TWI797000B - 供給熱量推定方法、供給熱量推定裝置、供給熱量推定程式及高爐之操作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之供給熱量推定方法係根據供給至高爐內之熱量及高爐內之熔鐵之製造速度以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；其包含有：推定步驟，上述推定步驟推定因爐內通過氣體所致之帶出顯熱之變化、及因被爐內通過氣體所預熱之原料所供給之帶入顯熱之變化，且考慮所推定之帶出顯熱及帶入顯熱之變化以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；該推定步驟包含如下步驟：考慮休風時自高爐散發之熱量以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；以及推定存在於高爐中之爐芯焦炭所保持的熱量，且考慮所推定之爐芯焦炭所保持之熱量以推定供給至高爐內之生鐵的熱量。
Description
本發明係關於推定供給至高爐內之生鐵的熱量之供給熱量推定方法、供給熱量推定裝置、供給熱量推定程式及高爐之操作方法。
一般來說，為了穩定地操作高爐則需要將熔鐵溫度維持於規定範圍內。詳細而言，若熔鐵溫度處於低位，則熔鐵及與熔鐵一起產生之爐渣的黏性上升，則難以自出鐵口排出熔鐵、爐渣。另一方面，若熔鐵溫度處於高位，則熔鐵中之Si濃度上升而使得熔鐵之黏性上升，因此熔鐵黏在風口而使風口熔損之風險升高。因此，為了穩定地操作高爐則需要抑制熔鐵溫度之變動。自該背景出發已被提出過推定供給至高爐內之熱量、熔鐵溫度之各種方法。具體而言，專利文獻1中揭示一種高爐之爐熱控制方法，其特徵在於：依次自與目標熔鐵溫度相對應之爐熱指數基準位準推定當前時點之爐熱指數之移位量、自與目標熔鐵溫度相對應之爐頂之荷料降下速度基準位準推定當前時點之荷料降下速度之移位量、及從兩移位量對熔鐵溫度之影響時間以推定特定時間後之熔鐵溫度，且根據該推定結果，以減小熔鐵溫度變動之方式進行爐熱控制操作。又，專利文獻2中揭示一種高爐之熔鐵溫度預測方法，其特徵在於，其係根據包含鼓風條件資料之實際值、干擾因素資料之實際值及熔鐵溫度之實際值之操作資料預測將來之熔鐵溫度者，該鼓風條件資料之實際值包含高爐之送風溫度、送風濕度、送風量、粉煤吹入量、及富氧量中之至少任一者，該干擾因素資料之實際值至少包含碳熔損量；上述預測方法具備有：資料儲存步驟，其儲存操作資料；穩態預測模型構建步驟，其構建根據藉由資料儲存步驟而儲存之穩態時之操作資料來預測穩態時之熔鐵溫度的穩態預測模型；非穩態預測模型構建步驟，其係將穩態預測模型低維化者，構建根據藉由資料儲存步驟而儲存之非穩態時之操作資料來預測非穩態時之熔鐵溫度的非穩態預測模型；及熔鐵溫度預測步驟，其根據所構建之穩態預測模型及非穩態預測模型來預測熔鐵溫度。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平2-115311號公報
專利文獻2：日本專利特開2008-144265號公報
(發明所欲解決之問題)
熔鐵溫度大幅變動之可能性較高之時點係，因對高爐內之送風量等操作度變化而導致製造之熔鐵的量發生變化，從而使得生鐵之量相對於供給至高爐內之熱量發生變化之時點。尤其，於使高爐之送風暫時休止之休風中，保持於高爐內之熱會散發，因此休風後之高爐起動時則需要對該熱進行補償。又，根據休風之形態，有時會降低裝入高爐之原料表面的高度，於休風後之高爐起動時再次回填常溫原料來進行操作，此時，亦需要對常溫原料之熱進行補償。因此，為了高精度地推定供給至高爐內之生鐵的熱量，則需要考慮上述熱補償。然而，專利文獻1所記載之方法，由於並未被考慮因操作度之增減而變化之送風顯熱所致之帶出顯熱等因子，因此當使操作度大幅變化時其無法高精度地推定供給至生鐵的熱量。另一方面，於專利文獻2所記載之方法，被認為在實施過去未曾儲存之操作變化時熔鐵溫度之推定精度會降低。又，當此一熔鐵溫度之推定精度較低時，則過度供給熱之情形亦居多，而有造成設備故障之疑慮。又，自削減二氧化碳排出量之趨勢來說，作為碳源之還原材料的過度使用並不佳。
本發明係鑒於上述問題所完成者，其目的在於提供一種供給熱量推定方法、供給熱量推定裝置及供給熱量推定程式，當操作度大幅變化時，尤其當休風後之高爐起動時亦可高精度地推定供給至高爐內之生鐵的熱量。又，本發明之另一目的在於，提供一種高爐之操作方法，當操作度大幅變化時，尤其是當休風後之高爐起動時亦可適當地保持供給至高爐內之生鐵的熱量而將熔鐵溫度高精度地控制於規定範圍內。
(解決問題之技術手段)
本發明之供給熱量推定方法係根據供給至高爐內之熱量及高爐內之熔鐵之製造速度以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；其包含有：推定步驟：上述推定步驟推定由爐內通過氣體所致之帶出顯熱之變化、及因被上述爐內通過氣體所預熱之原料所供給之帶入顯熱之變化，且考慮所推定之帶出顯熱及帶入顯熱的變化以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；上述推定步驟包含如下步驟：考慮休風時自高爐散發之熱以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；以及推定存在於上述高爐內之爐芯焦炭所保持的熱量，且考慮所推定之爐芯焦炭所保持的熱量以推定供給至高爐內之生鐵的熱量。
上述推定步驟可包含如下步驟：考慮休風時降低之原料之表面高度以推定上述帶入顯熱之變化。
本發明之供給熱量推定裝置係根據供給至高爐內之熱量及高爐內之熔鐵之製造速度以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；其具備有：推定手段，該推定手段推定由爐內通過氣體所致之帶出顯熱的變化、及因被上述爐內通過氣體所預熱之原料所供給之帶入顯熱的變化，且考慮所推定之帶出顯熱及帶入顯熱的變化以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；上述推定手段考慮休風時自高爐散發之熱以推定供給至高爐內之生鐵的熱量，且推定存在於上述高爐內之爐芯焦炭所保持的熱量，並考慮所推定之爐芯焦炭所保持之熱量以推定供給至高爐內之生鐵的熱量。
上述推定手段考慮休風時降低之原料之表面高度以推定上述帶入顯熱之變化。
本發明之供給熱量推定程式係使電腦執行根據供給至高爐內的熱量及高爐內之熔鐵的製造速度以推定供給至高爐內之生鐵的熱量之處理；其使上述電腦執行推定處理，上述推定處理係推定由爐內通過氣體所致之帶出顯熱的變化、及因被上述爐內通過氣體所預熱之原料所供給之帶入顯熱的變化，且考慮所推定之帶出顯熱及帶入顯熱的變化以推定供給至高爐內之生鐵的熱量，上述推定處理包含如下處理：考慮休風時降低之原料之表面高度以推定上述帶入顯熱的變化，且考慮休風時自高爐散發的熱以推定供給至高爐內之生鐵的熱量，推定存在於上述高爐內之爐芯焦炭所保持的熱量，且考慮所推定之爐芯焦炭所保持的熱量以推定供給至高爐內之生鐵的熱量。
本發明的高爐之操作方法包含如下步驟：根據藉由本發明之供給熱量推定方法推定之供給至高爐內之生鐵的熱量，以控制供給至高爐內的熱量。
(對照先前技術之功效)
根據本發明之供給熱量推定方法、供給熱量推定裝置及供給熱量推定程式，於操作度大幅變化時，尤其於休風後之高爐起動時，亦可高精度地推定供給至高爐內之生鐵的熱量。又，根據本發明的高爐之操作方法，於操作度大幅變化時，尤其於休風後之高爐起動時，亦可適當保持供給至高爐內之生鐵的熱量而將熔鐵溫度高精度地控制於規定範圍內。
以下，參照圖式，對應用本發明之供給熱量推定方法及供給熱量推定裝置的本發明一實施形態之爐熱控制裝置的構成及動作進行說明。
[構成]
首先，參照圖1對本發明一實施形態的爐熱控制裝置之構成進行說明。圖1係表示本發明一實施形態之爐熱控制裝置的構成之方塊圖。如圖1所示，本發明一實施形態之爐熱控制裝置1由電腦等資訊處理裝置構成，藉由控制自設置於高爐2之下部的風口供給至高爐2內之融體的熱量，而將高爐2內製造之熔鐵的溫度控制於規定範圍內。爐熱控制裝置1係為本發明之供給熱量推定裝置而發揮功能。
具有上述構成之爐熱控制裝置1藉由執行以下所示之爐熱控制處理，當高爐2之操作度大幅變化時，尤其是當休風後之高爐起動時亦可高精度地推定供給至高爐2內之生鐵的熱量，使用推定結果來適當保持供給至高爐2內之生鐵的熱量而將熔鐵溫度高精度地控制於規定範圍內。以下，參照圖2對本發明一實施形態之爐熱控制處理的流程進行說明。
再者，以下所示之爐熱控制裝置1之動作係藉由如下所實現，即，構成爐熱控制裝置1之資訊處理裝置內之CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)等運算處理裝置自ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)等記憶部將程式1a載入RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)等暫時記憶部中，並執行所載入之程式1a。程式1a亦可構成為以可安裝之形式或可執行之形式的檔案記錄於CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory，唯讀光碟)、軟碟、CD-R(Compact Disc-Recordable，可錄光碟)、DVD(Digital Versatile Disc，數位多功能光碟)等電腦可讀取之記錄媒體來提供。程式1a亦可構成為藉由儲存於與網路等電通信線路、行動電話等電話通信網、WiFi(登錄商標)等無線通信網等網路連接之電腦上，並經由網路下載來提供。
[爐熱控制處理]
圖2係表示本發明一實施形態之爐熱控制處理之流程的流程圖。圖2所示之流程圖係於將爐熱控制處理之執行命令輸入至爐熱控制裝置1之時點開始，爐熱控制處理除了習知所進行之推定藉由高爐內之反應熱收支(反應產生熱、反應吸熱)、送風顯熱、及熱損耗(自爐體之散熱量等)等而供給至高爐內之熱量的步驟S1之處理之外，還追加進行步驟S2、步驟S3、及步驟S4之處理，並前進至將該些步驟綜合起來推定供給熱量之步驟S5之處理。推定藉由高爐內之反應熱收支(反應產生熱、反應吸熱)、送風顯熱、及熱損耗(自爐體之散熱量等)等而供給至高爐內之熱量的步驟S1之處理係以習知方式進行處理，將此時之供給熱量設為Q
0。步驟S1之處理之較佳例將如後說明。
步驟S2之處理中，爐熱控制裝置1推定自高爐2之下部向上部散發之氣體(爐內通過氣體)帶出至高爐2之上部的顯熱(氣體帶出顯熱)Q
7。具體而言，氣體帶出顯熱Q
7(MJ/t-p：每1噸生鐵(pig iron)之熱量。以下，當於記載為t-p時，表示生鐵噸數)，可藉由在風口前燃燒之氣體之推定溫度與表示高爐爐下部上端之溫度之基準溫度的溫度差乘以氣體之比熱而算出，藉由以下所示之數學式(1)表示。藉此，完成步驟S2之處理後，前進至步驟S5之處理。
[數1]
此處，C
i表示氣體種i(氮氣、一氧化碳、氫氣)之比熱(MJ/m
3/℃)，V
i表示爐腹氣體中之氣體種i之流量(m
3(s.t.p)/min)(m
3(s.t.p)：0℃、1 atm(大氣壓)下之體積)，TFT表示理論燃燒溫度(℃)，T
base表示基準溫度(℃)(800～1200℃，較佳為900～1000℃)，Pig表示造鐵速度(t-p/min)，α表示因高爐2而被變更之影響係數。此些值可例如經由電通信線路而與爐熱控制裝置1連接之製程電腦等上位電腦3所獲取。
步驟S3之處理中，爐熱控制裝置1推定自高爐2之上部供給至下部之原料帶入至高爐2之下部之顯熱(原料帶入顯熱)Q
8。具體而言，原料帶入顯熱Q
8(MJ/t-p)可如以下之數學式(2)所示，藉由融合帶下端之原料溫度T
1(＝1450～1500℃)與基準溫度T
base之溫度差乘以原料之比熱而算出。再者，原料溫度T
1如以下之數學式(3)所示係休風時降低之原料之表面高度(降料高度)L
initial的函數。藉由該原料溫度T
1之設定，可考慮休風後之高爐起動時再次回填常溫原料來操作時之常溫原料之熱補償，因此可高精度地評估由原料帶入至爐下部之熱量減少之情形。藉此，完成步驟S3之處理後，前進至步驟S5之處理。
[數2]
此處，C
j表示原料j(焦炭、生鐵、爐渣)之比熱(MJ/kg/℃)，R
j表示原料j之單位耗用(kg/t-p)，T
1表示融合帶下端之原料溫度(℃)，T
base表示基準溫度(℃)，β表示因高爐2而被變更之影響係數。該些值可例如自上位電腦3所獲取。
[數3]
步驟S4之處理中，爐熱控制裝置1推定存在於高爐2之下部之爐芯焦炭所保持的熱量(焦炭保持熱量)Q
9。具體而言，焦炭保持熱量Q
9(MJ/t-p)可藉由對自每1 t熔鐵之焦炭單位耗用減去燃燒消耗量及作為粉塵排出的碳量而得之值乘以基準溫度與理論燃燒溫度之差及焦炭之比熱C
coke而求出，藉由以下所示之數學式(4)表示。藉此，完成步驟S4之處理後，前進至步驟S5之處理。
[數4]
此處，C
coke表示焦炭之比熱(MJ/kg/℃)，TFT表示理論燃燒溫度(℃)，T
base表示基準溫度(℃)，CR表示焦炭比(kg/t-p)，CR
burn表示風口前燃燒碳比(藉由送風氧氣與調濕而於風口前消耗之氧氣量)(kg/t-p)，PCR表示粉煤比(kg/t-p)，C
inPC表示粉煤中之碳比率，C
sol表示碳熔損比(kg/t-p)，Dust表示粉塵比(kg/t-p)，C
indust表示粉塵中之碳比率，γ與δ表示因高爐2而被變更之影響係數。該些值可例如自上位電腦3所獲取。
在步驟S5之處理中，爐熱控制裝置1推定由休風所致之散發熱Q
10。由休風所致之散發熱Q
10(MJ/t-p)可藉由以下所示之數學式(5)求出。藉由考慮由休風所致之散發熱Q
10，可對朝高爐下部供給之熱量之一部分在消除散發熱Q
10之前用於爐體之升熱之情況進行評估。藉此，完成步驟S5之處理後，則前進至步驟S6之處理。
[數5]
此處，Q表示休風中之每單位時間之散發熱量之積分值(MJ/min)，t
1表示休風時間(min)，t
2表示自休風後之高爐起動時之經過時間(min)，a、b、c係考慮高爐爐體之冷卻設備的能力等之影響後的係數。再者，對由冷卻裝置所致之休風中之每單位時間的散熱量(＝向設置於高爐外周部之冷卻裝置之通水量×(出側水溫-入側水溫)×冷卻水比熱) 不斷地進行測定。因此，例如藉由測定值乘以規定係數與休風時間而可推定休風中之散熱量，即休風中之散發熱量。
步驟S6之處理中，爐熱控制裝置1使用步驟S1之處理中所推定之供給熱量Q
0、步驟S2～S5之處理中所推定之氣體帶出顯熱Q
7、原料帶入顯熱Q
8、焦炭保持熱量Q
9、及由休風所致之散發熱Q
10，而推定供給至高爐2內之生鐵的熱量。具體而言，爐熱控制裝置1藉由向以下所示之數學式(6)中代入步驟S1中所推定之供給熱量Q
0、步驟S2～S5之處理中所推定之氣體帶出顯熱Q
7、原料帶入顯熱Q
8、焦炭保持熱量Q
9、及由休風所致之散發熱Q
10，而算出與供給至高爐2內之生鐵之熱量對應之爐熱指數T
Q(MJ/t-p)。藉此，完成步驟S6之處理後，前進至步驟S7之處理。
[數6]
此處，Q
0表示藉由高爐內之反應熱收支(反應產生熱、反應吸熱)、送風顯熱、及熱損耗(自爐體之散熱量等)等而供給至高爐內之熱量，可應用在習知之供給熱量推定中多數情況下採用之推定方法，作為較佳之形態，可列舉數學式(7)。
[數7]
此處，Q
1表示風口前端焦炭之燃燒熱(MJ/t-p)。燃燒熱Q
1可藉由將根據每單位時間自風口送風至高爐之氧氣量來算出之焦炭的燃燒所產生的發熱量除以在該單位時間製造之熔生鐵量而算出。
又，Q
2表示藉由自風口之送風而投入至高爐內之送風顯熱(MJ/t-p)。送風顯熱Q
2可根據每單位時間之送風量與送風溫度之測定值以求出每單位時間藉由送風而投入至高爐內的熱量，並將該值除以在該單位時間製造之熔生鐵量而算出。
又，Q
3表示熔損反應熱(MJ/t-p)。該值可例如藉由如專利文獻1所記載根據爐頂氣體成分值來求出碳熔損量而算出其反應熱。熔損反應熱Q
3可藉由將該熔損反應熱除以在該單位時間製造之熔生鐵量而算出。
又，Q
4表示主要包含於送風中之濕成份之分解熱(MJ/t-p)。分解熱Q
4可藉由將自送風濕成份之測量值求出之分解熱除以在該單位時間製造之熔生鐵量而算出。
又，Q
5表示來自爐體之熱損耗(例如由冷卻水所致之散熱量)(MJ/t-p)。作為熱損耗而言，當算出由冷卻水所致之散熱量時，散熱量Q
5可藉由根據冷卻水之水量、及高爐爐體之冷卻水之入側與出側之溫度差來算出由冷卻水所致之每單位時間的散熱量，並將算出之散熱量除以在該單位時間製造之熔生鐵量而算出。
又，Q
6表示在單位時間自風口吹入之還原材料之分解熱(MJ/t-p)。分解熱Q
6可藉由將分解熱除以在該單位時間製造之熔生鐵量而算出。
步驟S7之處理中，爐熱控制裝置1藉由根據步驟S6之處理中所推定之供給至高爐2內之生鐵之熱量來控制自風口供給至高爐2內之熱量，而適當保持供給至高爐2內之生鐵之熱量來將熔鐵溫度控制於規定範圍內。藉此，完成步驟S7之處理而結束一連串之爐熱控制處理。
如上說明應可明白，本發明一實施形態之爐熱控制處理中，爐熱控制裝置1推定由爐內通過氣體所致之向高爐上部之帶出顯熱之變化、及由被爐內通過氣體所預熱之原料而供給至高爐之下部之帶入顯熱之變化，且考慮所推定之帶出顯熱及帶入顯熱之變化以推定供給至高爐內之生鐵的熱量。又，爐熱控制裝置1考慮休風時自高爐散發之熱以推定供給至高爐內之生鐵的熱量，且推定存在於高爐內之爐芯焦炭所保持的熱量，並考慮所推定之爐芯焦炭所保持的熱量以推定供給至高爐內之生鐵的熱量。藉此，當向高爐內之送風量等操作度大幅變化時，尤其是當休風後之高爐起動時，亦可高精度地推定供給至高爐內之生鐵的熱量。又，藉此，當操作度大幅變化時，尤其是當休風後之高爐起動時，亦可適當保持供給至高爐內之生鐵的熱量而高精度地將熔鐵溫度控制於規定範圍內。
[實施例]
圖3表示將休風後之高爐起動時習知之爐熱指數(利用Q
1～Q
6推定)與本發明之爐熱指數(利用Q
1～Q
10推定)和實際之熔鐵溫度(與基準熔鐵溫度之差)進行對比之結果。如圖3所示，本發明之爐熱指數(本發明例)中，相較於習知之爐熱指數(比較例)，於爐熱指數與熔鐵溫度(與基準熔鐵溫度之差)之間可確認出固定之相關關係。又，表1中表示考慮各個因子時之推定熔鐵溫度與實績熔鐵溫度之差之標準偏差之彙總。相較於習知之爐熱指數係僅使用Q
1～Q
6以推定爐熱指數之情形(比較例1)、不考慮由休風所致之降料高度及散發熱以推定爐熱指數之情形(比較例2。使用Q
1～Q
9以推定爐熱指數。但並無與降料高度相對應之Q
8之修正)，可知當考慮由休風所致之降料高度及散發熱之情形時(本發明例1。使用Q
1～Q
10以推定爐熱指數。有與降料高度相對應之Q
8之修正)、及僅考慮由休風所致之散發熱之情形時(本發明例2。使用Q
1～Q
10以推定爐熱指數。但並無與降料高度相對應之Q
8之修正)，推定精度提高。因此，當操作度大幅變化時，尤其是當休風後之高爐起動時，亦可藉由使用本發明之爐熱指數來適當保持供給至高爐內之生鐵的熱量而將熔鐵溫度高精度地控制於規定範圍內。
[表1]
| (表1) | ||||
| 比較例1 | 比較例2 | 本發明例1 | 本發明例2 | |
| 考慮之指數 | Q 1～Q 6 | Q 1～Q 9 | Q 1～Q 10 | Q 1～Q 10(無Q 8之影響時) |
| 實際熔鐵溫度相對於推定 熔鐵溫度之標準偏差 | 132.1 | 89.6 | 25.2 | 18.3 |
以上，已對適用由本發明人等所完成之發明的實施形態進行說明，但本發明並不受限於由本實施形態所揭示之本發明之一部分所構成的記述及圖式。即，本領域技術人員等基於本實施形態可實現之其他實施形態、實施例、及運用技術等全部包含於本發明之範圍內。
(產業上之可利用性)
根據本發明，其可提供一種當操作度大幅變化時，尤其是當休風後之高爐起動時可高精度地推定供給至高爐內之生鐵熱量的供給熱量推定方法、供給熱量推定裝置、及供給熱量推定程式。又，根據本發明，其可提供一種當操作度大幅變化時，尤其是當休風後之高爐起動時亦可適當保持供給至高爐內之生鐵的熱量而將熔鐵溫度高精度地控制於規定範圍內的高爐之操作方法。
1:爐熱控制裝置
1a:程式
2:高爐
3:上位電腦
圖1係表示本發明一實施形態之爐熱控制裝置之構成的方塊圖。
圖2係表示本發明一實施形態之爐熱控制處理之流程的流程圖。
圖3係表示習知指數及本發明之爐熱指數與和基準熔鐵溫度之溫度差關係之一例的圖。
Claims (6)
- 一種供給熱量推定方法，其係根據供給至高爐內之熱量及高爐內之熔鐵之製造速度以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；其包含有： 推定步驟，上述推定步驟推定由爐內通過氣體所致之帶出顯熱之變化、及因被上述爐內通過氣體所預熱之原料所供給之帶入顯熱的變化，且考慮所推定之帶出顯熱及帶入顯熱之變化以推定供給至高爐內之生鐵的熱量； 上述推定步驟包含如下步驟：考慮休風時自高爐散發之熱以推定供給至高爐內之生鐵的熱量之步驟；以及推定存在於上述高爐內之爐芯焦炭所保持的熱量，且考慮所推定之爐芯焦炭所保持之熱量以推定供給至高爐內之生鐵的熱量。
- 如請求項1之供給熱量推定方法，其中，上述推定步驟包含如下步驟：考慮休風時降低之原料的表面高度以推定上述帶入顯熱之變化。
- 一種供給熱量推定裝置，其係根據供給至高爐內的熱量及高爐內之熔鐵的製造速度以推定供給至高爐內之生鐵的熱量；其具備有： 推定手段，上述推定手段推定由爐內通過氣體所致之帶出顯熱之變化、及因被上述爐內通過氣體預熱之原料所供給之帶入顯熱的變化，且考慮所推定之帶出顯熱及帶入顯熱之變化以推定供給至高爐內之生鐵的熱量； 上述推定手段考慮休風時降低之原料的表面高度以推定上述帶入顯熱之變化，考慮休風時自高爐散發之熱以推定供給至高爐內之生鐵的熱量，且推定存在於上述高爐內之爐芯焦炭所保持的熱量，並考慮所推定之爐芯焦炭所保持的熱量以推定供給至高爐內之生鐵的熱量。
- 如請求項3之供給熱量推定裝置，其中，上述推定手段考慮休風時降低之原料的表面高度以推定上述帶入顯熱之變化。
- 一種供給熱量推定程式，其係使電腦執行根據供給至高爐內之熱量及高爐內之熔鐵之製造速度以推定供給至高爐內之生鐵的熱量之處理， 上述電腦執行推定處理，係推定由爐內通過氣體所致之帶出顯熱之變化、及因被上述爐內通過氣體所預熱之原料所供給之帶入顯熱之變化，且考慮所推定之帶出顯熱及帶入顯熱之變化以推定供給至高爐內之生鐵的熱量， 上述推定處理包含如下處理：考慮休風時降低之原料的表面高度以推定上述帶入顯熱之變化，且考慮休風時自高爐散發之熱以推定供給至高爐內之生鐵的熱量，推定存在於上述高爐內之爐芯焦炭所保持的熱量，且考慮所推定之爐芯焦炭所保持之熱量以推定供給至高爐內之生鐵的熱量。
- 一種高爐之操作方法，其包含如下步驟：根據藉由請求項1或2之供給熱量推定方法所推定之供給至高爐內之生鐵的熱量，以控制供給至高爐內的熱量。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007077440A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Kobe Steel Ltd | 高炉の減尺休風操業方法 |
| CN106755672A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-05-31 | 本钢板材股份有限公司 | 监测高炉炉缸活性的炉缸工作活跃指数量化方法 |
| JP2018145520A (ja) * | 2017-03-01 | 2018-09-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉炉熱予測装置及び高炉炉熱予測方法 |
| CN113544291A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-10-22 | 株式会社神户制钢所 | 高炉的操作方法 |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS491686B1 (zh) * | 1969-05-28 | 1974-01-16 | ||
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007077440A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Kobe Steel Ltd | 高炉の減尺休風操業方法 |
| CN106755672A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-05-31 | 本钢板材股份有限公司 | 监测高炉炉缸活性的炉缸工作活跃指数量化方法 |
| JP2018145520A (ja) * | 2017-03-01 | 2018-09-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉炉熱予測装置及び高炉炉熱予測方法 |
| CN113544291A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-10-22 | 株式会社神户制钢所 | 高炉的操作方法 |
Also Published As
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