WO2019112207A1 - Apparatus and method for controlling amount of pulverized coal injection - Google Patents

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coal injection
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정인현
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Abstract

An apparatus for controlling an amount of pulverized coal injection into a blast furnace according to an embodiment may comprise: a prediction model database for storing a prediction model for predicting, through a neural network algorithm, an amount of pulverized coal injection; an operation data collection unit for collecting operation data related to the operation of a blast furnace; a prediction unit for acquiring a prediction value for a pulverized coal injection amount, using the operation data as input data of the prediction model; and an injection amount control unit for controlling an amount of pulverized coal injected into the blast furnace, according to the prediction value for the pulverized coal injection amount.

Description

미분탄 취입량 제어 장치 및 그 방법Pulverized coal intake quantity control apparatus and method
실시 예는 미분탄 취입량 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for controlling a pulverized coal blowing amount.
고로(blast furnace)에서는 연료인 코크스(cokes)와 산소의 반응을 통해 생산된 일산화탄소를 이용하여 자연산의 철광석을 환원시킴으로써 용선이 만들어진다. 고로의 하부에서 코크스와 산소의 반응으로 발생한 환원가스는 노 내를 상승하면서 장입된 철광석과 접촉하고, 환원가스와의 접촉으로 열을 전달 받은 철광석은 용선으로 용융 및 환원된다.In the blast furnace, charcoal is produced by reducing iron ore from natural sources using carbon monoxide produced through the reaction of oxygen with coke. The reducing gas generated by the reaction of coke and oxygen in the lower part of the blast furnace comes into contact with the charged iron ore while rising in the furnace, and the iron ores which are transferred by the contact with the reducing gas are melted and reduced by the molten iron.
고로 조업 중 노 내에서 발생하는 노열은 코크스량 및 풍구로부터 취입되는 미분탄량에 의해 결정되며, 노 내에서 철광석을 승온 및 환원시키고, 환원된 철을 액상의 용선 상태로 유지하기 위한 에너지로 사용된다. 이러한 노열은 용선의 출선량에 영향을 끼치는 요인 중 하나이다. 따라서, 고로 조업의 효율 향상을 위해서는 노 내의 열 과잉 또는 열 부족 상태를 파악하여 노 내 상황에 맞게 최적의 에너지 공급을 유지할 필요가 있다.During the blast furnace operation, the heat generated in the furnace is determined by the amount of pulverized coal injected from the coke amount and the tuyere, and is used as energy for heating and reducing the iron ore in the furnace and for maintaining the reduced iron in a molten iron state . This is one of the factors affecting the output of charter. Therefore, in order to improve the efficiency of the blast furnace operation, it is necessary to grasp the heat excess or the heat shortage state in the furnace so as to maintain the optimum energy supply in accordance with the furnace situation.
통상적으로 노열 상태는 조업자가 하루 약 3~4회에 걸쳐 열전대를 통해 노 외로 배출되는 용선의 온도를 확인하거나, 용선 중의 규소(Si) 함량을 확인하는 방식으로 이루어지며, 노열 상태를 파악한 조업자는 이를 토대로 미분탄 취입량을 조절한다.Normally, in the state of no-heat, the operator checks the temperature of the char iron discharged from the furnace through the thermocouple about three to four times a day, or confirms the silicon content in the charcoal. Based on this, the amount of pulverized coal blown is controlled.
한편, 기존의 노열 판단 방법은, 노열 상태 판단에 사용되는 데이터(용선 온도 또는 용선 중 규소 함량)의 대표성 한계와 조업자에 의존적인 판단 결과로 인해, 현재 노열 상태를 정확히 파악하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 현재 노 내 상황에 맞게 최적의 에너지 공급을 유지하기 위해서는 현재 노 내 상황에 맞게 미분탄 취입량을 조절할 수 있는 방법이 필요하다. On the other hand, there is a problem in that the existing state of the state of the hearth can not be grasped accurately due to the representative limit of the data (the molten iron temperature or the silicon content in the charcoal) and the result of the judgment depending on the operator . Therefore, in order to maintain the optimum energy supply according to the current furnace conditions, a method of controlling the amount of pulverized coal blown in accordance with the current furnace conditions is needed.
실시 예를 통해 해결하려는 과제는 현재 노 내 상황에 맞춰 미분탄량 취입량을 자동으로 제어할 수 있는 미분탄 취입량 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. An object to be solved by the embodiments is to provide a pulverized coal injection quantity control apparatus and method which can automatically control the pulverized coal injection amount in accordance with the current situation in the furnace.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 고로의 미분탄 취입량 제어 장치는, 신경회로망 알고리즘을 통해 미분탄 취입량을 예측하는 예측 모델을 저장하는 예측 모델 데이터베이스, 고로 조업과 관련된 조업 데이터를 수집하는 조업 데이터 수집부, 상기 조업 데이터를 상기 예측 모델의 입력 데이터로 사용하여, 미분탄 취입량 예측값을 획득하는 예측부, 및 상기 미분탄 취입량 예측값에 따라서 상기 고로 내로 취입되는 미분탄의 취입량을 조절하는 취입량 제어부를 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling the injection volume of blast furnace according to an embodiment of the present invention, comprising: a prediction model database storing a prediction model for predicting a pulverized coal injection amount through a neural network algorithm; A predictor for obtaining a pulverized coal intake amount predicted value by using the operation data as input data of the predictive model and a control unit for controlling the amount of pulverized coal injected into the blast furnace in accordance with the predicted pulverized coal intake amount And a blow-in amount control unit.
상기 조업 데이터는, 상기 고로 조업과 관련된 온도 정보 및 압력 정보를 포함하며, 상기 조업 데이터 수집부는, 복수의 센서를 이용하여 상기 온도 정보 및 상기 압력 정보를 자동으로 수집할 수 있다. The operation data may include temperature information and pressure information related to the blast furnace operation, and the operation data collecting unit may automatically collect the temperature information and the pressure information using a plurality of sensors.
상기 신경회로망 알고리즘은, 컨벌루션 신경망(Convolutional neural network)으로 구성될 수 있다.The neural network algorithm may be composed of a convolutional neural network.
상기 조업 데이터 수집부를 통해 수집되는 상기 조업 데이터를 소정 기간 학습용 데이터로 학습하여 상기 예측 모델을 구성하는 학습부를 더 포함할 수 있다. And a learning unit that learns the operation data collected through the operation data collecting unit using the training data for a predetermined period of time to construct the prediction model.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 고로 설비의 미분탄 취입량 제어 방법은, 고로 조업과 관련된 조업 데이터를 수집하는 단계, 상기 조업 데이터를 신경회로망 알고리즘을 통해 미분탄 취입량을 예측하는 예측 모델의 입력 데이터로 사용하여, 미분탄 취입량 예측값을 획득하는 단계, 및 상기 미분탄 취입량 예측값에 따라서 상기 고로 내로 취입되는 미분탄의 취입량을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a pulverized coal injection amount of a blast furnace, comprising the steps of collecting operating data related to blast furnace operation, inputting input data of a prediction model for predicting a pulverized coal injection amount through a neural network algorithm And adjusting the blowing amount of the pulverized coal injected into the blast furnace in accordance with the predicted pulverized coal injection amount value.
상기 조업 데이터는, 상기 고로 조업과 관련된 온도 정보 및 압력 정보를 포함하며, 상기 수집하는 단계는, 복수의 센서를 이용하여 상기 온도 정보 및 상기 압력 정보를 자동으로 수집하는 단계를 포함할 수 있다.The operation data may include temperature information and pressure information related to the blast furnace operation, and the collecting may include automatically collecting the temperature information and the pressure information using a plurality of sensors.
상기 미분탄 취입량 제어 방법은, 소정 시간 동안 수집되는 상기 조업 데이터를 학습용 데이터로 학습하여 상기 예측 모델을 구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The pulverized coal injection amount control method may further include a step of learning the operation data collected for a predetermined time with learning data to construct the prediction model.
실시 예에 따르면, 노 내 상황에 맞춰 미분탄량 취입량을 자동으로 제어할 수 있어, 현재 노 내 상황에 맞게 최적의 에너지 공급을 유지할 수 있다. According to the embodiment, it is possible to automatically control the amount of injected coal to be injected in accordance with the situation in the furnace, and to maintain the optimal energy supply in accordance with the current furnace situation.
도 1은 고로(blast furnace) 설비의 일 예를 도시한 것이다. Figure 1 shows an example of a blast furnace installation.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고로의 미분탄 취입량 제어 장치를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 2 is a view schematically showing a pulverized coal blown-in amount control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고로의 미분탄 취입량 제어 방법을 개략적으로 도시한 것이다. 3 is a schematic view illustrating a pulverized coal blowing rate control method of a blast furnace according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the embodiments of the present invention, portions that are not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between .
이하, 필요한 도면들을 참조하여 고로(blast furnace)의 미분탄 취입량 제어 장치 및 그 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus and method for controlling the injection amount of pulverized coal in a blast furnace will be described in detail with reference to necessary drawings.
도 1은 고로 설비의 일 예를 도시한 것이다.Fig. 1 shows an example of a blast furnace facility.
고로 설비는 철강 공정에 있어서 용선을 생산하는 설비이다.The blast furnace facility is a facility that produces molten iron in the steel process.
도 1을 참조하면, 고로(10)는 원료인 철광석이 장입되어 용선(pig iron)으로 용융 환원되는 노(爐)이다.Referring to FIG. 1, the blast furnace 10 is a furnace in which iron ore as a raw material is charged and melted and reduced by pig iron.
고로(10)로 장입되는 장입물(2) 즉, 철광석과 코크스는 장입 컨베이어 벨트(5)를 통해 고로(10) 상부로 이동하여 고로(10) 내부로 장입된다.The iron ore and the coke are charged into the blast furnace 10 through the charging conveyor belt 5 and then moved to the upper part of the blast furnace 10 to be charged into the blast furnace 10.
고로(10) 하부에는 송풍관(13)을 통해 공급되는 고온의 열풍 및 산소를 고로(10) 내부로 유입시키기 위한 풍구(11)가 위치한다. A tuyere (11) for introducing hot air and oxygen, which are supplied through a blowing tube (13), into the blast furnace (10) is located below the blast furnace (10).
고로 조업에서 노 내에 장입된 코크스(cokes)는 풍구(11)를 통해 노 내로 유입되는 고온의 열풍 및 산소와의 반응으로 연소하여 고온의 가스(이하, '환원가스'라 명명하여 사용함)를 발생시킨다. 이렇게 발생한 고온의 환원가스는 노 내를 상승하면서 고로(10)로 장입된 철광석과 접촉하고, 고온의 환원가스와의 접촉으로 열을 전달 받은 철광석은 용선으로 용융 및 환원된다. The cokes charged into the furnace in the blast furnace are combusted by the reaction with hot air and hot air flowing into the furnace through the tuyere 11 to generate a high-temperature gas (hereinafter referred to as "reducing gas") . The high-temperature reducing gas thus generated is brought into contact with the iron ore charged into the blast furnace 10 while rising in the furnace, and the iron ore, which has received heat by contact with the reducing gas at a high temperature, is melted and reduced by the molten iron.
고로(10) 내에서 용융 환원된 용선은 노 하부에 저장되었다가, 일정 간격으로 출선구(tap hole, 12)를 통해 노 외로 배출된다.The molten reduced molten iron in the blast furnace 10 is stored under the furnace and discharged to the outside of the furnace through a tap hole 12 at regular intervals.
한편, 고로 조업에서는 환경공해를 최소화시키고 연료로 사용되는 코크스 제조 비용을 저감하기 위해, 미분탄을 코크스 대체 연료로 사용하기도 한다. 미분탄은 미분탄 저장탱크(미도시)로부터 공급되며, 송풍관(13)을 관통하는 랜스(14)를 통해 풍구(11) 내로 유입되어 노 내로 취입된다. 풍구(11)를 통해 노 내로 유입되는 미분탄은 풍구(11)를 통해 노 내로 유입되는 열풍에 의해 연소되어 고온의 환원가스를 발생시킨다.On the other hand, in the blast furnace operation, pulverized coal is used as an alternative fuel for coke in order to minimize environmental pollution and to reduce the cost of manufacturing coke used as fuel. The pulverized coal is supplied from a pulverized coal storage tank (not shown), flows into the tuyere 11 through a lance 14 passing through the blowing tube 13, and blown into the furnace. The pulverized coal flowing into the furnace through the tuyere (11) is burned by hot air flowing into the furnace through the tuyere (11) to generate a high-temperature reducing gas.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고로의 미분탄 취입량 제어 장치를 개략적으로 도시한 것이다. FIG. 2 is a view schematically showing a pulverized coal blown-in amount control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미분탄 취입량 제어 장치(100)는 조업 데이터 수집부(110), 사용자 입력부(120), 조업 데이터 데이터베이스(130), 학습부(140), 예측 모델 데이터베이스(150), 예측부(160), 및 미분탄 취입량 제어부(170)를 포함할 수 있다.2, the apparatus for controlling the injection amount of pulverized coal according to the embodiment of the present invention includes an operation data collecting unit 110, a user input unit 120, a operation data database 130, a learning unit 140, A model database 150, a predicting unit 160, and a pulverized coal injection amount control unit 170. [
조업 데이터 수집부(110)는 고로 조업과 관련된 복수의 조업 데이터를 실시간으로 수집할 수 있다.The operation data collecting unit 110 can collect a plurality of operation data related to blast furnace operation in real time.
아래 표 1은 조업 데이터 수집부(110)에서 수집되는 조업 데이터의 예들을 도시한 것이다. Table 1 below shows examples of the operation data collected by the operation data collecting unit 110.
표 1. 조업 데이터 예Table 1. Examples of operating data
Figure PCTKR2018014317-appb-I000001
Figure PCTKR2018014317-appb-I000001
위 표 1을 참조하면, 조업 데이터는, 노체온도, 노체압력, 스킨 플로우(skin flow) 온도, 크로스 존데(cross sonde) 측정치, 통기성(상, 중, 하, 전체), 장입물의 입도, 품질, 성분, 고로(10)의 열부하, 산소부하, 열풍온도, 풍량, 철광석비(Ore Ratio), 철광석/코크스 장입량, 슬래그량, 배가스 온도, 배가스 조성, 용선 생산량, 슬래그 조성, 용선온도, 미분탄 취입량, 풍압 등을 포함할 수 있다. In Table 1, the operating data are data on the furnace temperature, the furnace pressure, the skin flow temperature, the cross sonde measurement, the air permeability (upper, middle, lower, whole) The amount of iron ore / coke charged, the amount of slag, the flue gas temperature, the composition of the flue gas, the amount of molten iron produced, the slag composition, the molten iron temperature, the pulverized coal intake amount , Wind pressure, and the like.
조업 데이터 수집부(110)는 적어도 하나의 센서를 이용하여 조업 데이터를 자동으로 획득할 수 있다. 예를 들어, 조업 데이터 수집부(110)는 크로스 존대 등 하나 이상의 온도 센서를 이용하여 노체 온도, 용선 온도, 열풍 온도, 스킨 플로우 온도, 배가스 온도 등의 온도 정보를 획득할 수 있다. 또한, 예를 들어, 조업 데이터 수집부(110)는 하나 이상의 압력 센서를 이용하여, 노체 압력, 풍압 등의 압력 정보를 획득할 수 있다.The operation data collecting unit 110 can automatically acquire operation data using at least one sensor. For example, the operation data collecting unit 110 may acquire temperature information such as a furnace temperature, a molten iron temperature, a hot air temperature, a skin flow temperature, and an exhaust gas temperature using one or more temperature sensors such as a cross zone. In addition, for example, the operation data collecting unit 110 can acquire pressure information such as a furnace pressure, a wind pressure and the like using one or more pressure sensors.
조업 데이터 수집부(110)는 사용자 입력부(120)를 통해 조업자로부터 조업 데이터를 입력 받을 수도 있다. The operation data collecting unit 110 may receive the operation data from the operator through the user input unit 120.
또한, 조업 데이터 수집부(110)는 외부 설비로부터 조업 데이터를 수신할 수도 있다. In addition, the operation data collecting unit 110 may receive operation data from an external facility.
조업 데이터 수집부(110)는 수집되는 조업 데이터들을 시계열로 조업 데이터 데이터베이스(130)에 저장할 수 있다. The operation data collecting unit 110 may store the operation data collected in the operation data database 130 in a time series.
학습부(140)는 소정 기간 동안 조업 데이터 수집부(110)를 통해 수집된 조업 데이터들을 학습용 데이터로 학습하여, 신경회로망 알고리즘 기반의 미분탄 취입량 예측 모델을 생성할 수 있다. 학습부(140)에서 미분탄 취입량 예측 모델에 사용된 신경회로망 알고리즘은, 컨벌루션 신경망(Convolutional neural network, CNN)으로 구성된다. CNN은 하나 또는 여러 개의 콘볼루션 계층(convolutional layer)과 통합 계층(pooling layer), 완전하게 연결된 계층(fully connected layer)들로 구성되는 신경망이다. CNN에서는 콘볼루션 계층(convolutional layer)과 통합 계층(pooling layer)을 통해 시계열의 조업 데이터들로부터 특징들을 추출하고, 완전하게 연결된 계층(fully connected layer)에서의 분류를 통해 예측을 진행한다.The learning unit 140 may learn the operation data collected through the operation data collection unit 110 for the predetermined period as learning data to generate a pulverized coal injection amount prediction model based on a neural network algorithm. The neural network algorithm used in the pulverized coal injection amount predicting model in the learning unit 140 is composed of a convolutional neural network (CNN). CNN is a neural network consisting of one or several convolutional layers, a pooling layer, and fully connected layers. In CNN, features are extracted from time series data through a convolutional layer and a pooling layer, and prediction is performed through classification in a fully connected layer.
본 발명의 실시 예에서, 학습부(140)는 미분탄 취입량 예측 모델 생성을 위해 변수 당 특징의 개수를 4개로 설정하고, 시계열 데이터의 개수를 8개(8분)로 설정할 수 있다. 또한, 완전하게 연결된 계층(fully connected layer)을 2개층으로 구성하고, 각 층에서의 뉴런(Neuron)의 개수는 100개와 50개로 설정하여 학습을 진행할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the learning unit 140 may set the number of features per variable to four and set the number of time series data to eight (eight minutes) in order to generate a pulverized coal injection amount predicting model. In addition, the fully connected layer is composed of two layers, and the number of neurons in each layer is set to 100 and 50, so that learning can be performed.
학습부(140)는 예측 모델이 생성되면, 이에 대한 정합성 및 신뢰성을검증하는 과정을 수행할 수 있다. When the prediction model is generated, the learning unit 140 can verify the consistency and reliability of the prediction model.
학습부(140)는 조업 데이터를 변동시키며 예측 모델을 이용하여 획득한 미분탄 취입량 예측값의 추이를 모니터링하여, 예측 모델에 대한 정합성 및 신뢰성을 검증할 수 있다. The learning unit 140 may vary the operation data and monitor the trend of the pulverized coal injection amount predicted value obtained using the predictive model to verify the consistency and reliability with respect to the predictive model.
예를 들어, 고로 조업 시 용선 온도가 높아지는 경우 미분탄 취입량을 낮추는 것이 바람직하다. 따라서, 용선 온도가 높아지는 환경에서 예측 모델이 올바르게 동작하는 경우, 예측 모델에서의 예측 결과는 미분탄 취입량을 낮추는 결과값이 제시되어야 한다. For example, it is desirable to reduce the amount of pulverized coal blown when the molten iron temperature is high during blast furnace operation. Therefore, if the predicted model operates correctly in an environment where the molten iron temperature is high, the predicted result in the predicted model should show the result of lowering the pulverized coal intake.
학습부(140)는 예측 모델을 이용하여 미분탄 취입량을 자동 제어하고, 조업 효율(용선 출선량) 및 조업 안정화 상태(용선 온도, 노체 압력 등)를 모니터링하여 예측 모델에 대한 정합성 및 신뢰성을 검증할 수도 있다. The learning unit 140 automatically controls the amount of pulverized coal blown using the predictive model and verifies the consistency and reliability of the predictive model by monitoring the operation efficiency (charter output amount) and the operation stabilization state (char temperature, furnace pressure, etc.) You may.
학습부(140)에 의해 생성된 미분탄 취입량 예측 모델은 예측 모델 데이터베이스(150)에 저장되어 예측부(160)에서의 미분탄 취입량 예측에 사용된다. The pulverized coal injection amount prediction model generated by the learning unit 140 is stored in the prediction model database 150 and used to predict the pulverized coal injection amount in the prediction unit 160. [
예측부(160)는 신경회로망 알고리즘 기반의 미분탄 취입량 예측 모델을 이용하여 시계열 데이터인 조업 데이터들로부터 미분탄 취입량을 추정할 수 있다. 예측부(160)는 조업 데이터 수집부(110)를 통해 수집되는 조업 데이터들을, 신경회로망 알고리즘 기반의 미분탄 취입량 예측 모델의 시계열 입력 데이터로 입력하고, 예측 모델의 출력 값을 미분탄 취입량 예측값(증가, 감소, 유지 등)으로 획득할 수 있다. The predicting unit 160 can estimate the pulverized coal intake amount from the operation data that is time series data by using the pulverized coal injection amount predicting model based on the neural network algorithm. The predicting unit 160 inputs the operating data collected through the operating data collecting unit 110 as time series input data of the pulverized coal injection amount predicting model based on the neural network algorithm and outputs the predicted model output value as the pulverized coal injection amount predicted value Increase, decrease, maintenance, etc.).
취입량 제어부(170)는 예측부(160)에 의해 출력되는 미분탄 취입량 예측값을 토대로, 미분탄 저장탱크(미도시)로부터 고로(10) 내로 취입되는 미분탄량을 자동으로 제어할 수 있다.The blowing amount control unit 170 can automatically control the amount of pulverized coal injected into the blast furnace 10 from the pulverized coal storage tank (not shown) based on the predicted pulverized coal injection amount output by the predicting unit 160. [
전술한 구조의 미분탄 취입량 제어 장치(100)에서, 조업 데이터 수집부(110), 학습부(140), 예측부(160) 및 취입량 제어부(170)의 기능들은 하나 이상의 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU)이나 기타 칩셋, 마이크로프로세서 등으로 구현되는 프로세서에 의해 수행될 수 있다.The functions of the operation data collecting unit 110, the learning unit 140, the predicting unit 160 and the intake amount control unit 170 in the apparatus 100 for controlling the amount of pulverized coal received by the above- processing unit, CPU) or other chipset, microprocessor, or the like.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고로의 미분탄 취입량 제어 방법을 개략적으로 도시한 것이다. 3 is a schematic view illustrating a pulverized coal blowing rate control method of a blast furnace according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미분탄 취입량 제어 장치(100)는, 신경회로망 알고리즘 예를 들어, CNN 기반의 학습을 통해 미분탄 취입량 예측 모델을 생성한다(S100). Referring to FIG. 4, the apparatus for controlling the injection amount of pulverized coal according to the embodiment of the present invention generates a pulverized coal injection amount predicting model through neural network algorithm, for example, CNN-based learning (S100).
상기 S100 단계에서, 미분탄 취입량 제어 장치(100)는 소정 기간 동안 고로(10)의 조업 데이터를 수집하여 누적하고, 누적된 시계열의 조업 데이터들을 신경회로망 알고리즘의 학습 데이터로 사용하여 미분탄 취입량 예측 모델을 생성할 수 있다. In step S100, the pulverized coal injection quantity control device 100 collects and accumulates the operation data of the blast furnace 10 for a predetermined period of time, and uses the accumulated operation data of the time series as learning data of the neural network algorithm, You can create a model.
미분탄 취입량 예측 모델이 생성됨에 따라, 미분탄 취입량 제어 장치(100)는 미분탄 취입량 예측을 위해 고로 조업과 관련된 복수의 조업 데이터를 지속적으로 수집한다(S110). 그리고, 지속적으로 수집되는 시계열의 조업 데이터들을 신경회로망 알고리즘 기반의 미분탄 취입량 예측 모델의 시계열 입력 데이터로 사용하여 고로(10)에 대한 미분탄 취입량 예측값을 획득한다(S120). As the pulverized coal intake amount predicting model is generated, the pulverized coal intake control apparatus 100 continuously collects a plurality of operation data related to the blast furnace operation for predicting the pulverized coal intake amount (S110). The predicted value of the pulverized coal injection amount for the blast furnace 10 is obtained by using the continuously collected operating data of the time series as the time series input data of the pulverized coal injection amount predicting model based on the neural network algorithm (S120).
또한, 미분탄 취입량 제어 장치(100)는, 미분탄 취입량 예측값이 획득되면, 이에 기반하여 미분탄 저장탱크(미도시)로부터 고로(10) 내로 취입되는 미분탄 취입량을 제어한다(S130).When the predicted pulverized coal injection amount is obtained, the pulverized coal intake control device 100 controls the amount of pulverized coal injected into the blast furnace 10 from the pulverized coal storage tank (not shown) based on the predicted pulverized coal intake amount (S130).
전술한 실시 예에 따르면, 미분탄 취입량 제어 장치(100)는, 학습을 통해 생성된 신경망 기반의 예측 모델을 사용하여 고로(10)의 실시간 조업 상태에 대응하는 미분탄 취입량을 추정하고, 이를 이용하여 미분탄 취입량을 자동으로 조절한다. 따라서, 고로(10)의 현재 상태에 맞게 미분탄 취입량을 조절해줌으로써, 고로 노황의 변동을 최소화할 수 있으며 결과적으로 고로 조업의 안정화 및 효율 향상이 가능하다. According to the above-described embodiment, the pulverized coal intake quantity control apparatus 100 estimates the pulverized coal intake amount corresponding to the real-time operating state of the blast furnace 10 by using the neural network-based prediction model generated through learning, Thereby automatically controlling the amount of pulverized coal blown. Therefore, by adjusting the amount of pulverized coal to be adjusted in accordance with the current state of the blast furnace 10, the fluctuation of the blast furnace slag can be minimized, and as a result, the blast furnace operation can be stabilized and the efficiency can be improved.
본 발명의 실시 예에 의한 미분탄 취입량 제어 방법은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있다. The pulverized coal blown-in amount control method according to the embodiment of the present invention can be executed through software. When executed in software, the constituent means of the present invention are code segments that perform the necessary tasks. The program or code segments may be stored on a computer readable recording medium.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, DVD_ROM, DVD_RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording device include ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, magnetic tape, floppy disk, hard disk and optical data storage device. Also, the computer-readable recording medium may be distributed over a network-connected computer device so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are illustrative and explanatory only and are intended to be illustrative of the invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It is not. Therefore, those skilled in the art can readily select and substitute it. Those skilled in the art will also appreciate that some of the components described herein can be omitted without degrading performance or adding components to improve performance. In addition, those skilled in the art may change the order of the method steps described herein depending on the process environment or equipment. Therefore, the scope of the present invention should be determined by the appended claims and equivalents thereof, not by the embodiments described.
(부호의 설명)(Explanation of Symbols)
5: 장입 컨베이어 벨트5: Loading conveyor belt
10: 고로10: blast furnace
11: 풍구11: Tungus
12: 출선구12: Outpost
13: 송풍관13:
14: 랜스14: Lance
100: 미분탄 취입량 제어 장치100: Pulverized coal blowing amount control device
110: 조업 데이터 수집부110: Operation data collecting unit
120: 사용자 입력부120: user input section
130: 조업 데이터 데이터베이스130: Operation data database
140: 학습부140:
150: 예측 모델 데이터베이스150: Predictive model database
160: 예측부160: prediction unit
170: 취입량 제어부170:

Claims (8)

  1. 고로의 미분탄 취입량 제어 장치에 있어서, A pulverized coal blowing amount control device for a blast furnace,
    신경회로망 알고리즘을 통해 미분탄 취입량을 예측하는 예측 모델을 저장하는 예측 모델 데이터베이스,A prediction model database for storing a prediction model for predicting the pulverized coal injection amount through a neural network algorithm,
    고로 조업과 관련된 조업 데이터를 수집하는 조업 데이터 수집부,An operation data collecting unit for collecting operation data related to the blast furnace operation,
    상기 조업 데이터를 상기 예측 모델의 입력 데이터로 사용하여, 미분탄 취입량 예측값을 획득하는 예측부, 및A predictor for obtaining a predicted pulverized coal injection amount value by using the operation data as input data of the predictive model,
    상기 미분탄 취입량 예측값에 따라서 상기 고로 내로 취입되는 미분탄의 취입량을 조절하는 취입량 제어부를 포함하는 미분탄 취입량 제어 장치. And a blowing amount control unit for controlling the blowing amount of the pulverized coal injected into the blast furnace in accordance with the predicted pulverized coal injection amount.
  2. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 조업 데이터는, 상기 고로 조업과 관련된 온도 정보 및 압력 정보를 포함하며, Wherein the operation data includes temperature information and pressure information related to the blast furnace operation,
    상기 조업 데이터 수집부는, 복수의 센서를 이용하여 상기 온도 정보 및 상기 압력 정보를 자동으로 수집하는 미분탄 취입량 제어 장치. Wherein the operation data collecting unit automatically collects the temperature information and the pressure information using a plurality of sensors.
  3. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 신경회로망 알고리즘은, 컨벌루션 신경망(Convolutional neural network)으로 구성되는 미분탄 취입량 제어 장치.Wherein the neural network algorithm is constituted by a convolution neural network.
  4. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 조업 데이터 수집부를 통해 수집되는 상기 조업 데이터를 소정 기간 학습용 데이터로 학습하여 상기 예측 모델을 구성하는 학습부를 더 포함하는 미분탄 취입량 제어 장치.Further comprising a learning unit configured to learn the operation data collected through the operation data collecting unit with learning data for a predetermined period of time to construct the prediction model.
  5. 고로 설비의 미분탄 취입량 제어 방법에 있어서,A pulverized coal injection amount control method for a blast furnace installation,
    고로 조업과 관련된 조업 데이터를 수집하는 단계,Collecting operational data related to blast furnace operation,
    상기 조업 데이터를 신경회로망 알고리즘을 통해 미분탄 취입량을 예측하는 예측 모델의 입력 데이터로 사용하여, 미분탄 취입량 예측값을 획득하는 단계, 및Obtaining the pulverized coal injection amount predicted value by using the operation data as input data of a predictive model for predicting the pulverized coal injection amount through a neural network algorithm; and
    상기 미분탄 취입량 예측값에 따라서 상기 고로 내로 취입되는 미분탄의 취입량을 조절하는 단계를 포함하는 미분탄 취입량 제어 방법. And adjusting a blow-in amount of the pulverized coal injected into the blast furnace in accordance with the predicted pulverized coal injection amount.
  6. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5,
    상기 조업 데이터는, 상기 고로 조업과 관련된 온도 정보 및 압력 정보를 포함하며, Wherein the operation data includes temperature information and pressure information related to the blast furnace operation,
    상기 수집하는 단계는, 복수의 센서를 이용하여 상기 온도 정보 및 상기 압력 정보를 자동으로 수집하는 단계를 포함하는 미분탄 취입량 제어 방법. Wherein the collecting step includes automatically collecting the temperature information and the pressure information using a plurality of sensors.
  7. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5,
    상기 신경회로망 알고리즘은, 컨벌루션 신경망(Convolutional neural network)으로 구성되는 미분탄 취입량 제어 방법. Wherein the neural network algorithm comprises a convolution neural network.
  8. 제5항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    소정 시간 동안 수집되는 상기 조업 데이터를 학습용 데이터로 학습하여 상기 예측 모델을 구성하는 단계를 더 포함하는 미분탄 취입량 제어 방법.Further comprising the step of learning the operation data collected for a predetermined time with learning data to construct the prediction model.
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