄 대체량을 결정하는 단계; 및 고로에 코크스 및 상기 결정된 미분탄 대체량에 대응하는 미분탄을 취입하는 단계;를 포함하되, 상기 미분탄 대체량을 결정하는 단계는, 상기 취입되는 미분탄과 동일한 미분탄 시료를 준비하는 단계; 상기 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량, 회분 염기도 및 미분탄 시료의 연소율을 측정하여, 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량, 회분 염기도 및 연소율 데이터와, 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 상관관계를 도출하는 단계; 및 상기 도출된 상관관계로부터, 미분탄 대체율 예측값 관계식을 도출하는 단계;를 포함하여 결정된다.One aspect of the present invention relates to a method for predicting blast furnace coal injection effect. In one embodiment, the method for predicting the effect of blast furnace pulverized coal includes determining a pulverized coal replacement amount to replace coke; And injecting pulverized coal corresponding to the coke and the determined pulverized coal replacement amount into the blast furnace, wherein determining the pulverized coal replacement amount comprises: preparing a pulverized coal sample identical to the pulverized coal to be injected; Obtaining data by measuring hydrogen content, ash basicity and combustion rate of the pulverized coal sample with respect to the carbon content of the pulverized coal sample; Deriving a correlation between the hydrogen content, the ash basicity and the burn rate data with respect to the carbon content of the obtained pulverized coal sample and the coke replacement rate of the pulverized coal sample; And deriving a pulverized coal replacement rate prediction value relation from the derived correlation.
한 구체예에서 상기 미분탄 대체율 예측값은 하기 식 1의 관계를 가질 수 있다:In one embodiment, the pulverized coal replacement rate prediction value may have a relationship of the following Equation 1:
[식 1][Equation 1]
미분탄 대체율 예측값(%) = 1.05 + (0.00118 x 미분탄 시료 연소율(%)) + (0.0062 x Wb) - (0.0265 x (WH/WC x100))Pulverized coal replacement rate (%) = 1.05 + (0.00118 x Pulverized coal sample burning rate (%)) + (0.0062 x W b )-(0.0265 x (W H / W C x100))
(상기 식에서 Wb는 상기 미분탄 시료의 회분 염기도이고, WH는 상기 미분탄 시료의 수소 함량(중량%) 이며, WC는 상기 미분탄 시료의 탄소 함량(중량%) 이다).(W b is the ash basicity of the pulverized coal sample, W H is the hydrogen content (wt%) of the pulverized coal sample, and W C is the carbon content (wt%) of the pulverized coal sample).
한 구체예에서 상기 회분 염기도는, 상기 미분탄 시료 회분 중 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3) 함량에 대한, 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O) 함량일 수 있다.In one embodiment, the ash basicity is based on the content of silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the pulverized coal sample ash, calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), iron oxide (Fe 2 O). 3 ), potassium oxide (K 2 O) and sodium oxide (Na 2 O) content.
본 발명의 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법을 이용시, 고로에 취입되는 미분탄의 코크스 대체량 예측값의 적중률이 우수하며, 미분탄 취입시 코크스를 대체하는 정도의 정량적 평가가 가능하여, 고로 조업시 미분탄 취입량을 최적화하여, 고로 조업시 조업 효율성, 조업 안정성 및 경제성이 우수할 수 있다.When using the blast furnace coal injection effect prediction method of the present invention, the hit ratio of the estimated coke replacement amount of pulverized coal injected into the blast furnace is excellent, and it is possible to quantitatively evaluate the degree of replacing coke during pulverized coal injection, thereby optimizing the pulverized coal injection amount during blast furnace operation Thus, the operation efficiency, operation stability and economical efficiency in the blast furnace operation.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량과, 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명 미분탄 시료의 회분 염기도와 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 미분탄 시료의 연소율과 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미분탄 대체율 예측값과, 미분탄 대체율 실측값을 비교한 그래프이다.Figure 1 shows a blast furnace coal injection effect prediction method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the hydrogen content and the coke replacement rate of the pulverized coal sample.
3 is a graph showing the relationship between the ash basicity of the pulverized coal sample of the present invention and the coke replacement rate of the pulverized coal sample.
4 is a graph showing the relationship between the combustion rate of the pulverized coal sample and the coke replacement rate of the pulverized coal sample of the present invention.
5 is a graph comparing the pulverized coal replacement rate prediction value and the pulverized coal replacement rate measured value according to the embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. In this case, in the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators, and the definitions should be made based on the contents throughout the specification for describing the present invention.
본 명세서에서 상기 “미분탄”은, 입도 0.5mm 이하의 탄일 수 있다. 예를 들면 상기 미분탄은 파쇄 후 입도 75㎛ 이하가 70~80 중량% 포함되는 탄일 수 있다. In the present specification, the "pulverized coal" may be coal having a particle size of 0.5 mm or less. For example, the pulverized coal may be coal including 70 to 80 wt% of a particle size of 75 μm or less after crushing.
고로 blast furnace 미분탄Pulverized coal 취입 효과 예측 방법 How to predict blow effect
본 발명의 하나의 관점은 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법을 나타낸 것이다.One aspect of the present invention relates to a method for predicting blast furnace coal injection effect. Figure 1 shows a blast furnace coal injection effect prediction method according to an embodiment of the present invention.
상기 도 1을 참조하면, 상기 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법은 (S10) 코크스를 대체할 미분탄 대체량을 결정하는 단계; 및 (S20) 고로에 코크스 및 상기 결정된 미분탄 대체량에 대응하는 미분탄을 취입하는 단계;를 포함한다.Referring to FIG. 1, the method for predicting the effect of blast furnace pulverized coal (S10) may include determining a pulverized coal replacement amount to replace coke; And (S20) blowing pulverized coal corresponding to the coke and the determined pulverized coal replacement amount into the blast furnace.
또한, 상기 미분탄 대체량을 결정하는 단계는, 상기 취입되는 미분탄과 동일한 미분탄 시료를 준비하는 단계; 상기 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량, 회분 염기도 및 미분탄 시료의 연소율을 측정하여, 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량, 회분 염기도 및 연소율 데이터와, 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 상관관계를 도출하는 단계; 및 상기 도출된 상관관계로부터, 미분탄 대체율 예측값 관계식을 도출하는 단계;를 포함하여 결정된다.In addition, the step of determining the pulverized coal replacement amount, preparing a pulverized coal sample the same as the pulverized coal blown; Obtaining data by measuring hydrogen content, ash basicity and combustion rate of the pulverized coal sample with respect to the carbon content of the pulverized coal sample; Deriving a correlation between the hydrogen content, the ash basicity and the burn rate data with respect to the carbon content of the obtained pulverized coal sample and the coke replacement rate of the pulverized coal sample; And deriving a pulverized coal replacement rate prediction value relation from the derived correlation.
미분탄 중의 탄소(C)는 공기 중의 산소, 송풍 습분 그리고 산소부하에 의한 산소와 반응하여 일산화탄소(CO) 가스를 생성하므로 미분탄의 발열량에 영향을 미치고, 상기 미분탄 중의 수소는 연소 중 생성가스에 포함되어 미분탄의 발열량에 영향을 미치는 영향인자이다.Carbon in the pulverized coal reacts with oxygen in the air, blowing moisture, and oxygen by oxygen load to produce carbon monoxide (CO) gas, thus affecting the calorific value of the pulverized coal, and hydrogen in the pulverized coal is included in the generated gas during combustion. Influence factor on the calorific value of pulverized coal.
한 구체예에서 상기 미분탄의 탄소 함량이 감소할수록, 열공급 효과가 저하되며, 수소 함량이 증가할수록 발열량이 증가하여 연소성이 우수하다. 따라서 미분탄의 탄소 함량에 대한 수소 함량(수소 함량/탄소 함량)은, 미분탄의 발열량에 영향을 미치는 영향인자이다.In one embodiment, as the carbon content of the pulverized coal is reduced, the heat supply effect is lowered, and as the hydrogen content is increased, the calorific value is increased and combustibility is excellent. Therefore, the hydrogen content (hydrogen content / carbon content) with respect to the carbon content of pulverized coal is an influence factor affecting the calorific value of pulverized coal.
또한, 상기 미분탄 중의 회분(ash) 염기도는, 회분 중 함유된 알칼리 금속 성분을 이용하여 도출된다. 상기 회분 중 알칼리 금속 성분은, 고로 내에서 철 및 코크스가 이산화탄소(CO2)와 서로 반응하여 분화하는 과정에서 반응성을 향상시키는 촉매 역할을 할 수 있어, 미분탄의 발열량에 영향을 미치는 영향인자이다.The ash basicity in the pulverized coal is derived by using the alkali metal component contained in the ash. The alkali metal component in the ash may act as a catalyst to improve reactivity in the process of differentiating iron and coke with carbon dioxide (CO 2 ) in the blast furnace, and is an influence factor affecting the calorific value of pulverized coal.
한 구체예에서 상기 회분 염기도는, 상기 미분탄 시료 회분 중 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3) 함량(단위: 중량%)에 대한, 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O) 함량[=((CaO + MgO + Fe2O3 + K2O + Na2O) / (SiO2 + Al2O3))]일 수 있다.In one embodiment, the ash basicity is calcium oxide (CaO) or magnesium oxide (MgO) based on the silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) content (unit: wt%) in the pulverized coal sample ash. , Iron oxide (Fe 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O) and sodium oxide (Na 2 O) content [= ((CaO + MgO + Fe 2 O 3 + K 2 O + Na 2 O) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ))].
한 구체예에서 미분탄 연소율은 회분 추적방법을 이용하여 산출할 수 있다. 예를 들면, 상기 미분탄 시료를 측정 기기(Drop Tube Furnace)를 통해 연소하여, 미분탄 시료 연소 전/후의 회분 함량을 이용하여 연소율을 산출할 수 있다.In one embodiment the pulverized coal burn rate can be calculated using a ash tracking method. For example, the pulverized coal sample may be burned through a drop tube furnace to calculate a combustion rate using ash content before and after pulverized pulverized coal sample.
상기 미분탄 대체율 예측값은 하기 식 1의 관계를 가질 수 있다:The pulverized coal replacement rate prediction value may have a relationship of the following Equation 1:
[식 1][Equation 1]
미분탄 대체율 예측값(%) = 1.05 + (0.00118 x 미분탄 시료 연소율(%)) + (0.0062 x Wb) - (0.0265 x (WH/WC x100))Pulverized coal replacement rate (%) = 1.05 + (0.00118 x Pulverized coal sample burning rate (%)) + (0.0062 x W b )-(0.0265 x (W H / W C x100))
(상기 식에서 Wb는 상기 미분탄 시료의 회분 염기도이고, WH는 상기 미분탄 시료의 수소 함량(중량%) 이며, WC는 상기 미분탄 시료의 탄소 함량(중량%) 이다).(W b is the ash basicity of the pulverized coal sample, W H is the hydrogen content (wt%) of the pulverized coal sample, and W C is the carbon content (wt%) of the pulverized coal sample).
한편, 미분탄의 가격은 코크스 가격보다 저렴하기 때문에 용선 제조원가가 크게 절감된다. 그러나, 고로 조업시 지나치게 많은 미분탄을 취입하면, 미분탄의 코크스 대체율이 오히려 저하되어, 고로 조업이 불안정하고 연료비가 오히려 상승할 수 있다. 따라서, 미분탄의 코크스 대체량을 정확하게 예측할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.On the other hand, the price of pulverized coal is significantly lower than the cost of coke, so the cost of molten iron is greatly reduced. However, when too much pulverized coal is blown in blast furnace operation, the coke replacement rate of pulverized coal will rather fall, and blast furnace operation may become unstable and fuel cost may rise rather. Therefore, there is a need for a technique capable of accurately predicting coke replacement amount of pulverized coal.
종래기술에서는 고효율 고로 조업을 목표로 미분탄의 코크스 대체 가능량을 추정하기 위해 코크스 대체율을 이용하였으며 미분탄 공급량, 미분탄 발열량, 풍구 유입 산소 영향 등을 통해 추정하였다. 하지만 발열량 차이가 크지 않은 미분탄 사용 시에 발생하는 조업 효과를 판단하기에는 어려움이 있었다.In the prior art, the coke replacement rate was used to estimate the coke replacement capacity of pulverized coal for the purpose of high efficiency blast furnace operation. However, it was difficult to determine the operation effect that occurs when using pulverized coal which does not have a large difference in calorific value.
그러나 본 발명의 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법을 이용시, 고로 미분탄의 코크스 대체량 예측값의 적중률이 우수하며, 미분탄 취입시 코크스를 대체하는 정도의 정량적 평가가 가능하여, 고로 조업시 미분탄 취입량을 최적화하여, 고로 조업시 조업 효율성, 조업 안정성 및 경제성이 우수할 수 있다. However, when using the method for predicting the effect of blast furnace pulverized coal, the hit ratio of the estimated value of coke replacement of blast furnace pulverized coal is excellent, and it is possible to quantitatively evaluate the degree of replacing coke during pulverized coal injection, thereby optimizing the pulverized coal injection during blast furnace operation, The operation efficiency of the blast furnace, the operation stability and economics can be excellent.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. However, it is presented as a preferred example of the present invention and should not be construed as limiting the present invention by any means.
실시예Example
코크스를 대체할 미분탄 대체량을 결정하고, 고로에 코크스 및 상기 결정된 미분탄 대체량에 대응하는 미분탄을 취입하여 고로 조업을 실시하였다.The pulverized coal replacement amount to replace the coke was determined, and the blast furnace operation was carried out by blowing coke and pulverized coal corresponding to the determined pulverized coal replacement amount into the blast furnace.
상기 미분탄 대체량을 결정하는 단계는, 상기 취입되는 미분탄과 동일한 미분탄 시료를 준비하고, 상기 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량 및 회분 염기도를 측정한 다음, 상기 미분탄 시료의 연소율을 도출하여 연소율 데이터를 획득하는 단계; 상기 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량, 회분 염기도 및 연소율 데이터와, 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 상관관계를 도출하고, 그리고 상기 도출된 상관관계로부터, 하기 식 1에 따른 미분탄 대체율 예측값 관계식을 도출하는 단계;를 포함하여 결정하였다:The step of determining the pulverized coal replacement amount may include preparing a pulverized coal sample identical to the pulverized coal powder, measuring hydrogen content and ash basicity with respect to the carbon content of the pulverized coal sample, and deriving a combustion rate of the pulverized coal sample. Obtaining; A correlation between the hydrogen content, the ash basicity, and the burn rate data with respect to the carbon content of the pulverized coal sample and the coke replacement rate of the pulverized coal sample is derived, and from the derived correlations, the pulverized coal replacement rate prediction value relation is derived according to Equation 1 below. It was determined, including;
[식 1][Equation 1]
미분탄 대체율 예측값(%) = 1.05 + (0.00118 x 미분탄 시료 연소율(%)) + (0.0062 x Wb) - (0.0265 x (WH/WC x100))Pulverized coal replacement rate (%) = 1.05 + (0.00118 x Pulverized coal sample burning rate (%)) + (0.0062 x W b )-(0.0265 x (W H / W C x100))
또한, 상기 미분탄 시료 연소율은 상기 미분탄 시료를 측정 기기(Drop Tube Furnace)를 통해 연소하여, 미분탄 시료 연소 전/후의 회분 함량을 이용하여 연소율을 산출하였다.In addition, the pulverized coal sample burning rate was burned through the pulverized coal sample through a drop tube furnace, and the combustion rate was calculated using ash content before and after pulverized pulverized coal sample.
또한 상기 회분 염기도는, 상기 미분탄 시료 회분 중 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3) 함량(단위: 중량%)에 대한, 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O) 함량[=((CaO + MgO + Fe2O3 + K2O + Na2O) / (SiO2 + Al2O3))]으로 계산하였다.In addition, the ash basicity is calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), iron oxide (with respect to silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) content (unit: wt%) in the pulverized coal sample ash. Fe 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O) and sodium oxide (Na 2 O) content [= ((CaO + MgO + Fe 2 O 3 + K 2 O + Na 2 O) / (SiO 2 + Al 2 0 3 ))].
하기 도 2는 본 발명 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량과, 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 상기 도 2를 참조하면, 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량과, 미분탄 시료의 코크스 대체율은 상관성이 높은 것을 알 수 있다.2 is a graph showing the relationship between the hydrogen content and the coke replacement rate of the pulverized coal sample. Referring to FIG. 2, it can be seen that the hydrogen content with respect to the carbon content of the pulverized coal sample and the coke replacement rate of the pulverized coal sample are highly correlated.
하기 도 3은 본 발명 미분탄 시료의 회분 염기도와 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 상기 도 3을 참조하면, 미분탄 시료의 회분 염기도와 미분탄 시료의 코크스 대체율은 상관성이 높은 것을 알 수 있다.3 is a graph showing the relationship between the ash basicity of the pulverized coal sample of the present invention and the coke replacement rate of the pulverized coal sample. Referring to FIG. 3, it can be seen that the ash basicity of the pulverized coal sample and the coke replacement rate of the pulverized coal sample are highly correlated.
하기 도 4는 본 발명의 미분탄 시료의 연소율과 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 미분탄 시료의 연소율과, 상기 미분탄 시료의 코크스 대체율은 상관성이 높은 것을 알 수 있다.4 is a graph showing the relationship between the combustion rate of the pulverized coal sample and the coke replacement rate of the pulverized coal sample of the present invention. Referring to FIG. 4, it can be seen that the burning rate of the pulverized coal sample of the present invention and the coke replacement rate of the pulverized coal sample are highly correlated.
하기 도 5는 서로 상이한 5 종의 미분탄(A 내지 E 미분탄)에 대하여, 본 발명의 실시예에 따라 도출된 미분탄 대체율 예측값과, 미분탄 대체율 실측값을 비교한 그래프이다. 상기 도 5의 결과를 참조하면, 본 발명의 미분탄 대체율 예측값은, 실제 조업을 통한 미분탄 대체율 실측값과 상관성을 나타내는 결정계수 R2 값이 0.87(87%)로 상관성이 높은 것을 알 수 있었다. 한편, 결정계수(R2, coefficient of determination)는 도출한 수학식이 실제 데이터 분포를 얼마나 적합하게 반영하고 있는지를 나타낸다. R2가 1이면 실제 변화량을 수학식이 정확히 반영하고 있는 것을 의미한다.FIG. 5 is a graph comparing pulverized coal replacement rate prediction values and pulverized coal replacement rate actual values derived according to an embodiment of the present invention with respect to five different types of pulverized coal (A to E pulverized coal). Referring to the results of FIG. 5, it was found that the predicted value of the pulverized coal replacement rate of the present invention is 0.87 (87%), which has a high coefficient of determination R 2 that correlates with the actual pulverized coal replacement rate. On the other hand, the coefficient of determination (R 2 ) indicates how appropriately the derived equations reflect the actual data distribution. When R 2 is 1, it means that the mathematical expression accurately reflects the actual amount of change.
실제 고로 조업에서는 고로 내부에 철광석의 흡열반응 등 동시 복합적인 반응이 일어나므로 실제 측정된 고로 미분탄의 코크스 대체율과의 상관성을 나타내는 결정계수가 0.87이면 상관성이 높은 것으로 판단할 수 있다.In the actual blast furnace operation, a simultaneous complex reaction such as endothermic reaction of iron ore occurs in the blast furnace, so that the correlation coefficient is 0.87, which indicates the correlation with the actual coke replacement rate of pulverized coal.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.
Claims (3)
고로에 코크스 및 상기 결정된 미분탄 대체량에 대응하는 미분탄을 취입하는 단계;를 포함하되,
상기 미분탄 대체량을 결정하는 단계는,
상기 취입되는 미분탄과 동일한 미분탄 시료를 준비하는 단계;
상기 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량, 회분 염기도 및 미분탄 시료의 연소율을 측정하여, 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 미분탄 시료의 탄소 함량에 대한 수소 함량, 회분 염기도 및 연소율 데이터와, 미분탄 시료의 코크스 대체율 사이의 상관관계를 도출하는 단계; 및
상기 도출된 상관관계로부터, 미분탄 대체율 예측값 관계식을 도출하는 단계;를 포함하여 결정되는 것을 특징으로 하는 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법.
Determining a pulverized coal replacement amount to replace coke; And
Injecting pulverized coal corresponding to the coke and the determined pulverized coal replacement amount into the blast furnace;
Determining the pulverized coal replacement amount,
Preparing a pulverized coal sample identical to the pulverized coal blown;
Obtaining data by measuring hydrogen content, ash basicity and combustion rate of the pulverized coal sample with respect to the carbon content of the pulverized coal sample;
Deriving a correlation between the hydrogen content, the ash basicity and the burn rate data with respect to the carbon content of the obtained pulverized coal sample and the coke replacement rate of the pulverized coal sample; And
Deriving the pulverized coal replacement rate prediction value relationship formula from the derived correlation; pulverized coal injection effect prediction method characterized in that it is determined, including.
상기 미분탄 대체율 예측값은 하기 식 1의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법:
[식 1]
미분탄 대체율 예측값(%) = 1.05 + (0.00118 x 미분탄 시료 연소율(%)) + (0.0062 x Wb) - (0.0265 x (WH/WC x100))
(상기 식에서 Wb는 상기 미분탄 시료의 회분 염기도이고, WH는 상기 미분탄 시료의 수소 함량(중량%) 이며, WC는 상기 미분탄 시료의 탄소 함량(중량%) 이다).
The method of claim 1,
The pulverized coal injection effect prediction method is characterized in that the pulverized coal replacement rate prediction value has a relationship of the following Equation 1:
[Equation 1]
Pulverized coal replacement rate (%) = 1.05 + (0.00118 x Pulverized coal sample burning rate (%)) + (0.0062 x W b )-(0.0265 x (W H / W C x100))
(W b is the ash basicity of the pulverized coal sample, W H is the hydrogen content (wt%) of the pulverized coal sample, and W C is the carbon content (wt%) of the pulverized coal sample).
상기 회분 염기도는,
상기 미분탄 시료 회분 중 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3) 함량에 대한, 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O) 함량인 것을 특징으로 하는 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법.
The method of claim 1,
The ash basicity is,
Calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), iron oxide (Fe 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O) to the content of silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the pulverized coal sample ash ) And sodium oxide (Na 2 O) content blast furnace coal injection effect prediction method, characterized in that.
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