JPS6121284B2 - - Google Patents
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- JPS6121284B2 JPS6121284B2 JP56035820A JP3582081A JPS6121284B2 JP S6121284 B2 JPS6121284 B2 JP S6121284B2 JP 56035820 A JP56035820 A JP 56035820A JP 3582081 A JP3582081 A JP 3582081A JP S6121284 B2 JPS6121284 B2 JP S6121284B2
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- JP
- Japan
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- gas flow
- furnace
- group
- observation data
- gas
- Prior art date
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- Blast Furnaces (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高炉内ガス流分布検出方法に関す
る。一般に、高炉操業においては、円滑なかつ良
好な操業を行うべく、シヤフト部におけるガス流
分布を適正な状態に維持し、ガスの持つ顕熱と還
元能力をいかに効率よく利用するかがもつとも重
要な課題となつている。すなわち、高炉内のガス
流分布は、ガスとコークス、鉱石等の装入物とが
十分に接触し、加熱、還元が行なわれるようにす
べきであり、炉頂の全断面積において適切なガス
流分布となつていることが望ましい。
る。一般に、高炉操業においては、円滑なかつ良
好な操業を行うべく、シヤフト部におけるガス流
分布を適正な状態に維持し、ガスの持つ顕熱と還
元能力をいかに効率よく利用するかがもつとも重
要な課題となつている。すなわち、高炉内のガス
流分布は、ガスとコークス、鉱石等の装入物とが
十分に接触し、加熱、還元が行なわれるようにす
べきであり、炉頂の全断面積において適切なガス
流分布となつていることが望ましい。
第１図Ａ，ＢおよびＣにおいて高炉１の羽口２
から炉内に吹込まれた高温の空気は、コークス３
と反応してCO，H2を生じ、さらにこのCO，H2
は鉱石４を還元してCO2，H2Oに変化し、最終的
には炉頂ガスとなつて高炉から排出される。ここ
で、炉内ガス流分布は、コークス３および鉱石４
等の装入物の分布状況により、典型的には、第１
図Ａ，ＢおよびＣに示す３形態5A，5B，5Cに分
類される。第１図Ａにおいては、通気性の優れた
コークス３が炉内のより炉芯１Ａに多く装入され
ており、結果として炉芯１Ａにガス流が多く、炉
壁１Ｂにガス流が少い、いわゆる内部操業となつ
ている。このような内部操業を、炉中心部にガス
が過大に流れている状態であることから中心流型
のガス流分布であるという。この内部操業にあつ
ては、ガス流の流路が定まるため、風圧変動が少
く、非常に安定した操業となるが、高炉を狭く使
うことになり、生産性や効率が悪く、極端な場合
には炉壁側の鉱石がほとんど還元されず、未溶融
状態のまま羽口に落下し、羽口の座屈などの重大
事故を引起す可能性がある。
から炉内に吹込まれた高温の空気は、コークス３
と反応してCO，H2を生じ、さらにこのCO，H2
は鉱石４を還元してCO2，H2Oに変化し、最終的
には炉頂ガスとなつて高炉から排出される。ここ
で、炉内ガス流分布は、コークス３および鉱石４
等の装入物の分布状況により、典型的には、第１
図Ａ，ＢおよびＣに示す３形態5A，5B，5Cに分
類される。第１図Ａにおいては、通気性の優れた
コークス３が炉内のより炉芯１Ａに多く装入され
ており、結果として炉芯１Ａにガス流が多く、炉
壁１Ｂにガス流が少い、いわゆる内部操業となつ
ている。このような内部操業を、炉中心部にガス
が過大に流れている状態であることから中心流型
のガス流分布であるという。この内部操業にあつ
ては、ガス流の流路が定まるため、風圧変動が少
く、非常に安定した操業となるが、高炉を狭く使
うことになり、生産性や効率が悪く、極端な場合
には炉壁側の鉱石がほとんど還元されず、未溶融
状態のまま羽口に落下し、羽口の座屈などの重大
事故を引起す可能性がある。
第１図Ｂの場合には、コークス３が炉内のより
炉壁１Ｂに多く装入されており、結果として炉壁
１Ｂにガス流が多く、炉芯１Ａにガス流が少い、
いわゆる外部操業となつている。このような外部
操業を、炉周辺部にガスが過大に流れている状態
であることから周辺流型のガス流分布であるとい
う。この外部操業にあつては、高炉を広く使うこ
とになり、効率は良くなるが、ガス流路が安定せ
ず、風圧変動が激しくなる。また炉壁部はその保
護のために冷却水を用いて冷却しており、そのた
めに冷却水に持つていかれる熱量や放散熱が増加
し、省エネルギー上望ましくない。また外部操業
が著しい場合には、炉壁の損傷や溶融した鉱石が
羽口を溶かして破損に至る可能性がある。
炉壁１Ｂに多く装入されており、結果として炉壁
１Ｂにガス流が多く、炉芯１Ａにガス流が少い、
いわゆる外部操業となつている。このような外部
操業を、炉周辺部にガスが過大に流れている状態
であることから周辺流型のガス流分布であるとい
う。この外部操業にあつては、高炉を広く使うこ
とになり、効率は良くなるが、ガス流路が安定せ
ず、風圧変動が激しくなる。また炉壁部はその保
護のために冷却水を用いて冷却しており、そのた
めに冷却水に持つていかれる熱量や放散熱が増加
し、省エネルギー上望ましくない。また外部操業
が著しい場合には、炉壁の損傷や溶融した鉱石が
羽口を溶かして破損に至る可能性がある。
第１図Ｃは、内部操業と外部操業の中間に位置
し、炉内のガス流分布が適正となつている最適操
業状態を示している。このような最適操業状態
は、ガス流分布では上記中心流型と周辺流型の中
間のガス流分布状態となつている。従つて、高炉
操業者は、高炉１内のコークス３と鉱石４の半径
方向の分布を試行錯誤的に調整し、第１図Ｃのよ
うな適正なガス流分布状態を得ようとしている。
し、炉内のガス流分布が適正となつている最適操
業状態を示している。このような最適操業状態
は、ガス流分布では上記中心流型と周辺流型の中
間のガス流分布状態となつている。従つて、高炉
操業者は、高炉１内のコークス３と鉱石４の半径
方向の分布を試行錯誤的に調整し、第１図Ｃのよ
うな適正なガス流分布状態を得ようとしている。
ここで、従来、炉内のガス流分布を直接的に検
出する実用的方法は未だ無く、一般的には第２図
に示すようなシヤフトゾンデ６によつて測定され
る半径方向のガス組成分布や、炉頂固定温度ゾン
テ７によつて測定される半径方向のガス温度分布
により、炉内のガス流分布を推定している。
出する実用的方法は未だ無く、一般的には第２図
に示すようなシヤフトゾンデ６によつて測定され
る半径方向のガス組成分布や、炉頂固定温度ゾン
テ７によつて測定される半径方向のガス温度分布
により、炉内のガス流分布を推定している。
すなわち、シヤフトゾンデ６は、炉内の原料の
内部を半径方向に移動可能に装入され、その先端
で採取したガスの組成を分析計８によつて測定す
るようにしたものである。このシヤフトゾンデ６
は、炉内の数点において停止し、常時定められて
いる位置の各組成を測定する場合が多い。ガス組
成値の処理方法は種々あるが、各位置ｉにおける
CO成分COi、およびCO2成分CO2iを測定し、各
位置におけるガス利用率ηcpiを、 ηcpi＝ＣＯ２ｉ／ＣＯ２ｉ＋ＣＯｉ …(1) によつて求める方法が優れている。第３図Ａはそ
の観測例を、横軸に観測位置ｉ（７点）をとり、
たて軸にガス利用率ηCO（x1〜x7）をとつて示し
たものである。
内部を半径方向に移動可能に装入され、その先端
で採取したガスの組成を分析計８によつて測定す
るようにしたものである。このシヤフトゾンデ６
は、炉内の数点において停止し、常時定められて
いる位置の各組成を測定する場合が多い。ガス組
成値の処理方法は種々あるが、各位置ｉにおける
CO成分COi、およびCO2成分CO2iを測定し、各
位置におけるガス利用率ηcpiを、 ηcpi＝ＣＯ２ｉ／ＣＯ２ｉ＋ＣＯｉ …(1) によつて求める方法が優れている。第３図Ａはそ
の観測例を、横軸に観測位置ｉ（７点）をとり、
たて軸にガス利用率ηCO（x1〜x7）をとつて示し
たものである。
また炉頂固定温度ゾンテ７は、炉内の原料の上
部に固定され半径方向の数点に設置した熱電対に
より、ガス流の温度分布を測定するようになつて
いる。第３図Ｂは、その観測例を、横軸に鑑測位
置ｉ（６点）をとり、たて軸に温度Ｔをとつて示
したものである。これらのシヤフトゾンデ６、炉
頂固定温度ゾンテ７等の出力信号は、プロセス計
算機９で処理され、表示装置１０に表示されると
共に、記憶装置１１に貯えられるようになつてい
る。
部に固定され半径方向の数点に設置した熱電対に
より、ガス流の温度分布を測定するようになつて
いる。第３図Ｂは、その観測例を、横軸に鑑測位
置ｉ（６点）をとり、たて軸に温度Ｔをとつて示
したものである。これらのシヤフトゾンデ６、炉
頂固定温度ゾンテ７等の出力信号は、プロセス計
算機９で処理され、表示装置１０に表示されると
共に、記憶装置１１に貯えられるようになつてい
る。
また、炉内のガス流分布の制御は、半径方向に
おけるコークスと鉱石の装入量分布を調整するこ
とによりなされ、第２図のベルレス型の高炉にあ
つては、操作デスク１２によつて操作される装入
制御装置１３により、旋回シユート１４の回転と
傾動角を調整することによつて達成される。
おけるコークスと鉱石の装入量分布を調整するこ
とによりなされ、第２図のベルレス型の高炉にあ
つては、操作デスク１２によつて操作される装入
制御装置１３により、旋回シユート１４の回転と
傾動角を調整することによつて達成される。
しかしながら、上記従来の高炉ガス流分布検出
方法にあつては、以下の問題点を生じている。す
なわち、シヤフトゾンデ６、炉頂固定温度ゾンテ
７等による測定結果はパターン情報であり、その
定量化が困難である。また、シヤフトゾンデ６、
炉頂固定温度ゾンテ７の測定結果に基づくパター
ンの、炉内ガス流分布に対する感度が必ずしも良
好でなく、操業状況に対応した判別が困難であ
る。従つて、高炉操業にあつて、操業者の主観、
経験則への依存度が高くなり、操業の標準化が困
難である。
方法にあつては、以下の問題点を生じている。す
なわち、シヤフトゾンデ６、炉頂固定温度ゾンテ
７等による測定結果はパターン情報であり、その
定量化が困難である。また、シヤフトゾンデ６、
炉頂固定温度ゾンテ７の測定結果に基づくパター
ンの、炉内ガス流分布に対する感度が必ずしも良
好でなく、操業状況に対応した判別が困難であ
る。従つて、高炉操業にあつて、操業者の主観、
経験則への依存度が高くなり、操業の標準化が困
難である。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたも
のであつて、ガス流分布を定量的に判別し、高炉
操業を安定的に、かつ確実に標準化することがで
きる高炉内ガス流分布検出方法を提供することを
目的とする。
のであつて、ガス流分布を定量的に判別し、高炉
操業を安定的に、かつ確実に標準化することがで
きる高炉内ガス流分布検出方法を提供することを
目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、炉内半
径方向の任意点における炉内ガスに関与する観測
データから高炉内のガス流分布を検出する高炉内
ガス流分布検出方法において、過去に得られた前
記ガス流に関する観測データを中心流群と周辺流
群および前記中心流群と周辺流群との中間の任意
数のガス流群とに分け、前記各ガス流群に属する
各観測データ群から判別関数法によつて前記各ガ
ス流群を群分けする関数を作り出しておき、この
関数空間における観測データから導き出された関
数と、前記過去に得られた観測データに基づく前
記関数と、の位置関係から、現時点のガス流分布
を検出するようにしたものである。
径方向の任意点における炉内ガスに関与する観測
データから高炉内のガス流分布を検出する高炉内
ガス流分布検出方法において、過去に得られた前
記ガス流に関する観測データを中心流群と周辺流
群および前記中心流群と周辺流群との中間の任意
数のガス流群とに分け、前記各ガス流群に属する
各観測データ群から判別関数法によつて前記各ガ
ス流群を群分けする関数を作り出しておき、この
関数空間における観測データから導き出された関
数と、前記過去に得られた観測データに基づく前
記関数と、の位置関係から、現時点のガス流分布
を検出するようにしたものである。
以下、本発明に係る高炉内ガス流分布検出方法
の実施例を図面を参照して説明する。
の実施例を図面を参照して説明する。
第４図は、本発明が適用される装置の一例を示
す説明図であり、高炉２１の炉内ガスに関与する
観測データは、シヤフトゾンデ、炉頂固定温度ゾ
ンテ等の測定器２２によつて測定され、プロセス
計算機２３において処理され、記憶装置２４に一
時的に貯えられると共に、表示装置２５に表示さ
れる。プロセス計算機２３において処理され、記
憶装置２４に一時に貯えられたガス流分布の情報
は、大型の親計算器２６に伝送され、大容量記憶
装置２７に貯えられると共に、表示装置２８に表
示可能となつている。これらのプロセス計算機２
３、親計算器２６によるガス流分布の検出手順は
以下の通りである。
す説明図であり、高炉２１の炉内ガスに関与する
観測データは、シヤフトゾンデ、炉頂固定温度ゾ
ンテ等の測定器２２によつて測定され、プロセス
計算機２３において処理され、記憶装置２４に一
時的に貯えられると共に、表示装置２５に表示さ
れる。プロセス計算機２３において処理され、記
憶装置２４に一時に貯えられたガス流分布の情報
は、大型の親計算器２６に伝送され、大容量記憶
装置２７に貯えられると共に、表示装置２８に表
示可能となつている。これらのプロセス計算機２
３、親計算器２６によるガス流分布の検出手順は
以下の通りである。
(1) 親計算器２６の大容量記憶装置２７が、前記
第１図Ａ，ＢおよびＣに示した典型的な各操業
パターンの情報を収集した時点で、親計算器２
６により、第５図の２６Ａの計算手順で、判別
関数法によつて各典型的なガス流群を群分けす
る関数を以下の（１−１）〜（１−４）の手順
によつて作り出す。
第１図Ａ，ＢおよびＣに示した典型的な各操業
パターンの情報を収集した時点で、親計算器２
６により、第５図の２６Ａの計算手順で、判別
関数法によつて各典型的なガス流群を群分けす
る関数を以下の（１−１）〜（１−４）の手順
によつて作り出す。
（１−１） すなわち、過去に得られたガス流に
関する観測データのデータ群を、ｘ（x1，x2
……ｘo）′（′は転置行列を示す）とする。
ここで、各観測データx1，x2……ｘoは、第
３図Ａの観測結果について言えば、炉芯のガ
ス利用率ηCOをx1、位置２のガス利用率ηCO
をx2……炉壁のガス利用率ηCOをx7とするも
のである。
関する観測データのデータ群を、ｘ（x1，x2
……ｘo）′（′は転置行列を示す）とする。
ここで、各観測データx1，x2……ｘoは、第
３図Ａの観測結果について言えば、炉芯のガ
ス利用率ηCOをx1、位置２のガス利用率ηCO
をx2……炉壁のガス利用率ηCOをx7とするも
のである。
（１−２） そこで、上記過去に得られたガス流
に関する観測データのデータ群ｘを、３つ以
上複数個の部、すなわち中心流型のガス流分
布をもつた、いわゆる内部操業の中心流群Ａ
と、周辺流型のガス流分布をもつたいわゆる
外部操業の周辺流群Ｂおよびこれら両者の中
間状態であり、一般的には最適な状態と考え
られるいわゆる最適操業のガス流群Ｃに対応
する各観測データ群×Ａ，×Ｂ，×Ｃに分け
る。
に関する観測データのデータ群ｘを、３つ以
上複数個の部、すなわち中心流型のガス流分
布をもつた、いわゆる内部操業の中心流群Ａ
と、周辺流型のガス流分布をもつたいわゆる
外部操業の周辺流群Ｂおよびこれら両者の中
間状態であり、一般的には最適な状態と考え
られるいわゆる最適操業のガス流群Ｃに対応
する各観測データ群×Ａ，×Ｂ，×Ｃに分け
る。
但し、前記Ａ，Ｂガス流群の中間のガス流
分布状態となつている最適操業のガス流群Ｃ
については、更に、任意数、つまり操業が低
燃料比操業、低熱負荷操業、高出銑比操業、
低Si銑操業などの操業志向に応じて適宜複数
個のガス流群に分けることができる。
分布状態となつている最適操業のガス流群Ｃ
については、更に、任意数、つまり操業が低
燃料比操業、低熱負荷操業、高出銑比操業、
低Si銑操業などの操業志向に応じて適宜複数
個のガス流群に分けることができる。
群Ａ→ＸA（ｘ１ Ａ，ｘ２ Ａ，……ｘｍＡ Ａ）
群Ｂ→ＸB（ｘ１ Ｂ，ｘ２ Ｂ……ｘｍＢ Ｂ）
群Ｃ→ＸC（ｘ１ Ｃ，ｘ２ Ｃ……ｘｍＣ Ｃ）
（１−３） 次に上記各観測データ群ＸA，ＸB，
ＸCから、判別関数法によつて各ガス流群
Ａ，Ｂ，Ｃを群分けする関数を作り出す。す
なわち、各観測データ群ＸA，ＸB，ＸCの群
分けをもつとも能率的に行う空間への座標変
換を、Ｔを未知係数として、 ｘ＝Ｔ・ｘ …(2) によつて行う。ここで、群が３つ（ｑ）の場
合は、２つ（ｑ−１）の座標軸によつて規定
される空間Ｚ（z1，z2）′によつて群分け可
能となり、 z1＝t1′x＝ｔ１ １x1＋ｔ１ ２x2＋…＋ｔ１ ｏｘo…(4
) z1＝t2′x＝ｔ２ １x1＋ｔ２ ２x2＋…＋ｔ２ ｏｘo…(5
) を得ることになる。また、未知係数t1，t2
は、評価関数としての、 α＝群間分数／群内分数 …(6) の最大化を条件として決定される。
ＸCから、判別関数法によつて各ガス流群
Ａ，Ｂ，Ｃを群分けする関数を作り出す。す
なわち、各観測データ群ＸA，ＸB，ＸCの群
分けをもつとも能率的に行う空間への座標変
換を、Ｔを未知係数として、 ｘ＝Ｔ・ｘ …(2) によつて行う。ここで、群が３つ（ｑ）の場
合は、２つ（ｑ−１）の座標軸によつて規定
される空間Ｚ（z1，z2）′によつて群分け可
能となり、 z1＝t1′x＝ｔ１ １x1＋ｔ１ ２x2＋…＋ｔ１ ｏｘo…(4
) z1＝t2′x＝ｔ２ １x1＋ｔ２ ２x2＋…＋ｔ２ ｏｘo…(5
) を得ることになる。また、未知係数t1，t2
は、評価関数としての、 α＝群間分数／群内分数 …(6) の最大化を条件として決定される。
（１−４）このようにして決定された判別関数に
より、過去に得られた各ガス流群Ａ，Ｂ，Ｃ
にそれぞれ属する各観測データ群ＸA，ＸB，
ＸCが、群分けされた関数ＺA，ＺB，ＺCに変
換され、各関数ＺA，ＺB，ＺCのＺ空間にお
けるそれぞれの平均値Ｚ０ Ａ，Ｚ０ Ｂ，Ｚ０ Ｃおよび
分散ＶA，ＶB，ＶCが以下のように計算され
る。
より、過去に得られた各ガス流群Ａ，Ｂ，Ｃ
にそれぞれ属する各観測データ群ＸA，ＸB，
ＸCが、群分けされた関数ＺA，ＺB，ＺCに変
換され、各関数ＺA，ＺB，ＺCのＺ空間にお
けるそれぞれの平均値Ｚ０ Ａ，Ｚ０ Ｂ，Ｚ０ Ｃおよび
分散ＶA，ＶB，ＶCが以下のように計算され
る。
群Ａ→ＸA→ＺA（Ｚ０ Ａ，ＶA）
群Ｂ→ＸB→ＺB（Ｚ０ Ｂ，ＶB）
群Ｃ→ＸC→ＺC（Ｚ０ Ｃ，ＶC）
以上の親計算器２６による計算結果（Ｔ，
Ｚ０ Ａ，Ｚ０ Ｂ，Ｚ０ Ｃ，ＶA，ＶB，ＶC）は、プロセ
ス計算機２３に伝送される。ここで、各観測
データ群ＸA，ＸB，ＸCのデータの選択と読
込み、計算結果（Ｔ，Ｚ０ Ａ，Ｚ０ Ｂ，Ｚ０ Ｃ，ＶA，
ＶB，ＶC）のプロセス計算機２３への読込み
はバツチ的に手動によつて行つても良い。
Ｚ０ Ａ，Ｚ０ Ｂ，Ｚ０ Ｃ，ＶA，ＶB，ＶC）は、プロセ
ス計算機２３に伝送される。ここで、各観測
データ群ＸA，ＸB，ＸCのデータの選択と読
込み、計算結果（Ｔ，Ｚ０ Ａ，Ｚ０ Ｂ，Ｚ０ Ｃ，ＶA，
ＶB，ＶC）のプロセス計算機２３への読込み
はバツチ的に手動によつて行つても良い。
(2) 次に、プロセス計算機２３において、第５図
の２３Ａの計算手順で、（２−１）〜（２−
５）によつて、現時点のガス流分布が検出され
る。
の２３Ａの計算手順で、（２−１）〜（２−
５）によつて、現時点のガス流分布が検出され
る。
（２−１） すなわち、現時点の観測データｘ
は、測定器２２において採取され、プロセス
計算機２３の記憶装置２４に登録される。
は、測定器２２において採取され、プロセス
計算機２３の記憶装置２４に登録される。
（２−２） 測定器２２において採取された現時
点の観測データｘは、前記(2)式により判別空
間に変換され、変換データＺが得られる。但
し、この場合に、瞬時データを用いると、ノ
イズの影響が大きいことから、適切な時間の
平均値によつて行うことが良い。
点の観測データｘは、前記(2)式により判別空
間に変換され、変換データＺが得られる。但
し、この場合に、瞬時データを用いると、ノ
イズの影響が大きいことから、適切な時間の
平均値によつて行うことが良い。
（２−３） 次に、上記変換データＺが、親計算
器２６において得られた前記ガス流群Ａ，
Ｂ，Ｃに対応する関数ＺA，ＺB，ＺCの各中
心Ｚ０ ｊ（ｊ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）のいるれに近いか
を、 〔Ｊ〕＝｛ｊ｜ｍｉｎ ｊＪj｝ ｛ｊ｜ｍｉｎ ｊ‖Ｚ−Ｚ０ ｊ‖｝ ＝｛ｊ｜ｍｉｎ ｊ（Ｚ−Ｚ０ ｊ）′Ｖ−１ ｊ（Ｚ−
Ｚ０ ｊ｝…(7) によつて計算する。すなわち、上記(7)式によ
る計算は、現時点の観測データと、前記各ガ
ス流群Ａ，Ｂ，Ｃの各中心との距離を分散に
よつて正規化して求めるものである。
器２６において得られた前記ガス流群Ａ，
Ｂ，Ｃに対応する関数ＺA，ＺB，ＺCの各中
心Ｚ０ ｊ（ｊ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）のいるれに近いか
を、 〔Ｊ〕＝｛ｊ｜ｍｉｎ ｊＪj｝ ｛ｊ｜ｍｉｎ ｊ‖Ｚ−Ｚ０ ｊ‖｝ ＝｛ｊ｜ｍｉｎ ｊ（Ｚ−Ｚ０ ｊ）′Ｖ−１ ｊ（Ｚ−
Ｚ０ ｊ｝…(7) によつて計算する。すなわち、上記(7)式によ
る計算は、現時点の観測データと、前記各ガ
ス流群Ａ，Ｂ，Ｃの各中心との距離を分散に
よつて正規化して求めるものである。
（２−４） 上記(7)式による計算結果Ｊが、群Ａ
であれば現在の炉内ガス流分布が内部操業型
に最も近く、Ｊが群Ｂであれば現在の炉内状
況が外部操業型に最も近く、またＪが群Ｃで
あれば現在の炉内状況が最適操業型に最も近
いことになる。また、ＪA，ＪB，ＪCは、現
時点における観測データの、各群Ａ，Ｂ，Ｃ
との距離を表わし、現時点の観測データの各
ガス流群Ａ，Ｂ，Ｃの中心に対する近さを定
量的に示すものとなる。
であれば現在の炉内ガス流分布が内部操業型
に最も近く、Ｊが群Ｂであれば現在の炉内状
況が外部操業型に最も近く、またＪが群Ｃで
あれば現在の炉内状況が最適操業型に最も近
いことになる。また、ＪA，ＪB，ＪCは、現
時点における観測データの、各群Ａ，Ｂ，Ｃ
との距離を表わし、現時点の観測データの各
ガス流群Ａ，Ｂ，Ｃの中心に対する近さを定
量的に示すものとなる。
（２−５） 以上により、現時点のガス流分布が
定量的に把握可能となり、従つて高炉操業者
は、前記(7)式におけるＪの決定、あるいはＪ
A，ＪB，ＪCの経時的変化に基づき、原料装
入パターンの変更を決定し、操作テスクより
原料装入制御装置に必要な操作を与え、炉内
装入物の分布状況を適正化し、炉内のガス流
分布状態を最適状態に制御することが可能と
なる。
定量的に把握可能となり、従つて高炉操業者
は、前記(7)式におけるＪの決定、あるいはＪ
A，ＪB，ＪCの経時的変化に基づき、原料装
入パターンの変更を決定し、操作テスクより
原料装入制御装置に必要な操作を与え、炉内
装入物の分布状況を適正化し、炉内のガス流
分布状態を最適状態に制御することが可能と
なる。
以下、具体的高炉への本発明の適用例を説明す
る。第６図は、上記高炉の1977年６月における火
入れ後、38ケ月間に渡る操業成積の推移を、横軸
に操業時期DATEをとり、たて軸に出銑量Ｉ、燃
料比Ｆ（銑鉄1tonあたり消費する重油量の比FA
と銑鉄1tonあたりに消費するコークス量FBの
和）、ガス利用率ηCOをとつて示たものである。
この第６図において、期間Ａは、過度の内部操業
によつて羽口の座屈が頻発した時期であり、期間
Ｂは逆に過度の外部操業により羽口の溶損が頻発
した時期であり、期間Ｃは最適に近い炉内ガス流
分布を得て、燃料比Ｆが最少（当時における世界
新記録）の状態を得た時期である。
る。第６図は、上記高炉の1977年６月における火
入れ後、38ケ月間に渡る操業成積の推移を、横軸
に操業時期DATEをとり、たて軸に出銑量Ｉ、燃
料比Ｆ（銑鉄1tonあたり消費する重油量の比FA
と銑鉄1tonあたりに消費するコークス量FBの
和）、ガス利用率ηCOをとつて示たものである。
この第６図において、期間Ａは、過度の内部操業
によつて羽口の座屈が頻発した時期であり、期間
Ｂは逆に過度の外部操業により羽口の溶損が頻発
した時期であり、期間Ｃは最適に近い炉内ガス流
分布を得て、燃料比Ｆが最少（当時における世界
新記録）の状態を得た時期である。
第７図Ａ，Ｂは、第６図の各期間Ａ，Ｂ，Ｃに
対応する各ガス流群Ａ（内部操業）、Ｂ（外部操
業）、Ｃ（最適操業）に属する各観測データ群の
分布を示すものである。第７図Ａは、半径方向の
各位置ｉに対するガス利用率ηCOを示し、第７図
Ｂは半径方向の各位置ｉにおける温度Ｔを示して
おり、各観測データは、一日の平均値の各期間に
おける動きを示している。この第７図Ａ，Ｂによ
れば、各期間Ａ，Ｂ，Ｃの違いは確かに認められ
るものの、その定量化や明瞭な判別が困難である
ことも明らかである。
対応する各ガス流群Ａ（内部操業）、Ｂ（外部操
業）、Ｃ（最適操業）に属する各観測データ群の
分布を示すものである。第７図Ａは、半径方向の
各位置ｉに対するガス利用率ηCOを示し、第７図
Ｂは半径方向の各位置ｉにおける温度Ｔを示して
おり、各観測データは、一日の平均値の各期間に
おける動きを示している。この第７図Ａ，Ｂによ
れば、各期間Ａ，Ｂ，Ｃの違いは確かに認められ
るものの、その定量化や明瞭な判別が困難である
ことも明らかである。
第８図Ａ，Ｂは、上記第７図Ａ，Ｂに示された
各観測データ群を、判別空間上に群分けした結果
を示し、各ガス流群Ａ，Ｂ，Ｃが相互に明瞭に分
離していることが認められる。
各観測データ群を、判別空間上に群分けした結果
を示し、各ガス流群Ａ，Ｂ，Ｃが相互に明瞭に分
離していることが認められる。
第９図は、1979年１月以後の操業状態の動き
を、判別空間上にプロツトしたものであり、群
Ａ，Ｂの二つの極端な悪い炉内状況を経験した後
に、試行錯誤を繰り返しながらも、群Ｃの最適操
業状態に近づいていることが認められる。
を、判別空間上にプロツトしたものであり、群
Ａ，Ｂの二つの極端な悪い炉内状況を経験した後
に、試行錯誤を繰り返しながらも、群Ｃの最適操
業状態に近づいていることが認められる。
第１０図は、炉内状況が1980年３月に最適点に
到達した後の、炉内状況の動きを示すものであ
る。すなわち、この1980年３月以降にあつては、
現時点の新たな観測データから導き出された関数
の、最適点との位置関係から検出されたガス流分
布に基づき、炉内へのコークスおよび鉱石の装入
分布を制御し、炉内のガス流分布を最適状態に近
づけるようにしたものである。この第１０図によ
れば、炉内の操業状態は、最適点から外れかけて
は最適点に近づけられ、最適点の付近に維持され
つつ、炉内状況が好調に維持されることが認めら
れている。すなわち、このような本発明の適用に
よれば、炉内ガス流分布が定量的に把握可能とな
り、操業者の主観や経験則に頼ることなく、安定
した高炉の操業を行うことが可能となる。
到達した後の、炉内状況の動きを示すものであ
る。すなわち、この1980年３月以降にあつては、
現時点の新たな観測データから導き出された関数
の、最適点との位置関係から検出されたガス流分
布に基づき、炉内へのコークスおよび鉱石の装入
分布を制御し、炉内のガス流分布を最適状態に近
づけるようにしたものである。この第１０図によ
れば、炉内の操業状態は、最適点から外れかけて
は最適点に近づけられ、最適点の付近に維持され
つつ、炉内状況が好調に維持されることが認めら
れている。すなわち、このような本発明の適用に
よれば、炉内ガス流分布が定量的に把握可能とな
り、操業者の主観や経験則に頼ることなく、安定
した高炉の操業を行うことが可能となる。
なお、炉内ガスに関与するデータとしては、ガ
ス利用率、ガス温度以外に、ガス圧力、ガス流速
等があり、それぞれ単独で観測データとして用い
てもよく、それらの組合せを観測データとして用
いてもよい。
ス利用率、ガス温度以外に、ガス圧力、ガス流速
等があり、それぞれ単独で観測データとして用い
てもよく、それらの組合せを観測データとして用
いてもよい。
以上のように、本発明に係る高炉内ガス流分布
検出方法によれば、ガス流分布を定量的に判別
し、高炉操業を安定的にかつ確実に標準化するこ
とができるという効果を有する。
検出方法によれば、ガス流分布を定量的に判別
し、高炉操業を安定的にかつ確実に標準化するこ
とができるという効果を有する。
第１図Ａ，ＢおよびＣはそれぞれ典型的な炉内
ガス流分布状態を示す説明図、第２図は一般的な
炉内ガス流分布の測定状態および炉内への装入物
の装入制御状態を示す説明図、第３図Ａは炉内に
おけるガス利用率分布を示す線図、第３図Ｂは炉
内におけるガス温度分布を示す線図、第４図は本
発明が適用される装置の一例を示す系統図、第５
図は本発明に基づく炉内ガス流分布の検出手順を
示すフローチヤート図、第６図は具体的高炉にお
ける過去の観測データを示す線図、第７図Ａは具
体的高炉における典型的な炉内ガス流分布に対応
するガス利用率分布を示す線図、第７図Ｂは具体
的高炉における典型的な炉内ガス流分布に対応す
るガス温度分布を示す線図、第８図Ａは第７図Ａ
の観測データに対応する判別空間を示す線図、第
８図Ｂは第７図Ｂの観測データに対応する判別空
間を示す線図、第９図は最適点到達直前の炉内状
況を判別空間を詳細に示す線図、第１０図は最適
点到達後の炉内状況を判別空間に詳細に示す線図
である。 ｘ……観測データ、ＸA……群Ａに属する観測
データ、ＸB……群Ｂに属する観測データ、ＸC…
…群Ｃに属する観測データ、Ｚ……判別関数空間
における観測データｘに対応する関数、ＺA……
判別関数空間における観測データＸAに対応する
関数、ＺB……判別関数空間における観測データ
ＸBに対応する関数、ＺC……判別関数空間におけ
る観測データＸCに対応する関数。
ガス流分布状態を示す説明図、第２図は一般的な
炉内ガス流分布の測定状態および炉内への装入物
の装入制御状態を示す説明図、第３図Ａは炉内に
おけるガス利用率分布を示す線図、第３図Ｂは炉
内におけるガス温度分布を示す線図、第４図は本
発明が適用される装置の一例を示す系統図、第５
図は本発明に基づく炉内ガス流分布の検出手順を
示すフローチヤート図、第６図は具体的高炉にお
ける過去の観測データを示す線図、第７図Ａは具
体的高炉における典型的な炉内ガス流分布に対応
するガス利用率分布を示す線図、第７図Ｂは具体
的高炉における典型的な炉内ガス流分布に対応す
るガス温度分布を示す線図、第８図Ａは第７図Ａ
の観測データに対応する判別空間を示す線図、第
８図Ｂは第７図Ｂの観測データに対応する判別空
間を示す線図、第９図は最適点到達直前の炉内状
況を判別空間を詳細に示す線図、第１０図は最適
点到達後の炉内状況を判別空間に詳細に示す線図
である。 ｘ……観測データ、ＸA……群Ａに属する観測
データ、ＸB……群Ｂに属する観測データ、ＸC…
…群Ｃに属する観測データ、Ｚ……判別関数空間
における観測データｘに対応する関数、ＺA……
判別関数空間における観測データＸAに対応する
関数、ＺB……判別関数空間における観測データ
ＸBに対応する関数、ＺC……判別関数空間におけ
る観測データＸCに対応する関数。
Claims (1)
- １ 炉内半径方向の任意点における炉内ガスに関
与する観測データから高炉内のガス流分布を検出
する高炉内ガス流分布検出方法において、過去に
得られた前記ガス流に関する観測データを中心流
群と周辺流群および前記中心流群と周辺流群との
中間の任意数ガス流群とに分け、前記各ガス流群
に属する各観測データ群から判別関数法によつて
前記各ガス流群を群分けする関数を作り出してお
き、この関数空間における現時点の観測データか
ら導き出された関数と、前記過去に得られた観測
データに基づく前記関数と、の位置関係から、現
時点の高炉内ガス流分布を検出することを特徴と
する高炉内ガス流分布検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3582081A JPS57149403A (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Detection of gas flow distribution in blast furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3582081A JPS57149403A (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Detection of gas flow distribution in blast furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57149403A JPS57149403A (en) | 1982-09-16 |
| JPS6121284B2 true JPS6121284B2 (ja) | 1986-05-26 |
Family
ID=12452577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3582081A Granted JPS57149403A (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Detection of gas flow distribution in blast furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57149403A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4913406A (en) * | 1986-08-26 | 1990-04-03 | Kawasaki Steel Corp. | Shaft furnace having means for charging and adjusting a pre-mixture of ore and coke |
| KR100776036B1 (ko) * | 2001-07-13 | 2007-11-16 | 주식회사 포스코 | 가스 중심류 지수를 이용한 상부 노심변화 검지 방법 |
| CN104212924B (zh) * | 2014-09-03 | 2016-08-24 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种高炉气流分布的检测方法 |
| CN106521059B (zh) * | 2016-09-23 | 2018-07-10 | 武汉钢铁有限公司 | 用相控阵雷达测量高炉料面矿焦比来控制高炉气流分布的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549271B2 (ja) * | 1972-06-01 | 1980-12-11 | ||
| JPS5331172A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-24 | Seikosha Kk | Time data processing device |
-
1981
- 1981-03-12 JP JP3582081A patent/JPS57149403A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57149403A (en) | 1982-09-16 |
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