JPH02182815A - 高炉の装入物分布制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高炉の操業方法、特に分布制御方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

高炉操業は非常に多くの操業因子が相互に関連し合って
成立っているものであり、さらに設備条件等から直接視
覚で炉内を監視する事が困難なため、操業レベルの維持
向上を図るためには高炉に取付けられたセンサー等の情
報を総合的に判断し、的確に制御する必要がある。この
ため現在でも高炉の日常操業管理には操業者の経験や知
識が重要なものとなっている。

知識工学システムは、このような人間のノウハウを計算
機に取込んで処理する事が出来るため、特開昭６２−２
７０７０８号公報及び特開昭６２−２７０７１２号公報
に示されているような高炉操業管理への知識工学システ
ムの導入が進められている。操業管理のシステム化によ
り、情報の見落しや判断ミス等の問題が無くなり、操業
管理の適正化や標準化が図られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

特開昭６２−２７０７１２号公報に開示されている知識
工学システムでは、吹抜けやスリップの予測を行うもの
であるが、対処方法の出力までは行っていない。高炉の
制御まで行っているものとして、特開昭６２−２７０７
０８号公報に開示されている高炉炉熱制御システムがあ
るが、あくまでも高炉操業の中の炉熱レベルという項目
のみの制御であり、高炉操業全体に対処し得るシステム
とはなっていない。

特に日常の高炉操業と安定維持するためには高炉の操業
状況に合わせて木目細かく装入物分布制御を行う必要が
ある。炉内のガス流分布がどのような状況になっている
かを判断するには過去の経験や知識の活用が有効である
が、それに対する具体的な分布制御方法に関しては過去
の経験や知識通りにならない事が多い、これは、高炉の
装入物分布制御手段が各装入銘柄の炉内半径装入位置、
１チヤージ内の装入銘柄の分割装入方式及び分割製大量
、炉内装入面レベル等多数存在すると共に、同じ制御方
法でもその時の原料粒度構成等の条件により装入物分布
に対する効果が異なるためである。従って、過去の経験
や知識に基づいて構築した知識ベースによる推論で、そ
の時の最適な装入物分布制御方法を導き出すのは極めて
困難であるという問題があった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するためにな
されたものであり常に高炉炉内のガス流及び装入物分布
状況を適確に判断し、最適な装入物分布制御を実施でき
るような高炉の操業方法を得る事を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る高炉の操業方法は上記課題を解決するため
になされたものであって、あらかじめ高炉炉内半径方向
のガス流や装入物の分布状況判断を行うための知識ベー
スを備えた知識工学システムにより、高炉炉内半径方向
のガス流や装入物の分布状況を推論し、該分布状況が適
正領域から外れていると判断された場合に、装入物分布
予測モデル計算を起動し、その時の装入原料条件、装入
物分布制御条件、操業条件等のオンラインデータにより
計算した炉内半径方向のガス流及び装入物分布特性の結
果をベース条件とし、該オンラインデータの中で装入物
分布制御条件のみを複数種類変更して計算した各分布特
性結果の中で、ベース条件に対する変化方向及び変化量
が、知識工学システムでの推論結果における現状の分布
状況を適正領域に戻すのに最も適する装入物分布制御条
件を選出し、該装入物分布制御条件に従って実炉アクシ
ョンを実行することを特徴とする高炉の装入物分布制御
方法である。

〔作用〕

本発明においては、知識工学システムにより炉内状況の
推論を行う事により、炉内半径方向のガス流及び装入物
分布状況の変化を迅速かつ的確に捕らえ、種々の分布制
御方法による装入物分布特性変化をオンラインデータを
用いて装入物分布予測モデル計算により定量的に把握し
、計算結果の中から最適装入物分布制御方法を知識工学
システムの推論結果に基づいて選出し、実炉アクション
として採用する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例に係る処理及びデータの流れの説
明図である。高炉ｌからの情報は、プロセスデータ処理
２により知識工学システム及び装入物分布予測モデル計
算で使用可能な状態とする。装入物分布予測モデルとし
ては、鐵と鋼、７０（１９８４）、　Ｓ４７に示されて
いるような、炉頂部へ装入された原料の半径方向の堆積
形状や粒度分布、ガス流分布等を、装入条件やコークス
崩れ現象等を考慮して求めることができる数式モデルを
用いる。該高炉情報から、知識工学システムにより炉況
判断３を行い、炉内半径方向のガス流分布状況を把握す
る。図において、−点鎖線で囲まれた範囲は装入物分布
予測モデル計算を実行する部分であり、知識工学システ
ムによる炉況判断３の結果、装入物分布制御アクション
が必要と判定された時に起動する。該モデル計算の起動
は知識工学システムの判定結果に従い自動的に行うか、
又は炉況判断３を端末９に出力し、それに従って操業者
１２が入力端末１０の操作により行っても良い。装入物
分布予測モデルの計算は初めにプロセスデータ、知識工
学システムからの炉況判断結果のデータ、操業者の設定
データ等に基づき計算用データ作成４を行う、計算用デ
ータは、オンラインデータを用いた現在の装入物分布特
性の予測計算用のデータと装入物分布制御条件を変更し
た複数パターンの計算用データを含んだものであり、該
複数パターンのデータにより装入物分布予測モデル計算
５を行う。該複数パターンのデータによる装入物分布予
測モデル計算結果の装入物分布形状表示や現在の分布特
性から、装入物分布制御条件変更後の分布特性の変化を
示したデータの表示等を行うための計算結果後処理６を
実行する。計算結果データは出力端末１１に表示し、操
業者１３が出力端末１１に表示された装入物分布予測モ
デル計算結果と、出力端末９に表示された知識工学シス
テムによる炉内半径方向分布状況判定結果に基づいて、
最適装入物分布制御条件を選出し、実行装入物分布制御
８を行う。該最適装入物分布制御条件の選出は、知識工
学システムによる炉況判断３の結果のデータと装入物分
布予測モデル計算結果のデータを知識工学システムのデ
ータベースとして取込み、装入物分布制御条件を選出す
るための知識ベースによる推論によって実行してもよい
。

個々の判断及び処理内容を図面に基づいてさらに詳しく
説明する。第２図は、知識工学システムにおける、高炉
の情報から炉内半径方向のガス流分布状況の判断に至る
までのフロー図である。ガス流及び装入物分布状況を判
断するための検出端として、装入物表面温度分布を測定
するサーモピュアー１５、炉頂部半径方向ガス温度分布
を測定する炉頂ゾンデ１６、炉周辺部のコークス及び鉱
石の層厚を測定する層厚計１７、シャフト上部高さでの
半径方向ガス温度及び成分分布を測定するシャフト上部
ゾンデ１８、炉体各部温度計１９、炉体各部圧力計２０
などがあり、これらの情報と、炉熱レベル、通気状況、
荷降上状況等の情報に基づき、知識工学システムにより
、高炉操業状況の結合判定２１を行い、装入物分布制御
アクション必要性の判定２２及び半径方向ガス流分布状
況判定２３を行う。半径方向ガス流分布状況判定２３に
おいて炉の半径方向を中心部、中間部、周辺部の３領域
に分け、ガス流割合を表現する三角ダイアグラムを用い
、現在のガス流分布状況と、目標値との偏差を捕え、以
降の最適装入物分布制御条件の選出に用いる。本発明の
実施例においては、現状のガス流分布割合は狙い値に対
し中心流が３％過多、周辺流が３％不足となっている。

次に、装入物分布予測モデル計算によるケース検討の例
を、第３図に基づいて説明する。装入物分布制御条件を
種々に変更したデータの作成において、本発明の実施例
では装入物分布制御手段２４として下記５項目を採用し
た。

ａ、炉内半径方向原料装入位置 す、装入面レベル Ｃ，コークス・鉱石ベース（ｌチャージの装入１ｔ） ｄ、焼結鉱細粒使用割合 、ｅ、炉内への原料装入時の時系列排出粒度パターン これらの制御手段毎に、現状の制御条件を基準として装
入物分布制御条件変更処理２８を行う。

ここで、現状の制御条件はオンラインデータの装入物分
布制御条件２５を使用する。以下に装入物分布制御条件
変更処理２８の内容を説明する。

ａ、炉内半径方向原料装入位置、変更 ■鉱石の装入を現状より１ノツチ中心方向ヘシフトする
（以降ａ＋と記す） ■鉱石の装入を現状より１ノツチ周辺方向ヘシフトする
（以降ａ−と記す） ｂ、装入面レベル変更 ■現状より０．５ｍ上昇する（以降ｂ＋と記す）■現状
より０．５ｍ低下する（以降す−と記す）Ｃ，コークス
・鉱石ベース変更 ■鉱石ベースをチャージ当たりｉｔ増加、コークスベー
スは現状の鉱石とコークスの比を一定に保つ量だけ増加
する。（以降Ｃ十と記す）■鉱石ベースをチャージ当た
り１ｔＭ少、コークスベースは現状の鉱石とコークスの
比を一定に保つ量だけ減少する（以降Ｃ−と記す）ｄ、
焼結鉱細粒使用割合変更 ■現状より鉱石ベースに対する焼結鉱細粒割合を１％増
加する。（以降ｄ＋と記す）■現状より、鉱石ベースに
対する焼結鉱細粒割合を１％減少する。（以降ｄ−と記
す）ｅ、炉内への原料装入時の時系列排出粒度パターン
変更 ■１ダンプ鉱石装入時の開始から終了までの時間を横軸
に取り、平均粒径を縦軸に取った平均粒径の経時変化を
直線近似した時のグラフの傾きを１％増加する。（以降
ｅ＋と記す）■上記グラフの傾きを１％減少する。（以
降ｅ−と記す） 該装入物分布制御条件変更処理２日により作成した現状
を含めた複数の装入物分布制御条件と、使用原料粒度条
件や送風条件等２６の装入物分布制御条件以外のオンラ
インデータと、設備条件等定数データ２７に基づいて計
算用データファイル２９を作成する。該計算データによ
り、装入物分布予測モデル計算３０を実行し、得られた
計算結果データファイル３１に基づき、画面表示や、現
状からの変化量の計算等の計算結果後処理３２を行う。

第４図は、装入物分布予測モデル計算結果の出力例であ
り、（ａ）は炉内半径方向装入物堆積形状であり、３３
はコークス層、３４及び３５は鉱石層である。（ロ）は
炉内半径方向鉱石コークス比（ｏ／Ｃ）分布、（Ｃ）は
炉内半径方向鉱石平均粒度分布である。これらの分布特
性図により、現状と装入物分布制御条件変更後との分布
特性の違いを定量的に把握する。第５図は、装入物分布
予測モデル計算結果の炉内半径方向ガス流分布割合を三
角図に示したものであり、ａ＋ａ−・・・・・・ｅ−の
記号は前記のそれぞれの装入物分布条件変更を行った場
合の計算結果を表わす。該三角図により装入物分布条件
変更によるガス流分布変化を容易に把握する事ができる
０図の中で、点線の円で囲まれた領域は、１回のアクシ
ョンでのガス流分布調整許容範囲であり、過去の実炉ア
クション実績において操業の変動を生じない最大のアク
ションによるガス流分布割合の変化を現状を中心点とし
て表わしたものである。従って分布制御条件変更のアク
ションは、ガス流分布変化が該ガス流分布調整許容範囲
内のものを採用することが望ましい。

これらの計算結果の中で、ａ＋の条件が現状に対し中心
ガス流割合が３％減少し、周辺ガス流割合が３％増加す
る方向にあり、第２図の知識工学システムによる半径方
向ガス流分布状況２３の判定結果における狙い値からの
現状のズレを矯正するのに最も適したアクションである
と判定できる。

この判定は、第１図に示すように操業者１３が行っても
良いし、最適装入物分布制御条件選出７を行うための知
識ベースを備えた知識工学システムで行っても良い。

以上の結果より、実炉における装入物分布制御条件とし
てａ十の鉱石の装入を現状より１ノフチ中心方向へシフ
トを採用する。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、知識工学システムにより炉内半
径方向分布状況を判断し、その時のオンラインデータに
基づいて装入物分布予測モデル計算を複数条件行い、こ
れらの結果から最適装入物分布制御条件を選出すること
により、的確かつ迅速な実炉分布調整アクションが実行
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の処理およびデータの流れの説明図、 第２図は、本発明の知識工学システムにおける高炉の情
報から炉内半径方向のガス流分布状況の判断に至るまで
のフロー図、 第３図は、本発明の装入物分布予測モデル計算による複
数条件の計算のフロー図、 第４図は、本発明の装入物分布予測モデル計算結果の出
力例の説明図、 第５図は、本発明の装入物分布予測モデル計算結果の炉
内半径方向ガス流分布′割合をプロットした三角図であ
る。 第２図 周辺ガス流割合 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、あらかじめ高炉炉内半径方向のガス流や装入物の分
   布状況判断を行うための知識ベースを備えた知識工学シ
   ステムにより、高炉炉内半径方向のガス流や装入物の分
   布状況を推論し、該分布状況が適正領域から外れている
   と判断された場合に、装入物分布予測モデル計算を起動
   し、その時の装入原料条件、装入物分布制御条件、操業
   条件等のオンラインデータにより計算した炉内半径方向
   のガス流及び装入物分布特性の結果をベース条件とし、
   該オンラインデータの中で装入物分布制御条件のみを複
   数種類変更して計算した各分布特性結果の中で、ベース
   条件に対する変化方向及び変化量が、知識工学システム
   での推論結果における現状の分布状況を適正領域に戻す
   のに最も適する装入物分布制御条件を選出し、該装入物
   分布制御条件に従って実炉アクションを実行することを
   特徴とする高炉の装入物分布制御方法。