KR20230167112A - Heat supply estimation method, heat supply estimation device, heat supply estimation program, and blast furnace operation method - Google Patents
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Abstract
본 발명에 관련된 공급 열량 추정 방법은, 고로 내에 공급되는 열량 및 고로 내에서의 용선의 제조 속도로부터 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 공급 열량 추정 방법으로서, 노내 통과 가스에 의한 반출 현열의 변화 및 노내 통과 가스에 의해 예열되는 원료에 의해 공급되는 반입 현열의 변화를 추정하고, 추정된 반출 현열 및 반입 현열의 변화를 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 추정 스텝을 포함하고, 추정 스텝은, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 반출 현열을 추정함과 함께, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 반입 현열의 변화를 추정하는 스텝과, 고로에 존재하는 노심 코크스에 유지되는 열량을 추정하고, 추정된 노심 코크스에 유지되는 열량을 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 스텝을 포함한다.The supply heat quantity estimation method related to the present invention is a supply heat quantity estimation method that estimates the heat quantity supplied to the pig iron in the blast furnace from the heat quantity supplied into the blast furnace and the production speed of molten iron in the blast furnace, and is a change in the sensible heat taken out by the gas passing through the furnace. And an estimation step of estimating the change in the incoming sensible heat supplied by the raw material preheated by the gas passing through the furnace, and estimating the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace by considering the estimated change in the outgoing sensible heat and the incoming sensible heat, and estimating. The steps include estimating the sensible heat taken out by taking into account the amount of heat released outside the blast furnace due to slip, and estimating the change in sensible heat brought in by considering the change in the surface height of the raw materials due to slip, and the step of estimating the change in sensible heat brought in by taking into account the change in the surface height of the raw materials due to slip. It includes steps of estimating the amount of heat retained in the coke and estimating the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace considering the estimated amount of heat maintained in the core coke.
Description
본 발명은, 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 공급 열량 추정 방법, 공급 열량 추정 장치, 공급 열량 추정 프로그램, 및 고로의 조업 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a supply heat amount estimation method for estimating the heat amount supplied to pig iron in a blast furnace, a supply heat amount estimating device, a supply heat amount estimation program, and a blast furnace operation method.
일반적으로, 고로를 안정적으로 조업하기 위해서는, 용선 온도를 소정 범위 내로 유지할 필요가 있다. 상세하게는, 용선 온도가 저위 (低位) 가 되면, 용선 및 용선과 함께 생성되는 슬래그의 점성이 상승하여, 출선구 (出銑口) 로부터 용선이나 슬래그를 배출하는 것이 곤란해진다. 한편, 용선 온도가 고위가 되면, 용선 중의 Si 농도가 상승하여 용선의 점성이 상승하기 때문에, 용선이 우구 (羽口) 에 엉겨붙어 우구를 용손 (溶損) 시킬 리스크가 높아진다. 이 때문에, 고로를 안정적으로 조업하기 위해서는, 용선 온도의 변동을 억제할 필요가 있다. 이와 같은 배경에서, 고로 내에 공급되는 열량이나 용선 온도를 추정하는 다양한 방법이 제안되어 있다. 구체적으로는, 특허문헌 1 에는, 목표 용선 온도에 대응하는 노열 (爐熱) 지수 기준 레벨로부터의 현 시점에 있어서의 노열 지수 변위량, 목표 용선 온도에 대응하는 노정 (爐頂) 의 언로딩 속도 기준 레벨로부터의 현 시점에 있어서의 언로딩 속도 변위량, 및 양 변위량의 용선 온도에 대한 영향 시간으로부터 특정 시간 후의 용선 온도를 순차적으로 추정하고, 그 추정 결과에 기초하여 용선 온도 변동을 작게 하도록 노열 제어 조작을 하는 것을 특징으로 하는 고로의 노열 제어 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 고로에 있어서의 송풍 온도, 송풍 습도, 송풍량, 미분탄 취입량, 및 산소 부화량 중 적어도 어느 것을 포함하는 충풍 (衝風) 조건 데이터의 실적값과, 적어도 솔루션 로스 카본량을 포함하는 외란 요인 데이터의 실적값과, 용선 온도의 실적값을 포함하는 조업 데이터에 기초하여 장래의 용선 온도를 예측하는 고로의 용선 온도 예측 방법으로서, 조업 데이터를 축적하는 데이터 축적 공정과, 데이터 축적 공정에 의해 축적된 정상 상태시의 조업 데이터로부터 정상 상태시의 용선 온도를 예측하는 정상 상태 예측 모델을 구축하는 정상 상태 예측 모델 구축 공정과, 정상 상태 예측 모델을 저차원화한 것으로서, 데이터 축적 공정에 의해 축적된 비정상 상태시의 조업 데이터로부터 비정상 상태시의 용선 온도를 예측하는 비정상 상태 예측 모델을 구축하는 비정상 상태 예측 모델 구축 공정과, 구축된 정상 상태 예측 모델 및 비정상 상태 예측 모델로부터 용선 온도를 예측하는 용선 온도 예측 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 고로의 용선 온도 예측 방법이 개시되어 있다.Generally, in order to operate a blast furnace stably, it is necessary to maintain the molten iron temperature within a certain range. Specifically, when the temperature of molten iron becomes low, the viscosity of molten iron and slag generated together with molten iron increases, making it difficult to discharge molten iron or slag from the tap port. On the other hand, when the molten iron temperature becomes high, the Si concentration in the molten iron increases and the viscosity of the molten iron increases, so the risk of the molten iron sticking to the tuyere and causing melting damage to the tuyere increases. For this reason, in order to operate the blast furnace stably, it is necessary to suppress fluctuations in the temperature of molten iron. Against this background, various methods have been proposed to estimate the amount of heat supplied into the blast furnace or the temperature of molten iron. Specifically, in Patent Document 1, the furnace heat index displacement amount at the current time from the furnace heat index standard level corresponding to the target molten iron temperature, and the unloading speed standard of the furnace top corresponding to the target molten iron temperature. The molten iron temperature after a specific time is sequentially estimated from the unloading speed displacement amount at the current point from the level and the influence time of both displacement amounts on the molten iron temperature, and furnace heat control is operated to reduce the molten iron temperature fluctuation based on the estimation results. A blast furnace furnace heat control method is disclosed, characterized in that: In addition, Patent Document 2 discloses actual values of blowing condition data including at least any of the blowing temperature, blowing humidity, blowing volume, pulverized coal injection amount, and oxygen enrichment amount in the blast furnace, and at least the amount of solution loss carbon. A blast furnace molten iron temperature prediction method for predicting future molten iron temperature based on performance values of disturbance factor data including and operation data including actual values of molten iron temperature, comprising: a data accumulation process for accumulating operation data; A steady-state prediction model construction process for constructing a steady-state prediction model that predicts the molten iron temperature in a steady-state from operation data in a steady-state accumulated through the accumulation process, and a data accumulation process as a low-dimensional version of the steady-state prediction model. An abnormal state prediction model construction process of constructing an abnormal state prediction model that predicts the molten iron temperature in an abnormal state from the operation data in an abnormal state accumulated by, and the molten iron temperature from the constructed steady state prediction model and the abnormal state prediction model. A method for predicting the molten iron temperature of a blast furnace is disclosed, which is characterized by comprising a molten iron temperature prediction process.
용선 온도가 크게 변동할 가능성이 높은 타이밍은, 고로 내에 대한 송풍량 등의 조업도가 변화함으로써 제조되는 용선의 양이 변화하고, 고로 내에 공급되는 열량에 대하여 선철의 양이 변화하였을 때이다. 특히, 고로 내에 있어서 원료가 가스에 의해 밀어 올려지는 힘이 원료가 강하하는 힘보다 커짐으로써 원료가 강하하지 않게 된 후, 전술한 관계가 해소됨으로써 원료 표면 높이가 급격하게 강하하는, 이른바 슬립이 발생하였을 때에 용선 온도는 크게 변동된다. 그런데, 특허문헌 1 에 기재된 방법은, 조업도의 증감에 의해 변화하는 것으로 생각되는 송풍 현열 (顯熱) 에 의한 반출 현열 등의 인자를 고려하고 있지 않기 때문에, 조업도를 크게 변화시켰을 때에 선철에 공급되는 열량을 양호한 정밀도로 추정할 수 없다. 한편, 특허문헌 2 에 기재된 방법에서는, 과거에 축적되어 있지 않은 조업 변화를 실시하였을 때에 용선 온도의 추정 정밀도가 저하되는 것으로 생각된다. 또, 이와 같이 용선 온도의 추정 정밀도가 낮은 경우, 과잉의 열 공급이 되는 경우도 많아, 설비 트러블이 우려된다. 또, 탄소원인 환원재의 과잉의 사용은, 이산화탄소 배출량 삭감의 흐름에서도 바람직하지 않다.The timing at which the temperature of molten iron is likely to fluctuate significantly is when the amount of molten iron produced changes due to changes in the operation level, such as the amount of air blowing into the blast furnace, and the amount of pig iron changes relative to the amount of heat supplied into the blast furnace. In particular, after the force by which the raw material is pushed up by the gas in the blast furnace becomes greater than the force by which the raw material falls, and the raw material does not fall, the above-mentioned relationship is resolved, and the surface height of the raw material suddenly drops, resulting in so-called slip. When this is done, the temperature of molten iron fluctuates greatly. However, the method described in Patent Document 1 does not take into account factors such as sensible heat taken out by blowing and sensible heat, which are thought to change with an increase or decrease in the operating rate, and therefore, when the operating rate is greatly changed, the amount supplied to the pig iron Calories cannot be estimated with good precision. On the other hand, in the method described in Patent Document 2, it is thought that the estimation accuracy of the molten iron temperature decreases when an operation change that has not been accumulated in the past is implemented. In addition, when the estimation accuracy of the molten iron temperature is low in this way, excessive heat is often supplied, raising concerns about equipment trouble. Additionally, excessive use of reducing materials, which are carbon sources, is also undesirable in the trend of reducing carbon dioxide emissions.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 양호한 정밀도로 추정 가능한 공급 열량 추정 방법, 공급 열량 추정 장치, 및 공급 열량 추정 프로그램을 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어 가능한 고로의 조업 방법을 제공하는 것에 있다.The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to estimate the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace with good accuracy even when the operation level changes significantly, especially when slip occurs, and to estimate the amount of heat supplied. The object is to provide a device and a supply caloric estimation program. In addition, another object of the present invention is to provide a blast furnace operation method that can control the molten iron temperature with good precision within a predetermined range by maintaining an appropriate amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace even when the operation level changes significantly, especially when slip occurs. It's in what it provides.
본 발명에 관련된 공급 열량 추정 방법은, 고로 내에 공급되는 열량 및 고로 내에서의 용선의 제조 속도로부터 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 공급 열량 추정 방법으로서, 노내 (爐內) 통과 가스에 의한 반출 현열의 변화 및 상기 노내 통과 가스에 의해 예열되는 원료에 의해 공급되는 반입 현열의 변화를 추정하고, 추정된 반출 현열 및 반입 현열의 변화를 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 추정 스텝을 포함하고, 상기 추정 스텝은, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정함과 함께, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 상기 반입 현열의 변화를 추정하는 스텝과, 상기 고로에 존재하는 노심 (爐芯) 코크스에 유지되는 열량을 추정하고, 추정된 노심 코크스에 유지되는 열량을 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 스텝을 포함한다.The supply heat quantity estimation method related to the present invention is a supply heat quantity estimation method that estimates the heat quantity supplied to the pig iron in the blast furnace from the heat quantity supplied into the blast furnace and the production speed of molten iron in the blast furnace. An estimation step for estimating the change in the discharged sensible heat and the change in the incoming sensible heat supplied by the raw material preheated by the gas passing through the furnace, and estimating the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace considering the estimated change in the discharged sensible heat and the incoming sensible heat. It includes, wherein the estimation step estimates the discharged sensible heat by considering the amount of heat released out of the blast furnace due to slip, and estimates the change in the imported sensible heat by considering the change in the surface height of the raw material due to slip. It includes a step of estimating the amount of heat retained in the core coke present in the blast furnace, and a step of estimating the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace in consideration of the estimated amount of heat maintained in the core coke.
또한, 상기 추정 스텝은, 노정 가스의 비열에 대하여 노정 가스 온도와 노정 가스 온도의 기준 온도의 차를 곱하여 곱셈값을 산출하고, 그 곱셈값을 조선 (造銑) 속도로 나눈 값을 상기 반출 현열에 더함으로써, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정하는 스텝을 포함하면 된다.In addition, in the estimation step, the specific heat of the furnace top gas is multiplied by the difference between the furnace top gas temperature and the reference temperature of the furnace top gas temperature to calculate a multiplication value, and the multiplied value is divided by the shipbuilding speed to be calculated as the export sensible heat. By adding to , it is sufficient to include a step of estimating the carried out sensible heat by considering the amount of heat released out of the blast furnace due to slip.
또, 상기 추정 스텝은, 원료의 표면 높이의 추정값과 실적값의 차의 적산값의 함수로서 원료 온도를 구함으로써, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 상기 반입 현열의 변화를 추정하는 스텝을 포함하면 된다.In addition, the estimation step calculates the raw material temperature as a function of the integrated value of the difference between the estimated value of the surface height of the raw material and the actual value, thereby estimating the change in the incoming sensible heat in consideration of the change in the surface height of the raw material due to slip. Just include the steps.
본 발명에 관련된 공급 열량 추정 장치는, 고로 내에 공급되는 열량 및 고로 내에서의 용선의 제조 속도로부터 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 공급 열량 추정 장치로서, 노내 통과 가스에 의한 반출 현열의 변화 및 상기 노내 통과 가스에 의해 예열되는 원료에 의해 공급되는 반입 현열의 변화를 추정하고, 추정된 반출 현열 및 반입 현열의 변화를 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 추정 수단을 구비하고, 상기 추정 수단은, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정함과 함께, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 상기 반입 현열의 변화를 추정하고, 상기 고로에 존재하는 노심 코크스에 유지되는 열량을 추정하고, 추정된 노심 코크스에 유지되는 열량을 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정한다.The supply heat quantity estimation device related to the present invention is a supply heat quantity estimation device that estimates the heat quantity supplied to pig iron in the blast furnace from the heat quantity supplied into the blast furnace and the production speed of molten iron in the blast furnace, and the change in sensible heat taken out due to gas passing through the furnace and estimating means for estimating the change in incoming sensible heat supplied by the raw material preheated by the gas passing through the furnace, and estimating the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace by considering the estimated change in outgoing sensible heat and incoming sensible heat, The estimation means estimates the sensible heat taken out by taking into account the amount of heat released out of the blast furnace due to slip, and estimates the change in sensible heat brought in by taking into account the change in surface height of the raw material due to slip, and The amount of heat retained in the existing core coke is estimated, and the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace is estimated by considering the estimated amount of heat retained in the core coke.
본 발명에 관련된 공급 열량 추정 프로그램은, 고로 내에 공급되는 열량 및 고로 내에서의 용선의 제조 속도로부터 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 처리를 컴퓨터에 실행시키는 공급 열량 추정 프로그램으로서, 상기 컴퓨터에, 노내 통과 가스에 의한 반출 현열의 변화 및 상기 노내 통과 가스에 의해 예열되는 원료에 의해 공급되는 반입 현열의 변화를 추정하고, 추정된 반출 현열 및 반입 현열의 변화를 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 추정 처리를 실행시키고, 상기 추정 스텝은, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정함과 함께, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 상기 반입 현열의 변화를 추정하고, 상기 고로에 존재하는 노심 코크스에 유지되는 열량을 추정하고, 추정된 노심 코크스에 유지되는 열량을 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 처리를 포함한다.The supplied heat quantity estimation program related to the present invention is a supplied heat quantity estimation program that causes a computer to execute a process of estimating the heat quantity supplied to the pig iron in the blast furnace from the heat quantity supplied into the blast furnace and the production speed of molten iron in the blast furnace. , estimate the change in the sensible heat taken out by the gas passing through the furnace and the change in the sensible heat supplied by the raw material preheated by the gas passing through the furnace, and take into account the changes in the estimated sensible heat taken out and the sensible heat brought in, and supply it to the pig iron in the blast furnace. An estimation process for estimating the amount of heat is executed, and the estimation step estimates the sensible heat taken out by taking into account the amount of heat released out of the blast furnace due to slip, and taking into account the change in surface height of the raw material due to slip. It includes the process of estimating the change in sensible heat, estimating the amount of heat retained in the core coke present in the blast furnace, and estimating the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace considering the estimated amount of heat retained in the core coke.
본 발명에 관련된 고로의 조업 방법은, 본 발명에 관련된 공급 열량 추정 방법에 의해 추정된 고로 내의 선철에 공급되는 열량에 기초하여 고로 내에 공급되는 열량을 제어하는 스텝을 포함한다.The blast furnace operation method according to the present invention includes a step of controlling the amount of heat supplied into the blast furnace based on the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace estimated by the supply heat amount estimation method according to the present invention.
본 발명에 관련된 공급 열량 추정 방법, 공급 열량 추정 장치, 및 공급 열량 추정 프로그램에 의하면, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 양호한 정밀도로 추정할 수 있다. 또, 본 발명에 관련된 고로의 조업 방법에 의하면, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어할 수 있다.According to the supply heat amount estimation method, supply heat amount estimation device, and supply heat amount estimation program related to the present invention, the heat amount supplied to the pig iron in the blast furnace can be estimated with good accuracy even when the operation level changes significantly, especially when slip occurs. . In addition, according to the blast furnace operation method related to the present invention, even when the operation level changes significantly, especially when slip occurs, the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace is maintained appropriately, and the molten iron temperature can be controlled with good precision within a predetermined range. there is.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 3 은, 종래 지수 및 본 발명의 노열 지수와 기준 용선 온도로부터의 온도차의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of a furnace heat control device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a flow chart showing the flow of furnace heat control processing according to one embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the conventional index and the furnace heat index of the present invention and the temperature difference from the reference molten iron temperature.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 관련된 공급 열량 추정 방법 및 공급 열량 추정 장치가 적용된, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 장치의 구성 및 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings, the configuration and operation of a furnace heat control device according to an embodiment of the present invention to which the supply heat amount estimation method and supply heat amount estimation device related to the present invention are applied will be described.
〔구성〕〔composition〕
먼저, 도 1 을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 장치의 구성에 대해 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 장치 (1) 는, 컴퓨터 등의 정보 처리 장치에 의해 구성되고, 고로 (2) 의 하부에 형성되어 있는 우구로부터 고로 (2) 내의 융체에 공급되는 열량을 제어함으로써 고로 (2) 내에서 제조되는 용선의 온도를 소정 범위 내로 제어한다. 노열 제어 장치 (1) 는, 본 발명에 관련된 공급 열량 추정 장치로서 기능한다.First, with reference to FIG. 1, the configuration of a furnace heat control device according to an embodiment of the present invention will be described. 1 is a block diagram showing the configuration of a furnace heat control device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the furnace heat control device 1, which is an embodiment of the present invention, is configured by an information processing device such as a computer, and is configured to control the temperature within the blast furnace 2 from a tuyere formed in the lower part of the blast furnace 2. By controlling the amount of heat supplied to the melt, the temperature of the molten iron produced in the blast furnace 2 is controlled within a predetermined range. The furnace heat control device 1 functions as a supply heat quantity estimation device according to the present invention.
이와 같은 구성을 갖는 노열 제어 장치 (1) 는, 이하에 나타내는 노열 제어 처리를 실행함으로써, 고로 (2) 의 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 (2) 내의 선철에 공급되는 열량을 양호한 정밀도로 추정하고, 추정 결과를 사용하여 고로 (2) 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어한다. 이하, 도 2 를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 처리의 흐름에 대해 설명한다.The furnace heat control device 1 having such a configuration performs the furnace heat control process shown below, so that the pig iron supplied to the blast furnace 2 is supplied even when the operation level of the blast furnace 2 changes significantly, especially when slip occurs. The amount of heat is estimated with good precision, and using the estimation result, the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace 2 is maintained appropriately, and the molten iron temperature is controlled with good precision within a predetermined range. Hereinafter, with reference to FIG. 2, the flow of the furnace heat control process which is one embodiment of the present invention will be described.
또한, 이하에 나타내는 노열 제어 장치 (1) 의 동작은, 노열 제어 장치 (1) 를 구성하는 정보 처리 장치 내의 CPU 등의 연산 처리 장치가, ROM 등의 기억부로부터 RAM 등의 일시 기억부에 프로그램 (1a) 을 로드하고, 로드한 프로그램 (1a) 을 실행함으로써 실현된다. 프로그램 (1a) 은, 인스톨 가능한 형식 또는 실행 가능한 형식의 파일로 CD-ROM, 플렉시블 디스크, CD-R, DVD 등의 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체에 기록하여 제공하도록 구성해도 된다. 프로그램 (1a) 은, 인터넷 등의 전기 통신 회선, 휴대 전화 등의 전화 통신망, WiFi (등록 상표) 등의 무선 통신망 등의 네트워크에 접속된 컴퓨터 상에 격납하고, 네트워크 경유로 다운로드시킴으로써 제공하도록 구성해도 된다.In addition, the operation of the furnace heat control device 1 shown below is such that an arithmetic processing unit such as a CPU in the information processing device constituting the furnace heat control device 1 stores a program from a storage unit such as ROM to a temporary storage unit such as RAM. This is realized by loading (1a) and executing the loaded program (1a). The program (1a) may be provided as a file in an installable or executable format by being recorded on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM, flexible disk, CD-R, or DVD. The program (1a) may be stored on a computer connected to a network such as a telecommunication line such as the Internet, a telephone communication network such as a mobile phone, or a wireless communication network such as WiFi (registered trademark), and provided by downloading via the network. do.
〔노열 제어 처리〕[No heat control treatment]
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다. 도 2 에 나타내는 플로 차트는, 노열 제어 처리의 실행 명령이 노열 제어 장치 (1) 에 입력된 타이밍에서 개시가 되고, 노열 제어 처리는, 종래부터 실시되어 온 고로 내에서의 반응 열수지 (반응 생성열, 반응 흡열), 송풍 현열, 및 히트 로스 (노체 (爐體) 로부터의 발열량 (拔熱量) 등) 등에 의해 고로 내에 공급되는 열량을 추정하는 스텝 S1 의 처리에 더하여, 스텝 S2, 스텝 S3, 및 스텝 S4 의 처리를 추가하여 실시하고, 이것들을 통합하여 공급 열량을 추정하는 스텝 S5 의 처리로 진행된다. 고로 내에서의 반응 열수지 (반응 생성열, 반응 흡열), 송풍 현열, 및 히트 로스 (노체로부터의 발열량 등) 등에 의해 고로 내에 공급되는 열량을 추정하는 스텝 S1 의 처리는 종래부터 실시되고 있으며, 이 때의 공급 열량을 Q0 으로 한다. 스텝 S1 의 처리의 바람직한 예에 대해서는 후술한다.Fig. 2 is a flow chart showing the flow of furnace heat control processing according to one embodiment of the present invention. The flow chart shown in FIG. 2 starts at the timing when the execution command of the furnace heat control process is input to the furnace heat control device 1, and the furnace heat control process is based on the reaction heat balance (reaction generated heat, In addition to the processing of step S1, which estimates the amount of heat supplied into the blast furnace by reaction endotherm), sensible heat of blowing, and heat loss (heating amount from the furnace body, etc.), step S2, step S3, and step The processing of S4 is additionally performed, and the processing proceeds to step S5, which integrates these processes to estimate the amount of heat supplied. The process of Step S1, which estimates the amount of heat supplied into the blast furnace based on the reaction heat balance (heat of reaction production, reaction endotherm), sensible heat of blowing, and heat loss (heating amount from the furnace body, etc.) within the blast furnace, has been performed conventionally. Let the supplied heat quantity be Q 0 . A preferred example of the processing of step S1 will be described later.
스텝 S2 의 처리에서는, 노열 제어 장치 (1) 가, 고로 (2) 의 하부에서 상부로 빠져나가는 가스 (노내 통과 가스) 가 고로 (2) 의 상부에 반출하는 현열 (가스반출 현열) Q7 을 추정한다. 구체적으로는, 가스 반출 현열 Q7 (MJ/t-p : 선철 (pig iron) 1 톤당의 열량. 이하, t-p 로 기재한 경우에는, 선철 톤수를 나타낸다) 은, (1) 우구 전에서 연소된 가스의 추정 온도 (이론 연소 온도) 와 고로 노 하부 상단의 온도를 나타내는 기준 온도의 온도차에 가스의 비열을 곱하여 제 1 곱셈값을 산출하고, (2) 노정 가스의 비열에 대하여 노정 가스 온도 (노 상부 배기 가스 온도) 와 노정 가스 온도의 기준 온도의 차를 곱하여 제 2 곱셈값을 산출하고, (3) 제 1 곱셈값과 제 2 곱셈값을 더한 값을 조선 속도로 나눔으로써 산출할 수 있으며, 이하에 나타내는 수학식 (1) 에 의해 나타낸다. 제 1 곱셈값과 제 2 곱셈값을 더한 값을 조선 속도로 나눔으로써, 슬립에 의해 원료와 열교환하지 않고 노외로 방출되는 열량을 고려하여 가스 반출 현열 Q7 을 양호한 정밀도로 평가할 수 있다. 이로써, 스텝 S2 의 처리는 완료되고, 스텝 S5 의 처리로 진행된다.In the process of step S2, the furnace heat control device 1 controls the sensible heat (gas discharge sensible heat) Q 7 that the gas flowing out from the lower part of the blast furnace 2 to the upper part (gas passing through the furnace) is exported to the upper part of the blast furnace 2 . estimate. Specifically, the gas discharge sensible heat Q 7 (MJ/tp: heat per ton of pig iron. Hereinafter, when written as tp, it indicates the tonnage of pig iron) is (1) the amount of heat per ton of pig iron. The temperature difference between the estimated temperature (theoretical combustion temperature) and the reference temperature representing the temperature at the top of the lower part of the blast furnace is multiplied by the specific heat of the gas to calculate the first multiplication value, and (2) the specific heat of the furnace top gas is calculated by calculating the furnace top gas temperature (furnace top exhaust The second multiplication value is calculated by multiplying the difference between the reference temperature of the gas temperature) and the furnace top gas temperature, and (3) the value obtained by adding the first multiplication value and the second multiplication value can be calculated by dividing the value by the shipbuilding speed, as follows: It is expressed by equation (1). By dividing the sum of the first multiplication value and the second multiplication value by the shipbuilding speed, the gas discharge sensible heat Q 7 can be evaluated with good precision, taking into account the amount of heat released to the outside of the furnace due to slip without heat exchange with the raw materials. With this, the processing of step S2 is completed, and the processing proceeds to step S5.
여기서, Cbosh,i 는 노내 통과 가스 (보시 가스) 중의 가스종 i (질소, 일산화탄소, 수소) 의 비열 (MJ/㎥/℃), Ctop,i 는 노정 가스 중의 가스종 i (질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 수소, 수증기) 의 비열 (MJ/㎥/℃), Vbosh,i 는 노내 통과 가스 중의 가스종 i 의 유량 (㎥ (s.t.p)/min) (㎥ (s.t.p) : 0 ℃, 1 atm (대기압) 에서의 체적), Vtop,i 는 노정 가스 중의 가스종 i 의 유량 (㎥ (s.t.p)/min), TFT 는 이론 연소 온도 (℃), Tbase 는 기준 온도 (℃) (800 ∼ 1200 ℃, 바람직하게는 900 ∼ 1000 ℃), Ttop 는 노정 가스 온도 (℃), Ttop,base 는 노정 가스 온도의 기준 온도 (℃) (80 ∼ 300 ℃, 바람직하게는 100 ∼ 200 ℃), Pig 는 조선 속도 (t-p/min), αbosh, αtop 는 고로 (2) 에 따라 변경되는 영향 계수를 나타낸다. 이들 값은, 예를 들어 전기 통신 회선을 통하여 노열 제어 장치 (1) 에 접속되어 있는 프로세스 컴퓨터 등의 상위 컴퓨터 (3) 로부터 취득할 수 있다.Here, C bosh,i is the specific heat (MJ/㎥/℃) of gas species i (nitrogen, carbon monoxide, hydrogen) in the gas passing through the furnace (bosh gas), and C top,i is the specific heat (MJ/㎥/℃) of gas species i (nitrogen, carbon monoxide) in the furnace top gas. , carbon dioxide, hydrogen, water vapor) specific heat (MJ/㎥/℃), V bosh,i is the flow rate of gas species i in the gas passing through the furnace (㎥ (stp)/min) (㎥ (stp): 0 ℃, 1 atm (volume at atmospheric pressure)), V top,i is the flow rate of gas species i in the top gas (㎥ (stp)/min), TFT is the theoretical combustion temperature (℃), T base is the reference temperature (℃) (800 ~ 1200 ℃, preferably 900 to 1000 ℃), T top is the furnace top gas temperature (℃), T top,base is the standard temperature of the furnace top gas temperature (℃) (80 to 300 ℃, preferably 100 to 200 ℃) , Pig represents the shipbuilding speed (tp/min), α bosh , and α top represent the influence coefficient that changes depending on the blast furnace (2). These values can be acquired, for example, from a higher-level computer 3, such as a process computer, connected to the furnace heat control device 1 via an electric communication line.
스텝 S3 의 처리에서는, 노열 제어 장치 (1) 가, 고로 (2) 의 상부에서 하부로 공급되는 원료가 고로 (2) 의 하부에 반입하는 현열 (원료 반입 현열) Q8 을 추정한다. 구체적으로는, 원료 반입 현열 Q8 (MJ/t-p) 은, 이하의 수학식 (2) 로 나타내는 바와 같이 융착대 하단의 원료 온도 T1 (＝ 1450 ∼ 1500 ℃) 과 기준 온도 Tbase 의 온도차에 원료의 비열을 곱함으로써 산출할 수 있다. 또한, 원료 온도 T1 은, 이하에 나타내는 수학식 (3) 과 같이 원료 표면 높이의 추정값과 실적값의 차 ΔLsurface 의 미분값의 함수로 되어 있다. 이와 같은 원료 온도 T1 의 설정에 의하면, 슬립한 원료 표면 높이의 크기에 따라 원료 온도 T1 이 저하되는 것을 고려할 수 있으므로, 슬립에 의해 원료가 가열 불량이 되어, 원료에 의해 노 하부에 반입되는 열량이 감소하는 것을 양호한 정밀도로 평가할 수 있다.In the process of step S3, the furnace heat control device 1 estimates the sensible heat (raw material introduction sensible heat) Q 8 that the raw materials supplied from the upper part of the blast furnace 2 to the lower part are brought into the lower part of the blast furnace 2. Specifically, the raw material input sensible heat Q 8 (MJ/tp) is the temperature difference between the raw material temperature T 1 (= 1450 to 1500 ℃) at the bottom of the fusion zone and the reference temperature T base , as shown in the following equation (2). It can be calculated by multiplying the specific heat of the raw material. In addition, the raw material temperature T 1 is a function of the differential value of the difference ΔL surface between the estimated value of the raw material surface height and the actual value, as shown in equation (3) shown below. According to this setting of the raw material temperature T 1 , it can be considered that the raw material temperature T 1 decreases depending on the size of the surface height of the slipped raw material. Therefore, the raw material is heated incorrectly due to slip, and the raw material is brought into the lower part of the furnace. The decrease in heat quantity can be evaluated with good precision.
상세하게는, 통상적인 조업 상황에 있어서는, 고로 내의 원료 및 코크스의 체적이 조선 속도에 따라 감소해 가므로, 고로 내에 있어서의 원료 충전층의 표면 높이가 하강해 간다. 여기서, 원료 충전층의 표면 높이는 센서를 사용하여 측정되고 있으며, 원료 충전층의 표면 높이가 소정의 높이까지 강하한 단계에서 원료 및 코크스를 보충하여 원료 충전층의 표면 높이를 원래의 높이로 하는 조작이 반복하여 실시된다. 한편, 슬립이 발생하기 직전에 있어서는, 고로 내의 원료의 체적 자체는 조선 속도에 따라 감소해 가지만, 어느 위치에서 원료의 강하가 저해되기 때문에, 원료 충전층의 표면 높이는 일정하거나 약간 강하할 뿐이다. 따라서, 조선 속도로부터 추정되는 원료 충전층의 표면 높이와 센서 측정값의 차 ΔLsurface 를 항상 구해 두고, 그 차가 급격하게 축소되었을 때의 변화량 dΔLsurface/dt 가 슬립량을 나타내고, 그 대소에 의해 슬립에 의해 가열 불량이 된 원료의 영향을 평가할 수 있다. 원료 충전층의 표면 높이의 변화량을 간이적으로 항상 측정하고, 임계값을 초과하였을 때에 슬립으로 간주함으로써 동일한 평가도 가능하다. 또한, 원료 충전층의 표면 높이의 측정 방향이 복수 있는 경우에는, 측정 방향마다 동일한 평가를 실시하고, 슬립이 일어난 측정 방향의 비율에 의해 그 영향을 안분하여 구해도 되고, 또 각 측정 방향의 평균값을 사용하여 슬립의 평가를 실시해도 된다. 이로써, 스텝 S3 의 처리는 완료되고, 스텝 S5 의 처리로 진행된다.Specifically, in normal operating conditions, the volume of raw materials and coke in the blast furnace decreases with the shipbuilding speed, so the surface height of the raw material filled layer in the blast furnace decreases. Here, the surface height of the raw material filled layer is measured using a sensor, and at the stage when the surface height of the raw material filled layer drops to a predetermined height, the raw material and coke are replenished to bring the surface height of the raw material filled layer back to the original height. This is carried out repeatedly. On the other hand, just before slip occurs, the volume of the raw material itself in the blast furnace decreases according to the shipbuilding speed, but because the lowering of the raw material is inhibited at a certain position, the surface height of the raw material filled layer is constant or only drops slightly. Therefore, the difference ΔL surface between the surface height of the raw material filled layer estimated from the shipbuilding speed and the sensor measurement value is always obtained, and the change amount dΔL surface /dt when the difference is suddenly reduced represents the amount of slip, and the slip is determined by its size. It is possible to evaluate the influence of raw materials that have been heated poorly. The same evaluation is also possible by simply measuring the change in surface height of the raw material filled layer at all times and considering it as slip when it exceeds the threshold value. In addition, when there are multiple measurement directions of the surface height of the raw material filled layer, the same evaluation may be performed for each measurement direction and the influence may be calculated by dividing it proportionally according to the ratio of the measurement directions in which slip occurred, or the average value of each measurement direction may be calculated. You may use this to evaluate slip. With this, the processing of step S3 is completed, and the processing proceeds to step S5.
여기서, Cj 는 원료 j (코크스, 선철, 슬래그) 의 비열 (MJ/㎏/℃), Rj 는 원료 j 의 원단위 (㎏/t-p), T1 은 융착대 하단의 원료 온도 (℃), Tbase 는 기준 온도 (℃), β 는 고로 (2) 에 의해 변경되는 영향 계수를 나타낸다. 이들 값은, 예를 들어 상위 컴퓨터 (3) 로부터 취득할 수 있다.Here, C j is the specific heat of raw material j (coke, pig iron, slag) (MJ/kg/℃), R j is the basic unit of raw material j (kg/tp), T 1 is the raw material temperature at the bottom of the fusion zone (℃), T base represents the reference temperature (℃), and β represents the influence coefficient changed by the blast furnace (2). These values can be obtained, for example, from the upper computer 3.
스텝 S4 의 처리에서는, 노열 제어 장치 (1) 가, 고로 (2) 의 하부에 존재하는 노심 코크스에 유지되는 열량 (코크스 유지 열량) Q9 를 추정한다. 구체적으로는, 코크스 유지 열량 Q9 (MJ/t-p) 는, 용선 1 t 당의 코크스 원단위로부터 연소 소비량 및 더스트로서 배출되는 카본량을 뺀 값에 대하여 기준 온도와 이론 연소 온도의 차 및 코크스의 비열 Ccoke 를 곱함으로써 구할 수 있으며, 이하에 나타내는 수학식 (4) 에 의해 나타낸다. 이로써, 스텝 S4 의 처리는 완료되고, 스텝 S5 의 처리로 진행된다.In the process of step S4, the furnace heat control device 1 estimates the amount of heat retained in the core coke existing in the lower part of the blast furnace 2 (coke holding heat amount) Q 9 . Specifically, the coke holding heat amount Q 9 (MJ/tp) is the difference between the reference temperature and the theoretical combustion temperature and the specific heat C of coke with respect to the value obtained by subtracting the combustion consumption and the amount of carbon discharged as dust from the coke basic unit per 1 ton of molten iron. It can be obtained by multiplying by coke , and is expressed by equation (4) shown below. With this, the processing of step S4 is completed, and the processing proceeds to step S5.
여기서, Ccoke 는 코크스의 비열 (MJ/㎏/℃), TFT 는 이론 연소 온도 (℃), Tbase 는 기준 온도 (℃), CR 은 코크스비 (㎏/t-p), CRburn 은 우구 전 연소 카본비 (송풍 산소와 조습에 의해 우구 전에서 소비되는 산소량) (㎏/t-p), PCR 은 미분탄비 (㎏/t-p), CinPC 는 미분탄 중의 카본 비율, Csol 은 솔루션 로스 카본비 (㎏/t-p), Dust 는 더스트비 (㎏/t-p), Cindust 는 더스트 중의 카본 비율, γ 와 δ 는 고로 (2) 에 의해 변경되는 영향 계수를 나타낸다. 이들 값은, 예를 들어 상위 컴퓨터 (3) 로부터 취득할 수 있다.Here, C coke is the specific heat of coke (MJ/kg/℃), TFT is the theoretical combustion temperature (℃), T base is the reference temperature (℃), CR is the coke ratio (kg/tp), and CR burn is pre-tube combustion. Carbon ratio (the amount of oxygen consumed in the tuyere by blowing oxygen and humidity control) (kg/tp), PCR is the pulverized coal ratio (kg/tp), C inPC is the carbon ratio in the pulverized coal, C sol is the solution loss carbon ratio (kg/ tp), Dust represents the dust ratio (kg/tp), C indust represents the carbon ratio in the dust, and γ and δ represent the influence coefficients changed by the blast furnace (2). These values can be obtained, for example, from the upper computer 3.
스텝 S5 의 처리에서는, 노열 제어 장치 (1) 가, 스텝 S1 의 처리에 있어서 추정된 공급 열량 Q0, 스텝 S2 ∼ S4 의 처리에 있어서 추정된 가스 반출 현열 Q7, 원료 반입 현열 Q8, 및 코크스 유지 열량 Q9 를 사용하여 고로 (2) 내의 선철에 공급되는 열량을 추정한다. 구체적으로는, 노열 제어 장치 (1) 는, 이하에 나타내는 수학식 (5) 에 스텝 S1 에 있어서 추정된 공급 열량 Q0, 스텝 S2 ∼ S4 의 처리에 있어서 추정된 가스 반출 현열 Q7, 원료 반입 현열 Q8, 및 코크스 유지 열량 Q9 를 대입함으로써, 고로 (2) 내의 선철에 공급되는 열량에 대응하는 노열 지수 TQ (MJ/t-p) 를 산출한다. 이로써, 스텝 S5 의 처리는 완료되고, 스텝 S6 의 처리로 진행된다.In the processing of step S5, the furnace heat control device 1 calculates the amount of supply heat Q 0 estimated in the processing of step S1, the sensible heat of gas discharge Q 7 estimated in the processing of steps S2 to S4, the sensible heat of raw material loading Q 8 , and Estimate the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace (2) using the coke holding heat amount Q9 . Specifically, the furnace heat control device 1 uses the equation (5) shown below to calculate the supply heat quantity Q 0 estimated in step S1, the gas discharge sensible heat Q 7 estimated in the processing of steps S2 to S4, and the raw material loading. By substituting the sensible heat Q 8 and the coke holding heat amount Q 9 , the furnace heat index T Q (MJ/tp) corresponding to the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace 2 is calculated. With this, the processing of step S5 is completed, and the processing proceeds to step S6.
여기서, Q0 은, 고로 내에서의 반응 열수지 (반응 생성열, 반응 흡열), 송풍 현열, 및 히트 로스 (노체로부터의 발열량 등) 등에 의해 고로 내에 공급되는 열량을 나타내고 있으며, 종래의 공급 열량 추정에서 대부분의 경우에 채용되고 있는 추정 방법을 적용 가능하지만, 바람직한 형태로서, 수학식 (6) 을 들 수 있다.Here, Q 0 represents the amount of heat supplied into the blast furnace by the reaction heat balance (heat of reaction production, endothermic reaction), sensible heat of blowing, and heat loss (heating amount from the furnace body, etc.) within the blast furnace. In the conventional estimation of the amount of heat supplied, Although the estimation method employed is applicable in most cases, equation (6) can be given as a preferred form.
여기서, Q1 은, 우구 끝 코크스의 연소열 (MJ/t-p) 을 나타낸다. 연소열 Q1 은, 단위 시간당 우구로부터 고로에 송풍한 산소의 양으로부터 산출되는 코크스의 연소에 의한 발열량 (發熱量) 을 그 단위 시간에 제조되는 용선 철량으로 나눔으로써 산출할 수 있다.Here, Q 1 represents the combustion heat (MJ/tp) of the tuyere tip coke. The heat of combustion Q 1 can be calculated by dividing the amount of heat generated by combustion of coke calculated from the amount of oxygen blown into the blast furnace from the tuyere per unit time by the amount of molten iron produced in that unit time.
또, Q2 는, 우구로부터의 송풍에 의해 고로에 투입되는 송풍 현열 (MJ/t-p) 을 나타낸다. 송풍 현열 Q2 는, 단위 시간당의 송풍량과 송풍 온도의 측정값으로부터 단위 시간당 송풍에 의해 고로에 투입되는 열량을 구하고, 이 값을 그 단위 시간에 제조되는 용선 철량으로 나눔으로써 산출할 수 있다.Moreover, Q 2 represents the sensible heat of blowing air (MJ/tp) introduced into the blast furnace by blowing air from the tuyere. The blowing sensible heat Q 2 can be calculated by determining the amount of heat input into the blast furnace by blowing per unit time from the measured values of the blowing volume per unit time and the blowing temperature, and dividing this value by the amount of molten iron produced in that unit time.
또, Q3 은, 솔루션 로스 반응열 (MJ/t-p) 을 나타낸다. 이 값은, 예를 들어, 특허문헌 1 에서 기재된 바와 같이 노정 가스 성분값으로부터 솔루션 로스 카본량을 구함으로써 그 반응열을 산출할 수 있다. 솔루션 로스 반응열 Q3 은, 이 솔루션 로스 반응열을 그 단위 시간에 제조되는 용선 철량으로 나눔으로써 산출할 수 있다.Additionally, Q 3 represents the solution loss heat of reaction (MJ/tp). This value can be calculated by calculating the heat of reaction by determining the amount of solution loss carbon from the top gas component value as described in Patent Document 1, for example. The solution loss heat of reaction Q 3 can be calculated by dividing this solution loss heat of reaction by the amount of molten iron manufactured in that unit time.
또, Q4 는, 주로 송풍에 포함되는 습분 (濕分) 의 분해열 (MJ/t-p) 을 나타낸다. 분해열 Q4 는, 송풍 습분의 계측값으로부터 구해지는 분해열을 그 단위 시간에 제조되는 용선 철량으로 나눔으로써 산출할 수 있다.Additionally, Q 4 represents the heat of decomposition (MJ/tp) of moisture mainly contained in blowing air. The decomposition heat Q 4 can be calculated by dividing the decomposition heat obtained from the measured value of the blowing moisture content by the amount of molten iron produced in unit time.
또, Q5 는, 노체로부터의 히트 로스 (예를 들어, 냉각수에 의한 발열량) (MJ/t-p) 를 나타낸다. 히트 로스로서, 냉각수에 의한 발열량을 산출하는 경우, 발열량 Q5 는, 냉각수의 수량과 고로 노체의 냉각수의 입측과 출측의 온도차로부터 냉각수에 의한 단위 시간당의 발열량을 산출하고, 산출된 발열량을 그 단위 시간에 제조되는 용선 철량으로 나눔으로써 산출할 수 있다.Additionally, Q 5 represents heat loss from the furnace body (for example, calorific value generated by cooling water) (MJ/tp). When calculating the calorific value by cooling water as heat loss, the calorific value Q 5 is calculated as the calorific value per unit time by the cooling water from the quantity of cooling water and the temperature difference between the inlet and outlet sides of the coolant of the blast furnace body, and the calculated calorific value is calculated as the unit. It can be calculated by dividing by the amount of molten iron manufactured in time.
또, Q6 은, 단위 시간에 우구로부터 취입되는 환원재의 분해열 (MJ/t-p) 을 나타낸다. 분해열 Q6 은, 분해열을 그 단위 시간에 제조되는 용선 철량으로 나눔으로써 산출할 수 있다.Moreover, Q 6 represents the decomposition heat (MJ/tp) of the reducing material blown in from the tuyere in unit time. The decomposition heat Q 6 can be calculated by dividing the decomposition heat by the amount of molten iron produced in unit time.
스텝 S6 의 처리에서는, 노열 제어 장치 (1) 가, 스텝 S5 의 처리에 있어서 추정된 고로 (2) 내의 선철에 공급되는 열량에 기초하여 우구로부터 고로 (2) 내에 공급되는 열량을 제어함으로써, 고로 (2) 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 제어한다. 이로써, 스텝 S6 의 처리는 완료되고, 일련의 노열 제어 처리는 종료된다.In the process of step S6, the furnace heat control device 1 controls the amount of heat supplied into the blast furnace 2 from the tuyere based on the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace 2 estimated in the process of step S5, (2) The molten iron temperature is controlled within a predetermined range by maintaining an appropriate amount of heat supplied to the pig iron inside. Thereby, the process of step S6 is completed, and the series of furnace heat control processes ends.
이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 처리에서는, 노열 제어 장치 (1) 가, 노내 통과 가스에 의한 고로 상부에 대한 반출 현열의 변화 및 노내 통과 가스에 의해 예열되는 원료에 의해 고로의 하부에 공급되는 반입 현열의 변화를 추정하고, 추정된 반출 현열 및 반입 현열의 변화를 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정한다. 또, 노열 제어 장치 (1) 는, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 반출 현열을 추정함과 함께, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 반입 현열의 변화를 추정하고, 고로에 존재하는 노심 코크스에 유지되는 열량을 추정하고, 추정된 노심 코크스에 유지되는 열량을 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정한다. 이로써, 고로 내에 대한 송풍량 등의 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 양호한 정밀도로 추정할 수 있다. 또, 이로써, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어할 수 있다.As is clear from the above description, in the furnace heat control treatment of one embodiment of the present invention, the furnace heat control device 1 controls the change in sensible heat carried out to the upper part of the blast furnace by the gas passing through the furnace and the raw material preheated by the gas passing through the furnace. The change in the incoming sensible heat supplied to the lower part of the blast furnace is estimated, and the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace is estimated by considering the estimated change in the outgoing sensible heat and the incoming sensible heat. In addition, the furnace heat control device 1 estimates the sensible heat taken out in consideration of the amount of heat released outside the blast furnace due to slip, and estimates the change in sensible heat brought in by considering the change in surface height of the raw material due to slip, The amount of heat retained in the core coke present in the blast furnace is estimated, and the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace is estimated by considering the estimated amount of heat retained in the core coke. As a result, the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace can be estimated with good accuracy even when the operation level, such as the amount of air blowing into the blast furnace, changes significantly, especially when slip occurs. In addition, this allows the molten iron temperature to be controlled with good precision within a predetermined range by maintaining an appropriate amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace even when the operation level changes significantly, especially when slip occurs.
〔실시예〕[Example]
도 3 에 슬립이 발생한 타이밍에서의 종래의 노열 지수 (Q1 ∼ Q6 으로 추정) 와 본 발명의 노열 지수 (Q1 ∼ Q9 로 추정) 를 실제의 용선 온도 (기준 용선 온도로부터의 차) 와 대비한 결과를 나타낸다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 노열 지수 (본 발명예) 에서는, 종래의 노열 지수 (비교예) 와 비교하여, 노열 지수와 용선 온도 (기준 용선 온도로부터의 차) 사이에 일정한 상관 관계를 확인할 수 있다. 또, 표 1 에 각각의 인자를 고려하였을 때의 추정 용선 온도와 실적 용선 온도의 차의 표준 편차를 정리한 것을 나타낸다. 종래의 노열 지수로서, Q1 ∼ Q6 만을 사용하여 노열 지수를 추정한 경우 (비교예) 와 비교하여, 슬립을 고려한 경우 (본 발명예. Q1 ∼ Q9 를 사용하여 노열 지수를 추정.) 에 보다 추정 정밀도가 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 이로써, 본 발명의 노열 지수를 사용함으로써, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.In FIG. 3, the conventional furnace heat index (estimated as Q 1 to Q 6 ) and the furnace heat index of the present invention (estimated as Q 1 to Q 9 ) at the timing when slip occurred are compared to the actual molten iron temperature (difference from the standard molten iron temperature). Shows the results compared to . As shown in Figure 3, in the furnace heat index of the present invention (invention example), compared to the conventional furnace heat index (comparative example), there is a certain correlation between the furnace heat index and the molten iron temperature (difference from the standard molten iron temperature). You can check it. In addition, Table 1 shows the standard deviation of the difference between the estimated molten iron temperature and the actual molten iron temperature when considering each factor. As a conventional old heat index, compared to the case where the old heat index was estimated using only Q 1 to Q 6 (comparative example), the case where slip was taken into consideration (present invention example. The old heat index was estimated using Q 1 to Q 9 . ) It can be seen that the estimation accuracy is improved. Accordingly, by using the furnace heat index of the present invention, the molten iron temperature can be controlled with good precision within a predetermined range by maintaining an appropriate amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace even when the operation level changes significantly, especially when slip occurs. Able to know.
이상, 본 발명자들에 의해 이루어진 발명을 적용한 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 실시형태에 의한 본 발명의 개시의 일부를 이루는 기술 및 도면에 의해 본 발명은 한정되지는 않는다. 즉, 본 실시형태에 기초하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시형태, 실시예, 및 운용 기술 등은 전부 본 발명의 범주에 포함된다.The above has described an embodiment to which the invention made by the present inventors is applied, but the present invention is not limited by the description and drawings that form part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment. That is, other embodiments, examples, operation techniques, etc. made by those skilled in the art based on the present embodiment are all included in the scope of the present invention.
본 발명에 의하면, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 양호한 정밀도로 추정 가능한 공급 열량 추정 방법, 공급 열량 추정 장치, 및 공급 열량 추정 프로그램을 제공할 수 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 슬립이 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어 가능한 고로의 조업 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a supply heat estimation method, a supply heat estimation device, and a supply heat estimation program that can estimate the heat quantity supplied to pig iron in a blast furnace with good accuracy even when the operation level changes significantly, especially when slip occurs. there is. In addition, another object of the present invention is to provide a blast furnace operation method that can control the molten iron temperature with good precision within a predetermined range by maintaining an appropriate amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace even when the operation level changes significantly, especially when slip occurs. can be provided.
1 : 노열 제어 장치
1a : 프로그램
2 : 고로
3 : 상위 컴퓨터1: furnace heat control device
1a: program
2: blast furnace
3: Parent computer
Claims (6)
노내 통과 가스에 의한 반출 현열의 변화 및 상기 노내 통과 가스에 의해 예열되는 원료에 의해 공급되는 반입 현열의 변화를 추정하고, 추정된 반출 현열 및 반입 현열의 변화를 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 추정 스텝을 포함하고,
상기 추정 스텝은, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정함과 함께, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 상기 반입 현열의 변화를 추정하는 스텝과, 상기 고로에 존재하는 노심 코크스에 유지되는 열량을 추정하고, 추정된 노심 코크스에 유지되는 열량을 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 스텝을 포함하는, 공급 열량 추정 방법.A supply heat quantity estimation method for estimating the heat quantity supplied to pig iron in a blast furnace from the heat quantity supplied into the blast furnace and the production speed of molten iron in the blast furnace,
Calculate the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace by estimating the change in the sensible heat taken out by the gas passing through the furnace and the change in the sensible heat supplied by the raw material preheated by the gas passing through the furnace, and taking into account the changes in the estimated sensible heat taken out and the sensible heat brought in. Includes an estimation step to estimate,
The estimation step includes a step of estimating the discharged sensible heat in consideration of the amount of heat released outside the blast furnace due to slip, and a step of estimating a change in the imported sensible heat by considering a change in the surface height of the raw material due to slip. A method for estimating the amount of heat supplied, including the steps of estimating the amount of heat retained in the core coke present in the blast furnace and estimating the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace by considering the estimated amount of heat maintained in the core coke.
상기 추정 스텝은, 노정 가스의 비열에 대하여 노정 가스 온도와 노정 가스 온도의 기준 온도의 차를 곱하여 곱셈값을 산출하고, 그 곱셈값을 조선 속도로 나눈 값을 상기 반출 현열에 더함으로써, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정하는 스텝을 포함하는, 공급 열량 추정 방법.According to claim 1,
In the estimation step, a multiplication value is calculated by multiplying the specific heat of the furnace top gas by the difference between the standard temperature of the furnace top gas temperature and the furnace top gas temperature, and the multiplication value divided by the shipbuilding speed is added to the discharge sensible heat, thereby increasing the slip. A method for estimating the amount of supplied heat, including a step of estimating the exported sensible heat by considering the amount of heat released out of the blast furnace.
상기 추정 스텝은, 원료의 표면 높이의 추정값과 실적값의 차의 적산값의 함수로서 원료 온도를 구함으로써, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 상기 반입 현열의 변화를 추정하는 스텝을 포함하는, 공급 열량 추정 방법.The method of claim 1 or 2,
The estimation step is a step of calculating the temperature of the raw material as a function of the integrated value of the difference between the estimated value of the surface height of the raw material and the actual value, taking into account the change in the surface height of the raw material due to slip and estimating the change in the incoming sensible heat. Methods for estimating calories supplied, including:
노내 통과 가스에 의한 반출 현열의 변화 및 상기 노내 통과 가스에 의해 예열되는 원료에 의해 공급되는 반입 현열의 변화를 추정하고, 추정된 반출 현열 및 반입 현열의 변화를 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 추정 수단을 구비하고,
상기 추정 수단은, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정함과 함께, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 상기 반입 현열의 변화를 추정하고, 상기 고로에 존재하는 노심 코크스에 유지되는 열량을 추정하고, 추정된 노심 코크스에 유지되는 열량을 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는, 공급 열량 추정 장치.A supply heat estimation device that estimates the heat supply to pig iron in a blast furnace from the heat supply to the blast furnace and the production speed of molten iron in the blast furnace,
Calculate the amount of heat supplied to the pig iron in the blast furnace by estimating the change in the sensible heat taken out by the gas passing through the furnace and the change in the sensible heat supplied by the raw material preheated by the gas passing through the furnace, and taking into account the changes in the estimated sensible heat taken out and the sensible heat brought in. Equipped with an estimation means to estimate,
The estimation means estimates the sensible heat taken out by taking into account the amount of heat released out of the blast furnace due to slip, and estimates the change in sensible heat brought in by taking into account the change in surface height of the raw material due to slip, and A supply heat quantity estimation device that estimates the heat quantity retained in the existing core coke and estimates the heat quantity supplied to the pig iron in the blast furnace by considering the estimated heat quantity retained in the core coke.
상기 컴퓨터에, 노내 통과 가스에 의한 반출 현열의 변화 및 상기 노내 통과 가스에 의해 예열되는 원료에 의해 공급되는 반입 현열의 변화를 추정하고, 추정된 반출 현열 및 반입 현열의 변화를 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 추정 처리를 실행시키고,
상기 추정 스텝은, 슬립에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정함과 함께, 슬립에 의한 원료의 표면 높이의 변화를 고려하여 상기 반입 현열의 변화를 추정하고, 상기 고로에 존재하는 노심 코크스에 유지되는 열량을 추정하고, 추정된 노심 코크스에 유지되는 열량을 고려하여 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 추정하는 처리를 포함하는, 공급 열량 추정 프로그램.A supply heat quantity estimation program that causes a computer to execute a process for estimating the heat quantity supplied to pig iron in a blast furnace from the heat quantity supplied into the blast furnace and the production speed of molten iron in the blast furnace, comprising:
To the computer, the change in sensible heat taken out by the gas passing through the furnace and the change in sensible heat supplied by the raw material preheated by the gas passing through the furnace are estimated, and the pig iron in the blast furnace is taken into account by taking into account the estimated change in sensible heat taking out and the sensible heat being brought in. Executing an estimation process to estimate the amount of heat supplied to
The estimation step estimates the discharged sensible heat by considering the amount of heat released out of the blast furnace due to slip, and estimates the change in the imported sensible heat by considering the change in surface height of the raw material due to slip. A supply heat quantity estimation program including the processing of estimating the heat quantity retained in the existing core coke and estimating the heat quantity supplied to pig iron in a blast furnace in consideration of the estimated heat quantity held in the core coke.
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