TWI797001B - 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的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的變化、及因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：考慮因滑移而釋放至高爐外之熱量以推定帶出顯熱，並且考慮因滑移所致之原料之表面高度的變化以推定帶入顯熱的變化；以及推定存在於高爐內之爐芯焦炭所保持之熱量，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之量發生變化，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。尤其是，因高爐內原料被氣體上推之力大於原料下降之力而導致原料無法下降之後，為了解除上述關係而原料表面高度急遽下降時，即產生所謂之滑移時，熔鐵溫度大幅變動。然而，專利文獻1記載之方法，並未考慮由認為因操作度之增減而發生變化之送風顯熱所致之帶出顯熱等因子，因此無法於使操作度大幅變化時高精度地推定供給至生鐵的熱量。另一方面，專利文獻2所記載之方法則被認為當過去未曾儲存之操作變化時熔鐵溫度之推定精度降低。又，當此一熔鐵溫度之推定精度較低時，過度供給熱之情形亦居多，讓人擔心可能造成設備故障。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之過度使用亦不佳。
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，即當操作度大幅變化時，尤其是產生滑移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，尤其是當產生滑移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。
(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的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的變化、及因上述爐內通過氣體所預熱之原料被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：考慮因滑移而釋放至高爐外的熱量以推定上述帶出顯熱，並且考慮因滑移所致之原料之表面高度的變化以推定上述帶入顯熱之變化；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。
再者，上述推定步驟可包含如下步驟：將爐頂氣體溫度與爐頂氣體溫度之基準溫度之差乘以爐頂氣體之比熱而算出相乘值，將該相乘值除以造鐵速度而得之值與上述帶出顯熱相加，藉此考慮因滑移而釋放至高爐外之熱量以推定上述帶出顯熱。
又，上述推定步驟可包含如下步驟：藉作為原料之表面高度的推定值與實際值之差的累計值之函數來求出原料溫度，並考慮由滑移所致之原料的表面高度之變化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，該推定手段推定因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；上述推定手段考慮因滑移而釋放至高爐外之熱量以推定上述帶出顯熱，並且考慮由滑移所致之原料的表面高度之變化以推定上述帶入顯熱之變化，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。
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之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的處理；其使上述電腦執行推定處理，上述推定處理推定因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：考慮因滑移而釋放至高爐外的熱量以推定上述帶出顯熱，且考慮因滑移所致之原料的表面高度之變化以推定上述帶入顯熱之變化，推定存在於上述高爐內之爐芯焦炭所保持之熱量，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。
本發明之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，當操作度大幅變化時，尤其是當產生滑移時，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，當操作度大幅變化時，尤其是當產生滑移時，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之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之構成的方塊圖。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內之融化體的熱量，而將於高爐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，即當高爐2之操作度大幅變化時，尤其是當產生滑移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的爐熱控制處理之流程進行說明。
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以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之步驟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)可藉由如下方法算出：(1)將於風口前燃燒之氣體的推定溫度(理論燃燒溫度)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第1相乘值；(2)將爐頂氣體溫度(爐上部排氣溫度)與爐頂氣體溫度之基準溫度之差乘以爐頂氣體之比熱而算出第2相乘值；(3)將第1相乘值與第2相乘值相加而得之值除以造鐵速度而算出氣體帶出顯熱Q
7；其藉由以下所示之數學式(1)表示。藉由將第1相乘值與第2相乘值相加而得之值除以造鐵速度，可考慮因滑移而不與原料熱交換地釋放至爐外之熱量來高精度地評估氣體帶出顯熱Q
7。藉此，在完成步驟S2之處理後，前進至步驟S5之處理。
[數1]
此處，C
bosh,i表示爐內通過氣體(爐腹氣體)中之氣體種i(氮氣、一氧化碳、氫氣)之比熱(MJ/m
3/℃)，C
top,i表示爐頂氣體中之氣體種i(氮氣、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、水蒸氣)之比熱(MJ/m
3/℃)，V
bosh,i表示爐內通過氣體中之氣體種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)，V
top,i表示爐頂氣體中之氣體種i之流量(m
3(s.t.p)/min)，TFT表示理論燃燒溫度(℃)，T
base表示基準溫度(℃)(800～1200℃，較佳為900～1000℃)，T
top表示爐頂氣體溫度(℃)，T
top,base表示爐頂氣體溫度之基準溫度(℃)(80～300℃，較佳為100～200℃)，Pig表示造鐵速度(t-p/min)，α
bosh、α
top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，藉由融化區帶下端之原料溫度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如以下所示之數學式(3)成為原料表面高度之推定值與實際值之差ΔL
surface之微分值的函數。藉由上述原料溫度T
1之設定，可根據滑移之原料表面高度之大小來考慮原料溫度T
1降低之情況，因此可高精度地評估因滑移導致原料加熱不良，而由原料帶入至爐下部之熱量減少之情形。
詳細而言，於通常之操作狀況下，高爐內之原料及焦炭之體積對應於造鐵速度而減少，因此高爐內之原料填充層之表面高度下降。此處，原料填充層之表面高度係使用感測器來測定，且反覆進行以下操作：於原料填充層之表面高度下降至規定高度之階段，補充原料及焦炭來使原料填充層之表面高度為原高度。另一方面，於即將產生滑移之前，高爐內之原料的體積自身係對應於造鐵速度而減少，但原料之下降會於某位置處受阻，因此原料填充層之表面高度僅一定程度地或輕微地下降。因此，不斷地求出自造鐵速度推定之原料填充層之表面高度與感測器測定值之差ΔL
surface，該差急遽縮小時之變化量dΔL
surface/dt表示滑移量，藉由該大小而可評估因滑移導致加熱不良之原料的影響。簡單地不斷測定原料填充層之表面高度的變化量，當超過閾值時則視為產生滑移，藉此亦可進行相同之評估。再者，當原料填充層之表面高度有多個測定方向時，亦可於每一測定方向進行相同之評估，而根據產生滑移之測定方向的比率來按比率求出其影響，又亦可使用各測定方向之平均值來進行滑移評估。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表示融化區帶下端之原料溫度(℃)，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之下部的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，在完成步驟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使用步驟S1之處理中所推定之供給熱量Q
0、步驟S2～S4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(5)中代入步驟S1中所推定之供給熱量Q
0、步驟S2～S4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，而算出與供給至高爐2內之生鐵的熱量相對應之爐熱指數T
Q(MJ/t-p)。藉此，完成步驟S5之處理後，前進至步驟S6之處理。
[數5]
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，其雖可應用在習知之供給熱量推定中多數情況下所採用之推定方法，但作為較佳之形態，則可舉出數學式(6)。
[數6]
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來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S6之處理中，爐熱控制裝置1藉由根據步驟S5之處理中所推定之供給至高爐2內之生鐵的熱量來控制自風口供給至高爐2內的熱量，而適當保持供給至高爐2內之生鐵的熱量來將熔鐵溫度控制於規定範圍內。藉此，則完成步驟S6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考慮因滑移而釋放至高爐外的熱量以推定帶出顯熱，並且考慮因滑移導致原料之表面高度的變化以推定帶入顯熱之變化，且推定存在於高爐內的爐芯焦炭所保持之熱量，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，尤其是當產生滑移時，其亦可高精度地推定供給至高爐內之生鐵之熱量。又，藉此，當操作度大幅變化時，尤其是當產生滑移時，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表示將產生滑移之時點習知之爐熱指數(利用Q
1～Q
6推定)與本發明之爐熱指數(利用Q
1～Q
9推定)和實際之熔鐵溫度(與基準熔鐵溫度之差)進行對比的結果。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際熔鐵溫度之差的標準偏差之彙總。相較於習知之爐熱指數僅使用Q
1～Q
6以推定爐熱指數之情形(比較例)，可知當考慮滑移之情形時(本發明例。使用Q
1～Q
9以推定爐熱指數)，推定精度被提高。藉此，當操作度大幅變化時，尤其是當產生滑移時，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 | 本發明例 | |
| 考慮之指數 | Q 1 ～Q 6 | Q 1 ～Q 9 |
| 實際熔鐵溫度相對於 推定熔鐵溫度之標準偏差 | 47.9 | 12.7 |
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本實施形態所揭示之本發明的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、及運用技術等均全部被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，尤其是當產生滑移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，尤其是當產生滑移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之關係之一例的圖。
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； 上述推定步驟包含如下步驟：考慮因滑移而釋放至高爐外的熱量以推定上述帶出顯熱，並且考慮由滑移所致之原料的表面高度之變化以推定上述帶入顯熱之變化；以及推定存在於上述高爐內之爐芯焦炭所保持之熱量，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：將爐頂氣體溫度與爐頂氣體溫度之基準溫度之差乘以爐頂氣體之比熱而算出相乘值，將上述相乘值除以造鐵速度而得之值與上述帶出顯熱相加，藉此考慮因滑移而釋放至高爐外之熱量以推定上述帶出顯熱。
- 如請求項1或2之供給熱量推定方法，其中，上述推定步驟包含如下步驟：藉由作為原料之表面高度之推定值與實際值之差之累計值的函數來求出原料溫度，並考慮由滑移所致之原料之表面高度之變化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，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； 上述推定手段考慮因滑移而釋放至高爐外之熱量以推定上述帶出顯熱，並且考慮由滑移所致之原料的表面高度之變化以推定上述帶入顯熱之變化，推定存在於上述高爐內之爐芯焦炭所保持之熱量，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：考慮因滑移而釋放至高爐外之熱量以推定上述帶出顯熱，並且考慮由滑移所致之原料之表面高度之變化以推定上述帶入顯熱之變化，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至3中任一項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)
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|---|---|---|---|---|
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| 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 |
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