WO2023008170A1 - 高炉のスラグレベル推定方法、操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法、高炉のスラグレベル推定装置及び操業ガイダンス装置 - Google Patents

高炉のスラグレベル推定方法、操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法、高炉のスラグレベル推定装置及び操業ガイダンス装置 Download PDF

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blast furnace
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speed
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佳也 橋本
稜介 益田
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    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0071—Regulation using position sensors

Definitions

  • the present disclosure relates to a blast furnace slag level estimation method, an operation guidance method, a molten iron production method, a blast furnace slag level estimation device, and an operation guidance device.
  • the liquid level of slag (hereinafter also simply referred to as "slag level”) is an important management index.
  • slag level gas permeability in the furnace of the blast furnace deteriorates. If the slag level rises to a significant extent, it can lead to tuyere failure.
  • the factors that increase the slag level are thought to be a decrease in the porosity of the coke packed bed at the bottom of the furnace and an increase in slag viscosity due to a decrease in the temperature at the bottom of the furnace.
  • Operational actions to reduce the slag level include adjusting the basicity (CaO/SiO 2 ) of the charge to reduce the viscosity of the slag and reducing the slag generation rate by reducing the wind. be.
  • Patent Document 1 a plurality of measurement electrode groups arranged in the height direction are installed over the outer periphery of the furnace, and based on the electrical resistance, the melt level in the furnace is measured near the installation position of each measurement electrode group. Disclose how.
  • Patent Document 1 can accurately measure the liquid level, but the measurement target is limited to the liquid level near the furnace wall. Also, as a conventional technique, there is an estimation method of calculating the slag level based on the mass balance, but it is limited to estimating the average slag level of the furnace cross section, and it is difficult to estimate local changes.
  • a blast furnace slag level estimation method includes: At least one of tapping speed, slag output speed, ironmaking speed, and slag-making speed is input, and using a physical model based on a mass balance that assumes the existence of a low-permeability phase at the bottom of the furnace that makes it difficult for slag to permeate, the above Calculating the liquid level of the slag-containing melt for each of a plurality of regions separated by the low-permeability phase.
  • An operation guidance method includes The step of presenting an operator with an operation action for reducing ventilation resistance based on the liquid surface level of the melt calculated by the blast furnace slag level estimation method described above.
  • a method for producing hot metal according to an embodiment of the present disclosure includes: Hot metal is produced according to the operational actions presented by the operational guidance method described above.
  • a blast furnace slag level estimation device includes: A storage unit that receives at least one of tapping speed, slag output speed, ironmaking speed, and slag-making speed as an input and stores a physical model based on a mass balance that assumes the existence of a low-permeability phase at the bottom of the furnace through which slag hardly permeates. and, and a liquid level calculation unit that calculates a liquid level of the melt containing slag for each of the plurality of regions separated by the low-permeability phase using the physical model.
  • An operation guidance device includes An operation action presenting unit is provided for presenting an operation action for reducing ventilation resistance to an operator based on the liquid surface level of the melt calculated by the blast furnace slag level estimation device.
  • a blast furnace slag level estimation method and a blast furnace slag level estimation device capable of estimating the liquid level of slag with high accuracy. Further, according to the present disclosure, it is possible to provide an operation guidance method, a hot metal production method, and an operation guidance device for guiding the operation of a blast furnace based on the highly accurately estimated slag liquid level.
  • FIG. 1 is a diagram showing input/output information of a physical model used in the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a blast furnace.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the correlation of tap hole deviation in an actual blast furnace.
  • FIG. 4 is a diagram showing one result of a simulation using a physical model.
  • FIG. 5 is a diagram showing a comparison result between the correlation using the physical model and the correlation of the actual data.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the area ratio of a plurality of regions and the amount of ⁇ slag.
  • FIG. 7 is a diagram showing one result of a simulation using a physical model that reflects the daily position of the low-permeability phase.
  • FIG. 8 is a diagram showing the correlation between ventilation resistance and slag level.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a blast furnace slag level estimation device and an operation guidance device according to one embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a blast furnace slag level estimation method according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an operational guidance method according to one embodiment.
  • the physical model used in the present disclosure is a physical model capable of calculating the state inside the blast furnace.
  • the physical model used in the present disclosure is based on reference 1 (Yoshitaka Sawa et al., "Influence of bottom temperature distribution and tapping slag of low liquid permeability region in blast furnace hearth", Tetsu to Hagane, vol.78 , p. 1171), this model assumes the existence of a low-permeability phase (low-permeability region) in the lower part of the furnace.
  • the low-permeability phase is a region in which the porosity of the coke packed bed in the lower part of the furnace has decreased and the liquid permeability has deteriorated extremely.
  • the lower part of the furnace is separated by a low-permeability phase.
  • the low-permeability phase cannot be directly observed, it is thought that the low-permeability phase exists in large-scale blast furnaces where the liquid level is non-uniform.
  • the physical model used in the present disclosure determines the position of the low-permeability phase and, when input is given, outputs the liquid level of the melt in each region divided by the low-permeability phase as an output.
  • the physics model is input with areas of both sides, ironmaking and slag making speeds (ironmaking speed and slag making speed), and tap closing time (taper hole closing time).
  • the physical model includes tapping/slag tapping speed (tapping speed and slag tapping speed), slag/hot metal liquid level (slag liquid level and hot metal liquid level), Outputs hot metal/slag amount (hot metal amount and slag amount) and tap cycle time.
  • the sides are two regions separated by a low transmission phase as in FIG. A taphole is provided in each of the two zones and the blast furnace process is carried out such that one is open and the other is closed.
  • Tap means tapping or taphole.
  • the tap cycle time is calculated based on this determination. be done.
  • the blast furnace is a large blast furnace (eg, 5000m3 class, 9000mm radius) and has four tapholes as shown in FIG.
  • the number of tap holes in the blast furnace is not limited to four, and may be two or more.
  • the tapholes are divided into two groups: two tapholes on the south side (No. 2 and No. 3) and two tapholes on the north side (No. 1 and No. 4).
  • the south and north tapholes are used alternately, as described above.
  • the slag levels in each of the south and north regions are estimated assuming the existence of a low permeability phase between the south and north regions.
  • Fig. 3 is a diagram exemplifying the correlation of the tap hole deviation in an actual blast furnace.
  • the ⁇ slag amount on the horizontal axis of FIG. 3 indicates the tap hole deviation (area deviation) of the slag amount.
  • the ⁇ slag amount indicates the difference in the slag output amount in each of the plurality of regions.
  • the deviation is calculated based on the value obtained by subtracting the south side (No. 2 and No. 3) from the north side (No. 1 and No. 4). That is, the ⁇ slag amount is obtained using a value obtained by subtracting the amount of slag output from the south side from the amount of slag output from the north side.
  • ⁇ slag ratio, ⁇ hot metal amount, and ⁇ tapping time on the vertical axis of FIG. 3 are similarly calculated based on the values obtained by subtracting the south side from the north side for the slag ratio, the amount of hot metal, and the tapping time.
  • the slag ratio is the ratio of the amount of slag to the amount of hot metal, and is indicated by the amount of slag per ton of hot metal.
  • One point plotted in FIG. 3 corresponds to the average value for one day. In each figure, normalization is performed using the average value of the values on the north and south sides.
  • the ⁇ slag amount is calculated by (the amount of slag on the north side - the amount of slag on the south side)/((the amount of slag on the north side + the amount of slag on the south side)/2).
  • the amount of slag output is large, there is a strong tendency for the amount of tapped iron to be large, the slag ratio to be high, and the tapping time to be long.
  • the above correlation of tap hole deviation can be explained by assuming the existence of a low permeability phase.
  • a large amount of slag must be discharged from the wide side (the side of the taphole 2) among the plurality of regions separated by the low-permeability phase, so the amount of slag increases.
  • the volume of the tapped iron and slag increases, the time required to close the tap hole 2 is also extended.
  • the amount of hot metal increases at the tap hole 2 on the side with the larger area.
  • the low permeability phase is impermeable to slag, while being highly permeable to hot metal. Therefore, the tap hole deviation of the amount of slag is larger than the tap hole deviation of the amount of hot metal, so the slag ratio is higher at the tap hole 2 side.
  • FIG. 4 shows the results of a simulation performed using a physical model under average operating conditions during the operating period shown in FIG.
  • the tap closing time is given and the amount of slag and hot metal at each tap is estimated and calculated. That is, tapping speed and slag tapping speed are calculated as outputs of the physical model.
  • the low-permeability phase divides the taphole 1 side (north side) and the taphole 2 side (south side) at a ratio of 2:8 in terms of cross-sectional area in the furnace. It is shown that the amount of slag is large on the taphole 2 side with a large area, and the time from the start to the end of tapping is long (especially see the tapping/slag speed (taphole 2) in Fig. 4). .
  • the iron-making speed and slag-making speed in an actual blast furnace are the number of raw material layers descending per hour (ch/hour), the amount of hot metal (t/ch) and the amount of slag (t/ch) contained in one charge (ch). It can be obtained by multiplying by ch).
  • the tapping speed and the slag output speed can be obtained by linear interpolation based on the data for each tapping cycle.
  • FIG. 7 shows the results of estimating (calculating) the liquid levels on the north and south sides by determining the position of the low-permeability phase for each day and using a physical model that reflects the position.
  • the liquid level estimated in this way was compared on the north side and the south side, and the higher value was selected as the maximum slag level.
  • a comparison between the maximum slag level and the gas flow resistance in the actual blast furnace yielded the correlation shown in the graph labeled (with low permeation phase) in FIG.
  • the slag level on the horizontal axis means the maximum slag level.
  • R is a correlation coefficient.
  • the ventilation resistance increases as the slag level increases. Therefore, a high correlation between the airflow resistance and the slag level means that the estimated slag level is highly accurate.
  • the graph labeled (without low-permeability phase) in FIG. 8 is the correlation obtained with the prior art that does not assume the existence of the low-permeability phase.
  • the method of this embodiment in which the position is estimated assuming the existence of the low-permeability phase, obtains a higher correlation, and the estimated slag level Accuracy is improved compared to the prior art.
  • the operation guidance device (details will be described later) can provide guidance to reduce the slag level when the estimated slag level exceeds the threshold.
  • the threshold value is not particularly limited, it may be set to 0.5 m below the tuyere height as an example.
  • Guidance may be to suggest operational actions such as adjusting basicity (CaO/SiO 2 ) on the charge to reduce slag viscosity, reducing slag production rate by dewinding. .
  • the operation guidance device presents appropriate operation actions to the operator, thereby avoiding operational troubles (eg, tuyere damage).
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the blast furnace slag level estimation device 10 and the operation guidance device 20 according to one embodiment.
  • the blast furnace slag level estimation device 10 includes a storage unit 11 , a low transmission phase position calculation unit 12 , and a liquid level calculation unit 13 .
  • the operation guidance device 20 includes a storage section 21 and an operation action presentation section 22 .
  • the blast furnace slag level estimation device 10 acquires various measurement values (also referred to as actual measurements) from a sensor or the like provided in the blast furnace, estimates the position assuming the existence of a low permeability phase, and reflects it. Calculations are performed using the above physical model.
  • the operation guidance device 20 causes the display unit 30 to display an operation action as guidance when the estimated slag level exceeds the threshold.
  • the display unit 30 may be a display device such as a liquid crystal display or an organic electroluminescence panel.
  • the storage unit 11 stores a physical model based on a mass balance that assumes the existence of a low-permeability phase in the bottom of the furnace through which slag is less likely to permeate.
  • the storage unit 11 also stores a program and data regarding calculation of the liquid level of the melt containing slag in the blast furnace.
  • the storage unit 11 may include any storage device such as a semiconductor storage device, an optical storage device, and a magnetic storage device.
  • a semiconductor storage device may include, for example, a semiconductor memory.
  • the storage unit 11 may include multiple types of storage devices.
  • the low transmission phase position calculation unit 12 uses the relationship between the area ratio of the plurality of regions and the ⁇ slag amount, which is the difference in the slag amount of slag in each of the plurality of regions (see FIG. 6), to determine the most recent predetermined
  • the position of the low transmission phase is calculated based on the delta slag amount for the period.
  • the relationship between the area ratios of the plurality of regions and the amount of delta slag is a linear relationship as described above, and the storage unit 11 may store an equation representing this linear relationship.
  • the low-transmittance phase position calculator 12 may read, for example, a relational expression from the storage unit 11 and predict (calculate) the position of the low-transmittance phase based on the ⁇ slag amount in the most recent predetermined period.
  • the predetermined period is one day as described above, and the position of the low transmission phase is estimated by the low transmission phase position calculator 12 for each day.
  • the predetermined period is not limited to one day, and may be a period longer than one day or a period shorter than one day.
  • the liquid level calculator 13 uses a physical model to input at least one of tapping speed, slag tapping speed, ironmaking speed, and slag making speed, and calculates for each of a plurality of regions separated by the low-permeability phase. Calculate the liquid level of the melt.
  • the physical model is a model that reflects the position of the low transmission phase calculated by the low transmission phase position calculator 12 .
  • the melt level includes the slag level and the hot metal level.
  • the liquid level calculator 13 outputs the calculated liquid level of the melt to the operation guidance device 20 .
  • the storage unit 21 stores programs and data relating to operational guidance.
  • the storage unit 21 may include any storage device such as a semiconductor storage device, an optical storage device, and a magnetic storage device.
  • a semiconductor storage device may include, for example, a semiconductor memory.
  • the storage unit 21 may include multiple types of storage devices.
  • the operational action presentation unit 22 determines whether the estimated slag level exceeds the threshold value based on the liquid surface level of the melt calculated by the slag level estimation device 10 for the blast furnace. When determining that the slag level exceeds the threshold, the operation action presentation unit 22 causes the display unit 30 to display an operation action for lowering the slag level. The operation action presentation unit 22 may cause the display unit 30 to display, for example, reducing the slag generation speed by reducing the wind as an operation action.
  • the operator may change the operating conditions of the blast furnace according to the operating actions shown on the display unit 30.
  • Such blast furnace operating guidance can be implemented as part of a manufacturing process for producing hot metal.
  • the computer that manages the production of hot metal may automatically change the conditions of production of hot metal according to the operational actions presented by the operation guidance device 20 .
  • the blast furnace slag level estimation device 10 and the operation guidance device 20 may be realized by a computer such as a process computer that controls the operation of the blast furnace or the production of hot metal, for example.
  • a computer includes, for example, a memory and a hard disk drive (storage device), a CPU (processing unit), and a display device such as a display.
  • An operating system (OS) and application programs for performing various processes can be stored in a hard disk drive, and read from the hard disk drive into memory when executed by the CPU.
  • data in the process of being processed is stored in the memory, and if necessary, is stored in the HDD.
  • Various functions are realized by organically cooperating hardware such as a CPU and memory with an OS and necessary application programs.
  • the storage unit 11 and the storage unit 21 may be realized by, for example, a storage device.
  • the low transmission phase position calculation unit 12, the liquid level calculation unit 13, and the operation action presentation unit 22 may be realized by, for example, a CPU.
  • the display unit 30 may be realized by, for example, a display device.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a blast furnace slag level estimation method according to one embodiment.
  • the blast furnace slag level estimation device 10 outputs the estimated liquid level according to the flowchart shown in FIG.
  • the blast furnace slag level estimation method shown in FIG. 10 may be executed as part of the method for producing hot metal.
  • the low transmission phase position calculator 12 calculates the low transmission phase position based on the ⁇ slag amount for the most recent predetermined period (step S1).
  • the liquid level calculator 13 calculates the liquid level of the melt containing slag for each of a plurality of regions separated by the low-permeable phase using a physical model that reflects the position of the low-permeable phase calculated in step S1.
  • Calculate (step S2) As shown in FIG. 10, the step of calculating the low transmission phase position is performed before the step of calculating the melt level.
  • step S1 may be performed, for example, once a day (daily estimation of the position of the low transmission phase), and step S2 may be performed many times a day.
  • the tapping speed, slag tapping speed, ironmaking speed and slag making speed input to the physical model may be measured or calculated every 10 minutes, and step S2 may be executed every 10 minutes.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an operation guidance method according to one embodiment.
  • the operational guidance device 20 presents operational actions according to the flowchart shown in FIG.
  • the operational guidance method shown in FIG. 11 may be executed as part of the hot metal manufacturing method.
  • the operating action presentation unit 22 presents an operating action for lowering the slag level when determining that the slag level exceeds the threshold based on the calculated liquid surface level of the melt (step S11).
  • the blast furnace slag level estimation method and the blast furnace slag level estimation device 10 according to the present embodiment can estimate the slag liquid level with high accuracy due to the above configuration. Further, the operation guidance method, the method for manufacturing molten iron, and the operation guidance device 20 according to the present embodiment can guide the operation of the blast furnace based on the slag surface level estimated with high accuracy. For example, the operator can avoid operational troubles (eg tuyere breakage) by following the operational actions shown as guidance.
  • operational troubles eg tuyere breakage
  • the configuration of the blast furnace slag level estimation device 10 and the operation guidance device 20 shown in FIG. 9 is an example.
  • the blast furnace slag level estimation device 10 and the operation guidance device 20 may not include all of the components shown in FIG. Further, the blast furnace slag level estimation device 10 and the operation guidance device 20 may include components other than those shown in FIG.
  • the operation guidance device 20 may be configured to further include a display section 30 .
  • the operation action presentation unit 22 of the operation guidance device 20 causes the display unit 30 to display the operation action when determining that the slag level exceeds the threshold.
  • the operation action presentation unit 22 causes the display unit 30 to display the operation action even if the slag level does not exceed the threshold, and if the slag level exceeds the threshold, the content of the operation action is displayed, and the slag level is lowered. You can change it to whatever you want. For example, when the slag level does not exceed the threshold, the operation action presentation unit 22 may cause the display unit 30 to display an operation action indicating that wind reduction is not required and the current setting may be used.

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Abstract

高精度にスラグの液面レベルを推定できる高炉のスラグレベル推定方法及び高炉のスラグレベル推定装置が提供される。また、高精度に推定されたスラグの液面レベルに基づいて、高炉の操業のガイダンスを行う操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法及び操業ガイダンス装置が提供される。高炉のスラグレベル推定方法は、出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度の少なくとも１つを入力とし、炉底部にスラグを透過しにくい低透過相の存在を仮定する物質収支に基づく物理モデルを用いて、低透過相によって区切られた複数の領域ごとにスラグを含む溶融物の液面レベルを算出するステップ（Ｓ２）を含む。

Description

高炉のスラグレベル推定方法、操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法、高炉のスラグレベル推定装置及び操業ガイダンス装置
　本開示は、高炉のスラグレベル推定方法、操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法、高炉のスラグレベル推定装置及び操業ガイダンス装置に関する。
　製鉄業における高炉プロセスにおいて、スラグの液面レベル（以下、単に「スラグレベル」とも称される）は重要な管理指標である。スラグレベルが高くなると、高炉の炉内のガスの通気性が悪化する。スラグレベルの上昇の程度が著しい場合には、羽口の破損につながり得る。スラグレベルが上昇する要因として、炉下部のコークス充填層の空隙率の低下、炉底部温度の低下によるスラグ粘性の増大などが考えられる。スラグレベルを低下させるための操業アクションとして、スラグの粘性を低下させるための装入物について塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を調整すること、減風によるスラグ生成速度を低減することなどが実施される。
　スラグレベルを測定又は推定する手法は多く提案されている。例えば特許文献１は、炉の外周にわたって高さ方向に配列した計測用電極群を複数設置し、電気抵抗にもとづき、各計測用電極群の設置位置近傍における炉内の溶融物レベルを計測する測定方法を開示する。
特許第５４１２８１９号公報
　ここで、局所的にスラグレベルに差が生じ得ることが知られている。炉内のガスの通気性の悪化、羽口の破損のおそれは、局所的に上昇したスラグレベルによっても生じ得る。また、近年の大型高炉（例えば５０００ｍ３級）においては、炉断面の面積拡大に伴い液面レベルの不均一性が顕著となっている。そのため、高炉プロセスの安定操業を実現するためには、スラグの不均一な液面レベルについても考慮することが好ましい。
　例えば特許文献１の技術は、正確な液面レベルの測定が可能であるが、測定の対象が炉壁近傍の液面に限定される。また、従来技術として、物質収支に基づいてスラグレベルを計算する推定方法があるが、炉断面の平均的なスラグレベルの推定にとどまっており、局所的な変化を推定することが難しい。
　以上の問題を解決すべくなされた本開示の目的は、高精度にスラグの液面レベルを推定できる高炉のスラグレベル推定方法及び高炉のスラグレベル推定装置を提供することにある。また、本開示の目的は、高精度に推定されたスラグの液面レベルに基づいて、高炉の操業のガイダンスを行う操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法及び操業ガイダンス装置を提供することにある。
　本開示の一実施形態に係る高炉のスラグレベル推定方法は、
　出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度の少なくとも１つを入力とし、炉底部にスラグを透過しにくい低透過相の存在を仮定する物質収支に基づく物理モデルを用いて、前記低透過相によって区切られた複数の領域ごとにスラグを含む溶融物の液面レベルを算出するステップを含む。
　本開示の一実施形態に係る操業ガイダンス方法は、
　上記の高炉のスラグレベル推定方法によって算出された前記溶融物の液面レベルに基づき、通気抵抗を低下させるための操業アクションをオペレータに提示するステップを含む。
　本開示の一実施形態に係る溶銑の製造方法は、
　上記の操業ガイダンス方法によって提示される前記操業アクションに従って溶銑を製造する。
　本開示の一実施形態に係る高炉のスラグレベル推定装置は、
　出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度の少なくとも１つを入力とし、炉底部にスラグを透過しにくい低透過相の存在を仮定する物質収支に基づく物理モデルを記憶する記憶部と、
　前記物理モデルを用いて、前記低透過相によって区切られた複数の領域ごとにスラグを含む溶融物の液面レベルを算出する液面レベル算出部と、を備える。
　本開示の一実施形態に係る操業ガイダンス装置は、
　上記の高炉のスラグレベル推定装置によって算出された前記溶融物の液面レベルに基づき、通気抵抗を低下させるための操業アクションをオペレータに提示する操業アクション提示部を備える。
　本開示によれば、高精度にスラグの液面レベルを推定できる高炉のスラグレベル推定方法及び高炉のスラグレベル推定装置を提供することができる。また、本開示によれば、高精度に推定されたスラグの液面レベルに基づいて、高炉の操業のガイダンスを行う操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法及び操業ガイダンス装置を提供することができる。
図１は、本開示で用いられる物理モデルの入出力情報を示す図である。 図２は、高炉の構成を例示する図である。 図３は、実高炉における出銑口偏差の相関を例示する図である。 図４は、物理モデルを用いたシミュレーションの一結果を示す図である。 図５は、物理モデルを用いた相関と実データの相関との比較結果を示す図である。 図６は、複数の領域の面積比とΔスラグ量との関係を例示する図である。 図７は、日毎の低透過相の位置を反映した物理モデルを用いたシミュレーションの一結果を示す図である。 図８は、通気抵抗とスラグレベルとの相関関係を示す図である。 図９は、一実施形態に係る高炉のスラグレベル推定装置及び操業ガイダンス装置の構成例を示す図である。 図１０は、一実施形態に係る高炉のスラグレベル推定方法を示すフローチャートである。 図１１は、一実施形態に係る操業ガイダンス方法を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照して本開示の一実施形態に係る高炉のスラグレベル推定方法、操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法、高炉のスラグレベル推定装置及び操業ガイダンス装置が説明される。本開示において用いられる物理モデルは、高炉の炉内の状態を計算可能な物理モデルである。また、本開示において用いられる物理モデルは、参考文献１（澤義孝ら、「高炉炉床における低通液性領域の炉底温度分布及び出銑滓におよぼす影響」、鉄と鋼、ｖｏｌ．７８、ｐ．１１７１）に記載の方法と同様、炉下部における低透過相（低透過性領域）の存在を仮定するモデルである。
　ここで、低透過相は、炉下部のコークス充填層における空隙率が低下した領域であって、通液性が極端に悪化した領域である。近年の大型化した高炉において、炉下部の領域が低透過相によって分断されており、粘性の低い溶銑が透過する一方で、スラグはほぼ透過しないと考えられている。低透過相を直接的に観察することはできないが、液面レベルの不均一性が生じる大型高炉などでは低透過相が存在していると考えられる。
　本開示において用いられる物理モデルは、低透過相の位置を定めた上で、入力が与えられると、出力として低透過相により分断された各領域における溶融物の液面レベルを出力する。
　ここで、物理モデルは、低透過相により分断された各領域について少なくともスラグレベルを出力するものであればよい。また、物理モデルは、入力として、出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度の少なくとも１つを取得すればよい。実際の入力、出力は物理モデルの利用目的によって変更する。例えば、出銑口の開閉、造銑速度、造滓速度が入力で、出銑速度、出滓速度、液面レベルが出力であってよい（例えば図４）。また、出銑口の開閉のみならず、出銑速度、出滓速度を実測値で与えて入力とし、液面レベルを出力として得ることができる（例えば図７）。
　図１に示すように、炉内の状態を計算する物理モデルの入力及び出力には、様々なデータが用いられてよい。一実施形態において、物理モデルには、両サイドの面積、造銑・造滓速度（造銑速度及び造滓速度）、タップ閉塞時間（出銑口の閉塞時間）が入力される。また、一実施形態において、物理モデルは、出銑・出滓速度（出銑速度及び出滓速度）、スラグ・溶銑液面レベル（スラグの液面レベル及び溶銑の液面レベル）、タップ毎の溶銑・スラグ量（溶銑量及びスラグ量）、タップサイクル時間を出力する。ここで、両サイドは、図１のように低透過相により分断された２つの領域である。２つの領域のそれぞれに出銑口が設けられており、一方が開口している場合に他方が閉塞するように高炉プロセスが行われる。タップは出銑又は出銑口を意味する。また、物理モデルにおいて、出銑直後の高い液面レベルが次第に低下して、出銑口と同じ高さとなったタイミングで閉塞すると判定しており、このような判定に基づいてタップサイクル時間が計算される。
　本実施形態において、高炉は大型高炉（例えば５０００ｍ３級、半径が９０００ｍｍ）であって、図２に示すように４つの出銑口を有する。ここで、高炉の出銑口の数は４つに限定されるものでなく、２つ以上であればよい。本実施形態において、出銑口は、南側の２つの出銑口（Ｎｏ．２及びＮｏ．３）と北側の２つの出銑口（Ｎｏ．１及びＮｏ．４）の２グループに分けられる。高炉の操業において、上記のように、南側及び北側の出銑口が交互に使用される。本実施形態において、南側の領域と北側の領域との間に低透過相の存在を仮定して、南側と北側の各領域におけるスラグレベルが推定される。
　ここで、局所的な差を含めてスラグレベルを推定可能にする方途について鋭意究明したところ、低透過相の存在を仮定し、物理モデルに低透過相の位置を与えることによって高精度に推定できることがわかった。より具体的に述べると、出銑口ごとのスラグ量などの偏差（以下、タップ偏差とも称される）に着目し、後述する方法により実高炉におけるタップ偏差を再現するように低透過相の位置を決定することによって、スラグレベルの高精度な推定（算出）が可能になった。
　図３は実高炉における出銑口偏差の相関を例示する図である。図３の横軸のΔスラグ量は、スラグの出滓量の出銑口偏差（領域偏差）を示す。換言すると、Δスラグ量は、複数の領域のそれぞれにおけるスラグの出滓量の差を示す。偏差は北側（Ｎｏ．１及びＮｏ．４）から南側（Ｎｏ．２及びＮｏ．３）を減算した値に基づいて算出される。つまり、Δスラグ量は、北側のスラグの出滓量から南側のスラグの出滓量を引いた値を用いて求められる。図３の縦軸のΔスラグ比、Δ溶銑量及びΔ出銑時間は、同様に、スラグ比、溶銑量及び出銑時間について、北側から南側を減算した値に基づいて算出される。ここで、スラグ比は溶銑量に対するスラグ量の比率であって、溶銑１トン当たりのスラグ量で示される。図３においてプロットされた１点は１日の平均値に対応する。また、各図ともに、北側と南側の値の平均値を用いて規格化が実施されている。例えばΔスラグ量は、（北側のスラグの出滓量－南側のスラグの出滓量）／（（北側のスラグの出滓量＋南側のスラグの出滓量）／２）によって計算される。スラグの出滓量の多い側において、出銑量が多く、スラグ比が高く、出銑時間が長い傾向が強い。
　上記の出銑口偏差の相関は、低透過相の存在を仮定することにより説明可能である。図１の例で説明すると、低透過相によって区切られた複数の領域のうち、面積の広い側（出銑口２の側）においてはスラグを多く排出しなければならないのでスラグ量が多くなる。また、出銑及び出滓の体積が増加するため、出銑口２の側において閉塞までに要する時間も延長する。また、面積の広い側の出銑口２において溶銑量が多くなる。さらに、低透過相はスラグに対して不透過である一方、溶銑については透過性が高い。したがって、スラグ量の出銑口偏差の方が溶銑量の出銑口偏差よりも大きいため、出銑口２の側の方においてスラグ比が高くなる。
　次に、上記の物理モデルを用いてシミュレーションを行い、実高炉の出銑口偏差の定量的な説明が可能であることを検証した。図４は、物理モデルを用いて図３に示した操業期間の平均的な操業条件の下で実行した（造銑速度、造滓速度の典型値を入力した）シミュレーション結果を示す。このシミュレーションでは、タップ閉塞時間を与え、各タップのスラグ量、溶銑量を推定計算している。つまり、出銑速度、出滓速度は物理モデルの出力として計算される。このシミュレーションにおいて、低透過相が、炉内断面積の比率で、出銑口１の側（北側）と出銑口２の側（南側）とを２：８の割合で分断するとした。面積の大きい出銑口２側において、スラグ量が多く、出銑開始から終了までの時間が長いことが示されている（特に図４の出銑・出滓速度（出銑口２）参照）。
　このようなシミュレーションを低透過相の位置を変化させて実施した結果、図５に示すように、スラグ比、溶銑量及びタップサイクルとスラグ量との出銑口偏差の相関について、実高炉のデータと傾き（相関）がほぼ合致する結果が得られた。シミュレーションでは、図５に示されるｃａｓｅ１、ｃａｓｅ２を含むように低透過相の位置を変化させて行われた。図４の場合と同様に、低透過相が北側と南側とを２：８の割合で分断する場合がｃａｓｅ１である。また、低透過相が北側と南側とを８：２の割合で分断する場合がｃａｓｅ２である。このように、物理モデルを用いたシミュレーションにおいて低透過相の位置を異ならせることによって、出銑口偏差を定量的に再現可能であることが明らかとなった。
　また、上記のようにして得られたスラグ量の出銑口偏差と低透過相の位置の関係に基づき、実高炉における低透過相の位置を推定する手法について検討が行われた。図６のように、低透過相による面積比を０．２から０．８に変化させると、スラグ量の出銑口偏差が－０．４２から０．４２にほぼ線形に変化する。この線形関係を用いて、高炉の操業中において直近の所定期間のスラグ量の偏差（Δスラグ量）に基づいて、低透過相の位置が推定された。本実施形態において、所定期間は１日である。つまり、この線形関係を用いて、過去一日間のΔスラグ量に基づいて、日毎の低透過相の位置が推定される。
　このように推定された日毎の低透過相の位置を用いて、スラグレベル及び溶銑の液面レベルが上記の物理モデルによって推定（算出）された。推定された低透過相の位置を与えた上で、時間的に変化する出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度が物理モデルに入力された。つまり、低透過相の位置については日毎に更新を行い、その低透過相の位置を用いて、より短い時間（例えば１時間）で変化する出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度を物理モデルに入力した。実高炉における造銑速度及び造滓速度は、１時間当たりに降下する原料層の数（ｃｈ／ｈｏｕｒ）に、１チャージ（ｃｈ）に含まれる溶銑量（ｔ／ｃｈ）及びスラグ量（ｔ／ｃｈ）を乗じることで求めることができる。出銑速度及び出滓速度は、出銑サイクル毎のデータを基に線形補間して求めることができる。図７は、日毎に低透過相の位置を定めて、その位置を反映した物理モデルを用いて、北側及び南側の液面レベルを推定（算出）した結果を示す。
　さらに、このように推定された液面レベルについて北側と南側とで比較して、高い方の値が最大スラグレベルとして選択された。最大スラグレベルと、実高炉での炉内ガスの通気抵抗とを比較したところ、図８の（低透過相あり）と記載されたグラフのような相関関係が得られた。横軸のスラグレベルは最大スラグレベルを意味する。また、Ｒは相関係数である。ここで、通気抵抗は、スラグレベルの上昇に応じて高くなる。そのため、通気抵抗とスラグレベルの相関が高いことは、推定されるスラグレベルの精度が高いことを意味する。
　図８の（低透過相なし）と記載されたグラフは、低透過相の存在を仮定しない従来技術で得られた相関関係である。（低透過相なし）との比較から明らかなように、低透過相の存在を仮定して位置を推定した本実施形態の手法では、より高い相関が得られており、推定されるスラグレベルの精度が従来技術に比べて向上している。
　本実施形態に係る高炉のスラグレベル推定装置（詳細については後述）は、上記のように低透過相の存在を仮定して位置を推定し、その位置を反映した物理モデルを用いることによって、高精度にスラグの液面レベルを推定できる。
　本実施形態に係る操業ガイダンス装置（詳細については後述）は、推定されたスラグレベルが閾値を超えた場合に、スラグレベルを低下させるために、ガイダンスを行うことができる。閾値は特に限定されないが、一例として羽口高さより０．５ｍ下に設定されてよい。ガイダンスは、スラグの粘性を低下させるための装入物について塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を調整すること、減風によるスラグ生成速度を低減することなどの操業アクションを提示することであってよい。操業ガイダンス装置が、適切な操業アクションをオペレータに提示することで、操業上のトラブル（一例として羽口の破損）を回避することができる。
　図９は、一実施形態に係る高炉のスラグレベル推定装置１０及び操業ガイダンス装置２０の構成例を示す図である。図９に示すように、高炉のスラグレベル推定装置１０は、記憶部１１と、低透過相位置算出部１２と、液面レベル算出部１３と、を備える。操業ガイダンス装置２０は、記憶部２１と、操業アクション提示部２２と、を備える。高炉のスラグレベル推定装置１０は、高炉に備えられたセンサなどから各種の測定値（実測値とも称される）を取得し、低透過相の存在を仮定して位置を推定し、それを反映した上記の物理モデルを用いた計算を行う。操業ガイダンス装置２０は、推定されたスラグレベルが閾値を超えた場合に、ガイダンスとしての操業アクションを表示部３０に表示させる。表示部３０は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）又は有機ＥＬパネル（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　Ｐａｎｅｌ）などの表示装置であってよい。
　まず、高炉のスラグレベル推定装置１０の構成要素が説明される。記憶部１１は、炉底部にスラグを透過しにくい低透過相の存在を仮定する物質収支に基づく物理モデルを記憶する。また、記憶部１１は、高炉におけるスラグを含む溶融物の液面レベルの算出に関するプログラム及びデータを記憶する。記憶部１１は、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス及び磁気記憶デバイスなどの任意の記憶デバイスを含んでよい。半導体記憶デバイスは例えば半導体メモリを含んでよい。記憶部１１は、複数の種類の記憶デバイスを含んでよい。
　低透過相位置算出部１２は、複数の領域の面積比と、複数の領域のそれぞれにおけるスラグの出滓量の差であるΔスラグ量との関係（図６参照）を用いて、直近の所定期間のΔスラグ量に基づいて、低透過相の位置を算出する。本実施形態において、複数の領域の面積比とΔスラグ量との関係は、上記のように線形関係であって、この線形関係を示す式などが記憶部１１に記憶されてよい。低透過相位置算出部１２は、記憶部１１から例えば関係式を読み出して、直近の所定期間のΔスラグ量に基づいて、低透過相の位置を予測（算出）してよい。本実施形態において、所定期間は上記のように１日であって、低透過相位置算出部１２によって日毎の低透過相の位置が推定される。ここで、所定期間は１日に限定されず、１日より長い期間であってよいし、１日より短い期間であってよい。
　液面レベル算出部１３は、物理モデルを用いて、出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度の少なくとも１つを入力して、低透過相によって区切られた複数の領域ごとに溶融物の液面レベルを算出する。物理モデルは、低透過相位置算出部１２によって算出された低透過相の位置を反映したモデルである。本実施形態において、溶融物の液面レベルは、スラグの液面レベル及び溶銑の液面レベルを含む。液面レベル算出部１３は、算出した溶融物の液面レベルを操業ガイダンス装置２０に出力する。
　次に、操業ガイダンス装置２０の構成要素が説明される。記憶部２１は、操業ガイダンスに関するプログラム及びデータを記憶する。記憶部２１は、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス及び磁気記憶デバイスなどの任意の記憶デバイスを含んでよい。半導体記憶デバイスは例えば半導体メモリを含んでよい。記憶部２１は、複数の種類の記憶デバイスを含んでよい。
　操業アクション提示部２２は、高炉のスラグレベル推定装置１０によって算出された溶融物の液面レベルに基づいて、推定されたスラグレベルが閾値を超えたかを判定する。スラグレベルが閾値を超えたと判定する場合に、操業アクション提示部２２は、スラグレベル低下のための操業アクションを表示部３０に表示させる。操業アクション提示部２２は、例えば減風によってスラグ生成速度を低減することを、操業アクションとして表示部３０に表示させてよい。
　オペレータは、表示部３０に示された操業アクションに従って、高炉の操業条件を変更してよい。このような高炉についての操業ガイダンスは、溶銑を製造する製造方法の一部として実行され得る。さらに、溶銑の製造を管理するコンピュータが、操業ガイダンス装置２０によって提示される操業アクションに従って、溶銑の製造の条件を自動的に変更してよい。
　ここで、高炉のスラグレベル推定装置１０と操業ガイダンス装置２０とは、個別の装置であってよいし、一体の装置であってよい。一体の装置である場合に、記憶部１１と記憶部２１とは、同じ記憶デバイスで実現されてよい。
　高炉のスラグレベル推定装置１０及び操業ガイダンス装置２０は、例えば高炉の操業又は溶銑の製造を制御するプロセスコンピュータなどのコンピュータによって実現されてよい。コンピュータは、例えばメモリ及びハードディスクドライブ（記憶装置）、ＣＰＵ（処理装置）、ディスプレイなどの表示装置を備える。オペレーティングシステム（ＯＳ）及び各種の処理を実施するためのアプリケーションプログラムは、ハードディスクドライブに格納することができ、ＣＰＵにより実行される際にはハードディスクドライブからメモリに読み出される。また、処理途中のデータについては、メモリに格納され、必要があればＨＤＤに格納される。各種機能は、ＣＰＵ、メモリ等のハードウエアとＯＳ及び必要なアプリケーションプログラムとを有機的に協働させることにより実現される。記憶部１１及び記憶部２１は、例えば記憶装置で実現されてよい。低透過相位置算出部１２、液面レベル算出部１３及び操業アクション提示部２２は、例えばＣＰＵで実現されてよい。表示部３０は、例えば表示装置で実現されてよい。
　図１０は、一実施形態に係る高炉のスラグレベル推定方法を示すフローチャートである。高炉のスラグレベル推定装置１０は、図１０に示されるフローチャートに従って、推定した液面レベルを出力する。図１０に示される高炉のスラグレベル推定方法は、溶銑の製造方法の一部として実行されてよい。
　低透過相位置算出部１２は、直近の所定期間のΔスラグ量に基づいて、低透過相位置を算出する（ステップＳ１）。液面レベル算出部１３は、ステップＳ１で算出された低透過相の位置を反映した物理モデルを用いて、低透過相によって区切られた複数の領域ごとにスラグを含む溶融物の液面レベルを算出する（ステップＳ２）。図１０に示すように、低透過相位置を算出するステップは、溶融物の液面レベルを算出するステップの前に実行される。また、ステップＳ１が例えば１日に１回実行されて（日毎の低透過相の位置の推定）、ステップＳ２が１日に何度も実行されてよい。例えば物理モデルに入力される出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度が１０分毎に測定又は計算されて、１０分毎にステップＳ２が実行されてよい。
　図１１は、一実施形態に係る操業ガイダンス方法を示すフローチャートである。操業ガイダンス装置２０は、図１１に示されるフローチャートに従って、操業アクションを提示する。図１１に示される操業ガイダンス方法は、溶銑の製造方法の一部として実行されてよい。
　操業アクション提示部２２は、算出された溶融物の液面レベルに基づいてスラグレベルが閾値を超えたと判定する場合に、スラグレベル低下のための操業アクションを提示する（ステップＳ１１）。
　以上のように、本実施形態に係る高炉のスラグレベル推定方法及び高炉のスラグレベル推定装置１０は、上記の構成によって高精度にスラグの液面レベルを推定できる。また、本実施形態に係る操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法及び操業ガイダンス装置２０は、高精度に推定されたスラグの液面レベルに基づいて、高炉の操業のガイダンスを行うことができる。例えばオペレータは、ガイダンスとして示された操業アクションに従うことによって、操業上のトラブル（一例として羽口の破損）を回避することができる。
　本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行されるプログラム又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
　図９に示される高炉のスラグレベル推定装置１０及び操業ガイダンス装置２０の構成は一例である。高炉のスラグレベル推定装置１０、操業ガイダンス装置２０は、図９に示す構成要素の全てを含まなくてよい。また、高炉のスラグレベル推定装置１０、操業ガイダンス装置２０は、図９に示す以外の構成要素を備えてよい。例えば、操業ガイダンス装置２０は、さらに表示部３０を備える構成であってよい。
　また、上記の実施形態において操業ガイダンス装置２０の操業アクション提示部２２は、スラグレベルが閾値を超えたと判定する場合に操業アクションを表示部３０に表示させる。別の例として、操業アクション提示部２２は、スラグレベルが閾値を超えなくても操業アクションを表示部３０に表示させて、スラグレベルが閾値を超える場合に操業アクションの内容を、スラグレベルを低下させるものに変化させてよい。例えばスラグレベルが閾値を超えていない場合に、操業アクション提示部２２は、減風が不要であって現在の設定のまま進めてよいとの操業アクションを表示部３０に表示させてよい。
　１０　高炉のスラグレベル推定装置
　１１　記憶部
　１２　低透過相位置算出部
　１３　液面レベル算出部
　２０　操業ガイダンス装置
　２１　記憶部
　２２　操業アクション提示部
　３０　表示部

Claims (7)

  1. 　出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度の少なくとも１つを入力とし、炉底部にスラグを透過しにくい低透過相の存在を仮定する物質収支に基づく物理モデルを用いて、前記低透過相によって区切られた複数の領域ごとにスラグを含む溶融物の液面レベルを算出するステップを含む、高炉のスラグレベル推定方法。
  2. 　前記溶融物の液面レベルは、スラグの液面レベル及び溶銑の液面レベルを含む、請求項１に記載の高炉のスラグレベル推定方法。
  3. 　前記複数の領域の面積比と、前記複数の領域のそれぞれにおけるスラグの出滓量の差であるΔスラグ量との関係を用いて、直近の所定期間の前記Δスラグ量に基づいて、前記低透過相の位置を算出するステップを含み、
    　前記低透過相の位置を算出するステップは、前記溶融物の液面レベルを算出するステップの前に実行される、請求項１又は２に記載の高炉のスラグレベル推定方法。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載の高炉のスラグレベル推定方法によって算出された前記溶融物の液面レベルに基づき、通気抵抗を低下させるための操業アクションをオペレータに提示するステップを含む、操業ガイダンス方法。
  5. 　請求項４に記載の操業ガイダンス方法によって提示される前記操業アクションに従って溶銑を製造する、溶銑の製造方法。
  6. 　出銑速度、出滓速度、造銑速度及び造滓速度の少なくとも１つを入力とし、炉底部にスラグを透過しにくい低透過相の存在を仮定する物質収支に基づく物理モデルを記憶する記憶部と、
    　前記物理モデルを用いて、前記低透過相によって区切られた複数の領域ごとにスラグを含む溶融物の液面レベルを算出する液面レベル算出部と、を備える、高炉のスラグレベル推定装置。
  7. 　請求項６に記載の高炉のスラグレベル推定装置によって算出された前記溶融物の液面レベルに基づき、通気抵抗を低下させるための操業アクションをオペレータに提示する操業アクション提示部を備える、操業ガイダンス装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09227911A (ja) * 1996-02-20 1997-09-02 Kawasaki Steel Corp 高炉の操業方法
JP2002294315A (ja) * 2001-04-03 2002-10-09 Kawasaki Steel Corp 炉内スラグレベル推定方法
JP2003155507A (ja) * 2001-11-22 2003-05-30 Nippon Steel Corp 高炉内の銑滓レベル評価方法及び評価装置
JP2015206107A (ja) * 2014-04-08 2015-11-19 新日鐵住金株式会社 高炉状態解析装置、高炉状態解析方法、およびプログラム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5412819Y2 (ja) 1975-06-20 1979-06-04

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09227911A (ja) * 1996-02-20 1997-09-02 Kawasaki Steel Corp 高炉の操業方法
JP2002294315A (ja) * 2001-04-03 2002-10-09 Kawasaki Steel Corp 炉内スラグレベル推定方法
JP2003155507A (ja) * 2001-11-22 2003-05-30 Nippon Steel Corp 高炉内の銑滓レベル評価方法及び評価装置
JP2015206107A (ja) * 2014-04-08 2015-11-19 新日鐵住金株式会社 高炉状態解析装置、高炉状態解析方法、およびプログラム

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MASAKAZU IIDA, KAZUHIRO OGURA, TETSUI HAKONE: "Numerical Study on Metal/Slag Drainage Rate Deviation during Blast Furnace Tapping", TETSU TO HAGANE: JOURNAL OF THE IRON AND STEEL INSTITUTE OF JAPAN, IRON AND STEEL INSTITUTE OF JAPAN. TOKYO., JP, vol. 96, no. 6, 1 June 2010 (2010-06-01), JP , pages 353 - 362, XP009543031, ISSN: 0021-1575, DOI: 10.2355/tetsutohagane.96.353 *
SAWA YOSHITAKA ET AL., INFLUENCE OF LOW PERMEABILITY ZONE IN BLAST FURNACE HEARTH ON TEMPERATURE DISTRIBUTION IN FURNACE BOTTOM AND ON IRON AND SLAG TAPPING INDICES, vol. 78, pages 1171

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