RU2790500C1 - Method for operation of blast furnace - Google Patents
Method for operation of blast furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790500C1 RU2790500C1 RU2022112803A RU2022112803A RU2790500C1 RU 2790500 C1 RU2790500 C1 RU 2790500C1 RU 2022112803 A RU2022112803 A RU 2022112803A RU 2022112803 A RU2022112803 A RU 2022112803A RU 2790500 C1 RU2790500 C1 RU 2790500C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coke
- blast
- threshold value
- blast furnace
- flow rate
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации доменной печи, в котором расход дутья, продуваемого через фурму в нижней части печи, регулируют в соответствии с изменением содержания порошка кокса, загружаемого в доменную печь.The present invention relates to a method for operating a blast furnace in which the flow rate of blast blown through a lance at the bottom of the furnace is controlled in accordance with a change in the content of coke powder charged into the blast furnace.
Уровень техникиState of the art
В доменной печи чугун получают путем поочередной загрузки железного сырья на основе оксида железа и кокса с верхней части печи, путем сжигания кокса горячим воздухом, продуваемым через фурму в нижней части печи, с образованием CO и путем восстановления оксидов железа, содержащихся в агломерированной руде и кусковой руде, восстановительным газом, содержащим образовавшийся CO.In a blast furnace, pig iron is produced by alternately charging iron oxide-based iron raw materials and coke from the top of the furnace, by burning coke with hot air blown through a tuyere at the bottom of the furnace to form CO, and by reducing iron oxides contained in sintered ore and lump ore. ore, reducing gas containing the formed CO.
При такой работе доменной печи газопроницаемость в доменной печи оказывает существенное влияние на стабильную работу доменной печи. Для поддержания удовлетворительной газопроницаемости в доменной печи важно поддержание достаточных пустот, образующихся между частицами кокса. В случае если в сырье содержатся мелкие комки и порошок, то из-за того, что пустоты заполнены такими мелкими комками и порошком, происходит ухудшение газопроницаемости в печи, что приводит к нестабильной работе доменной печи. Поэтому, как правило, сырье, загружаемое в доменную печь, просеивают, чтобы перед загрузкой в доменную печь размер частиц кокса составлял от 25 до 35 мм или более, а размер частиц агломерированной руды и железной руды - от 5 до 25 мм или более. Однако в случае обычного способа просеивания трудно полностью удалить порошок, налипший на кокс. Порошок, налипший на кокс, отделяют от кокса в печи, что приводит к ухудшению газопроницаемости печи. Следовательно, в случае, когда есть возможность своевременно оценить количество загружаемого в доменную печь порошка, можно эксплуатировать доменную печь в соответствии с оцененным количеством порошка.In such operation of the blast furnace, the gas permeability in the blast furnace has a significant effect on the stable operation of the blast furnace. In order to maintain satisfactory gas permeability in a blast furnace, it is important to maintain sufficient voids formed between the coke particles. If the raw material contains fine lumps and powder, because the voids are filled with such fine lumps and powder, gas permeability in the furnace deteriorates, resulting in unstable operation of the blast furnace. Therefore, in general, the raw materials charged to the blast furnace are screened so that the particle size of coke is 25 to 35 mm or more, and the particle size of sintered ore and iron ore is 5 to 25 mm or more before being loaded into the blast furnace. However, in the case of the conventional screening method, it is difficult to completely remove the powder adhering to the coke. The powder adhering to the coke is separated from the coke in the oven, resulting in deterioration of the gas permeability of the oven. Therefore, in the case where it is possible to timely estimate the amount of powder loaded into the blast furnace, it is possible to operate the blast furnace in accordance with the estimated amount of powder.
В патентной литературе 1 и патентной литературе 2 раскрыты устройства для измерения фракции порошка, с помощью которых можно измерять содержание порошка, налипающего на кокс, транспортируемый по конвейеру. В случае устройств для измерения фракции порошка, раскрытых в патентной литературе 1 и патентной литературе 2, путем проведения предварительного исследования взаимосвязи между содержанием порошка, прилипающего к кусковому коксу, и средней яркостью данных изображения, полученных путем построения изображения кускового кокса, содержание порошка, налипающего на кусковой кокс, определяют в режиме онлайн на основе средней яркости данных изображения, полученных при съемке изображения кускового кокса, транспортируемого по конвейеру в доменную печь.Patent Literature 1 and
В патентной литературе 3 раскрыт способ оценки содержания порошка, в котором содержание порошка сырья для доменной печи оценивают на основе угла наклона собранного в кучу сырья в верхнем бункере доменной печи. В случае способа оценки содержания порошка, раскрытого в патентной литературе 3, содержание порошка сырья для доменной печи оценивают на основе угла наклона кучи сырья в верхнем бункере печи и корреляции между углом наклона уложенного в кучу сырья и содержания порошка.
Список источниковList of sources
Патентная литератураPatent Literature
PTL 1: Международная публикация № WO 2018/101287.PTL 1: International Publication No. WO 2018/101287.
PTL 2: Международная публикация № WO 2018/181942.PTL 2: International Publication No. WO 2018/181942.
PTL 3: Японская нерассмотренная заявка на патент, публикация № 2015-196888.PTL 3: Japanese Pending Patent Application Publication No. 2015-196888.
Непатентная литератураNon-Patent Literature
NPL 1: Ямада и др., "Распределение шихтовых материалов и газопроницаемость в доменной печи большого объема", KAWASAKI STEEL GIHO, т. 6 (1974) № 1, стр. 16-37.NPL 1: Yamada et al., "Batch Material Distribution and Gas Permeability in a Large Volume Blast Furnace", KAWASAKI STEEL GIHO, Vol. 6 (1974) No. 1, pp. 16-37.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Техническая задачаTechnical task
В патентной литературе 1 раскрыто только устройство измерения фракции порошка и система измерения фракции порошка, с помощью которых можно измерять содержание порошка кускового кокса, загружаемого в доменную печь, и в нем не упомянут конкретный способ эксплуатации доменной печи на основе измеренной фракции порошка. Хотя в патентной литературе 2 раскрыто устройство для измерения содержания пустот в доменной печи на основе фракции порошка, в ней нет упоминания о способе эксплуатации доменной печи.Patent Literature 1 only discloses a powder fraction measuring device and a powder fraction measuring system that can measure the powder content of lump coke charged into a blast furnace, and does not mention a specific method for operating a blast furnace based on the measured powder fraction. Although
В патентной литературе 3 раскрыт способ эксплуатации доменной печи на основе фиксированного порогового значения фракции порошка сырья для доменной печи, которое оценивают на основе угла наклона кучи сырья в верхнем бункере доменной печи. Однако в случае управления по фиксированному пороговому значению не удается предотвратить ухудшение режима эксплуатации доменной печи, вызванное изменением содержания порошка. Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ эксплуатации доменной печи, с помощью которого даже в случае изменения гранулометрического состава загружаемого в доменную печь кокса можно реализовать стабилизацию эксплуатации доменной печи путем измерения гранулометрического состава и регулирования по меньшей мере одного из следующих параметров: расхода дутья, продуваемого через фурму, и расхода кокса на основе показателя, полученного из измеренного гранулометрического состава.
Решение задачиThe solution of the problem
Меры по решению описанных выше задач заключаются в следующем.Measures to solve the problems described above are as follows.
(1) Способ эксплуатации доменной печи путем продувки воздухом через фурму, расположенную в нижней части доменной печи, причем способ включает в себя следующее: последовательно измеряют гранулометрический состав кокса, подаваемого в доменную печь, и регулируют по меньшей мере расход дутья и/или расход кокса в соответствии с показателем, полученным из гранулометрического состава.(1) A method for operating a blast furnace by blowing air through a tuyere located at the bottom of the blast furnace, the method comprising the following: sequentially measuring the particle size distribution of the coke supplied to the blast furnace and adjusting at least the blast rate and/or the coke rate in accordance with the indicator obtained from the particle size distribution.
(2) Способ эксплуатации доменной печи по п. (1), в котором регулируют расход дутья, в котором предварительно задают первое пороговое значение для изменения показателя в течение определенного промежутка времени, в котором, в случае, если первое пороговое значение является положительным, расход дутья уменьшают, если изменение показателя в течение определенного промежутка времени равно или больше, чем заданное первое пороговое значение, и в котором, в случае если первое пороговое значение отрицательное, расход дутья уменьшают, если изменение показателя в течение определенного промежутка времени меньше или равно предварительно заданного первого порогового значения.(2) The method of operating the blast furnace according to (1), wherein the blast flow rate is adjusted, wherein the first threshold value for changing the index over a certain period of time is preset, in which, if the first threshold value is positive, the flow rate blast is reduced if the change in the index during a certain period of time is equal to or greater than a predetermined first threshold value, and in which, in case the first threshold value is negative, the blast flow rate is reduced if the change in index during a certain period of time is less than or equal to a predetermined the first threshold.
(3) Способ эксплуатации доменной печи по п. (1), в котором регулируют расход кокса, в котором заранее устанавливают второе пороговое значение для изменения показателя в течение определенного промежутка времени, в котором, в случае, если второе пороговое значение является положительным, расход кокса увеличивают, если изменение показателя в течение определенного промежутка времени равно или больше, чем заданное второе пороговое значение, и в котором, в случае если второе пороговое значение отрицательное, расход кокса увеличивают, если изменение показателя в течение определенного промежутка времени меньше или равно заданного второго порогового значения.(3) The method for operating the blast furnace according to (1), wherein the coke flow rate is controlled, wherein the second threshold value is set in advance for changing the index over a certain period of time, in which, if the second threshold value is positive, the flow rate coke consumption is increased if the change in the indicator during a certain period of time is equal to or greater than a predetermined second threshold value, and in which, if the second threshold value is negative, the coke consumption is increased if the change in the indicator during a certain period of time is less than or equal to a predetermined second threshold value.
(4) Способ эксплуатации доменной печи по п. (1), в котором первое пороговое значение для изменения показателя в течение определенного промежутка времени и второе пороговое значение, абсолютное значение которого превышает абсолютное значение первого порогового значения, устанавливают заранее, при этом в случае, когда первое пороговое значение и второе пороговое значение являются положительными, расход дутья уменьшают, если изменение показателя в течение определенного промежутка времени равно или больше первого порогового значения и меньше второго порогового значения, и расход кокса увеличивают, если изменение показателя в течение определенного промежутка времени равно или превышает второе пороговое значение, и в котором, в случае, когда первое пороговое значение и второе пороговое значение отрицательны, расход дутья уменьшают, если изменение показателя в течение определенного промежутка времени равно или меньше первого порогового значения и больше второго порогового значения, и расход кокса увеличивают, если изменение показателя в течение определенного промежутка времени равно или меньше второго порогового значения.(4) The method for operating the blast furnace according to (1), wherein the first threshold value for changing the indicator within a certain period of time and the second threshold value, the absolute value of which exceeds the absolute value of the first threshold value, are set in advance, while in the case, when the first threshold value and the second threshold value are positive, the blast flow rate is reduced if the change in the index during a certain period of time is equal to or greater than the first threshold value and less than the second threshold value, and the coke consumption is increased if the change in index during a certain period of time is equal to or exceeds the second threshold value, and in which, in the case where the first threshold value and the second threshold value are negative, the blast flow rate is reduced if the change in the index during a certain period of time is equal to or less than the first threshold value and greater than the second threshold value, and the flow rate to oxa is increased if the change in the indicator during a certain period of time is equal to or less than the second threshold value.
(5) Способ эксплуатации доменной печи по любому из пунктов (1)-(4), в котором показатель представляет собой содержание порошка кокса с диаметром частиц 5 мм или менее, содержащихся в коксе.(5) The blast furnace operating method according to any one of (1) to (4), wherein the index is the content of coke powder with a particle diameter of 5 mm or less contained in the coke.
(6) Способ эксплуатации доменной печи по любому из пунктов (1)-(4), в котором показатель представляет собой содержание пустот в коксовом слое.(6) The method for operating a blast furnace according to any one of (1) to (4), wherein the index is the void content of the coke bed.
Полезные эффекты изобретенияUseful effects of the invention
В результате реализации способа эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим изобретением даже в том случае, если имеет место изменение гранулометрического состава загружаемого в доменную печь кокса, то поскольку можно уменьшить степень турбулентности потока газа в печи путем регулирования по меньшей мере одного из следующих параметров: расхода дутья, продуваемого через фурму, и расхода кокса в соответствии с показателем, полученным из гранулометрического состава, можно значительно снизить возможность потери баланса давления в печи. Препятствуя таким образом значительной потере баланса давления в печи, можно реализовать стабилизацию эксплуатации доменной печи.As a result of implementing the method of operating a blast furnace according to the present invention, even if there is a change in the particle size distribution of the coke charged into the blast furnace, since it is possible to reduce the degree of turbulence of the gas flow in the furnace by adjusting at least one of the following parameters: blast blown through the tuyere and coke flow rate in accordance with the index obtained from the particle size distribution, the possibility of loss of pressure balance in the furnace can be significantly reduced. By thus preventing a significant loss of pressure balance in the furnace, stabilization of the operation of the blast furnace can be realized.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На фиг. 1 приведена схематическая диаграмма, иллюстрирующая один пример устройства 10 для измерения гранулометрического состава с его периферийными компонентами.In FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one example of a particle
На фиг. 2 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между средней яркостью и содержание порошка в кусковом коксе, имеющем диаметр частиц 35 мм или более, к которому прилипает коксовый порошок.In FIG. 2 is a graph illustrating the relationship between average brightness and powder content in lump coke having a particle diameter of 35 mm or more to which coke powder adheres.
На фиг. 3 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между изменением содержания коксового порошка в течение 4 часов и показателем проницаемости.In FIG. 3 is a graph illustrating the relationship between the change in coke powder content over 4 hours and the permeability index.
На фиг. 4 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между изменением содержания пустот в течение 4 часов и показателем проницаемости.In FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between the change in void content over 4 hours and the permeability index.
На фиг. 5 приведен график, иллюстрирующий один пример изменения содержания коксового порошка.In FIG. 5 is a graph illustrating one example of the change in coke powder content.
На фиг. 6(a) приведен график, иллюстрирующий один пример изменения содержания коксового порошка, на фиг. 6(b) приведен график, иллюстрирующий один пример изменения расхода дутья, продуваемого через фурму, и на фиг. 6(c) приведен график, иллюстрирующий один пример изменения перепада давления в верхней части доменной печи.In FIG. 6(a) is a graph illustrating one example of change in coke powder content, FIG. 6(b) is a graph illustrating one example of a change in the flow rate of blast blown through a tuyere, and FIG. 6(c) is a graph illustrating one example of a change in pressure drop across the top of a blast furnace.
На фиг. 7 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между расходом кокса и перепадом давления в верхней части.In FIG. 7 is a graph illustrating the relationship between coke consumption and pressure drop at the top.
На фиг. 8 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между расходом кокса и перепадом давления в верхней части.In FIG. 8 is a graph illustrating the relationship between coke consumption and pressure drop at the top.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Далее настоящее изобретение будет описано в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. В способе эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления гранулометрический состав кокса, загружаемого в доменную печь, последовательно измеряют в режиме онлайн. На фиг. 1 приведена схематическая диаграмма, иллюстрирующая один пример устройства 10 для измерения гранулометрического состава с его периферийными компонентами. Хотя со ссылкой на фиг. 1 описано устройство 10 для измерения гранулометрического состава, можно использовать не только устройство 10 для измерения гранулометрического состава, показанное на фиг. 1, но также и другие измерительные устройства, если возможно последовательно измерять гранулометрический состав в режиме онлайн.Hereinafter, the present invention will be described in accordance with embodiments of the present invention. In the method for operating a blast furnace according to the present embodiment, the particle size distribution of the coke charged into the blast furnace is successively measured online. In FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one example of a particle
Устройство 10 для измерения гранулометрического состава имеет устройство 12 для получения изображений, осветительное устройство 14 и вычислительное устройство 16. Кокс 20, загружаемый в доменную печь, удерживают в бункере 22. После просеивания кокса 20, выгруженного из бункера 22, с помощью сита 24 так, что через сито проходит порошок с диаметром частиц меньше, чем размер ячейки сита 24, кокс, оставшийся на сите, транспортируют в доменную печь 30 с помощью конвейера 26. В настоящем варианте осуществления размер ячейки сита 24 составляет 35 мм. Таким образом, кокс 20, транспортируемый с помощью конвейера 26, включает в себя кусковой кокс с диаметром частиц 35 мм или более и коксовый порошок, налипший на кусковой кокс, который не проходит через сито 24. При измерении диаметра частиц коксового порошка, прилипшего к кусковому коксу, выяснилось, что коксовый порошок имел диаметр частиц 5 мм или меньше. В настоящем варианте осуществления выражение "коксовый порошок с диаметром частиц 5 мм или менее" означает коксовый порошок, проходящий через сито с размером ячеек 5 мм.The particle size
Устройство 12 для получения изображений расположено над конвейером 26, чтобы получать изображение кокса 20, транспортируемого с использованием конвейера 26, для получения данных изображения. Примеры устройства 12 для получения изображения включают в себя цифровую камеру, имеющую CCD- или CMOS-датчики для получения изображения и линзы. Хотя предпочтительно, чтобы высота места над конвейером 26, на котором расположено устройство 12 для получения изображений, составляла 500 мм или более и 1000 мм или менее, высота, на которой расположено устройство 12 для получения изображений, может быть отрегулирована так, чтобы получать изображение всей ширины транспортируемого кокса в соответствии с размерами датчиков для получения изображения и углом обзора линз, входящих в состав устройства 12 для получения изображений.An
Устройство 12 получения изображений формирует данные изображения, принимая свет, в том числе свет, отраженный поверхностью кокса 20, с помощью датчиков для получения изображения. Коксовый порошок, налипший на поверхность кокса 20, влияет на свет, отраженный поверхностью кокса 20. Таким образом, данные изображения, полученные путем приема света, в том числе света, отраженного поверхностью кокса 20, включают в себя информацию о коксовом порошке, прилипшем к поверхности кокса 20.The
Данные изображения, созданные устройством 12 получения изображений, подают на вычислительное устройство 16, имеющее вычислительный блок и блок преобразования (не показаны). Вычислительное устройство 16 обрабатывает данные изображения, выдаваемые устройством 12 получения изображений. Как описано выше, поскольку данные изображения включают в себя информацию о коксовом порошке, прилипшем к поверхности кокса 20, то вычислительный блок вычислительного устройства 16 рассчитывает характеристику, включающую в себя информацию о коксовом порошке, из данных изображения. Примеры характеристики, вычисляемой вычислительным блоком, включают в себя среднюю яркость, которая представляет собой среднее арифметическое значение яркости (от 0 до 255) каждого из элементов изображения в данных изображения.The image data generated by the
На фиг. 2 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между средней яркостью и долей порошка кускового кокса, имеющего диаметр частиц 35 мм или более, к которому прилипает коксовый порошок. На фиг. 2 по вертикальной оси представлено фактически измеренное содержание (% по массе) коксового порошка, налипшего на кусковой кокс. По горизонтальной оси отложена средняя яркость в данных изображения, полученных путем получения изображения кускового кокса, к которому прилипает коксовый порошок. Кусковой кокс, имеющий диаметр частиц 35 мм или более, был подготовлен путем просеивания кокса с помощью сита с размером ячеек 35 мм. Что касается содержания коксового порошка, налипшего на поверхность кускового кокса, то после сушки кускового кокса при температуре от 120°С до 200°С в течение 4 часов или более до достижения постоянной массы высушенный кокс просеивали с помощью сита с ячейкой сита 5 мм, и содержание коксового порошка определяли как отношение разности масс кускового кокса до и после просеивания к его массе до просеивания. Этот способ основан на явлении, при котором налипший порошок отделяется в высушенном состоянии. Среднюю яркость в данных изображения кускового кокса, к которому прилипает коксовый порошок, определяли путем вычисления среднего арифметического значения яркости (от 0 до 255) каждого из элементов изображения в данных изображения, полученных при съемке изображения кускового кокса цифровой камерой при заданном освещении.In FIG. 2 is a graph illustrating the relationship between the average brightness and the proportion of lump coke powder having a particle diameter of 35 mm or more to which coke powder adheres. In FIG. 2 shows on the vertical axis the actual measured content (% by weight) of coke powder adhering to the lump coke. The horizontal axis represents the average brightness in the image data obtained by image acquisition of lump coke to which coke powder adheres. Lump coke having a particle diameter of 35 mm or more was prepared by screening the coke with a 35 mm sieve. With regard to the content of coke powder adhering to the surface of the lump coke, after drying the lump coke at 120°C to 200°C for 4 hours or more until a constant weight was reached, the dried coke was sieved with a 5 mm sieve, and the content of coke powder was determined as the ratio of the mass difference of lump coke before and after screening to its weight before screening. This method is based on the phenomenon in which the adhering powder is separated in the dried state. The average brightness in the image data of the lump coke to which the coke powder adheres was determined by calculating the arithmetic average of the brightness value (from 0 to 255) of each of the image elements in the image data obtained by capturing an image of the lump coke with a digital camera under a predetermined illumination.
Как показано на фиг. 2, содержание коксового порошка, прилипшего к кусковому коксу, и средняя яркость в данных изображения кускового кокса сильно коррелируют друг с другом, а коэффициент вклада (R2), указывающий на степень корреляции, составляет 0,67. То есть было установлено, что содержание коксового порошка, прилипшего к кусковому коксу, и средняя яркость в данных изображения кускового кокса сильно коррелируют друг с другом.As shown in FIG. 2, the amount of coke powder adhering to the lump coke and the average brightness in the lump coke image data are highly correlated with each other, and the contribution coefficient (R 2 ) indicating the degree of correlation is 0.67. That is, it has been found that the content of the coke powder adhering to the lump coke and the average brightness in the lump coke image data strongly correlate with each other.
Среднюю яркость, рассчитанную вычислительным блоком, преобразуют в содержание налипшего порошка блоком преобразования. В блоке преобразования предварительно сохраняют уравнение регрессии, которое показывает корреляцию между долей коксового порошка, прилипшего к поверхности кокса, и средней яркостью, показанной на фиг. 2, и блок преобразования преобразует среднюю яркость, рассчитанную вычислительным блоком в содержание коксового порошка, налипшего на поверхность кокса 20, с использованием такого уравнения регрессии.The average brightness calculated by the computing unit is converted into the content of adhered powder by the conversion unit. The conversion block previously stores a regression equation that shows the correlation between the proportion of coke powder adhering to the surface of the coke and the average brightness shown in FIG. 2, and the conversion unit converts the average brightness calculated by the calculation unit into the amount of coke powder adhering to the surface of the
Устройство 12 получения изображений повторно снимает изображение кокса 20 для получения данных изображения по истечении заданного промежутка времени. Заданный промежуток времени может быть определен в соответствии, например, с диапазоном съемки изображения, в котором устройство 12 получения изображений может сделать изображение кокса 20, и скоростью транспортировки конвейера 26. То есть заданный промежуток времени может быть определен как время, рассчитанное путем деления длины диапазона съемки изображения в направлении транспортировки конвейера 26 на скорость транспортировки конвейера 26. Следовательно, устройство 12 получения изображений может получать бесшовные изображения кокса 20 в направлении транспортировки конвейера 26. Предпочтительно, чтобы устройство 12 получения изображений делало изображение кокса 20 в направлении, перпендикулярном направлению транспортировки конвейера 26.The
Данные изображения, созданные устройством 12 получения изображений, снова подают на вычислительное устройство 16, и вычислительное устройство 16 вычисляет содержание коксового порошка, налипшего на кокс 20. Повторяя описанную выше обработку, устройство 10 для измерения гранулометрического состава в соответствии с настоящим вариантом осуществления может измерять в режиме онлайн содержание коксового порошка, прилипшего к поверхности кокса 20, транспортируемого с помощью конвейера 26, то есть содержание коксового порошка с диаметром частиц 5 мм или менее (далее также именуемого "содержанием коксового порошка"), и в качестве результата такого измерения оценить содержание коксового порошка с диаметром частиц 5 мм или менее, загружаемого в доменную печь 30. Выражение "содержание коксового порошка с диаметром частиц 5 мм или менее" означает отношение массы коксового порошка с диаметром частиц 5 мм или менее к общей массе кокса, и можно сказать, что выражение обозначает гранулометрический состав кокса, состоящего из частиц размер, которых соответствует диаметру частиц 5 мм или менее, и частиц, размер которых соответствует диаметру частиц более 5 мм. То есть содержание коксового порошка, имеющего диаметр частиц 5 мм или менее, в соответствии с настоящим вариантом осуществления является одним из примеров показателя, полученного из гранулометрического состава кокса.The image data generated by the
В доменной печи 30 чугун получают путем поочередной загрузки кокса 20 и железного сырья, такого как агломерированная руда, с верхней части печи, путем сжигания кокса 20 горячим воздухом, продуваемым через фурму в нижней части печи, с образованием CO и путем восстановления оксидов железа восстановительным газом, содержащим образовавшийся CO. Для поддержания стабильной эксплуатации доменной печи 30 важно поддерживать удовлетворительную газопроницаемость в доменной печи и тем самым стабилизировать поток высокотемпературного газа, продуваемого через фурму в нижней части печи. Однако в случае увеличения содержания коксового порошка 20, загружаемого в доменную печь 30, поскольку коксовый порошок попадает в пустоты между частицами кокса, происходит уменьшение содержания пустот, что приводит к ухудшению газопроницаемости печи. В случае ухудшения газопроницаемости печи, поскольку в печи возникает турбулентность потока газа, нарушается баланс давления в печи, что приводит к нестабильной работе доменной печи.In the blast furnace 30, pig iron is produced by alternately charging
На фиг. 3 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между изменением содержания коксового порошка в течение 4 часов и показателем проницаемости. На фиг. 3 по горизонтальной оси представлено изменение содержания (% массы) коксового порошка с диаметром частиц 5 мм или менее в течение 4 часов, и, например, число "-0,5" по горизонтальной оси обозначает случай, когда происходит снижение содержания коксового порошка на 0,5% массы в течение 4 часов. То есть изменение содержания порошка, представленное горизонтальной осью, является значением, рассчитанным путем вычитания содержания коксового порошка 4 часа назад из содержания коксового порошка в данный момент времени. Выражение "содержание коксового порошка в данный момент времени" означает значение, полученное путем последовательного измерения содержания коксового порошка каждый раз, когда кокс загружают в доменную печь в час непосредственно перед этим моментом времени, путем расчета среднего значения фракции порошка каждой загрузки и путем вычисления среднего значения рассчитанных средних значений фракции порошка. Например, в случае, когда кокс загружают в доменную печь 4 раза за 1 час, содержание коксового порошка в этот момент времени может быть определено как среднее значение содержания коксового порошка последних четырех загрузок или скользящее среднее значение прошлых загрузок. Изменение фракции порошка, представленное горизонтальной осью, получается путем выполнения такого расчета каждый 1 час и вычитания содержания коксового порошка за 4 часа до этого момента времени из содержания коксового порошка в этот момент времени.In FIG. 3 is a graph illustrating the relationship between the change in coke powder content over 4 hours and the permeability index. In FIG. 3, the horizontal axis represents the change in the content (mass %) of coke powder having a particle diameter of 5 mm or less over 4 hours, and for example, the number "-0.5" on the horizontal axis indicates the case where there is a decrease in the content of coke powder by 0 .5% mass within 4 hours. That is, the powder content change represented by the horizontal axis is the value calculated by subtracting the coke powder content 4 hours ago from the coke powder content at the present time. The expression "coke powder content at a given point in time" means a value obtained by sequentially measuring the coke powder content each time coke is charged into the blast furnace in the hour immediately before that point in time, by calculating the average value of the powder fraction of each charge, and by calculating the average value calculated average values of the powder fraction. For example, in the case where coke is charged to the blast furnace 4 times in 1 hour, the coke powder content at that point in time can be determined as an average of the coke powder content of the last four batches or a running average of the past batches. The powder fraction change represented by the horizontal axis is obtained by performing this calculation every 1 hour and subtracting the coke powder content 4 hours before that time from the coke powder content at that time.
На фиг. 3 по вертикальной оси отложен показатель проницаемости в этот момент времени, и в случае увеличения этого показателя проницаемости наблюдают повышенное изменение газопроницаемости печи в окружном направлении. Термин "показатель проницаемости" означает показатель для оценки степени турбулентности газового потока в доменной печи на основе изменения температуры в окружном направлении доменной печи, и, в случае примера, проиллюстрированного на фиг. 3, показатель определяют как стандартное отклонение температуры газа в периферийной зоне доменной печи, которое измеряют с помощью семи термометров, расположенных через равные промежутки в окружном направлении доменной печи на уровне примерно на 5 м ниже уровня загрузки доменной печи. Показатель проницаемости, равный 120 - это значение, которое используют в качестве контрольного значения газопроницаемости при работе доменной печи, и, в случае, если показатель проницаемости больше 120, то поскольку баланс давления в печи нарушается, возникает нестабильная работа доменной печи. Поэтому необходимо, чтобы показатель проницаемости удерживали на уровне 120 или ниже.In FIG. 3, the vertical axis shows the permeability index at this point in time, and in the case of an increase in this permeability index, an increased change in the gas permeability of the furnace in the circumferential direction is observed. The term "permeability index" means an index for estimating the degree of turbulence of a gas flow in a blast furnace based on temperature change in the circumferential direction of the blast furnace, and in the case of the example illustrated in FIG. 3, the index is defined as the standard deviation of the gas temperature in the peripheral zone of the blast furnace, which is measured using seven thermometers spaced at regular intervals in the circumferential direction of the blast furnace at a level about 5 m below the level of the blast furnace load. A permeability index of 120 is a value that is used as a reference gas permeability value in blast furnace operation, and if the permeability index is greater than 120, since the pressure balance in the furnace is disturbed, unstable operation of the blast furnace occurs. Therefore, it is necessary that the permeability index be kept at or below 120.
Каждые из нанесенных на фиг. 3 данных представляют собой показатель проницаемости за 4 часа с момента времени, когда показатель проницаемости был равен 120 или меньше, поскольку доменная печь работала без изменения условий. Как показано на фиг. 3, в случае увеличения содержания коксового порошка на 0,5% массы или более в течение 4 часов вероятность того, что показатель проницаемости превысит 120, возрастает. Следовательно, в способе эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления в случае, когда происходит увеличение среднечасового значения содержания коксового порошка, загружаемого в доменную печь, на 0,5% массы или более в течение 4 часов, например, расход дутья горячего воздуха, продуваемого через фурму, уменьшают на 5% или более. Следовательно, даже в том случае, когда имеет место ухудшение газопроницаемости печи за счет увеличения количества коксового порошка, имеющего диаметр частиц 5 мм или менее, то поскольку можно уменьшить степень турбулентности газового потока в печи за счет уменьшения расхода дутья, продуваемого через фурму, можно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи.Each of the plotted in Fig. 3 data represents the permeability index for 4 hours from the time when the permeability index was 120 or less since the blast furnace was operated without changing conditions. As shown in FIG. 3, if the content of coke powder increases by 0.5 mass% or more within 4 hours, the probability that the permeability index exceeds 120 increases. Therefore, in the method of operating the blast furnace according to the present embodiment, in the case where there is an increase in the hourly average content of the coke powder charged to the blast furnace by 0.5 mass% or more within 4 hours, for example, the hot air blowing rate, blown through the tuyere is reduced by 5% or more. Therefore, even when there is a deterioration in the gas permeability of the furnace by increasing the amount of coke powder having a particle diameter of 5 mm or less, since it is possible to reduce the degree of turbulence of the gas flow in the furnace by reducing the flow rate of the blast blown through the tuyere, it is possible to prevent significant loss of pressure balance in the furnace.
Поскольку существует случай, когда содержание коксового порошка всегда превышает пороговое значение, зависящее от загружаемого в доменную печь сырья, то необходимо корректировать пороговое значение в соответствии с состоянием сырья, загружаемого в доменную печь. Поэтому в случае, если управление осуществляют на основе фиксированного порогового значения фракции порошка, трудно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи. Кроме того, обращая внимание на тот факт, что изменение содержания порошка в загружаемом коксе имеет тенденцию вызывать нарушение баланса давления в печи, можно сказать, что предпочтительнее, чтобы управление осуществляли на основе изменения содержания порошка, которое указывает на изменение содержания коксового порошка, вместо фиксированного порогового значения для содержания порошка.Since there is a case where the coke powder content always exceeds a threshold value depending on the feedstock to the blast furnace, it is necessary to adjust the threshold value according to the state of the feedstock to the blast furnace. Therefore, in the case where control is carried out based on a fixed threshold value of the powder fraction, it is difficult to prevent a significant loss of pressure balance in the furnace. In addition, paying attention to the fact that a change in the powder content of the coke charge tends to cause a pressure imbalance in the furnace, it can be said that it is preferable that the control is carried out on the basis of a change in the powder content, which indicates a change in the coke powder content, instead of a fixed threshold value for powder content.
Увеличение содержания коксового порошка на 0,5% массы в течение 4 часов является одним из примеров предварительно заданного первого порогового значения для изменения в течение определенного промежутка времени. Более того, уменьшение расхода дутья, продуваемого через фурму, является одним из примеров регулирования расхода дутья, продуваемого через фурму. Расход дутья может быть уменьшен в несколько этапов. В случае, когда расход дутья уменьшают в несколько этапов, достаточно, чтобы общая величина уменьшения расхода дутья в течение 1 часа составляла 5% или более. В случае, когда общая величина снижения расхода дутья за 1 час составляет менее 5%, не удается добиться эффекта снижения степени турбулентности потока газа в печи. С другой стороны, в случае, если общая величина уменьшения расхода дутья в течение 1 часа чрезмерно велика, то может наблюдаться изменение состояния эксплуатации доменной печи. Следовательно, предпочтительно, чтобы общая величина уменьшения расхода дутья в течение 1 часа составляла 5% или более и 15% или менее, или, более предпочтительно, 5% или более и 10% или менее.An increase in coke powder content by 0.5% by weight over 4 hours is one example of a predefined first threshold for change over a certain period of time. Moreover, reducing the flow rate of blast blown through the lance is one example of controlling the flow rate of blast blown through the tuyere. The airflow rate can be reduced in several steps. In the case where the blast rate is reduced in several steps, it is sufficient that the total reduction amount of the blast rate within 1 hour is 5% or more. In the case where the total amount of reduction of the blast flow rate in 1 hour is less than 5%, the effect of reducing the degree of turbulence of the gas flow in the furnace cannot be obtained. On the other hand, if the total amount of decrease in the blast rate for 1 hour is excessively large, a change in the operating state of the blast furnace may be observed. Therefore, it is preferable that the total reduction amount of the blowing rate for 1 hour is 5% or more and 15% or less, or more preferably 5% or more and 10% or less.
После уменьшения расхода дутья через фурму на 5% или более в случае увеличения без снижения среднечасового значения содержания коксового порошка на 0,5% массы или более в течение 2 часов, предпочтительно, чтобы расход дутья, продуваемого через фурму, дополнительно уменьшали на 5% или более. Следовательно, даже в том случае, когда имеет место дополнительное ухудшение газопроницаемости печи за счет дополнительного увеличения количества коксового порошка, имеющего диаметр частиц 5 мм или менее, то поскольку можно уменьшить степень турбулентности газового потока в печи за счет уменьшения расхода дутья, продуваемого через фурму, можно дополнительно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи.After reducing the blast rate through the tuyere by 5% or more, in the case of an increase without a decrease in the average hourly value of the coke powder content by 0.5% by mass or more for 2 hours, it is preferable that the blast rate blown through the tuyere is further reduced by 5% or more. Therefore, even when there is further deterioration in the gas permeability of the furnace by further increasing the amount of coke powder having a particle diameter of 5 mm or less, since it is possible to reduce the degree of turbulence of the gas flow in the furnace by reducing the flow rate of the blast blown through the tuyere, a significant loss of pressure balance in the furnace can be further prevented.
Как правило, для решения проблемы ухудшения газопроницаемости печи увеличивают количество загружаемого кокса, который выполняет функцию буфера в печи, или увеличивают содержание кокса в сырье за счет уменьшения количества загружаемой железной руды в зависимости от количества загруженного кокса. Однако в случае увеличения расхода кокса происходит увеличение количества выделяемого CO2, и уменьшается количество производимого чушкового чугуна. В способе эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления последовательно измеряют гранулометрический состав кокса, транспортируемого в доменную печь 30, и регулируют расход дутья в соответствии с показателем, полученным из гранулометрического состава. Таким образом, регулируя расход дутья, продуваемого через фурму, без увеличения расхода кокса в сырье для решения этой проблемы, можно предотвратить нестабильную работу доменной печи из-за потери баланса давления в печи вследствие ухудшения газопроницаемости, сдерживая при этом увеличение количества выделяемого СО2 и снижая количество производимого чушкового чугуна.As a rule, to solve the problem of deterioration of the gas permeability of the furnace, the amount of coke charged, which acts as a buffer in the furnace, is increased, or the coke content of the raw material is increased by reducing the amount of iron ore charged, depending on the amount of coke charged. However, if the coke consumption is increased, the amount of CO 2 emitted increases and the amount of pig iron produced decreases. In the method for operating a blast furnace according to the present embodiment, the particle size distribution of the coke conveyed to the blast furnace 30 is successively measured, and the blast rate is adjusted according to the value obtained from the particle size distribution. Thus, by adjusting the flow rate of the blast blown through the tuyere without increasing the flow rate of coke in the feedstock to solve this problem, it is possible to prevent the unstable operation of the blast furnace due to the pressure balance loss in the furnace due to the deterioration of gas permeability, while restraining the increase in CO 2 emission and reducing quantity of pig iron produced.
С другой стороны, в случае, когда происходит увеличение среднечасового значения содержания коксового порошка на 1,0% массы или более в течение 4 часов, поскольку происходит значительное ухудшение газопроницаемости печи, трудно решить проблему ухудшения только за счет регулировки расхода дутья, продуваемого через фурму. Следовательно, в случае, если увеличение содержания коксового порошка велико, предпочтительно регулировать не только расход дутья, продуваемого через фурму, но также и расход кокса. Термин "расход кокса" обозначает количество (кг) кокса, используемого для производства одной тонны чушкового чугуна, и выражается в единицах кг/т чугуна.On the other hand, in the case where there is an increase in the hourly average content of coke powder by 1.0 mass% or more within 4 hours, since the gas permeability of the furnace is significantly deteriorated, it is difficult to solve the problem of deterioration by only adjusting the flow rate of the blast blown through the tuyere. Therefore, in case the increase in coke powder content is large, it is preferable to control not only the flow rate of the blast blown through the tuyere, but also the coke flow rate. The term "coke consumption" refers to the amount (kg) of coke used to produce one ton of pig iron, and is expressed in terms of kg/t of pig iron.
Как описано выше, в случае увеличения среднечасового значения содержания коксового порошка на 1,0% массы или более в течение 4 часов при снижении расхода дутья на 5% или более предпочтительно, чтобы расход кокса в сырье был увеличен, а расход дутья уменьшен. В частности, расход кокса увеличивают на 20 кг/т чугуна или более в пределах диапазона, в котором содержание восстановителя (количество (кг) восстановителя, используемого для производства одной тонны чугуна) не превышает 600 кг/т чугуна. Например, при условии, что порошкообразную угольную мелочь вдувают в количестве от 50 кг/т чугуна до 200 кг/т чугуна, расход кокса увеличивают до 380 кг/т чугуна, в том случае, когда расход кокса составляет 360 кг/т чугуна или менее, а расход кокса увеличивают до 400 кг/т чугуна в случае, если расход кокса составляет более 360 кг/т чугуна и меньше 400 кг/т чугуна. В случае, когда расход кокса составляет 400 кг/т чугуна или более, расход кокса не увеличивают.As described above, in the case of increasing the hourly average content of coke powder by 1.0% by mass or more within 4 hours while reducing the blast rate by 5% or more, it is preferable that the coke rate of the feedstock be increased and the blast rate reduced. In particular, the consumption of coke is increased by 20 kg/t of pig iron or more within the range in which the content of the reducing agent (amount (kg) of reducing agent used to produce one ton of pig iron) does not exceed 600 kg/t of pig iron. For example, under the condition that powdered coal fines are blown in an amount of 50 kg/t iron to 200 kg/t iron, the coke consumption is increased to 380 kg/t iron when the coke consumption is 360 kg/t iron or less , and the coke consumption is increased to 400 kg/t of pig iron if the coke consumption is more than 360 kg/t of pig iron and less than 400 kg/t of pig iron. In the case where the coke consumption is 400 kg/t iron or more, the coke consumption is not increased.
В случае увеличения расхода кокса при уменьшении расхода дутья, продуваемого через фурму, для решения проблемы увеличения содержания коксового порошка предварительно устанавливают одно пороговое значение, т.е. увеличение содержания коксового порошка на 0,5% массы в течение 4 часов, и другое пороговое значение, т.е. увеличение содержания коксового порошка на 1,0% массы в течение 4 часов, абсолютное значение которого больше, чем у предыдущего порогового значения. Тогда в случае увеличения содержания коксового порошка на 0,5% массы или более или менее 1,0% массы в течение 4 часов расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшают, а расход кокса не изменяют. В случае увеличения содержания коксового порошка на 1,0% массы или более в течение 4 часов, расход кокса увеличивают при неизменном расходе дутья. Следовательно, даже в том случае, когда происходит увеличение среднечасового значения содержания коксового порошка на целых 1,0% массы в течение 4 часов, что может привести к значительному ухудшению газопроницаемости печи, можно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи. Увеличение содержания коксового порошка на 1,0% массы в течение 4 часов является одним из примеров предварительно заданного второго порогового значения для изменения в течение определенного промежутка времени. Более того, увеличение расхода кокса является одним из примеров регулирования расхода кокса. Хотя в примере, описанном выше, был приведен пример, в котором расход кокса увеличивают, а расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшают для решения проблемы увеличения содержания коксового порошка, настоящее изобретение не ограничено приведенным выше примером, и проблема может быть решена только за счет уменьшения расхода дутья или только за счет увеличения расхода кокса. То есть в способе эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления регулируют по меньшей мере расход дутья и/или расход кокса в соответствии с показателем, рассчитанным на основе гранулометрического состава. Следовательно, поскольку можно уменьшить степень турбулентности потока газа в печи, можно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи, в результате чего достигают стабильной эксплуатации доменной печи.In the case of an increase in the consumption of coke with a decrease in the flow rate of the blast blown through the tuyere, in order to solve the problem of increasing the content of coke powder, one threshold value is preliminarily set, i.e. an increase in coke powder content by 0.5% by weight within 4 hours, and another threshold value, i.e. an increase in the content of coke powder by 1.0% by weight within 4 hours, the absolute value of which is greater than the previous threshold value. Then, in the case of an increase in the content of coke powder by 0.5 wt% or more or less than 1.0 wt% within 4 hours, the flow rate of the blast blown through the tuyere is reduced, and the coke flow rate is not changed. In the case of an increase in the content of coke powder by 1.0 wt% or more within 4 hours, the coke consumption is increased at a constant blast flow rate. Therefore, even when there is an increase in the hourly average content of coke powder by as much as 1.0% by weight within 4 hours, which can lead to a significant deterioration in the gas permeability of the furnace, a significant loss of pressure balance in the furnace can be prevented. An increase in the content of coke powder by 1.0% by weight within 4 hours is one example of a predetermined second threshold for change over a certain period of time. Moreover, increasing the coke consumption is one example of controlling the coke consumption. Although in the example described above, an example has been given in which the coke flow rate is increased and the lance blowing rate is reduced to solve the problem of increasing the content of coke powder, the present invention is not limited to the above example, and the problem can only be solved by reducing the blast flow rate or only by increasing the coke consumption. That is, in the method for operating a blast furnace according to the present embodiment, at least the blast flow rate and/or the coke flow rate are adjusted in accordance with the index calculated based on the particle size distribution. Therefore, since the degree of turbulence of the gas flow in the furnace can be reduced, significant loss of pressure balance in the furnace can be prevented, thereby achieving stable operation of the blast furnace.
В случае если общее уменьшение расхода дутья, продуваемого через фурму, составляет 15% или более, или коэффициент расхода дутья составляет 1,2 или менее, то предпочтительно, чтобы был остановлен контроль расхода дутья с помощью устройства 10 для измерения гранулометрического состава. В случае, когда общее уменьшение расхода дутья, продуваемого через фурму, составляет 15% или более, или коэффициент расхода дутья составляет 1,2 или менее, то существует высокая вероятность возникновения проблемы, отличной от ухудшения газопроницаемости в печи за счет коксового порошка с диаметром частиц 5 мм или менее. Следовательно, существует риск ухудшения, а не улучшения состояния печи, если контроль расхода дутья осуществляют с использованием устройства 10 для измерения гранулометрического состава. Следовательно, в случае, если общее уменьшение расхода дутья, продуваемого через фурму, составляет 15% или более, или коэффициент расхода дутья составляет 1,2 или менее, то предпочтительно, чтобы был остановлен контроль расхода дутья с помощью устройства 10 для измерения гранулометрического состава. Здесь термин "коэффициент расхода дутья" означает значение, рассчитанное с использованием уравнения (коэффициент расхода дутья) = (расход дутья, продуваемого через фурму) [н.м3/мин]/(объем доменной печи) [м3].In the case where the overall decrease in the blast flow through the tuyere is 15% or more, or the blast flow rate is 1.2 or less, it is preferable that the control of the blast flow with the particle
В способе, при котором расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшают, через 4 часа с момента уменьшения расхода дутья, в случае, если имеет место снижение среднечасового значения содержания коксового порошка по сравнению с этим значением при уменьшении расхода дутья, предпочтительно, чтобы расход дутья, продуваемого через фурму, был сброшен до значения, предшествующего его уменьшению. В настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы расход дутья был сброшен до исходного значения, например, путем увеличения расхода дутья, продуваемого через фурму, на 5% в случае, когда расход дутья, продуваемого через фурму, был уменьшен на 5%, а также увеличения расхода дутья, продуваемого через фурму, на 10% при уменьшении расхода дутья, продуваемого через фурму, на 10% (уменьшение на 5% производилось дважды).In the method in which the flow rate of the blast blown through the lance is reduced, after 4 hours from the moment the blast flow rate is reduced, if there is a decrease in the hourly average value of the coke powder content compared to this value when the blast flow rate is reduced, it is preferable that the blast flow rate , blown through the tuyere, was reset to the value preceding its decrease. In the present embodiment, it is preferable that the blast rate be reset to the initial value, for example, by increasing the blast rate through the lance by 5% in the case where the rate of blast through the lance was reduced by 5%, and also by increasing the rate blast blown through the tuyere by 10% with a decrease in the flow rate of blast blown through the tuyere by 10% (a decrease by 5% was made twice).
По прошествии 4 часов после уменьшения расхода дутья, продуваемого через фурму, газовый поток в печи стабилизируется. Таким образом, по прошествии 4 часов с момента, когда расход дутья, продуваемого через фурму, был уменьшен, в случае, когда не происходит увеличения среднечасового значения содержания коксового порошка, а происходит снижение среднего значения содержания коксового порошка, желательно, чтобы расход дутья, продуваемого через фурму, был сброшен до значения, которое было до его уменьшения. Путем сброса расхода дутья, продуваемого через фурму, до исходного значения по прошествии 4 часов с момента уменьшения расхода дутья можно сбросить расход дутья, продуваемого через фурму, до исходного значения, при этом баланс давления в печи существенно не теряется.After 4 hours after reducing the flow rate of blast blown through the tuyere, the gas flow in the furnace stabilizes. Thus, after 4 hours have elapsed from the moment when the flow rate of the blast blown through the tuyere was reduced, in the case where there is no increase in the average hourly value of the coke powder content, but a decrease in the average value of the coke powder content, it is desirable that the flow rate of the blast blown through the lance through the tuyere, was reset to the value it had before it was reduced. By resetting the blast flow through the tuyere to its original value, after 4 hours from the moment the blast flow has been reduced, the blast flow through the tuyere can be reset to its original value without significantly losing the pressure balance in the furnace.
Аналогичным образом, поскольку поток газа в печи стабилизируется по прошествии 4 часов с момента увеличения расхода кокса, расход кокса может быть сброшен до значения, предшествующего его увеличению, по прошествии 4 часов с момента увеличения расхода кокса в случае, когда не происходит увеличения среднечасового значения содержания коксового порошка по сравнению с таковым при увеличении содержания коксового порошка, а имеет место снижение среднего значения содержания коксового порошка. Путем сброса расхода кокса до исходного значения по прошествии 4 часов с момента, когда расход кокса был увеличен, можно сбросить расход кокса до исходного значения, не нарушая существенно баланс давления в печи.Similarly, since the furnace gas flow stabilizes 4 hours after the increase in coke consumption, the coke consumption can be reset to the value before it was increased after 4 hours after the increase in coke consumption in the case where there is no increase in the hourly average content. coke powder compared with that with an increase in the content of coke powder, and there is a decrease in the average value of the content of coke powder. By resetting the coke flow to its original value after 4 hours have elapsed since the coke flow was increased, it is possible to reset the coke flow to its original value without significantly disturbing the furnace pressure balance.
В способе эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание коксового порошка используют в качестве показателя, полученного из гранулометрического состава, при этом настоящее изобретение не ограничено этим примером. Например, в качестве показателя, полученного из гранулометрического состава, может быть использовано содержание пустот в слое, заполненном коксом (в дальнейшем называемое «содержание пустот в коксовом слое») в доменной печи. Можно рассчитать содержание пустот в коксовом слое, используя гранулометрический состав мелких частиц кокса, загружаемого в доменную печь, который измеряют с помощью устройства 10 для измерения гранулометрического состава, гранулометрический состав крупных частиц кокса, который последовательно измеряют с помощью, например, лазерного дальномера, и модели, предложенной Сато и Тагучи, которая описана в непатентной литературе 1. В соответствии с вышеупомянутой моделью содержание пустот в коксовом слое ε вычисляют с использованием приведенного ниже математического выражения (1).In the method for operating a blast furnace according to the present embodiment, the coke powder content is used as an index obtained from the particle size distribution, and the present invention is not limited to this example. For example, the void content of the coke-filled bed (hereinafter referred to as "coke bed void content") in a blast furnace can be used as an indicator obtained from the particle size distribution. It is possible to calculate the void content of the coke bed using the particle size distribution of the fine particles of the coke charged to the blast furnace, which is measured by the particle
В приведенном выше математическом выражении (1) a, b, c и d являются параметрами, значения которых определяют эмпирически в соответствии с видом частиц. Например, в случае кокса а = 0,153, b = 0,418, с = 0,01225 и d = 0,416. DP представляет собой среднегармонический диаметр, а ISP определяется математическим выражением (2), математическим выражением (3) и математическим выражением (4), приведенными ниже, и выражается в виде числового значения.In the above mathematical expression (1), a, b, c and d are parameters whose values are empirically determined according to the kind of particles. For example, in the case of coke, a = 0.153, b = 0.418, c = 0.01225, and d = 0.416. D P is the harmonic mean diameter, and I SP is determined by the mathematical expression (2), the mathematical expression (3), and the mathematical expression (4) below, and is expressed as a numerical value.
В математических выражениях (3) и (4) Di - диаметр каждой частицы, а Wi - массовая содержание частиц под ситом, соответствующая каждому диаметру частицы. IP, который определяется математическим выражением (3) и значением, выражающим дисперсию распределения размеров частиц, и IS, который определяется математическим выражением (4) и значением, выражающим дисперсию удельной площади поверхности, вычисляют из количественных характеристик, извлеченных из данных изображения. Содержание пустот, полученное таким образом, может быть использовано в качестве показателя, полученного из гранулометрического состава в способе эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления.In mathematical expressions (3) and (4) D i is the diameter of each particle, and W i is the mass content of particles under the sieve corresponding to each particle diameter. I P , which is determined by the mathematical expression (3) and a value expressing the dispersion of the particle size distribution, and I S , which is determined by the mathematical expression (4) and the value expressing the dispersion of the specific surface area, are calculated from the quantities extracted from the image data. The void content thus obtained can be used as an index obtained from the particle size distribution in the method for operating a blast furnace according to the present embodiment.
На фиг. 4 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между изменением содержания пустот в течение 4 часов и показателем проницаемости. На фиг. 4 по горизонтальной оси отложено изменение содержания пустот (% объема) в течение 4 часов, и, например, число "-5" по горизонтальной оси обозначает случай, когда происходит снижение содержания пустот на 5% объема в течение 4 часов. То есть изменение содержания пустот, представленное горизонтальной осью, является значением, рассчитанным путем вычитания содержания пустот 4 часа назад из содержания пустот в данный момент времени. Выражение «содержание пустот в данный момент времени» означает значение, полученное путем последовательного измерения содержания пустот каждый раз, когда кокс загружают в доменную печь в час непосредственно перед этим моментом времени, путем расчета среднего значения содержания пустот каждой загрузки и путем вычисления среднего значения рассчитанных средних значений содержания пустот. Например, в случае, когда кокс загружают в доменную печь 4 раза за 1 час, содержание пустот в этот момент времени может быть определено как среднее значение содержания пустот последних четырех загрузок или скользящее среднее значение прошлых загрузок. Изменение содержания пустот, представленное горизонтальной осью, получается путем выполнения такого расчета каждый 1 час и вычитания содержания пустот за 4 часа до этого момента времени из содержания пустот в этот момент времени.In FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between the change in void content over 4 hours and the permeability index. In FIG. 4, the horizontal axis represents the change in void content (% by volume) over 4 hours, and for example, the number "-5" along the horizontal axis indicates a case where there is a decrease in void content by 5% by volume over 4 hours. That is, the change in the void content represented by the horizontal axis is the value calculated by subtracting the void content 4 hours ago from the void content at the present time. The expression "void content at a given point in time" means a value obtained by successively measuring the void content each time coke is charged into the blast furnace in the hour immediately before that point in time, by calculating the average value of the void content of each charge, and by calculating the average of the calculated averages void content values. For example, in the case where coke is charged to the blast furnace 4 times in 1 hour, the void content at that point in time can be determined as the average of the void content of the last four charges or a running average of the past charges. The change in void content represented by the horizontal axis is obtained by performing this calculation every 1 hour and subtracting the void content 4 hours before that time from the void content at that time.
На фиг. 4 по вертикальной оси отложен показатель проницаемости в этот момент времени, и в случае увеличения этого показателя проницаемости наблюдают повышенное изменение газопроницаемости печи в окружном направлении. Значение и способ измерения показателя проницаемости такие же, как у показателя проницаемости, представленного вертикальной осью на фиг. 3.In FIG. 4, the vertical axis shows the permeability index at this point in time, and in the case of an increase in this permeability index, an increased change in the gas permeability of the furnace in the circumferential direction is observed. The meaning and measurement method of the permeability index is the same as that of the permeability index represented by the vertical axis in FIG. 3.
Каждые из данных, нанесенных на фиг. 4, представляют собой показатель проницаемости, который был измерен после того, как доменная печь проработала без изменения условий в течение 4 часов с момента времени, когда показатель проницаемости составлял 120 или менее. Как показано на фиг. 4, в случае изменения содержания пустот на -5% объема или менее в течение 4 часов вероятность того, что показатель проницаемости превысит 120, возрастает. Следовательно, в способе эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления с использованием содержания пустот в качестве показателя в случае, когда происходит изменение среднечасового значения содержания пустот в коксе, загружаемом в доменную печь, на -5% объема или менее в течение 4 часов, например, расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшают на 5% или более. Следовательно, даже в том случае, когда имеет место ухудшение газопроницаемости печи за счет снижения содержания пустот, то поскольку можно уменьшить степень турбулентности газового потока в печи за счет уменьшения расхода дутья, продуваемого через фурму, можно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи. Изменение содержания пустот на -5% объема в течение 4 часов является еще одним примером заданного первого порогового значения для изменения в течение определенного промежутка времени. Расход дутья, продуваемого через фурму, может быть уменьшен за один или несколько шагов.Each of the data plotted in FIG. 4 are the permeability index, which was measured after the blast furnace was operated without changing conditions for 4 hours from the time when the permeability index was 120 or less. As shown in FIG. 4, if the void content changes by -5% by volume or less within 4 hours, the probability that the permeability index will exceed 120 increases. Therefore, in the method of operating the blast furnace according to the present embodiment, using the void content as an indicator, in the case where the hourly average value of the void content of the coke charged to the blast furnace changes by -5% by volume or less within 4 hours, for example, the flow rate of the blast blown through the tuyere is reduced by 5% or more. Therefore, even when there is deterioration in the gas permeability of the furnace by reducing the void content, since the degree of turbulence of the gas flow in the furnace can be reduced by reducing the flow rate of the blast blown through the tuyere, a significant loss of pressure balance in the furnace can be prevented. The change in void content by -5% volume within 4 hours is another example of a given first threshold for change over a certain period of time. The flow rate of the blast blown through the tuyere can be reduced in one or more steps.
Необходимо, чтобы пороговое значение корректировалось в соответствии с состоянием сырья, загружаемого в доменную печь, поскольку существует случай, когда содержание пустот всегда больше порогового значения в зависимости от сырья, загружаемого в доменную печь. Поэтому в случае, если управление осуществляют на основе фиксированного порогового значения содержания пустот, трудно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи. Кроме того, обращая внимание на тот факт, что изменение содержания пустот имеет тенденцию вызывать нарушение баланса давления в печи, можно сказать, что предпочтительнее, чтобы управление осуществляли на основе изменения содержания пустот вместо фиксированного порогового значения для содержания пустот.It is necessary that the threshold value be adjusted according to the state of the raw material charged to the blast furnace, since there is a case where the void content is always greater than the threshold value depending on the raw material charged to the blast furnace. Therefore, in the case where the control is carried out on the basis of a fixed void content threshold, it is difficult to prevent a significant loss of pressure balance in the furnace. In addition, considering the fact that a change in void content tends to cause a pressure imbalance in the furnace, it can be said that it is preferable that the control be performed based on the change in void content instead of a fixed void content threshold.
После уменьшения расхода дутья через фурму на 5% или более в случае изменения без увеличения среднечасового значения содержания пустот на -5% объема или менее в течение 2 часов, предпочтительно, чтобы расход дутья, продуваемого через фурму, дополнительно уменьшали на 5% или более. Следовательно, даже в том случае, когда имеет место дополнительное ухудшение газопроницаемости печи за счет дополнительного снижения содержания пустот, то поскольку можно дополнительно уменьшить степень турбулентности газового потока в печи за счет уменьшения расхода дутья, продуваемого через фурму, можно дополнительно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи.After reducing the blast rate through the tuyere by 5% or more, in the case of a change without increasing the average hourly void content by -5% by volume or less within 2 hours, it is preferable that the blast rate blown through the tuyere is further reduced by 5% or more. Therefore, even if there is further deterioration in the gas permeability of the furnace by further reducing the void content, since it is possible to further reduce the degree of turbulence of the gas flow in the furnace by reducing the flow rate of the blast blown through the tuyere, it is possible to further prevent a significant loss of pressure balance in the furnace. ovens.
С другой стороны, в случае, когда происходит изменение среднечасового значения содержания пустот на -10% объема или менее в течение 4 часов, что приводит к значительному ухудшению газопроницаемости печи, трудно решить проблему ухудшения только за счет регулировки расхода дутья, продуваемого через фурму. Следовательно, в случае, если снижение содержания пустот велико, предпочтительно регулировать не только расход дутья, продуваемого через фурму, но также и расход кокса. Как описано выше, в случае изменения среднечасового значения содержания пустот на -10% объема или менее в течение 4 часов при снижении расхода дутья на 5% или более предпочтительно, чтобы расход кокса в сырье был увеличен, а расход дутья уменьшен. В частности, расход кокса увеличивают на 20 кг/т чугуна или более в пределах диапазона, в котором содержание восстановителя (количество (кг) восстановителя, используемого для производства одной тонны чугуна) не превышает 600 кг/т чугуна. Например, при условии, что порошкообразную угольную мелочь вдувают в количестве от 50 кг/т чугуна до 200 кг/т чугуна, расход кокса увеличивают до 380 кг/т чугуна, в том случае, когда расход кокса составляет 360 кг/т чугуна или менее, а расход кокса увеличивают до 400 кг/т чугуна в случае, если расход кокса составляет более 360 кг/т чугуна и меньше 400 кг/т чугуна. В случае, когда расход кокса составляет 400 кг/т чугуна или более, расход кокса больше не увеличивают.On the other hand, in the case where the hourly average void content changes by -10% by volume or less within 4 hours, resulting in a significant deterioration in the gas permeability of the furnace, it is difficult to solve the deterioration by only adjusting the flow rate of the blast blown through the tuyere. Therefore, in case the void content reduction is large, it is preferable to control not only the flow rate of the blast blown through the tuyere, but also the coke flow rate. As described above, when the hourly average void content changes by -10% by volume or less within 4 hours while reducing the blast rate by 5% or more, it is preferable that the feed coke rate be increased and the blast rate reduced. In particular, the consumption of coke is increased by 20 kg/t of pig iron or more within the range in which the content of the reducing agent (amount (kg) of reducing agent used to produce one ton of pig iron) does not exceed 600 kg/t of pig iron. For example, under the condition that powdered coal fines are blown in an amount of 50 kg/t iron to 200 kg/t iron, the coke consumption is increased to 380 kg/t iron when the coke consumption is 360 kg/t iron or less , and the coke consumption is increased to 400 kg/t of pig iron if the coke consumption is more than 360 kg/t of pig iron and less than 400 kg/t of pig iron. In the case where the coke consumption is 400 kg/t iron or more, the coke consumption is no longer increased.
В случае, когда расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшается, а расход кокса увеличивается для решения проблемы снижения содержания пустот, предварительно устанавливают одно пороговое значение, т.е. изменение содержания пустот на -5% объема в течение 4 часов, и другое пороговое значение, т.е. изменение содержания пустот на -10% объема в течение 4 часов, абсолютное значение которого больше, чем у предыдущего порогового значения. Затем, в случае изменения содержания пустот на -5% объема или менее или более чем на -10% объема в течение 4 часов, расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшают, в то время как расход кокса не изменяют. В случае изменения содержания пустот на -10% объема или менее в течение 4 часов, расход кокса снижают при неизменном расходе дутья. Следовательно, даже в том случае, когда происходит изменение среднечасового значения содержания пустот на -10% объема в течение 4 часов, что может привести к значительному ухудшению газопроницаемости печи, можно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи. Изменение содержания пустот на -10% объема в течение 4 часов является еще одним примером заданного второго порогового значения для изменения в течение определенного промежутка времени. Хотя в примере, описанном выше, был приведен пример, в котором расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшают, в то время как расход кокса увеличивают для решения проблемы снижения газопроницаемости, настоящее изобретение не ограничено приведенным выше примером, и проблема может быть решена только за счет уменьшения расхода дутья или только за счет увеличения расхода кокса.In the case where the flow rate of the blast blown through the tuyere is reduced and the flow rate of coke is increased to solve the problem of reducing the void content, one threshold value is preliminarily set, i.e. change in void content by -5% volume within 4 hours, and another threshold value, i.e. change in void content by -10% volume over 4 hours, the absolute value of which is greater than the previous threshold value. Then, if the void content changes by -5% by volume or less or more than -10% by volume within 4 hours, the flow rate of the blast blown through the tuyere is reduced while the coke flow rate is not changed. If the void content changes by -10% by volume or less within 4 hours, the coke consumption is reduced while the blast flow remains unchanged. Therefore, even in the case where there is a change in the hourly average value of the void content by -10% of the volume within 4 hours, which can lead to a significant deterioration in the gas permeability of the furnace, it is possible to prevent a significant loss of pressure balance in the furnace. The change in void content by -10% volume over 4 hours is another example of a given second threshold for change over a certain period of time. Although in the example described above, an example has been given in which the flow rate of the blast blown through the tuyere is reduced while the coke flow rate is increased to solve the problem of reducing gas permeability, the present invention is not limited to the above example, and the problem can only be solved by by reducing the consumption of blast or only by increasing the consumption of coke.
В примере, при котором расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшают, через 4 часа с момента уменьшения расхода дутья, в случае, если имеет место увеличение среднечасового значения содержания пустот по сравнению с этим значением при уменьшении расхода дутья предпочтительно, чтобы расход дутья, продуваемого через фурму, был сброшен до значения, предшествующего его уменьшению. Предпочтительно, чтобы расход дутья был сброшен до исходного значения, например, путем увеличения расхода дутья, продуваемого через фурму, на 5% в случае, когда расход дутья, продуваемого через фурму, был уменьшен на 5%, а также увеличения расхода дутья, продуваемого через фурму, на 10% при уменьшении расхода дутья, продуваемого через фурму, на 10% (уменьшение на 5% производилось дважды).In the example in which the rate of blast blown through the lance is reduced, after 4 hours from the moment the blast rate is reduced, if there is an increase in the hourly average value of the void content compared to this value when the blast rate is reduced, it is preferable that the rate of blast blown through the tuyere, was reset to the value preceding its decrease. Preferably, the blast rate is reset to its original value, for example, by increasing the blast rate through the lance by 5% in the case where the blast rate through the tuyere has been reduced by 5%, and also by increasing the blast rate through the lance. tuyere, by 10% with a decrease in the flow rate of blast blown through the tuyere by 10% (a decrease by 5% was made twice).
По прошествии 4 часов после уменьшения расхода дутья, продуваемого через фурму, газовый поток в печи стабилизируется. Таким образом, по прошествии 4 часов с момента, когда расход дутья, продуваемого через фурму, был уменьшен, в случае, когда не происходит снижения среднечасового значения содержания пустот, а происходит увеличение среднего значения содержания пустот, желательно, чтобы расход дутья, продуваемого через фурму, был сброшен до значения, которое было до его уменьшения. Путем сброса расхода дутья, продуваемого через фурму, до исходного значения по прошествии 4 часов с момента уменьшения расхода дутья можно сбросить расход дутья, продуваемого через фурму, до исходного значения, при этом баланс давления в печи существенно не теряется.After 4 hours after reducing the flow rate of blast blown through the tuyere, the gas flow in the furnace stabilizes. Thus, after 4 hours have elapsed from the moment when the flow rate of the blast blown through the lance was reduced, in the case where there is no decrease in the average hourly void content, but an increase in the average value of the void content, it is desirable that the flow rate of the blast blown through the lance , has been reset to the value it had before it was reduced. By resetting the blast flow through the tuyere to its original value, after 4 hours from the moment the blast flow has been reduced, the blast flow through the tuyere can be reset to its original value without significantly losing the pressure balance in the furnace.
Аналогичным образом, поскольку поток газа в печи стабилизируется по прошествии 4 часов с момента увеличения расхода кокса, расход кокса может быть сброшен до значения, предшествующего его увеличению, по прошествии 4 часов с момента увеличения расхода кокса в случае, когда не происходит снижения среднечасового значения содержания пустот по сравнению с таковым при увеличении расхода кокса, а имеет место увеличение среднего значения среднечасовых величин содержания пустот. Путем сброса расхода кокса до исходного значения по прошествии 4 часов с момента, когда расход кокса был увеличен, можно сбросить расход кокса до исходного значения, не нарушая существенно баланс давления в печи.Similarly, since the furnace gas flow stabilizes 4 hours after the increase in coke consumption, the coke consumption can be reset to the value before it was increased after 4 hours after the increase in coke consumption in the case where there is no decrease in the hourly average content. voids compared with that with an increase in coke consumption, and there is an increase in the average value of the average hourly values of the content of voids. By resetting the coke flow to its original value after 4 hours have elapsed since the coke flow was increased, it is possible to reset the coke flow to its original value without significantly disturbing the furnace pressure balance.
Как указано выше, в качестве примеров показателя, полученного из гранулометрического состава, был описан пример использования содержания коксового порошка в качестве показателя и пример использования содержания пустот в качестве показателя. В обоих случаях изменение значения показателя в течение определенного периода времени определяется как значение, рассчитанное путем вычитания значения показателя на определенный период времени до настоящего момента из значения показателя в этот момент времени. Случай увеличения содержания коксового порошка не является предпочтительным для доменной печи, когда в качестве показателя используют содержание коксового порошка, и случай уменьшения содержания пустот не является предпочтительным для эксплуатации доменной печи, когда в качестве показателя используют содержание пустот. Следовательно, в случае, когда в качестве показателя используют содержание коксового порошка, предпочтительно, чтобы первое или второе пороговое значение были положительными, а расход дутья или расход кокса при изменении содержания коксового порошка устанавливали равным или превышающим пороговое значение. С другой стороны, в случае, когда в качестве показателя используют содержание пустот, предпочтительно, чтобы первое или второе пороговое значение были отрицательными, а расход дутья или расход кокса при изменении содержания пустот устанавливали равным или меньше порогового значения.As mentioned above, as examples of the index obtained from particle size distribution, an example of using coke powder content as an index and an example of using void content as an index have been described. In both cases, the change in the value of an indicator over a certain period of time is defined as the value calculated by subtracting the value of the indicator for a certain period of time up to the present moment from the value of the indicator at that point in time. The case of increasing the content of coke powder is not preferable for the blast furnace when the content of coke powder is used as an indicator, and the case of reducing the content of voids is not preferable for operation of the blast furnace when the content of voids is used as the indicator. Therefore, in the case where the coke powder content is used as an indicator, it is preferable that the first or second threshold value be positive, and the blast rate or coke consumption when the coke powder content changes is set to be equal to or greater than the threshold value. On the other hand, in the case where the void content is used as an indicator, it is preferable that the first or second threshold value be negative, and the blast flow rate or coke consumption when the void content changes is set to be equal to or less than the threshold value.
Пример 1Example 1
Будет описан пример 1, в котором реализован способ эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления. В способе эксплуатации доменной печи в примере 1 в качестве показателя, полученного из гранулометрического состава, использовали содержание коксового порошка. В то время как кокс, просеянный с помощью сита с размером ячейки 35 мм, транспортировали на коксовый склад доменной печи с помощью конвейера, измеряли порошковую фракцию транспортируемого кокса в режиме онлайн с помощью прибора 10 для измерения гранулометрического состава. Кокс загружали в доменную печь из коксового склада со скоростью 4 загрузки/час. Рассчитывали среднее значение содержания коксового порошка, измеренное в каждой из загрузок, и определяли содержание коксового порошка как среднее значение рассчитанных средних значений содержания коксового порошка по четырем загрузкам. На основе этой содержания коксового порошка регулировали расход дутья, продуваемого через фурму, и расход кокса.Example 1 will be described in which the operation method of the blast furnace according to the present embodiment is implemented. In the operation method of the blast furnace in Example 1, the content of coke powder was used as an indicator obtained from the particle size distribution. While the coke screened with a 35 mm screen was transported to the blast furnace coke store by a conveyor, the powder fraction of the transported coke was measured online with the particle
Что касается регулирования расхода дутья, продуваемого через фурму, то расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшали на 5% в случае увеличения содержания коксового порошка на 0,5% массы в течение 4 часов, и расход дутья, продуваемого через фурму, дополнительно уменьшали на 5% в случае, если имело место дополнительное увеличение содержания коксового порошка на 0,5% массы или более в течение 2 часов. Что касается регулирования расхода кокса, то в случае, если имело место увеличение содержания коксового порошка на 1,0% массы или более в течение 4 часов, расход кокса увеличивали до 380 кг/т-чугуна, когда расход кокса составлял 360 кг/т чугуна или менее, и расход кокса увеличивали до 400 кг/т чугуна, когда расход кокса составлял более 360 кг/т чугуна или менее 400 кг/т чугуна. Когда расход кокса составлял 400 кг/т чугуна или более, расход кокса больше не увеличивали.With regard to the regulation of the flow rate of the blast blown through the tuyere, the flow rate of the blast blown through the lance was reduced by 5% in the case of an increase in the content of coke powder by 0.5% by weight within 4 hours, and the flow rate of the blast blown through the tuyere was further reduced by 5% if there has been an additional increase in coke powder content of 0.5% by weight or more within 2 hours. With regard to coke consumption control, if there was an increase in the content of coke powder by 1.0 mass% or more within 4 hours, the coke consumption was increased to 380 kg/t pig iron when the coke consumption was 360 kg/t pig iron or less, and the coke consumption was increased to 400 kg/t iron when the coke consumption was more than 360 kg/t iron or less than 400 kg/t iron. When the coke consumption was 400 kg/t iron or more, the coke consumption was no longer increased.
В примере, при котором расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшали, через 4 часа с момента уменьшения расхода дутья, в случае, если имело место снижение содержания коксового порошка по сравнению с этим значением при уменьшении расхода дутья, расход дутья, продуваемого через фурму, был сброшен до значения, предшествующего его уменьшению. Более того, по прошествии 4 часов с момента увеличения расхода кокса, в случае, когда имело место снижение содержания коксового порошка по сравнению с таковым при увеличении расхода кокса, расход кокса был сброшен до значения, которое имело место до его увеличения.In the example in which the blast flow through the lance was reduced, 4 hours after the reduction in blast flow, if there was a decrease in the coke powder content compared to this value when the blast flow was reduced, the blast flow through the tuyere was reset to the value that preceded its decrease. Moreover, after 4 hours had elapsed since the increase in coke consumption, in the case where there was a decrease in the content of coke powder compared with that when the consumption of coke was increased, the coke consumption was reset to the value that occurred before it was increased.
На фиг. 5 приведен график, иллюстрирующий один пример изменения содержания коксового порошка. На фиг. 5 по горизонтальной оси представлено время (в днях), а по вертикальной оси представлена содержание коксового порошка, причем порошок имеет диаметр частиц 5 мм или менее (% массы). На фиг. 5 символ 
На фиг. 6(a) приведен график, иллюстрирующий один пример изменения содержания коксового порошка, на фиг. 6(b) приведен график, иллюстрирующий один пример изменения расхода дутья, продуваемого через фурму, и на фиг. 6(c) приведен график, иллюстрирующий один пример изменения перепада давления в верхней части доменной печи. На фиг. 6 по горизонтальной оси представлено время (ч), по вертикальной оси на фиг. 6(а) представлено содержание коксового порошка, причем порошок имеет диаметр частиц 5 мм или менее (% массы), по вертикальной оси на фиг. 6(b) представлен расход дутья (н.м3/мин), а по вертикальной оси на фиг. 6(c) представлен перепад давления в верхней части (кПа). Здесь термин "перепад давления в верхней части" означает разницу (кПа) между давлением в верхней части печи и давлением, измеренным с помощью манометра, расположенного примерно на 10 м ниже уровня загрузки печи.In FIG. 6(a) is a graph illustrating one example of change in coke powder content, FIG. 6(b) is a graph illustrating one example of a change in the flow rate of blast blown through a tuyere, and FIG. 6(c) is a graph illustrating one example of a change in pressure drop across the top of a blast furnace. In FIG. 6, the horizontal axis represents time (h), the vertical axis in FIG. 6(a) shows the content of coke powder, the powder having a particle diameter of 5 mm or less (mass %), along the vertical axis in FIG. 6(b) shows the blast flow rate (N.m 3 /min), and on the vertical axis in FIG. 6(c) shows the pressure drop at the top (kPa). Here, the term "pressure drop at the top" means the difference (kPa) between the pressure at the top of the furnace and the pressure measured with a pressure gauge located about 10 m below the level of the furnace load.
Как показано на фиг. 6(а), поскольку было обнаружено, что содержание коксового порошка, измеренное с помощью устройства 10 для измерения гранулометрического состава, начало увеличиваться со времени 6,0 ч, а со времени 8,5 ч произошло увеличение среднечасовой величины фракции порошка на 0,5% за 4 часа, расход дутья уменьшили на 5% (
Кроме того, по прошествии 4 часов с момента, когда расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшили на 5%, так как произошло уменьшение содержания коксового порошка по сравнению с таковым при уменьшении расхода дутья, то расход дутья, продуваемого через фурму, был увеличен на 5%, чтобы вернуться к значению до его изменения (Δ на фиг. 6 (а)). Поскольку расход дутья был уменьшен на 5% для решения проблемы ухудшения газопроницаемости печи из-за увеличения среднечасового значения содержания коксового порошка на 0,5% массы в течение 4 часов, было принято решение, что существовал риск увеличения показателя перепада давления в верхней части в результате увеличения расхода дутья на 5%. Однако, как показано на фиг. 6(с), показатель перепада давления в верхней части не увеличился. Из такого результата было установлено, что, поскольку баланс давления в печи стабилизируется по прошествии 4 часов с момента уменьшения расхода дутья, в случае, когда расход дутья в таком случае сбрасывают, не происходит увеличения показателя перепада давления в верхней части, даже если сбрасывают расход дутья, продуваемого через фурму, тем самым можно предотвратить значительную потерю баланса давления в печи.In addition, after 4 hours from the moment when the flow rate of the blast blown through the tuyere was reduced by 5%, since there was a decrease in the content of coke powder compared to that when the blast flow rate was reduced, the flow rate of the blast blown through the tuyere was increased by 5% to return to the value before it was changed (Δ in Fig. 6(a)). Since the blast rate was reduced by 5% to solve the problem of deterioration of the gas permeability of the furnace due to an increase in the average hourly value of the coke powder content by 0.5% by weight for 4 hours, it was decided that there was a risk of an increase in the pressure drop in the upper part as a result of increase in air consumption by 5%. However, as shown in FIG. 6(c), the pressure drop at the top did not increase. From such a result, it was found that since the pressure balance of the furnace is stabilized after 4 hours from the time the blast rate is reduced, in the case where the blast rate is then reset, there is no increase in the pressure difference index at the top even if the blast rate is reset. , blown through the tuyere, thus it is possible to prevent a significant loss of pressure balance in the furnace.
Для подтверждения действия способа эксплуатации доменной печи в примере 1 была исследована взаимосвязь между расходом кокса и перепадом давления в верхней части в одной доменной печи в случае, когда контроль расхода дутья и расхода кокса не проводили в течение двух месяцев (сравнительный пример 1) и в случае, когда контроль расхода дутья и расхода кокса проводили в течение двух месяцев (пример 1). На фиг. 7 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между расходом кокса и перепадом давления в верхней части. На фиг. 7 по горизонтальной оси представлен расход кокса (кг/т чугуна), а по вертикальной оси представлен перепад давления в верхней части (кПа). В период сравнительного примера 1 кокс имел среднюю прочность DI (150/15) 82,8, средний диаметр частиц 42,7 мм и среднюю фракцию порошка 0,6%. В период примера 1 кокс имел среднюю прочность DI (150/15) 82,7, средний диаметр частиц 42,8 мм и среднюю фракцию порошка 0,7%. В соответствии с вышесказанным, средние свойства кокса были практически одинаковыми в период сравнительного примера 1 и в период примера 1.In order to confirm the operation of the operation method of the blast furnace in Example 1, the relationship between the coke flow rate and the pressure drop in the upper part in one blast furnace was investigated in the case where the control of the blast flow rate and the coke flow rate was not carried out for two months (Comparative Example 1) and in the case when the control of the flow rate of the blast and the flow rate of coke was carried out for two months (example 1). In FIG. 7 is a graph illustrating the relationship between coke consumption and pressure drop at the top. In FIG. 7, the horizontal axis represents the coke consumption (kg/t pig iron) and the vertical axis represents the pressure drop at the top (kPa). During Comparative Example 1, the coke had an average strength DI (150/15) of 82.8, an average particle diameter of 42.7 mm, and an average powder fraction of 0.6%. During the period of example 1, the coke had an average strength DI (150/15) of 82.7, an average particle diameter of 42.8 mm and an average powder fraction of 0.7%. In accordance with the above, the average properties of coke were almost the same in the period of comparative example 1 and in the period of example 1.
Как показано на фиг. 7, приблизительная прямая линия графических данных примера 1, которая показывает взаимосвязь между расходом кокса и перепадом давления в верхней части в случае, когда измеряли содержание коксового порошка и осуществляли корректировки расхода дутья и расхода кокса на основе измеренной фракции порошка в соответствии со способом эксплуатации доменной печи в соответствии с примером 1, оказалась ниже приблизительной прямой графических данных сравнительного примера 1, которая показывает результат в случае, когда корректировки расхода дутья и расхода кокса не производили. Из этого результата было установлено, что можно предотвратить увеличение перепада давления в верхней части, используя способ эксплуатации доменной печи примера 1. Поскольку ухудшение газопроницаемости в печи вызывает увеличение перепада давления в верхней части, было установлено, что можно предотвратить ухудшение газопроницаемости в печи, используя способ эксплуатации доменной печи примера 1, и тем самым можно добиться стабилизации эксплуатации доменной печи.As shown in FIG. 7 is an approximate straight line graph of Example 1 showing the relationship between coke flow rate and overhead pressure drop when the coke powder content was measured and adjustments were made to the blast flow rate and coke flow rate based on the measured powder fraction according to the blast furnace operating method. in accordance with example 1, was below the approximate straight line of the graphical data of comparative example 1, which shows the result in the case where adjustments to the blast flow and coke consumption were not made. From this result, it was found that it was possible to prevent an increase in the pressure drop in the top using the operation method of the blast furnace of Example 1. operation of the blast furnace of Example 1, and thereby stabilization of the operation of the blast furnace can be achieved.
Пример 2Example 2
Далее будет описан пример 2, в котором реализован способ эксплуатации доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления. В способе эксплуатации доменной печи в примере 2 в качестве показателя, полученного из гранулометрического состава, использовали содержание пустот. В то время как кокс, просеянный с помощью сита с размером ячейки 35 мм, транспортировали на коксовый склад доменной печи с помощью конвейера, в режиме онлайн измеряли гранулометрический состав мелких частиц транспортируемого кокса и гранулометрический состав крупных частиц кокса с использованием способа, описанного в патентной литературе 2, для определения содержания пустот кокса. Кокс загружали в доменную печь из коксового склада со скоростью 4 загрузки/час. Рассчитывали среднее значение содержания пустот, измеренное в каждой из загрузок, и определяли содержание пустот как среднее значение рассчитанных средних значений содержания пустот по четырем загрузкам. С использованием этого содержания пустот регулировали расход дутья, продуваемого через фурму, и расход кокса.Next, Example 2 will be described, in which the operation method of the blast furnace according to the present embodiment is implemented. In the operation method of the blast furnace in Example 2, the void content was used as an indicator obtained from the particle size distribution. While the coke screened with a 35 mm screen was transported to the blast furnace coke storage by a conveyor, the particle size distribution of the fine particles of the transported coke and the particle size distribution of the coarse coke particles were measured online using the method described in the patent literature. 2 to determine the void content of coke. Coke was loaded into the blast furnace from the coke store at a rate of 4 loads/hour. The average value of the void content measured in each of the downloads was calculated, and the content of voids was determined as the average of the calculated averages of the content of voids over four downloads. Using this void content, the flow rate of the blast blown through the tuyere and the flow rate of coke were controlled.
Что касается регулирования расхода дутья, продуваемого через фурму, то расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшали на 5% в случае изменения содержания пустот на -5% объема в течение 4 часов, и расход дутья, продуваемого через фурму, дополнительно уменьшали на 5% в случае, если имело место дополнительное изменение содержания пустот на -5% объема или менее в течение 2 часов. Что касается регулирования расхода кокса, то в случае, если имело место изменение среднечасового значения содержания пустот на -10% объема или менее в течение 4 часов, расход кокса увеличивали до 380 кг/т-чугуна, когда расход кокса составлял 360 кг/т чугуна или менее, и расход кокса увеличивали до 400 кг/т чугуна, когда расход кокса составлял более 360 кг/т чугуна или менее 400 кг/т чугуна. Когда расход кокса составлял 400 кг/т чугуна или более, расход кокса больше не увеличивали.With regard to the regulation of the blast flow through the tuyere, the flow rate of the blast blown through the lance was reduced by 5% in the case of a change in the content of voids by -5% of the volume for 4 hours, and the flow rate of the blast blown through the tuyere was further reduced by 5% in the event that there has been an additional change in void content of -5% by volume or less within 2 hours. With regard to coke consumption control, if there was a change in the hourly average void content of -10% by volume or less within 4 hours, the coke consumption was increased to 380 kg/t-iron when the coke consumption was 360 kg/t-iron or less, and the coke consumption was increased to 400 kg/t iron when the coke consumption was more than 360 kg/t iron or less than 400 kg/t iron. When the coke consumption was 400 kg/t iron or more, the coke consumption was no longer increased.
В примере, при котором расход дутья, продуваемого через фурму, уменьшали, через 4 часа с момента уменьшения расхода дутья, в случае, если имело место увеличение содержания пустот по сравнению с этим значением при уменьшении расхода дутья, расход дутья, продуваемого через фурму, был сброшен до значения, предшествующего его уменьшению. Более того, по прошествии 4 часов с момента увеличения расхода кокса, в случае, когда имело место увеличение содержания пустот по сравнению с таковым при увеличении расхода кокса, расход кокса был сброшен до значения, которое имело место до его увеличения.In the example in which the blast flow through the lance was reduced, 4 hours after the blast flow was reduced, if there was an increase in void content compared to this value when the blast flow was reduced, the blast flow through the lance was reset to the value that preceded its decrease. Moreover, after 4 hours have elapsed since the increase in coke consumption, in the case where there was an increase in the void content compared to that with an increase in coke consumption, the coke consumption was reset to the value that occurred before it was increased.
Для подтверждения действия способа эксплуатации доменной печи в примере 2 была исследована взаимосвязь между расходом кокса и перепадом давления в верхней части в одной доменной печи в случае, когда контроль расхода дутья и расхода кокса не проводили в течение двух месяцев (сравнительный пример 2) и в случае, когда контроль расход дутья и расхода кокса проводили в течение двух месяцев (пример 2).In order to confirm the operation of the operation method of the blast furnace in Example 2, the relationship between the coke flow rate and the pressure drop in the upper part in one blast furnace was investigated in the case where the control of the blast flow rate and the coke flow rate was not carried out for two months (comparative example 2) and in the case when the control of blast and coke consumption was carried out for two months (example 2).
На фиг. 8 приведен график, иллюстрирующий взаимосвязь между расходом кокса и перепадом давления в верхней части. На фиг. 8 по горизонтальной оси представлен расход кокса (кг/т чугуна), а по вертикальной оси представлен перепад давления в верхней части (кПа). В период сравнительного примера 2 кокс имел среднюю прочность DI (150/15) 83,0, средний диаметр частиц 44,0 мм и среднее содержание пустот 48,3%. В период примера 2 кокс имел среднюю прочность DI (150/15) 82,9, средний диаметр частиц 43,8 мм и среднее содержание пустот 48,2%. В соответствии с вышесказанным, средние свойства кокса были практически одинаковыми в период сравнительного примера 2 и в период примера 2.In FIG. 8 is a graph illustrating the relationship between coke consumption and pressure drop at the top. In FIG. 8, the horizontal axis represents the coke consumption (kg/t pig iron) and the vertical axis represents the pressure drop at the top (kPa). During Comparative Example 2, the coke had an average strength DI (150/15) of 83.0, an average particle diameter of 44.0 mm, and an average void content of 48.3%. During the period of example 2, the coke had an average strength DI (150/15) of 82.9, an average particle diameter of 43.8 mm and an average void content of 48.2%. In accordance with the above, the average properties of the coke were almost the same in the period of comparative example 2 and in the period of example 2.
Как показано на фиг. 8, приблизительная прямая линия графических данных примера 2, которая показывает взаимосвязь между расходом кокса и перепадом давления в верхней части в случае, когда измеряли содержание пустот и осуществляли корректировки расхода дутья и расхода кокса на основе измеренного содержания пустот в соответствии со способом эксплуатации доменной печи в соответствии с примером 2, оказалась ниже приблизительной прямой графических данных сравнительного примера 2, которая показывает результат в случае, когда корректировки расхода дутья и расхода кокса не производили. Из этого результата было установлено, что можно предотвратить увеличение перепада давления в верхней части, используя способ эксплуатации доменной печи примера 2. Поскольку ухудшение газопроницаемости в печи вызывает увеличение перепада давления в верхней части, было установлено, что можно предотвратить ухудшение газопроницаемости в печи, используя способ эксплуатации доменной печи примера 2, и тем самым можно добиться стабилизации эксплуатации доменной печи.As shown in FIG. 8 is an approximate straight line graph of Example 2 showing the relationship between coke flow rate and overhead pressure drop when void content was measured and adjustments were made to blast flow rate and coke flow rate based on the measured void content according to the blast furnace operating method in Example 2 was lower than the approximate straight graph of Comparative Example 2, which shows the result in the case where no adjustments were made to the blast rate and coke rate. From this result, it was found that it was possible to prevent an increase in the pressure drop in the top using the operation method of the blast furnace of Example 2. operation of the blast furnace of Example 2, and thereby stabilization of the operation of the blast furnace can be achieved.
Список ссылочных позицийList of reference positions
10 устройство для измерения гранулометрического состава10 device for measuring particle size distribution
12 устройство получения изображений12 imaging device
14 осветительное устройство14 lighting device
16 вычислительное устройство16 computing device
20 кокс20 coke
22 бункер22 bunker
24 сито24 sieve
26 конвейер26 conveyor
30 доменная печь30 blast furnace
Claims (22)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019-198507 | 2019-10-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2790500C1 true RU2790500C1 (en) | 2023-02-21 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007204791A (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Jfe Steel Kk | Method and instrument for measuring mixing degree of blast furnace raw materials |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007204791A (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Jfe Steel Kk | Method and instrument for measuring mixing degree of blast furnace raw materials |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МЕТАЛЛУРГИЯ ЧУГУНА. Учебник для вузов. 3-е издание. Под редакцией Ю.С.Юсфина. М.,ИКЦ АКАДЕМКНИГА, 2004, сс.367-368, с.386, сс.391-392, с.399-405, рис.4.81, сс.406-409. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110476053B (en) | Raw material particle size distribution measuring device, particle size distribution measuring method, and porosity measuring device | |
| EP4029953B1 (en) | Method for operating blast furnace | |
| CN110142095B (en) | Intelligent control method and device for sintering fuel crushing | |
| JP2010181055A (en) | Equipment and method of granulating sintered ore coagulating material | |
| RU2790500C1 (en) | Method for operation of blast furnace | |
| JP7063159B2 (en) | Quality control method for coke for blast furnace | |
| JP6806176B2 (en) | Method for determining mist around lumpy substances on conveyor and method for measuring properties of lumpy substance on conveyor | |
| JP3102279B2 (en) | Particle size control device for charged material in bellless blast furnace | |
| KR101316911B1 (en) | Apparatus for controlling density of sintered ore and method for controlling density of sintered ore using the same | |
| KR102305734B1 (en) | Apparatus and method for controlling charging amount of sintering material | |
| WO2019187997A1 (en) | Method for loading raw materials into blast furnace | |
| KR101027279B1 (en) | Upper ore level control apparatus in sintering process | |
| JP2020094283A (en) | Operation method of blast furnace | |
| JP7171578B2 (en) | Particle rate measuring device, Particle rate measuring system, Blast furnace operating method, and Particle rate measuring method | |
| JP2760936B2 (en) | Control method | |
| JPH03236409A (en) | Method for controlling grain size of raw material to be charged in blast furnace | |
| WO2019187998A1 (en) | Method for loading raw materials into blast furnace | |
| JPH09125164A (en) | Method for blending sintered returned ore in optimum | |
| SU883181A1 (en) | Method of control of blast furnace thermal conditions | |
| JPH0353013A (en) | Method for controlling charge of blast furnace | |
| SU753914A1 (en) | Method of matching capacities of charging and sintering sections | |
| SU1567641A1 (en) | Method of controlling mechanisms of conveyer charge feed of blast furnace | |
| SU1041556A1 (en) | Method for loading coal charge into chamber coking ovens | |
| JP6297257B2 (en) | Suppressing moisture content fluctuations in sintering materials | |
| JPH0292990A (en) | Method for controlling charging of coal into coke furnace |