JP7790476B2 - Blast furnace operational status evaluation method and operation method - Google Patents
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Description
本発明は、高炉の操業状態評価方法及び操業方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating the operational status of a blast furnace and a method for operating it.
高炉を安定的に操業するためには、溶銑温度を所定範囲内に維持する必要がある。具体的には、溶銑温度が低位になると、溶銑や溶銑と共に生成されるスラグの粘性が上昇し、溶銑及びスラグを出銑口から排出することが困難になる。一方、溶銑温度が高位になると、溶銑中のＳｉ濃度が上昇し、溶銑の粘性が上昇する。この結果、溶銑が羽口にまとわりつき、羽口が溶損するリスクが上昇する。従って、溶銑温度の変動を抑制する必要がある。このような背景から、高炉下部への供給熱量や溶銑温度を推定する技術が提案されている。例えば特許文献１には、羽口前での燃焼熱と反応吸熱及びヒートロスを評価することにより、羽口前供給熱量を推定して炉下部熱状況の判断指標とする技術が記載されている。また、特許文献２には、ソリューションロスカーボンを含む操業データと溶銑温度の実績値を含む操業データを用いて定常状態の将来の溶銑温度を予測する技術が記載されている。 For stable operation of a blast furnace, it is necessary to maintain the molten pig iron temperature within a specified range. Specifically, when the molten pig iron temperature drops, the viscosity of the molten pig iron and the slag generated with the molten pig iron increases, making it difficult to discharge the molten pig iron and slag from the taphole. On the other hand, when the molten pig iron temperature rises, the silicon concentration in the molten pig iron increases, increasing the viscosity of the molten pig iron. As a result, the molten pig iron clings to the tuyere, increasing the risk of tuyere meltdown. Therefore, it is necessary to suppress fluctuations in the molten pig iron temperature. Against this background, technologies have been proposed for estimating the amount of heat supplied to the lower part of the blast furnace and the molten pig iron temperature. For example, Patent Document 1 describes a technology that estimates the amount of heat supplied before the tuyere by evaluating the heat of combustion, reaction endotherm, and heat loss before the tuyere, and uses this as an indicator for determining the thermal conditions in the lower part of the furnace. Furthermore, Patent Document 2 describes a technology for predicting future molten iron temperatures in a steady state using operational data including solution loss carbon and operational data including actual values of molten iron temperatures.
しかしながら、従来技術はいずれも高炉全体の熱収支を評価するものであり、高炉の径方向における供給熱量の過不足を評価することはできない。一般に、高炉の径方向には鉱石量やガス流通量にばらつきがあり、鉱石量が多い箇所にガスが十分に流通していない場合、鉱石を十分に加熱できないために、当該箇所へのガス流通量を増やすか鉱石量を減らす操業を行う必要がある。ところが、上述の通り、従来技術では、高炉の径方向における供給熱量の過不足を評価できないために、鉱石を十分に加熱、反応できない箇所を抽出することができない。このため、高炉の径方向における供給熱量の過不足を評価し、低還元材比操業を実現可能な技術の提供が期待されていた。 However, all of the conventional technologies evaluate the heat balance of the entire blast furnace, and are unable to evaluate the excess or deficiency of heat supply in the radial direction of the blast furnace. Generally, there is variation in the amount of ore and the amount of gas flowing in the radial direction of the blast furnace, and if gas is not flowing sufficiently to an area with a large amount of ore, the ore cannot be heated sufficiently, and operations must be carried out to increase the amount of gas flowing to that area or reduce the amount of ore. However, as described above, conventional technologies are unable to evaluate the excess or deficiency of heat supply in the radial direction of the blast furnace, and therefore are unable to identify areas where the ore is not being sufficiently heated or reacted. For this reason, there has been a demand for technology that can evaluate the excess or deficiency of heat supply in the radial direction of the blast furnace and enable low reducing agent ratio operation.
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、高炉の径方向における供給熱量の過不足を評価可能な高炉の操業状態評価方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、低還元材比操業を実現可能な高炉の操業方法を提供することにある。 The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a method for evaluating the operational status of a blast furnace that can evaluate the excess or deficiency of heat supply in the radial direction of the blast furnace. Another purpose of the present invention is to provide a method for operating a blast furnace that can achieve low reducing agent ratio operation.
本発明に係る高炉の操業状態評価方法は、高炉内における鉱石及びコークスの堆積形状に基づいて、鉱石量及びコークス量の径方向分布を算出する第一ステップと、鉱石量及びコークス量の径方向分布に基づいて、高炉下部から供給されるガスの流速の径方向分布を算出する第二ステップと、前記ガスの流速の径方向分布に基づいて、酸素モルの通過速度の径方向分布を算出する第三ステップと、高炉内における鉱石及びコークスの堆積形状と溶銑の生産速度に基づいて、鉄モルの通過速度の径方向分布を算出する第四ステップと、酸素モル及び鉄モルの通過速度の径方向分布に基づいて、酸素と鉄のモル数の比の径方向分布を算出する第五ステップと、高炉上部の径方向におけるガス成分の分布状態に基づいて、ガス成分中のＣＯ及びＣＯ２に含まれる酸素と炭素のモル数の比の径方向分布を算出する第六ステップと、酸素と鉄のモル数の比の径方向分布と酸素と炭素のモル数の比の径方向分布をリストモデルに適用することにより、操業時の直接還元率の径方向分布を算出する第七ステップと、算出された直接還元率の径方向分布を用いて、径方向における供給熱量の過不足を評価する第八ステップと、を含む。 The method for evaluating the operational state of a blast furnace according to the present invention includes a first step of calculating the radial distribution of the amount of ore and the amount of coke based on the piled shapes of the ore and the coke in the blast furnace; a second step of calculating the radial distribution of the flow rate of gas supplied from the lower part of the blast furnace based on the radial distribution of the amount of ore and the amount of coke; a third step of calculating the radial distribution of the passing speed of oxygen moles based on the radial distribution of the flow rate of gas; a fourth step of calculating the radial distribution of the passing speed of iron moles based on the piled shapes of the ore and the coke in the blast furnace and the production rate of molten pig iron; a fifth step of calculating the radial distribution of the ratio of the number of moles of oxygen to iron based on the radial distribution of the passing speed of oxygen moles and iron moles; and a fifth step of calculating the amount of CO and CO in the gas components based on the radial distribution of the gas components in the upper part of the blast furnace. a sixth step of calculating a radial distribution of the ratio of the number of moles of oxygen to carbon contained in the steel sheet ; a seventh step of calculating a radial distribution of the direct reduction rate during operation by applying the radial distribution of the ratio of the number of moles of oxygen to iron and the radial distribution of the ratio of the number of moles of oxygen to carbon to a list model; and an eighth step of evaluating whether the amount of heat supplied in the radial direction is excessive or insufficient using the calculated radial distribution of the direct reduction rate.
前記第八ステップは、鉱石を加熱するために必要な顕熱と直接還元により吸熱される熱量との和をガス顕熱で除算した値に基づいて径方向における供給熱量の過不足を評価するステップを含むとよい。 The eighth step may include a step of evaluating the excess or deficiency of the amount of heat supplied in the radial direction based on the sum of the sensible heat required to heat the ore and the amount of heat absorbed by direct reduction divided by the sensible heat of the gas.
本発明に係る高炉の操業方法は、本発明に係る高炉の操業状態評価方法の評価結果を用いて高炉の操業状態を制御するステップを含む。 The blast furnace operation method according to the present invention includes a step of controlling the operational state of the blast furnace using the evaluation results of the blast furnace operational state evaluation method according to the present invention.
本発明に係る高炉の操業状態評価方法によれば、高炉の径方向における供給熱量の過不足を評価することができる。また、本発明に係る高炉の操業方法によれば、高炉の低還元材比操業を実現することができる。 The blast furnace operational status evaluation method of the present invention makes it possible to evaluate the excess or deficiency of heat supply in the radial direction of the blast furnace. Furthermore, the blast furnace operation method of the present invention makes it possible to achieve low reducing agent ratio operation of the blast furnace.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である高炉の操業システムの構成及び動作について説明する。 The configuration and operation of a blast furnace operation system, which is one embodiment of the present invention, will be explained below with reference to the drawings.
〔システム構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である高炉の操業システムの構成について説明する。
[System Configuration]
First, with reference to FIG. 1, the configuration of a blast furnace operation system according to one embodiment of the present invention will be described.
図１は、本発明の一実施形態である高炉の操業システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である高炉の操業システム１は、高炉２、制御装置３、及び評価装置４を備えている。制御装置３は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成され、高炉２の操業状態に関する情報を検出するセンサ群３ａを備えている。制御装置３は、センサ群３ａ、評価装置４、図示しない上位コンピュータ、及び図示しない操作入力装置等から入力される各種情報に従って高炉２の操業状態を制御する。評価装置４は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。評価装置４は、高炉２の操業状態を評価し、制御装置３や出力装置に評価結果に関する情報を出力する。 Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a blast furnace operation system according to one embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the blast furnace operation system 1 according to one embodiment of the present invention includes a blast furnace 2, a control device 3, and an evaluation device 4. The control device 3 is configured with an information processing device such as a computer, and includes a sensor group 3a that detects information related to the operational status of the blast furnace 2. The control device 3 controls the operational status of the blast furnace 2 in accordance with various information input from the sensor group 3a, the evaluation device 4, a host computer (not shown), an operation input device (not shown), and the like. The evaluation device 4 is configured with an information processing device such as a computer. The evaluation device 4 evaluates the operational status of the blast furnace 2 and outputs information related to the evaluation results to the control device 3 and an output device.
このような構成を有する高炉の操業システム１では、評価装置４が、以下に示す操業状態評価処理を実行することにより、高炉２の径方向における供給熱量の過不足を評価する。以下、図２に示すフローチャートを参照して、操業状態評価処理を実行する際の評価装置４の動作について説明する。 In a blast furnace operation system 1 configured as described above, the evaluation device 4 evaluates the excess or deficiency of heat supply in the radial direction of the blast furnace 2 by executing the operational state evaluation process described below. Below, the operation of the evaluation device 4 when executing the operational state evaluation process will be described with reference to the flowchart shown in Figure 2.
〔操業状態評価処理〕
図２は、本発明の一実施形態である操業状態評価処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、高炉２の操業が開始されたタイミングで開始となり、操業状態評価処理はステップＳ１の処理に進む。なお、以下に示す操業状態評価処理は、評価装置４を構成する情報処理装置内のＣＰＵ等の演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
[Operational status evaluation process]
2 is a flowchart showing the flow of an operational state evaluation process according to one embodiment of the present invention. The flowchart shown in FIG. 2 starts when the operation of the blast furnace 2 is started, and the operational state evaluation process proceeds to step S1. The operational state evaluation process shown below is realized by an arithmetic processing unit such as a CPU in an information processing device constituting the evaluation device 4 executing a computer program.
ステップＳ１の処理では、まず、評価装置４が、装入物分布モデルを用いて高炉２内における鉱石及びコークスの堆積形状を算出する。具体的には、図３（ａ）に示すように、装入物分布モデルは、炉頂バンカー１１からの鉱石及びコークスの供給量と鉱石及びコークスの高炉２内における落下位置を制御する旋回シュート１２の旋回角度を入力変数に含む数式モデルである。そして、装入物分布モデルは、入力変数に対応する高炉２の中心位置から炉壁までの間の旋回シュート１２の旋回毎の鉱石及びコークスの堆積形状を出力変数として算出、出力する。評価装置４は、この装入物分布モデルに処理対象の入力変数を入力することにより、高炉２内における鉱石及びコークスの堆積形状を算出する。そして、評価装置４は、算出された鉱石及びコークスの堆積形状に基づいて、図３（ｂ）に示すような高炉２の径方向における鉱石量及びコークス量の分布状態を算出する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、操業状態評価処理はステップＳ２の処理に進む。 In the processing of step S1, the evaluation device 4 first calculates the pile shape of the ore and coke in the blast furnace 2 using a burden distribution model. Specifically, as shown in FIG. 3(a), the burden distribution model is a mathematical model whose input variables include the amount of ore and coke supplied from the furnace top bunker 11 and the rotation angle of the rotating chute 12, which controls the drop position of the ore and coke in the blast furnace 2. The burden distribution model then calculates and outputs as output variables the pile shape of the ore and coke for each rotation of the rotating chute 12 between the center position of the blast furnace 2 and the furnace wall, which corresponds to the input variables. The evaluation device 4 calculates the pile shape of the ore and coke in the blast furnace 2 by inputting the input variables to be processed into this burden distribution model. Then, based on the calculated pile shapes of the ore and coke, the evaluation device 4 calculates the distribution state of the ore amount and coke amount in the radial direction of the blast furnace 2, as shown in FIG. 3(b). This completes step S1, and the operational status evaluation process proceeds to step S2.
ステップＳ２の処理では、評価装置４が、ステップＳ１の処理において算出された高炉２の径方向における鉱石量及びコークス量の分布状態に基づいて、高炉２の羽口から高炉内に供給されたガスの高炉２の径方向における流速分布状態を算出する。具体的には、評価装置４は、高炉２の径方向における鉱石層及びコークス層の厚さ、粒径、及び空隙率に従って、図４に示すように等圧損になるように径方向に沿って高炉２の羽口から高炉内に供給されたガスＧを配分する。そして、評価装置４は、配分結果に従って高炉２の径方向におけるガスＧの流速分布状態を算出する。なお、鉱石層及びコークス層の厚さはステップＳ１の処理結果から求められ、鉱石層及びコークス層の粒径及び空隙率は予め設定されている。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、操業状態評価処理はステップＳ３の処理に進む。 In step S2, the evaluation device 4 calculates the radial flow velocity distribution of the gas supplied from the tuyere of the blast furnace 2 into the blast furnace 2 based on the radial distribution of the ore and coke amounts calculated in step S1. Specifically, the evaluation device 4 distributes the gas G supplied from the tuyere of the blast furnace 2 into the blast furnace 2 along the radial direction, so as to achieve equal pressure loss, as shown in FIG. 4, in accordance with the thickness, particle size, and porosity of the ore and coke layers in the radial direction of the blast furnace 2. The evaluation device 4 then calculates the radial flow velocity distribution of the gas G in the radial direction of the blast furnace 2 based on the distribution results. The thicknesses of the ore and coke layers are determined from the results of step S1, and the particle size and porosity of the ore and coke layers are preset. This completes step S2, and the operational state evaluation process proceeds to step S3.
ステップＳ３の処理では、評価装置４が、ステップＳ２の処理において算出された高炉２の径方向におけるガスの流速分布状態を用いて、高炉の径方向におけるガス成分中のＣＯ及びＣＯ ２ に含まれる酸素のモル数の通過速度を算出することにより、高炉２の径方向における酸素のモル数（以下、酸素モルと略記）の鉱石層及びコークス層内部の通過速度の分布状態を算出する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、操業状態評価処理はステップＳ４の処理に進む。 In the process of step S3, the evaluation device 4 calculates the passing speed of the number of moles of oxygen contained in CO and CO2 among the gas components in the radial direction of the blast furnace 2 using the gas flow velocity distribution state in the radial direction of the blast furnace 2 calculated in the process of step S2, thereby calculating the distribution state of the passing speed of the number of moles of oxygen (hereinafter abbreviated as oxygen moles) inside the ore layer and the coke layer in the radial direction of the blast furnace 2. This completes the process of step S3, and the operational state evaluation process proceeds to the process of step S4.
ステップＳ４の処理では、評価装置４が、ステップＳ１の処理において算出された高炉２内における鉱石及びコークスの堆積形状及び堆積形状を算出した時点における溶銑生産速度を用いて、高炉の径方向における装入酸化鉄に含まれる鉄のモル数の通過速度を算出することにより、高炉２の径方向における鉱石層及びコークス層内部の鉄のモル数（以下、鉄モルと略記）の通過速度の分布状態を算出する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、操業状態評価処理はステップＳ５の処理に進む。 In the process of step S4, the evaluation device 4 calculates the passing speed of the number of moles of iron contained in the charged iron oxide in the radial direction of the blast furnace using the pile shapes of the ore and coke in the blast furnace 2 calculated in the process of step S1 and the molten iron production rate at the time when the pile shapes were calculated, thereby calculating the distribution state of the passing speed of the number of moles of iron (hereinafter abbreviated as iron moles) inside the ore layer and the coke layer in the radial direction of the blast furnace 2. This completes the process of step S4, and the operational state evaluation process proceeds to the process of step S5.
ステップＳ５の処理では、評価装置４が、ステップＳ３の処理において算出された酸素モルの通過速度の分布状態及びステップＳ４の処理において算出された鉄モル及び酸化鉄又は不純物に由来する酸素モルの通過速度の分布状態を用いて、高炉２の径方向における酸素のモル数と鉄のモル数の比（Ｏ／Ｆｅ）の分布状態を算出する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、操業状態評価処理はステップＳ６の処理に進む。 In step S5, the evaluation device 4 calculates the distribution of the ratio of the number of moles of oxygen to the number of moles of iron (O/Fe) in the radial direction of the blast furnace 2 using the distribution of the passage speed of moles of oxygen calculated in step S3 and the distribution of the passage speed of moles of iron and oxygen derived from iron oxide or impurities calculated in step S4. This completes step S5, and the operational state evaluation process proceeds to step S6.
ステップＳ６の処理では、評価装置４が、センサ群３ａによって検出された高炉２上部の径方向の排ガス成分のデータを用いて、高炉２の径方向における排ガス中のＣＯ及びＣＯ２に含まれる酸素のモル数と炭素のモル数の比（Ｏ／Ｃ）の分布状態を算出する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、操業状態評価処理はステップＳ７の処理に進む。 In the process of step S6, the evaluation device 4 uses data on the exhaust gas components in the radial direction of the upper part of the blast furnace 2 detected by the sensor group 3a to calculate the distribution state of the ratio of the number of moles of oxygen to the number of moles of carbon (O/C) contained in CO and CO2 in the exhaust gas in the radial direction of the blast furnace 2. This completes the process of step S6, and the operational state evaluation process proceeds to the process of step S7.
ステップＳ７の処理では、評価装置４が、ステップＳ５，Ｓ６の処理において算出されたＯ／Ｆｅ及びＯ／Ｃの分布状態のデータを図５に示すリストモデルに適用することにより、高炉２の径方向における直接還元率の分布状態を算出する。ここで、リストモデルとは、Ｘ軸をＯ／Ｃ、Ｙ軸をＯ／Ｆｅとする部分熱収支及び物質収支を示す操業線図であり、高炉の操業要因と操業指標との関係を示すものである。リストモデルの詳細については非特許文献１を参照されたい。具体的には、まず、評価装置４は、ステップＳ６の処理において算出されたＯ／Ｃの分布状態のデータを用いてガス利用率Ｘａを算出することにより、図５に示すリストモデルにおける点Ａの座標値（Ｘａ，Ｙａ）を算出する。なお、点ＡのＹ座標値Ｙａは高炉２内に装入した原料の条件から算出することができる。 In step S7, the evaluation device 4 calculates the distribution of the direct reduction ratio in the radial direction of the blast furnace 2 by applying the data on the O/Fe and O/C distribution calculated in steps S5 and S6 to the list model shown in Figure 5. Here, the list model is an operation diagram showing a partial heat balance and material balance with the O/C ratio on the X axis and the O/Fe ratio on the Y axis, and shows the relationship between blast furnace operation factors and operation indicators. For details of the list model, please refer to Non-Patent Document 1. Specifically, the evaluation device 4 first calculates the gas utilization rate Xa using the O/C distribution data calculated in step S6, thereby calculating the coordinate value (Xa, Ya) of point A in the list model shown in Figure 5. The Y coordinate value Ya of point A can be calculated from the conditions of the raw materials charged into the blast furnace 2.
次に、評価装置４は、ステップＳ５の処理において算出されたＯ／Ｆｅの分布状態のデータを用いて、図５に示すリストモデルにおける点Ｅの座標値（０，Ｙｂ）を算出する。次に、評価装置４は、点Ａと点Ｅとを結ぶ直線ＡＥの傾きから還元材比を算出する。次に、評価装置４は、Ｘ＝１の直線と直線ＡＥとの交点Ｄ（１，Ｙｓｌ）のＹ座標値と点Ｅの座標値から直接還元率を算出する。なお、交点ＤのＹｓｌはソリューションロスカーボン原単位を示す。そして、図６に示すように、評価装置４は、高炉２の径方向の各位置について上記の処理を繰り返し実行することにより、高炉２の径方向における直接還元率の分布状態を算出する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、操業状態評価処理はステップＳ８の処理に進む。 Next, the evaluation device 4 calculates the coordinate value (0, Yb) of point E in the list model shown in FIG. 5 using the O/Fe distribution data calculated in the processing of step S5. Next, the evaluation device 4 calculates the reducing agent ratio from the slope of the line AE connecting points A and E. Next, the evaluation device 4 calculates the direct reduction rate from the Y coordinate value of the intersection D (1, Ysl) between the line X = 1 and line AE and the coordinate value of point E. Note that Ysl of intersection D indicates the solution loss carbon consumption unit. Then, as shown in FIG. 6, the evaluation device 4 calculates the distribution state of the direct reduction rate in the radial direction of the blast furnace 2 by repeatedly performing the above processing for each position in the radial direction of the blast furnace 2. This completes the processing of step S7, and the operational state evaluation processing proceeds to processing of step S8.
ステップＳ８の処理では、評価装置４が、センサ群３ａによって検出された高炉２上部のガスの温度を用いて高炉２の径方向におけるガス顕熱量の分布状態を算出する。また、評価装置４は、ステップＳ１の処理において算出された高炉２の径方向における鉱石量の分布状態のデータを用いて、高炉２の径方向における鉱石を加熱するために必要な熱量（鉱石顕熱量）の分布状態を算出する。また、評価装置４は、ステップＳ７の処理において算出された高炉２の径方向における直接還元率の分布状態のデータを用いて、高炉２の径方向における直接還元によって吸熱される熱量（吸熱量）の分布状態のデータを算出する。次に、評価装置４は、これらの算出結果を用いて、高炉２の径方向における（鉱石顕熱量＋吸熱量）／ガス顕熱量の値の分布状態を熱収支分布（必要熱量と供給熱量の比の分布）として算出する。そして、評価装置４は、得られた熱収支分布に基づいて高炉２の径方向位置毎の熱量の過不足を判定する。図７（ａ），（ｂ）にステップＳ７，８の処理によって得られた高炉２の径方向におけるシャフト効率分布及び熱収支分布の一例を示す。例えば、オペレータは、図７（ｂ）に示す熱収支分布を参照して、（鉱石顕熱量＋吸熱量）／ガス顕熱量の値が１以上である領域では、供給熱量が足りていないと判断し、その領域へのガス流通量を増やすか鉱石量を減らす操業を行う。このような処理によれば、還元材比を低減し、低還元材比操業を実現することができる。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、一連の操業状態評価処理は終了する。 In step S8, the evaluation device 4 calculates the distribution of gas sensible heat in the radial direction of the blast furnace 2 using the gas temperature at the top of the blast furnace 2 detected by the sensor group 3a. The evaluation device 4 also calculates the distribution of the heat required to heat the ore (ore sensible heat) in the radial direction of the blast furnace 2 using the data on the distribution of the ore amount in the radial direction of the blast furnace 2 calculated in step S1. The evaluation device 4 also calculates data on the distribution of the heat absorbed by direct reduction in the radial direction of the blast furnace 2 (heat absorption amount). Next, the evaluation device 4 uses these calculation results to calculate the distribution of the value of (ore sensible heat + heat absorption amount) / gas sensible heat in the radial direction of the blast furnace 2 as a heat balance distribution (distribution of the ratio of required heat amount to supplied heat amount). The evaluation device 4 then determines the surplus or deficiency of heat at each radial position of the blast furnace 2 based on the obtained heat balance distribution. Figures 7(a) and (b) show examples of the shaft efficiency distribution and heat balance distribution in the radial direction of the blast furnace 2 obtained by the processing of steps S7 and S8. For example, an operator can refer to the heat balance distribution shown in Figure 7(b) and determine that the amount of heat supplied is insufficient in areas where the value of (ore sensible heat + heat absorption) / gas sensible heat is 1 or greater, and perform operations to increase the amount of gas flowing to those areas or reduce the amount of ore. This processing reduces the reducing agent rate, making it possible to achieve low reducing agent rate operation. This completes the processing of step S8, and the series of operational state evaluation processes ends.
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 The above describes an embodiment of the invention developed by the inventors, but the present invention is not limited to the descriptions and drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. In other words, all other embodiments, examples, and operational techniques that are developed by those skilled in the art based on this embodiment are included within the scope of the present invention.
１ 高炉の操業システム
２ 高炉
３ 制御装置
３ａ センサ群
４ 評価装置
1 Blast furnace operation system 2 Blast furnace 3 Control device 3a Sensor group 4 Evaluation device
Claims (3)
鉱石量及びコークス量の径方向分布に基づいて、高炉下部から供給されるガスの流速の径方向分布を算出する第二ステップと、
前記ガスの流速の径方向分布に基づいて、高炉の径方向におけるガス成分中のＣＯ及びＣＯ ２ に含まれる酸素のモル数の通過速度を算出することにより、酸素のモル数の通過速度の径方向分布を算出する第三ステップと、
高炉内における鉱石及びコークスの堆積形状と溶銑の生産速度に基づいて、高炉の径方向における装入酸化鉄に含まれる鉄のモル数の通過速度を算出することにより、鉄のモル数の通過速度の径方向分布を算出する第四ステップと、
酸素のモル数及び鉄のモル数の通過速度の径方向分布に基づいて、酸素と鉄のモル数の比の径方向分布を算出する第五ステップと、
高炉上部の径方向におけるガス成分の分布状態に基づいて、ガス成分中のＣＯ及びＣＯ２に含まれる酸素と炭素のモル数の比の径方向分布を算出する第六ステップと、
酸素と鉄のモル数の比の径方向分布と酸素と炭素のモル数の比の径方向分布を、高炉の径方向におけるガス成分中のＣＯ及びＣＯ ２ に含まれる酸素のモル数と炭素のモル数の比をＸ軸、高炉の径方向における酸素のモル数と鉄のモル数の比をＹ軸とする高炉の部分熱収支及び物質収支を示す操業線図であるリストモデルに適用することにより、操業時の直接還元率の径方向分布を算出する第七ステップと、
算出された直接還元率の径方向分布を用いて、径方向における供給熱量の過不足を評価する第八ステップと、
を含む、高炉の操業状態評価方法。 A first step of calculating a radial distribution of an amount of ore and an amount of coke based on the pile shapes of the ore and the coke in the blast furnace;
a second step of calculating a radial distribution of the flow velocity of gas supplied from the lower part of the blast furnace based on the radial distribution of the ore amount and the coke amount;
A third step of calculating the radial distribution of the passing speed of the number of moles of oxygen by calculating the passing speed of the number of moles of oxygen contained in CO and CO2 in the gas components in the radial direction of the blast furnace based on the radial distribution of the flow speed of the gas;
a fourth step of calculating a radial distribution of the passing speed of the number of moles of iron contained in the charged iron oxide in the radial direction of the blast furnace based on the pile shape of the ore and coke in the blast furnace and the production rate of the molten iron;
a fifth step of calculating a radial distribution of the ratio of the number of moles of oxygen to the number of moles of iron based on the radial distribution of the passage rates of the number of moles of oxygen and the number of moles of iron;
A sixth step of calculating the radial distribution of the ratio of the number of moles of oxygen to carbon contained in CO and CO 2 in the gas components based on the distribution state of the gas components in the radial direction of the upper part of the blast furnace;
a seventh step of calculating the radial distribution of the direct reduction rate during operation by applying the radial distribution of the ratio of the number of moles of oxygen to iron and the radial distribution of the ratio of the number of moles of oxygen to carbon to a list model which is an operation diagram showing the partial heat balance and material balance of a blast furnace, in which the ratio of the number of moles of oxygen to the number of moles of carbon contained in CO and CO2 in the gas components in the radial direction of the blast furnace is on the X axis and the ratio of the number of moles of oxygen to the number of moles of iron in the radial direction of the blast furnace is on the Y axis;
an eighth step of evaluating an excess or deficiency of the amount of heat supplied in the radial direction using the calculated radial distribution of the direct reduction rate;
A method for evaluating the operational status of a blast furnace, including:
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