KR20240006044A

KR20240006044A - 공급 열량 추정 방법, 공급 열량 추정 장치, 공급 열량 추정 프로그램, 및 고로의 조업 방법

Info

Publication number: KR20240006044A
Application number: KR1020237041429A
Authority: KR
Inventors: 가즈히라 이치카와; 데츠야 야마모토; 다케시 사토; 유키 가와시리
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2024-01-12
Also published as: JP7115665B1; TWI795278B; CN117480265A; EP4332243A1; BR112023025777A2; TW202302865A; JPWO2023276353A1

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, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 반출 현열 및 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.

Description

공급 열량 추정 방법, 공급 열량 추정 장치, 공급 열량 추정 프로그램, 및 고로의 조업 방법

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.

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.

일본 공개특허공보 평2-115311호 일본 공개특허공보 2008-144265호

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 통기 저항이 매우 높은 부분이 발생함으로써 가스가 흐르기 쉬운 곳에 집중하여 가스가 흐름으로써, 고로 내의 균일한 승온·반응을 할 수 없게 되는, 이른바 블로우 바이가 발생하였을 때에 용선 온도는 크게 변동한다. 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.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 블로우 바이가 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 블로우 바이가 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어 가능한 고로의 조업 방법을 제공하는 것에 있다.

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, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열 및 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.

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, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정하는 스텝을 포함하면 된다.

또한, 상기 추정 스텝은, 노정 가스 온도와 노정 가스 온도의 기준 온도의 차의 함수로서 원료 온도를 구함으로써, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반입 현열을 추정하는 스텝을 포함하면 된다.

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, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열 및 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.

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 처리는, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열 및 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.

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.

본 발명에 관련된 공급 열량 추정 방법, 공급 열량 추정 장치, 및 공급 열량 추정 프로그램에 의하면, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 블로우 바이가 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 블로우 바이가 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어할 수 있다.

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.

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 대하여 설명한다.

〔구성〕

먼저, 도 1 을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태인 노열 제어 장치의 구성에 대하여 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.

이와 같은 구성을 갖는 노열 제어 장치 (1) 는, 이하에 나타내는 노열 제어 처리를 실행함으로써, 고로 (2) 의 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 블로우 바이가 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 대하여 설명한다.

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.

〔노열 제어 처리〕

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.

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 (가스 반출 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, 블로우 바이에 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.

여기서, C_bosh,i 는 노내 통과 가스 (보시 가스) 중의 가스종 i (질소, 일산화탄소, 수소) 의 비열 (MJ/㎥/℃), C_top,i 는 노정 가스 중의 가스종 i (질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 수소, 수증기) 의 비열 (MJ/㎥/℃), V_bosh,i 는 노내 통과 가스 중의 가스종 i 의 유량 (㎥(s.t.p)/min) (㎥ (s.t.p) : 0 ℃, 1 atm (대기압) 에서의 체적), V_top,i 는 노정 가스 중의 가스종 i 의 유량 (㎥(s.t.p)/min), TFT 는 이론 연소 온도 (℃), T_base 는 기준 온도 (℃) (800 ∼ 1200 ℃, 바람직하게는 900 ∼ 1000 ℃), T_top 는 노정 가스 온도 (℃), T_top,base 는 노정 가스 온도의 기준 온도 (℃) (80 ∼ 300 ℃, 바람직하게는 100 ∼ 200 ℃), Pig 는 조선 속도 (t-p/min), α_bosh, α_top 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.

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 T_base 의 온도차에 원료의 비열을 곱함으로써 산출할 수 있다. 또한, 원료 온도 T₁은, 이하에 나타내는 수학식 (3) 과 같이 노정 가스 온도 T_top와 노정 가스 온도의 기준 온도 T_top,base 의 차의 함수로 되어 있다. 이러한 원료 온도 T₁ 의 설정에 의하면, 블로우 바이에 의해 노외로 방출되는 열량에 의해 원료 온도 T₁ 이 저하되는 것을 고려할 수 있으므로, 블로우 바이에 의해 원료가 가열 불량이 되고, 원료에 의해 노 하부로 반입되는 열량이 감소하는 것을 양호한 정밀도로 평가할 수 있다. 이로써, 스텝 S3 의 처리는 완료되고, 스텝 S5 의 처리로 진행된다.

여기서, C_j 는 원료 j (코크스, 선철, 슬래그) 의 비열 (MJ/㎏/℃), R_j 는 원료 j 의 원단위 (㎏/t-p), T₁ 은 융착대 하단의 원료 온도 (℃), T_base 는 기준 온도 (℃), β 는 고로 (2) 에 의해 변경되는 영향 계수를 나타낸다. 이들 값은, 예를 들어 상위 컴퓨터 (3) 로부터 취득할 수 있다.

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 C_coke 를 곱함으로써 구할 수 있으며, 이하에 나타내는 수학식 (4) 에 의해 나타낸다. 이로써, 스텝 S4 의 처리는 완료되고, 스텝 S5 의 처리로 진행된다.

여기서, C_coke 는 코크스의 비열 (MJ/㎏/℃), TFT 는 이론 연소 온도 (℃), T_base 는 기준 온도 (℃), CR 은 코크스비 (㎏/t-p), CR_burn 은 우구 전 연소 카본비 (송풍 산소와 조습에 의해 우구 전에서 소비되는 산소량) (㎏/t-p), PCR 은 미분탄비 (㎏/t-p), C_inPC 는 미분탄 중의 카본 비율, C_sol 은 솔루션 로스 카본비 (㎏/t-p), Dust 는 더스트비 (㎏/t-p), C_indust 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.

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 T_Q (MJ/t-p) 를 산출한다. 이로써, 스텝 S5 의 처리는 완료되고, 스텝 S6 의 처리로 진행된다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 반출 현열 및 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 블로우 바이가 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 양호한 정밀도로 추정할 수 있다. 또, 이로써, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 블로우 바이가 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어할 수 있다.

〔실시예〕

도 3 에 블로우 바이가 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, 블로우 바이에 의해 노외로 방출되는 열량을 고려한 경우 (본 발명예. Q₁ ∼ Q₉를 사용하여 노열 지수를 추정.) 에 의해 추정 정밀도가 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 이로써, 본 발명의 노열 지수를 사용함으로써, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 블로우 바이가 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어할 수 있는 것이 확인되었다.

이상, 본 발명자들에 의해 이루어진 발명을 적용한 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 실시형태에 의한 본 발명의 개시의 일부를 이루는 기술 및 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않는다. 즉, 본 실시형태에 기초하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시형태, 실시예, 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.

본 발명에 의하면, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 블로우 바이가 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 발명에 의하면, 조업도가 크게 변화하였을 때, 특히 블로우 바이가 발생하였을 때에도 고로 내의 선철에 공급되는 열량을 적정하게 유지하여 용선 온도를 소정 범위 내로 양호한 정밀도로 제어 가능한 고로의 조업 방법을 제공할 수 있다.

1 : 노열 제어 장치
1a : 프로그램
2 : 고로
3 : 상위 컴퓨터

Claims

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 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, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열 및 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.
제 1 항에 있어서,
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, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열을 추정하는 스텝을 포함하는, 공급 열량 추정 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 추정 스텝은, 노정 가스 온도와 노정 가스 온도의 기준 온도의 차의 함수로서 원료 온도를 구함으로써, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반입 현열을 추정하는 스텝을 포함하는, 공급 열량 추정 방법.
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, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열 및 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.
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 처리는, 블로우 바이에 의해 고로의 밖으로 방출되는 열량을 고려하여 상기 반출 현열 및 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.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 공급 열량 추정 방법에 의해 추정된 고로 내의 선철에 공급되는 열량에 기초하여 고로 내에 공급되는 열량을 제어하는 스텝을 포함하는, 고로의 조업 방법.