JPH0424404B2 - - Google Patents
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- JPH0424404B2 JPH0424404B2 JP12755683A JP12755683A JPH0424404B2 JP H0424404 B2 JPH0424404 B2 JP H0424404B2 JP 12755683 A JP12755683 A JP 12755683A JP 12755683 A JP12755683 A JP 12755683A JP H0424404 B2 JPH0424404 B2 JP H0424404B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charge
- furnace
- distribution
- batch
- layer thickness
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/008—Composition or distribution of the charge
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
高炉装入物の層厚分布の推定方法に関してこの
明細書に述べる技術内容は、上記層厚分布を、炉
内ガス分布に及ぼす密度な相関の下で的確に把握
し、もつて高炉操業の安定化と、炉体熱負荷の管
理を通した炉体寿命の延長を目指す開発成果に関
連し、高炉操業制御の属している技術の分野に位
置している。
明細書に述べる技術内容は、上記層厚分布を、炉
内ガス分布に及ぼす密度な相関の下で的確に把握
し、もつて高炉操業の安定化と、炉体熱負荷の管
理を通した炉体寿命の延長を目指す開発成果に関
連し、高炉操業制御の属している技術の分野に位
置している。
技術的背景
装入物分布について
一般に高炉操業において、その炉頂における高
炉装入物の炉中分布は各種の要因が複雑に絡み合
つて影響しているが、主要因は下記の通りであ
る。
炉装入物の炉中分布は各種の要因が複雑に絡み合
つて影響しているが、主要因は下記の通りであ
る。
１ 装入物の物理的性質−密度、粒度、内部摩擦
係数など ２ 装入物装入速度 ３ 装入条件−コークスベース、鉱石／コーク
ス、ストツクライン ４ 装入物流の落下軌跡−ベル高炉においてムー
バブルアーマーのノツチ位置、ベルレス高炉に
おいては分配シユートの傾斜角 ５ 装入シーケンス−装入のタイムスケージユー
ル ６ 炉内ガス流通 さて炉頂の装入装置を通じて高炉装入物が炉内
に装入されると、上記の各因子の影響下で高炉装
入物の炉中分布が決まる。
係数など ２ 装入物装入速度 ３ 装入条件−コークスベース、鉱石／コーク
ス、ストツクライン ４ 装入物流の落下軌跡−ベル高炉においてムー
バブルアーマーのノツチ位置、ベルレス高炉に
おいては分配シユートの傾斜角 ５ 装入シーケンス−装入のタイムスケージユー
ル ６ 炉内ガス流通 さて炉頂の装入装置を通じて高炉装入物が炉内
に装入されると、上記の各因子の影響下で高炉装
入物の炉中分布が決まる。
ここに燃料比の低減、操業の安定化の上で最も
重要なポイントとなるのは高炉装入物の炉内半径
方向での層厚分布（以下単に装入物層厚分布とい
う）である。
重要なポイントとなるのは高炉装入物の炉内半径
方向での層厚分布（以下単に装入物層厚分布とい
う）である。
この装入物層厚分布は、炉内のガス分布と密接
に結びついているため、高炉操業において極めて
重要であり、従来からその制御に多大の努力がな
されて来た。
に結びついているため、高炉操業において極めて
重要であり、従来からその制御に多大の努力がな
されて来た。
ガス分布について
このガス分布は、次に示す点に関し、操業と設
備の両面からの要求を満たすよう管する必要があ
る。
備の両面からの要求を満たすよう管する必要があ
る。
１ ガス利用率向上による燃料比の低減
２ 順調な荷下りに基づく安定操業
３ 炉体熱負荷の管理による炉体寿命の延長
ところでガス利用率の向上、安定した荷下りを
得るためには、適度の炉壁流が確保されたガス分
布が、また一方で炉体熱負荷を軽減するために
は、逆に中心流指向のガス分布が、必要となりこ
れら両者を満足するようなガス分布を目標に、装
入物層厚分布の制御が行なわれるわである。
得るためには、適度の炉壁流が確保されたガス分
布が、また一方で炉体熱負荷を軽減するために
は、逆に中心流指向のガス分布が、必要となりこ
れら両者を満足するようなガス分布を目標に、装
入物層厚分布の制御が行なわれるわである。
装入物層厚分布の制御操作について
さて装入物層厚分布の制御方法としては、
１ 装入物の変更
２ コークスベース、シンター比、ペレツト比な
ど ３ 装入方法の変更 ４ ストツクライン、装入シーケンス、ベル高炉
のムーバブルアーマーノツチ又はベルレス高炉
の分配シユート傾斜角など がある。
ど ３ 装入方法の変更 ４ ストツクライン、装入シーケンス、ベル高炉
のムーバブルアーマーノツチ又はベルレス高炉
の分配シユート傾斜角など がある。
中でも装入方法の変更は、そのうち最も一般的
に行なわれるのが、ベル高炉ではムーマブルアー
ム、ベルレス高炉にあつては、分配シユートの調
整によつて、何れも装入物の堆積状況を変化させ
る方法であり、これによつて装入物層厚分布を変
化させ、その結果として炉内のガス分布を目標に
合致させるのに寄与させようとするわけである。
に行なわれるのが、ベル高炉ではムーマブルアー
ム、ベルレス高炉にあつては、分配シユートの調
整によつて、何れも装入物の堆積状況を変化させ
る方法であり、これによつて装入物層厚分布を変
化させ、その結果として炉内のガス分布を目標に
合致させるのに寄与させようとするわけである。
なおガス分布を測定する方法としては、シヤフ
トゾンデ（半径方向押込み各位置にて採取したガ
スの成分分析に供する）および炉口固定ゾンデ
（半径方向数か所にてガス温度測定を司る）によ
るものが一般的である。
トゾンデ（半径方向押込み各位置にて採取したガ
スの成分分析に供する）および炉口固定ゾンデ
（半径方向数か所にてガス温度測定を司る）によ
るものが一般的である。
ところがこれらのゾンデ測定で得られたガス分
布に及ぼすムーバブルアーマーや分配シユートの
制御量との間の定量的な関係は、いまなお十分的
確に把握されておらず、やむなく上記のガス分布
情報に基いてムーバブルアーマ又は分配シユート
を変更操作してその後のガス分布の変化動向如何
により、さらに変更操作を考えて行くという試行
錯誤的な装入物層厚分布の制御が行なわれてい
る。かような装入方法の変更を行つても予想した
ガス分布には容易に合致せず、目標とするガス分
布を得るために長時間にわたる調整を必要として
いるのが現状である。
布に及ぼすムーバブルアーマーや分配シユートの
制御量との間の定量的な関係は、いまなお十分的
確に把握されておらず、やむなく上記のガス分布
情報に基いてムーバブルアーマ又は分配シユート
を変更操作してその後のガス分布の変化動向如何
により、さらに変更操作を考えて行くという試行
錯誤的な装入物層厚分布の制御が行なわれてい
る。かような装入方法の変更を行つても予想した
ガス分布には容易に合致せず、目標とするガス分
布を得るために長時間にわたる調整を必要として
いるのが現状である。
もとより、装入物層厚分布とガス分布との関係
を定量的に把握し装入物制御技術をレベルアツプ
するためには、装入物の炉内での状況をより正確
に把握することが不可欠であり、炉内での装入物
の状態なかでも、装入物の表面プロフイルを測定
するためのセンサーとして、種々の炉頂プロフイ
ル計が開発されている。
を定量的に把握し装入物制御技術をレベルアツプ
するためには、装入物の炉内での状況をより正確
に把握することが不可欠であり、炉内での装入物
の状態なかでも、装入物の表面プロフイルを測定
するためのセンサーとして、種々の炉頂プロフイ
ル計が開発されている。
これらのセンサーは、接触式（機械式）と非接
触式（μ波式、レーザー式等）に大別され、次に
接触式の検尺ウエイトを用いるサウンジング式の
炉頂プロフイル計を用いた場合を代表例として問
題点を説明するが、その問題点は上記いずれの型
式にも共通している。
触式（μ波式、レーザー式等）に大別され、次に
接触式の検尺ウエイトを用いるサウンジング式の
炉頂プロフイル計を用いた場合を代表例として問
題点を説明するが、その問題点は上記いずれの型
式にも共通している。
サウンジングの事例について
さて第１図に検尺ウエイトによるサウンジング
式の炉頂プロフイル計ｓを示し、図中１は炉頂空
間において半径方向に進退可動のランス、２はラ
ンス１の進退駆動用のチエン仕掛け、３は検尺ウ
エイト、４は検尺ウエイトの昇降用ワイヤロープ
仕掛け、５，５′はガイドシーブ、６はランス１
内でワイヤロープ仕掛け４を固定した動滑車、７
はランス１の後端に取付けた固定滑車、９は両滑
車に巻掛けした操作ロープ、１０はその固定端、
１１は操作ロープの巻き胴であり、１２はガイド
シープ、１３は操作ロープ９の張力検出レバー、
１４はカウンターばねである。
式の炉頂プロフイル計ｓを示し、図中１は炉頂空
間において半径方向に進退可動のランス、２はラ
ンス１の進退駆動用のチエン仕掛け、３は検尺ウ
エイト、４は検尺ウエイトの昇降用ワイヤロープ
仕掛け、５，５′はガイドシーブ、６はランス１
内でワイヤロープ仕掛け４を固定した動滑車、７
はランス１の後端に取付けた固定滑車、９は両滑
車に巻掛けした操作ロープ、１０はその固定端、
１１は操作ロープの巻き胴であり、１２はガイド
シープ、１３は操作ロープ９の張力検出レバー、
１４はカウンターばねである。
チエン仕掛け２を回転させることによつてラン
ス１を高炉の頂部炉壁１５の開口１５′から簡略
のため図示を省略したシールを通して炉芯に向け
前進させると動滑車６はランス１とともに前進し
ランス１を、任意の半径方向位に送り出すことが
できる。このとき検尺ウエイト３はやや吊上げら
れる。
ス１を高炉の頂部炉壁１５の開口１５′から簡略
のため図示を省略したシールを通して炉芯に向け
前進させると動滑車６はランス１とともに前進し
ランス１を、任意の半径方向位に送り出すことが
できる。このとき検尺ウエイト３はやや吊上げら
れる。
この位置たとえば図の実線位置にて巻き胴１１
により操作ロープ９をゆるめて検尺ウエイト３を
下降させると、検尺ウエイト３が装入物１６の表
面上に到達することにより操作ロープ９の張力が
急減して、カウンタばね１４によつて張力検出レ
バー１３が回動するので着床が検出され得る。
により操作ロープ９をゆるめて検尺ウエイト３を
下降させると、検尺ウエイト３が装入物１６の表
面上に到達することにより操作ロープ９の張力が
急減して、カウンタばね１４によつて張力検出レ
バー１３が回動するので着床が検出され得る。
従つてこの時のランス１の炉内半径方向進度ｘ
と検尺ウエイト３の深度ｙによつて測定点を座標
表示することができる。
と検尺ウエイト３の深度ｙによつて測定点を座標
表示することができる。
この着床検出後さらにランス１を破線のように
所定距離毎に前進させ次の深度を進度とともに測
定する操作をくり返すことによつて、炉内径方向
での装入物１６の表面実測点（例えば各回の装入
バツチの１サイクル毎に10点）が得られる。
所定距離毎に前進させ次の深度を進度とともに測
定する操作をくり返すことによつて、炉内径方向
での装入物１６の表面実測点（例えば各回の装入
バツチの１サイクル毎に10点）が得られる。
各測定データーは、当該装入バツチにおける第
ｊ点目の測定時刻、測定点毎の半径方向進度およ
び深度からなり、この点非接触式の炉頂プロフイ
ル計にあつても全く同様である。
ｊ点目の測定時刻、測定点毎の半径方向進度およ
び深度からなり、この点非接触式の炉頂プロフイ
ル計にあつても全く同様である。
装入物の堆積挙動について
ところで、装入物の層厚は、装入物を炉内に装
入した結果として形成される鉱石とコークスの層
厚の比の分布、粒度分布、そして鉱石とコークス
の混合層分布に従う。
入した結果として形成される鉱石とコークスの層
厚の比の分布、粒度分布、そして鉱石とコークス
の混合層分布に従う。
第２図に示すように、たとえばベル式高炉にお
いて原料１６′は、大ベル１７から炉内に落下し、
その原料の特性値（粒径、形状等）により決まる
傾斜角に従つて１６″のように堆積する。
いて原料１６′は、大ベル１７から炉内に落下し、
その原料の特性値（粒径、形状等）により決まる
傾斜角に従つて１６″のように堆積する。
この堆積が進み、その堆積量が堆積限界に達し
たのち、堆積物１６″は炉内中心に向つて流れ込
み、装入終了時点で、仮想線のようにその装入物
１６の装入時プロフイルが形成される。
たのち、堆積物１６″は炉内中心に向つて流れ込
み、装入終了時点で、仮想線のようにその装入物
１６の装入時プロフイルが形成される。
以後、装入物１６の全体降下中におけるガス流
の変化に応じ、装入物１６の安定な傾斜角の変動
に伴う流れ込みなどによつて、装入物１６の再分
布が起る場合がある。
の変化に応じ、装入物１６の安定な傾斜角の変動
に伴う流れ込みなどによつて、装入物１６の再分
布が起る場合がある。
従来技術とその問題点
従来の装入物層厚分布の制御は、図示例におい
てムーバブルアーマー（以下MAと略す）１８を
前後に操作して原料１６′の炉内への落下位置を
変化させ堆積状態を変えることにより、分布状態
主として鉱石とコークスの比（以後Ｏ／Ｃとい
う）の半径方向分布を変化させることによつて行
つている。
てムーバブルアーマー（以下MAと略す）１８を
前後に操作して原料１６′の炉内への落下位置を
変化させ堆積状態を変えることにより、分布状態
主として鉱石とコークスの比（以後Ｏ／Ｃとい
う）の半径方向分布を変化させることによつて行
つている。
従つてMA１８により装入物分布を制御するう
えから、再分布される前、すなわち装入時の層厚
およびそれから得られるＯ／Ｃ分布を知ることが
必要である。
えから、再分布される前、すなわち装入時の層厚
およびそれから得られるＯ／Ｃ分布を知ることが
必要である。
この装入物層厚分布は、従来上掲のごとき炉頂
プロフイル計を用い、下記の手順で計算により求
めていた。
プロフイル計を用い、下記の手順で計算により求
めていた。
(1) 第３図ａに示すように、炉頂プロフイル計に
よつてまず大ベル１７からの原料１６′の装入
毎にそのバツチ（第ｎ回目バツチという）に対
し、装入終了時刻To,1における装入物の表面プ
ロフイルPo,1およびつぎにその後第（ｎ＋１）
回目バツチ装入直前の時刻To,2における装入物
の表面プロフイルPo,2を測定する。
よつてまず大ベル１７からの原料１６′の装入
毎にそのバツチ（第ｎ回目バツチという）に対
し、装入終了時刻To,1における装入物の表面プ
ロフイルPo,1およびつぎにその後第（ｎ＋１）
回目バツチ装入直前の時刻To,2における装入物
の表面プロフイルPo,2を測定する。
そして炉の半径方向にわたつて、時刻To,1か
らTo,2に至る時間経過における平均降下速度Vo
を計算する。
らTo,2に至る時間経過における平均降下速度Vo
を計算する。
(2) 第３図ｂに示すように第（ｎ＋１）回目バツ
チ装入終了時刻T(o,1),1における表面プロフイル
P(o+1),1を炉頂プロフイル計で測定すると同時
に、時刻T(o+1),1において前回第ｎ回目バツチ
の時刻To,1からT(o+1),1に至る時間経過にわたつ
て降下した表面プロフイルPSo,1を上記平均降
下速度Voを用いて外挿により堆定プロフイル
を求める。
チ装入終了時刻T(o,1),1における表面プロフイル
P(o+1),1を炉頂プロフイル計で測定すると同時
に、時刻T(o+1),1において前回第ｎ回目バツチ
の時刻To,1からT(o+1),1に至る時間経過にわたつ
て降下した表面プロフイルPSo,1を上記平均降
下速度Voを用いて外挿により堆定プロフイル
を求める。
(3) 時刻T(o+1),1における第（ｎ＋１）回目バツ
チの実測表面プロフイルP(o,1),1と第ｎ回目バツ
チの推定プロフイルPSo+1すなわち第（ｎ＋
１）回目バツチの下面プロフイルとから、第
（ｎ＋１）回目バツチの層厚を計算する。
チの実測表面プロフイルP(o,1),1と第ｎ回目バツ
チの推定プロフイルPSo+1すなわち第（ｎ＋
１）回目バツチの下面プロフイルとから、第
（ｎ＋１）回目バツチの層厚を計算する。
このように炉頂プロフイル計によつて３度の測
定操作〔第ｎ回目バツチ２度、第（ｎ＋１）回目
バツチ１度〕により第（ｎ＋１）回目バツチの層
厚を計算することになるが、このようなＯ／Ｃの
推定方法には下記の問題がある。
定操作〔第ｎ回目バツチ２度、第（ｎ＋１）回目
バツチ１度〕により第（ｎ＋１）回目バツチの層
厚を計算することになるが、このようなＯ／Ｃの
推定方法には下記の問題がある。
問題点の指摘
炉頂プロフイル計による測定で得られる装入物
表面プロフイルは、実際操業の経験によると非常
にばらつが大きく、このためこの方法で推定され
た層厚分布もばらつきが大きく、装入物層厚分布
の推定精度が悪い。
表面プロフイルは、実際操業の経験によると非常
にばらつが大きく、このためこの方法で推定され
た層厚分布もばらつきが大きく、装入物層厚分布
の推定精度が悪い。
そこでこのような方法により推定される装入物
層厚分布を装入物分布の制御指針とするために
は、この推定精度をアツプする必要がある。
層厚分布を装入物分布の制御指針とするために
は、この推定精度をアツプする必要がある。
このためには、上記のばらつきを考えれば、数
拾チヤージの装入物に対して測定を行なわねばな
らないが、これは現状においては、プロフイル計
の耐久性およびその測定に要するコストから考え
るとき実用上困難である。
拾チヤージの装入物に対して測定を行なわねばな
らないが、これは現状においては、プロフイル計
の耐久性およびその測定に要するコストから考え
るとき実用上困難である。
発想の基礎および発明目的
以上のべた問題点に関して発明者らは、次にの
べる差指情報の有効な発展的利用により、炉頂プ
ロフイル計の測定回数を少なくなし得るとに想到
し、これにより層厚分布の推定精度の向上を導く
ことがこの発明の目的である。
べる差指情報の有効な発展的利用により、炉頂プ
ロフイル計の測定回数を少なくなし得るとに想到
し、これにより層厚分布の推定精度の向上を導く
ことがこの発明の目的である。
差指というのは、炉頂プロフイル計Ｓとは別途
に高炉の頂部炉壁１５の近傍において炉内装入物
１６の表面上の一点における降下状況をほぼ連続
的に検出して得た深度のことである。
に高炉の頂部炉壁１５の近傍において炉内装入物
１６の表面上の一点における降下状況をほぼ連続
的に検出して得た深度のことである。
発明の構成
上記の目的は、次の事項を骨子とする手順にて
達成される。
達成される。
高炉装入物の炉頂プロフイル計による任意の第
ｎ回目バツチ第ｉ点目深度に対応する装入物計算
深度YCo,iを、下記の式でもつて算出し、この演
算を順次に繰り返すことによつて装入物の表面プ
ロフイルとその装入物の下面プロフイルとを求
め、各装入ごとの平均的な層厚分布を推定するこ
とを特徴とする高炉装入物層厚分布の推定方法。
ｎ回目バツチ第ｉ点目深度に対応する装入物計算
深度YCo,iを、下記の式でもつて算出し、この演
算を順次に繰り返すことによつて装入物の表面プ
ロフイルとその装入物の下面プロフイルとを求
め、各装入ごとの平均的な層厚分布を推定するこ
とを特徴とする高炉装入物層厚分布の推定方法。
記
YCo,i＝（axo,i 3＋bxo,i 3＋cxo,i＋ｄ）＋Zo＋｛１−ｋ
（１−Rp−xo,i／Rs）｝・ΔSo,i ａ，ｂ，ｃ，ｄ：定数、xo,i：炉内半径方向座
標、Zo：各装入ごとに定まるスライド量、ｋ：降
下速度分布定数、Rp：炉口半径、Rs：炉壁から
炉頂プロフイル計測定点までの半径方向距離、
ΔSo,i：装入時から測定時までの一点サウンジン
グの差指降下量 発明の具体的説明 すでにのべたように装入物層厚分布を正確に推
定するためには装入物の表面プロフイルのほか
に、その装入物の下面プロフイル推定のための降
下速度分布の正しい検出が必要である。
（１−Rp−xo,i／Rs）｝・ΔSo,i ａ，ｂ，ｃ，ｄ：定数、xo,i：炉内半径方向座
標、Zo：各装入ごとに定まるスライド量、ｋ：降
下速度分布定数、Rp：炉口半径、Rs：炉壁から
炉頂プロフイル計測定点までの半径方向距離、
ΔSo,i：装入時から測定時までの一点サウンジン
グの差指降下量 発明の具体的説明 すでにのべたように装入物層厚分布を正確に推
定するためには装入物の表面プロフイルのほか
に、その装入物の下面プロフイル推定のための降
下速度分布の正しい検出が必要である。
各バツチ毎の表面プロフイルにつき降下速度分
布の推定を行う際、各バツチ毎でその装入物の降
下状態を常に測定している差指情報を利用するこ
とに着目した。
布の推定を行う際、各バツチ毎でその装入物の降
下状態を常に測定している差指情報を利用するこ
とに着目した。
まず差指情報としての一点深度は再び第２図に
示すように、巻取り巻戻し装置により、昇降する
ワイヤ１９の先端に取付けた検尺ウエイト２０を
装入物１６の表面に乗せて装入物１６の降下に追
随させその状況を検出することにより得られる。
示すように、巻取り巻戻し装置により、昇降する
ワイヤ１９の先端に取付けた検尺ウエイト２０を
装入物１６の表面に乗せて装入物１６の降下に追
随させその状況を検出することにより得られる。
ここに大ベル１７上の原料１６′を炉内に装入
する時検尺ウエイト２０を埋設から待避させる以
外、常時に検出を継続させ得るので高炉原料装入
スケジユールの基本として、炉頂プロフイル計に
比しはるかに測定データーは豊富である。
する時検尺ウエイト２０を埋設から待避させる以
外、常時に検出を継続させ得るので高炉原料装入
スケジユールの基本として、炉頂プロフイル計に
比しはるかに測定データーは豊富である。
第２図において、２１は巻取り巻戻しドラム、
２２はカウンターウエイトまた２３は減速機およ
び制動機つきの駆動装置である。
２２はカウンターウエイトまた２３は減速機およ
び制動機つきの駆動装置である。
降下速度分布に関し、差指降下量と炉頂プロフ
イル計により得られる、半径方向の各点の降下量
の関係を検討した結果、装入物の降下速度分布
は、高炉の半径距離をパラメーターとして差指の
降下速度の１次式近似として取扱えることが確認
できた。
イル計により得られる、半径方向の各点の降下量
の関係を検討した結果、装入物の降下速度分布
は、高炉の半径距離をパラメーターとして差指の
降下速度の１次式近似として取扱えることが確認
できた。
そこで一点サウンジングの差指情報とプロフイ
ル計の測定データーを用いた装入物分布モデルを
検討した。装入物分布モデルは、プロフイル計に
よる装入物表面プロフイル実測データーと、その
測定バツチの差指データーを基に作られる。
ル計の測定データーを用いた装入物分布モデルを
検討した。装入物分布モデルは、プロフイル計に
よる装入物表面プロフイル実測データーと、その
測定バツチの差指データーを基に作られる。
このモデルは、以下の仮定に従う。
(1) まず装入物のプロフイルは、装入物の種類
（鉱石あるいはコークス）、ベル式高炉を典型例
としてそのMA位置により一義的に決定される
標準プロフイルがあると考え、装入物プロフイ
ルは、この標準プロフイルが各装入毎で決まる
量だけ深さ方向に順次下方にスライドしたもの
であると考える（以後、この量をスライド量Zo
と呼ぶ）。
（鉱石あるいはコークス）、ベル式高炉を典型例
としてそのMA位置により一義的に決定される
標準プロフイルがあると考え、装入物プロフイ
ルは、この標準プロフイルが各装入毎で決まる
量だけ深さ方向に順次下方にスライドしたもの
であると考える（以後、この量をスライド量Zo
と呼ぶ）。
いま第ｎ回目バツチの装入物に対する炉頂プ
ロフイル計ｓの第ｉ点目に対応する装入物の計
算深度YCo,iは標準プロフイルから得られる深
度YSo,i、スライド量Zoおよび装入時から、測
定までの時間補正による降下速度分布ΔYo,iを
用いると次式のように表わされる。
ロフイル計ｓの第ｉ点目に対応する装入物の計
算深度YCo,iは標準プロフイルから得られる深
度YSo,i、スライド量Zoおよび装入時から、測
定までの時間補正による降下速度分布ΔYo,iを
用いると次式のように表わされる。
YCo,i＝YSo,i＋Zo＋ΔYo,i ……(1)
(2) 次に、装入物の降下速度分布を次式のように
炉壁からの距離xo,iの１次式で近似する。
炉壁からの距離xo,iの１次式で近似する。
ΔYo,i＝｛１−ｋ（１−Rp−xo,i／Rs）｝ΔSo,i……
(2) ｋ：降下速度分布定数、Rp：炉口半径、 xo,i：炉内半径方向座標、Rs：炉壁から炉頂プ
ロフイル計測定点までの半径方向距離、
ΔSo,i：装入時から測定時までの一点サウンジ
ングの差指降下量 この二つの仮定のもとに、炉頂プロフイル計の
各測定時刻に相当する装入物の深度を計算し、こ
の計算深度がプロフイル計による実測値に最もよ
く合うように、標準プロフイルおよび降下速度分
布定数が得られれば、あとは常時測の一点サウン
ジングの差指情報のみにより装入物の層厚分布を
計算することができることになる。
(2) ｋ：降下速度分布定数、Rp：炉口半径、 xo,i：炉内半径方向座標、Rs：炉壁から炉頂プ
ロフイル計測定点までの半径方向距離、
ΔSo,i：装入時から測定時までの一点サウンジ
ングの差指降下量 この二つの仮定のもとに、炉頂プロフイル計の
各測定時刻に相当する装入物の深度を計算し、こ
の計算深度がプロフイル計による実測値に最もよ
く合うように、標準プロフイルおよび降下速度分
布定数が得られれば、あとは常時測の一点サウン
ジングの差指情報のみにより装入物の層厚分布を
計算することができることになる。
ここで、まず装入物の種類、MA位置により決
定される標準プロフイルYSo,iを、たとえば次式
のように炉壁からの距離xo,iの３次式で近似する。
定される標準プロフイルYSo,iを、たとえば次式
のように炉壁からの距離xo,iの３次式で近似する。
ただし、ｘ：炉壁を０とし、それより炉芯方向
への距離を正、Yx＝０においてＹ＝０とし、そ
れより垂直下方への距離を正にとる。
への距離を正、Yx＝０においてＹ＝０とし、そ
れより垂直下方への距離を正にとる。
YSo,i＝axo,i 3＋bxo,i 2＋cxo,i＋ ……(3)
ａ，ｂ，ｃ，ｄ：定数
(2)と(3)式を(1)式に代入すると、
第ｎ回目バツチの第ｉ点目に対応する装入物の
計算深度YCo,iは次のようになる。
計算深度YCo,iは次のようになる。
YCo,i＝（axo,i 3＋bxo,i 2＋cxo,i＋ｄ）＋Zo＋｛１−ｋ
（１−Rp−xo,i／Rs）｝・ΔSo,i……(4) ところで第ｎ回目バツチの装入物の第ｉ点目の
炉頂プロフイル計ｓの実測点のｙ座標をYRo,iと
すると、上記計算値YCo,iとの誤差の自乗和Ｅは
次式示される。
（１−Rp−xo,i／Rs）｝・ΔSo,i……(4) ところで第ｎ回目バツチの装入物の第ｉ点目の
炉頂プロフイル計ｓの実測点のｙ座標をYRo,iと
すると、上記計算値YCo,iとの誤差の自乗和Ｅは
次式示される。
Ｅ＝
〓ni
（yRo,i−YCo,i）2 ……(5)
この誤差の自乗和Ｅが最小となるよに、標準プ
ロフイルの定数項ａ，ｂ，ｃ，ｄ、スライド量Zo
（ｎ＝１〜ｎ）、降下速度定数ｋを決定する。
ロフイルの定数項ａ，ｂ，ｃ，ｄ、スライド量Zo
（ｎ＝１〜ｎ）、降下速度定数ｋを決定する。
かくして定数項を決定したのち、標準プロフイ
ルに従う深度、 YSo,i＝axo,i 3＋bxo,i 2＋cxo,i＋ｄ と降下速度分布定数ｋを用いて、層厚分布を推定
する。
ルに従う深度、 YSo,i＝axo,i 3＋bxo,i 2＋cxo,i＋ｄ と降下速度分布定数ｋを用いて、層厚分布を推定
する。
装入物の層厚を計算するためには、その装入物
の表面と下面のプロフイル推定が必要であり、下
記の手順により、第ｎ回目バツチの装入時、Ｔ＝
Tsoの層厚分布を推定する場合について第４図、
第５図に従つて説明する。
の表面と下面のプロフイル推定が必要であり、下
記の手順により、第ｎ回目バツチの装入時、Ｔ＝
Tsoの層厚分布を推定する場合について第４図、
第５図に従つて説明する。
(A) 第ｎ回目バツチの装入物の下面プロフイルの
推定 (1) まず第ｎ回目バツチの前バツチである第
（ｎ−１）回目バツチについて第４図(a)に示
すように時刻Ts(o-1)における第（ｎ−１）回
目バツチの装入物のプロフイルで与えられる
深度YC(o-1),iを、その標準プロフイルに従う
YS(o-1),iと、装入ごとに決まるスライド量Ｚ
から計算する。
推定 (1) まず第ｎ回目バツチの前バツチである第
（ｎ−１）回目バツチについて第４図(a)に示
すように時刻Ts(o-1)における第（ｎ−１）回
目バツチの装入物のプロフイルで与えられる
深度YC(o-1),iを、その標準プロフイルに従う
YS(o-1),iと、装入ごとに決まるスライド量Ｚ
から計算する。
(2) 第５図に示すように第（ｎ−１）回目バツ
チの装入時と第ｎ回目バツチ装入時との間に
わたる第ｎ回目バツチの差指、すなわち時刻
Ts(o-1)からTsoに至る時間推移でのサウンジ
ング降下量ΔSを差指として求める。
チの装入時と第ｎ回目バツチ装入時との間に
わたる第ｎ回目バツチの差指、すなわち時刻
Ts(o-1)からTsoに至る時間推移でのサウンジ
ング降下量ΔSを差指として求める。
(3) 降下速度分布定数ｋとサウンジング降下量
ΔSとを用いて各点の降下量を計算する。
ΔSとを用いて各点の降下量を計算する。
(4) 標準プロフイルに従う深度YS(o-1),iと各点
の降下量とから第ｎ回目バツチの装入物の下
面のプロフイルである第（ｎ−１）回目バツ
チの降下プロフイルを推定する（第４図ｂ）。
の降下量とから第ｎ回目バツチの装入物の下
面のプロフイルである第（ｎ−１）回目バツ
チの降下プロフイルを推定する（第４図ｂ）。
(B) 第ｎ回目バツチの装入物の表面プロフイルの
推定 時刻Tsoにおける第ｎ回目バツチのプロフイル
を、その標準プロフイルに従う深度YSo,iを用い
て、以下のいづれかの方法により決定する。
推定 時刻Tsoにおける第ｎ回目バツチのプロフイル
を、その標準プロフイルに従う深度YSo,iを用い
て、以下のいづれかの方法により決定する。
〔1〕 装入時におけるスライド量を用いる（第
６図ａ）。
６図ａ）。
〔2〕 第（ｎ−１）回目バツチの降下プロフイ
ルと第ｎ回目バツチの標準プロフイルとによ
り、計算される層体積が装入物の体積（実績
値）に等しくなるように、スライド量を逆算
する（第６図ｂ）。
ルと第ｎ回目バツチの標準プロフイルとによ
り、計算される層体積が装入物の体積（実績
値）に等しくなるように、スライド量を逆算
する（第６図ｂ）。
各バツチに対して(A)，(B)の計算を行なうことに
より、コークス、鉱石の平均層厚を計算する。
より、コークス、鉱石の平均層厚を計算する。
実施例
6000t／ｄの能力を有する高炉で実施した実験
により得られたこの発明による平均の層厚分布結
果を第７図に示す。
により得られたこの発明による平均の層厚分布結
果を第７図に示す。
鉱石の層厚は、炉壁部で最大となり、炉芯に行
くに従い減少し、一方コークスの場合は逆の傾向
が認められたが、これらの層厚は従来の知見とも
ほぼ一致し、この層厚の推定方法が妥なものであ
ることがわかる。
くに従い減少し、一方コークスの場合は逆の傾向
が認められたが、これらの層厚は従来の知見とも
ほぼ一致し、この層厚の推定方法が妥なものであ
ることがわかる。
次に測定No.１（実線）から測定No.２（破線）へ
は、中心流のガス分布を目ざして、鉱石の装入中
にムーバブル・アーマを押すアクシヨンが加えら
れた時に対応している。
は、中心流のガス分布を目ざして、鉱石の装入中
にムーバブル・アーマを押すアクシヨンが加えら
れた時に対応している。
これにより鉱石の平均層厚は、周辺部で増加
し、逆に炉芯部で減少していることがわかる。
し、逆に炉芯部で減少していることがわかる。
発明の効果
以上のとおり、この発明による差指情報の有効
な利用により、上記実績に示すとおり、層厚分布
の推定精度がよく、高炉の安定化操業ならびに炉
体寿命の延長に有利に寄与することができる。
な利用により、上記実績に示すとおり、層厚分布
の推定精度がよく、高炉の安定化操業ならびに炉
体寿命の延長に有利に寄与することができる。
第１図は、炉頂プロフイル計の操作説明図、第
２図は、装入物の差指の測定要説明図、第３図
ａ，ｂは炉頂プロフイル計による装入物層厚分布
推定の従来例の説明図、第４図ａ，ｂは第ｎ回目
バツチの装入物下面プロフイルの推定要領の説明
図、第５図は第ｎ回目バツチの差指降下量の測定
要領説明図、第６図ａ，ｂは第ｎ回目バツチ装入
物の表面プロフイルの推定要領説明図であり、第
７図は鉱石およびコークスの層厚分布の具体例を
示すグラフである。
２図は、装入物の差指の測定要説明図、第３図
ａ，ｂは炉頂プロフイル計による装入物層厚分布
推定の従来例の説明図、第４図ａ，ｂは第ｎ回目
バツチの装入物下面プロフイルの推定要領の説明
図、第５図は第ｎ回目バツチの差指降下量の測定
要領説明図、第６図ａ，ｂは第ｎ回目バツチ装入
物の表面プロフイルの推定要領説明図であり、第
７図は鉱石およびコークスの層厚分布の具体例を
示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高炉装入物の炉頂プロフイル計による任意の
第ｎ回目バツチ第ｉ点目深度に対応する装入物計
算深度YCo,iを、下記の式でもつて算出し、この
演算を順次に繰り返すことによつて装入物の表面
プロフイルとその装入物の下面プロフイルとを求
め、各装入ごとの平均的な層厚分布を推定するこ
とを特徴とする高炉装入物層厚分布の推定方法。 記 YCo,i＝（axo,i 3＋bxo,i 2＋cxo,i＋ｄ）＋Zo＋｛１−ｋ
（１−Rp−xo,i／Rs）｝・ΔSo,i ａ，ｂ，ｃ，ｄ：定数 xo,i：炉内半径方向座標 Zo：各装入ごとに定まるスライド量 ｋ：降下速度分布定数 Rp：炉口半径 Rs：炉壁から炉頂プロフイル計測定点までの
半径方向距離 ΔSo,i：装入時から測定時までの一点サウンジ
ングの差指降下量
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12755683A JPS6021310A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 高炉装入物層厚分布の推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12755683A JPS6021310A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 高炉装入物層厚分布の推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021310A JPS6021310A (ja) | 1985-02-02 |
| JPH0424404B2 true JPH0424404B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=14962933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12755683A Granted JPS6021310A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 高炉装入物層厚分布の推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021310A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100665826B1 (ko) * | 2006-04-07 | 2007-01-10 | 김현기 | 음용수용 정수처리장치 |
| JP5279480B2 (ja) * | 2008-12-24 | 2013-09-04 | 株式会社神戸製鋼所 | 高炉装入物の層厚分布測定方法及びこの方法を用いた層厚分布測定装置 |
| JP5390902B2 (ja) * | 2009-03-26 | 2014-01-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 高炉装入物のプロフィールデータ検索方法、及びこの方法を用いたプロフィールデータ検索装置 |
| JP5674542B2 (ja) * | 2011-04-20 | 2015-02-25 | 新日鐵住金株式会社 | 高炉内装入物のプロフィル測定方法 |
| CN108642220B (zh) * | 2018-05-25 | 2020-05-05 | 武汉钢铁有限公司 | 一种排出高炉有害元素并清理高炉炉型的方法 |
| JP7077842B2 (ja) * | 2018-07-24 | 2022-05-31 | 日本製鉄株式会社 | 高炉装入物分布の予測方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP12755683A patent/JPS6021310A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6021310A (ja) | 1985-02-02 |
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