JPH1180820A

JPH1180820A - 高炉炉況異常時の操業支援装置および方法

Info

Publication number: JPH1180820A
Application number: JP23846297A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ito; 弘嗣伊東
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の操業支援装置では、要求精度を満足し
た炉況管理を行うことができず、経年変化に対するメン
テナンス性が悪く、さらに、装置全体が複雑化・大型化
してしまう。【解決手段】高炉プロセスコンピュータ２と、高炉プ
ロセスコンピュータ２に自動入力に適する第１データ群
３を自動入力する自動入力手段４と、高炉プロセスコン
ピュータ２にドロップ回数、スリップ回数、Ｂガス振り
回数および減風有無それぞれの実測データ５を手動入力
する手動入力手段６とを備え、高炉プロセスコンピュー
タ２が、第１データ群３から加工データ群を演算し、加
工データ群と予め設定された基準値とを比較して、推論
ロジックを用いずに、炉況を判定し、炉況異常の場合に
は、ソリューションロス帯高さと実測データ５とに基づ
いて操業アクションを決定する操業支援装置１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉炉況異常を未
然に防ぐことができる高炉炉況異常時の操業支援装置お
よび操業支援方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶銑温度に代表される高炉の炉況
管理は、高炉に設置された各種センサーからの情報を高
炉操業者が経験や勘等に基づいて定性的に判定し、最適
と判断される操業因子を的確に調整する操業アクション
を行うことにより、実施されてきた。

【０００３】ところが、高炉操業者による判定結果に
は、能力や経験等に起因した個人差が不可避的に介在す
る。そのため、炉況管理において行われている操業アク
ションの内容を標準化することが難しいとともに、高炉
操業者による判定結果が定量的でないために常に最適な
操業アクションを行うことが難しかった。

【０００４】特に、高炉が、スリップ、ドロップさらに
は溶銑温度低下等の炉況異常に陥る状況に関しては、高
炉操業者の経験もそれほど多くないために正確な操業ア
クションを取ることがより難しく、高炉の炉況管理にお
ける大きな問題の一つとされてきた。

【０００５】この問題を解決する一般的な方法として、
例えば、各種センサーから高炉プロセスの管理および制
御を行う高炉プロセスコンピュータに自動的に取り込ま
れるデータのうちで炉況異常に陥る徴候を示すデータを
予め定めるとともにそのデータに管理基準値を定め、管
理基準値に達するデータが出力された場合に、予め設定
されている操業アクションを取る方法が知られている。

【０００６】しかし、この方法では、様々な状況の炉況
異常を判定するためには莫大なデータが必要となる。そ
のため、迅速な対応を要求される炉況異常時に、高炉操
業者が莫大なデータに基づいて正確な操業アクションを
判断し、かつそれを実施することが要求され、現実には
極めて難しい。

【０００７】そこで、高炉の炉況異常に迅速かつ正確な
操業アクションをとるために、従来より様々な制御手段
が提案されている。例えば、特開昭62−270708号公報に
は、データ入力手段からの高炉データにより炉況を示す
各種データを作成した後に真偽データを作成し、この真
偽データと知識ベースとに基づいて炉熱レベル及び炉熱
推移を推論判定し、操業アクションを演算・決定する技
術が開示されている。

【０００８】また、特開平３−120305号公報には、高炉
からのデータの計算結果に基づき高炉に対する操業アク
ションを決定する炉熱自動制御モデルを定常炉況時に用
いるとともに、高炉からのデータを用いて炉熱状況およ
び操業アクションを推論判定するための知識をルール化
した、いわゆるエキスパートシステムを非定常炉況時に
用いる技術が開示されている。

【０００９】また、特開平４−6207号公報には、高炉に
設置される各種センサの出力データの有用性を操業実績
に基づいて重み係数で表し、操業アクションを推論判定
する制御にこの重み係数を用いる技術が開示されてい
る。

【００１０】さらに、特開平８−190407号公報には、ス
テーブ冷却水の供給側および排出側の温度差の予測値を
シンプレックス投影法または学習を用いて求めることに
より、定量的に予測結果を得て、操業アクションの制御
タイミングおよび制御量を的確に推論判定する技術が開
示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高炉の操業
管理は、高炉の生産性および銑鉄の品質に影響を及ぼす
だけでなく、その後の下流工程における生産性、品質に
も大きな影響を及ぼす。そのため、高炉の炉況判定およ
びこれに対する操業アクション決定に関する精度・信頼
性を向上させたいとの要請は、年々増大している。しか
し、前述した従来の技術では、このようにして増大した
近年の要請に対して、充分に応えることができない。

【００１２】すなわち、これらの従来の技術では、いず
れも、そのデータ処理過程で推論ロジックを用いた推論
判定を行っている。これは、複雑な炉況を判定するに
は、高炉プロセスコンピュータが取り込んでいるデータ
だけに基づいた演算処理を行うのでは不充分であり、こ
れを補うためである。しかし、推論ロジックが現実の炉
況に対応し切れないことが多く、このために高炉の炉況
判定および決定される操業アクションに対する精度・信
頼性に限界があり、上記の要請に充分に応えることがで
きなかった。

【００１３】また、これらの従来の技術では、推論判定
を行うための演算量が増加し、高炉プロセスコンピュー
タの余剰部分だけでは演算処理を賄うことが難しくな
る。そのため、その実施に際しては、既存の高炉プロセ
スコンピュータ以外に小型のコンピュータ等を新たに導
入して推論判定のための演算を行う必要があり、装置全
体が複雑化・大型化してしまう。

【００１４】さらに、これらの従来の技術では、推論ロ
ジックは現実の炉況にできるだけ正確に対応するために
不可避的に複雑なものとなる。ところで、この推論ロジ
ックは、高炉の経年変化に対応したメンテナンス、すな
わちプログラム変更を行う必要があるが、複雑化のため
にメンテナンス性が極めて悪く、長期間連続して操業さ
れる高炉の操業管理には、相応しくないという課題もあ
った。

【００１５】ここに、本発明の目的は、従来の技術が有
するこれらの課題に鑑み、高炉の炉況判定および操業ア
クションの決定を行うに際し、現在要求されている精度
を充分に満足する炉況管理を行うことができ、高炉の経
年変化に対するメンテナンス性が良好であって、さら
に、装置全体の複雑化・大型化を可及的抑制することが
できる高炉炉況異常時の操業支援装置および操業支援方
法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討を重ねて、以下に列記する知見
(i) 〜知見(iv)を得ることができ、これらの知見に基づ
いて、本発明を完成した。

【００１７】(i) 高炉の炉況判定および操業アクション
決定に関する精度を向上するには、これまでには高炉プ
ロセスコンピュータに入力してないが炉況を示す実測デ
ータも新たに入力して、制御因子を増加することが有効
である。このような実測データとしては、高炉炉頂装
入物面高さを示すサウジングの値が、急激に１方位のみ
１ｍ以上降下する状態を示すドロップ回数、高炉炉頂
装入物面高さを示すサウジングの値が、急激に２方位以
上同時に１ｍ以上降下する状態を示すスリップ回数、
高炉炉頂発生ガス量が急激に増加する状態を示すＢガス
振り回数、高炉送風量を通常操業時に比べ減少させて
いる状態を示す減風有無がある。

【００１８】(ii)これらの実測データは、これまでに
も、高炉に設置された各種センサによりデータ採取は行
われていたが、全体的に長周期で増幅するとともに短周
期で急激な振幅を示す突発値であるため、センサにより
アナログ値として取り込んだ後に高炉プロセスコンピュ
ータへ入力するためにデジタル変換すると、包含される
ノイズにより、適正な変換を行うことが容易ではなかっ
た。そのため、高炉プロセスコンピュータへの自動入力
に適さない実測データであると判断されていた。また、
高炉の炉況判定および操業アクション決定に対する影響
は確かに認められるものの、さほど大きなものでもない
とも判断されており、これまでは、高炉の炉況判定およ
び操業アクションの決定因子としては用いられてこなか
った。

【００１９】しかし、本発明者は、これらの実測データ
を用いて高炉の炉況判定および操業アクション決定に対
する精度・信頼性を検討したところ、意外にも、他の手
段では達成し得ない極めて高い精度が得られ、現在要求
されている精度を充分に満足する炉況管理を行うことが
可能となることを知見した。また、このような精度向上
により、従来の技術で用いていた推論判定を廃すること
もでき、この観点からもより高精度の炉況管理を行うこ
とができることを知見した。

【００２０】(iii) 前述したように、これらの実測デー
タは、高炉プロセスコンピュータへの自動入力に適さな
いものであるため、操業者により手動入力することとす
ればよい。

【００２１】(iv)特に正確な操業アクションをとること
が困難な炉況異常時に限定することにより、演算量を低
減し、これにより、高炉プロセスコンピュータ以外の他
のコンピュータを用いずに済むため、装置全体、高炉プ
ロセスコンピュータの演算ロジックの簡素化を図ること
ができる。

【００２２】ここに、本発明の要旨とするところは、高
炉プロセスの管理および制御を行う高炉プロセスコンピ
ュータと、高炉プロセスコンピュータに、高炉プロセス
の管理および制御のために有効であって自動入力に適す
る第１データ群を自動入力する自動入力手段と、高炉プ
ロセスコンピュータに、高炉プロセスの管理および制御
のために有効であって自動入力に適さない第２データ群
を手動入力する手動入力手段とを備える高炉炉況異常時
の操業支援装置であって、高炉プロセスコンピュータ
が、自動入力された第１データ群をデータ処理して炉況
を示す加工データ群を演算し、演算した加工データ群と
予め操業実績に基づいて設定された加工データ群に関す
る基準値とを比較して、推論ロジックを用いずに、炉況
を判定し、炉況異常と判定した場合には、演算したソリ
ューションロス帯高さと手動入力された第２データ群と
に基づいて高炉に対する操業アクションを決定すること
を特徴とする。

【００２３】上記の本発明にかかる高炉炉況異常時の操
業支援装置において、第２データ群が、ドロップ回数、
スリップ回数、Ｂガス振り回数および減風有無の少なく
とも１種に関する実測データであることを、例示するこ
とができ、また、第１データ群が、ステーブ温度、溶銑
温度、炉頂ガス成分、送風量、補助燃料吹込量、酸素吹
込量、炉頂原料装入量、炉頂原料装入時間および出銑量
それぞれに関する実測データであるとともに、加工デー
タ群が、直接還元率、ソリューションロス反応量、残銑
量、計算出銑量および炉頂ガス比それぞれに関する加工
データであることを例示できる。

【００２４】また、上記の本発明にかかる高炉炉況異常
時の操業支援装置において、高炉に対するアクション
が、演算したソリューションロス帯高さと、ソリューシ
ョンロス帯高さ基準値と、ソリューションロス反応量
と、直接還元率とに基づいて、決定されることを、例示
できる。

【００２５】さらに、別の観点からは、本発明は、高炉
プロセスの管理および制御のために有効であって自動入
力に適する第１データ群を高炉プロセスコンピュータに
自動入力し、自動入力された第１データ群を高炉プロセ
スコンピュータによりデータ処理して炉況を示す加工デ
ータ群を演算し、演算した加工データ群と予め高炉実績
に基づいて設定した加工データ群に関する基準値とを比
較して、推論判定を行うことなく、炉況を高炉プロセス
コンピュータにより判定し、炉況異常と判定された場合
には、高炉プロセスの管理および制御のために有効であ
って自動入力に適さない第２データ群を高炉プロセスコ
ンピュータに手動入力し、高炉プロセスコンピュータに
より、演算したソリューションロス帯高さと手動入力さ
れた第２データ群とに基づいて高炉に対する操業アクシ
ョンを決定することを特徴とする高炉炉況異常時の操業
支援方法である。

【００２６】これらの本発明を実施するに際しては、炉
況判定に用いた各数値を、適宜手段により表示すること
により、操業者にとって使用し易く、かつ信頼性の高い
ものとすることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる高炉炉況異
常時の操業支援装置および操業支援方法の実施形態を、
添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

【００２８】図１は、本実施形態における高炉炉況異常
時の操業支援装置の構成を概念的に示す説明図である。
本実施形態の操業支援装置１は、略述すれば、高炉プロ
セスの管理および制御を行う高炉プロセスコンピュータ
２と、高炉プロセスコンピュータ２に第１データ群３を
自動入力する自動入力手段４と、高炉プロセスコンピュ
ータ２に第２データ群５を操業者により手動入力する手
動入力手段６とを備える。

【００２９】(自動入力手段４)第１データ群３は、ステ
ーブ温度、溶銑温度、炉頂ガス成分、送風量、補助燃料
吹込量、酸素吹込量、炉頂原料装入量、炉頂原料装入時
間および出銑量それぞれに関する実測データである。こ
れら第１データ群３は、高炉プロセスの管理および制御
のために有効であって自動入力に適するデータであるこ
とから、これまでにも、高炉プロセスコンピュータ２に
自動入力されており、本実施形態の操業支援装置１にお
いても第１データ群３および自動入力手段４は、そのま
ま用いることとする。

【００３０】(手動入力手段６)第２データ群５として、
ドロップ回数、スリップ回数、Ｂガス振り回数および減
風有無それぞれに関する実測データである。これらは、
高炉プロセスの管理および制御のために有効であるもの
の、前述したように、全体的に長周期で増幅するととも
に短周期で急激に増幅する突発値として入力されるため
に自動入力に適さないデータである。そこで、これらの
第２データ群５に関しては、操業者の手入力により、高
炉プロセスコンピュータ２へ入力する。ドロップ回数、
スリップ回数およびＢガス振り回数については、例えば
１時間当たりの発生回数（回／Hr) を入力し、減風有無
については、１ (有り) または０ (無し) をフラグとし
て入力する。

【００３１】なお、本実施形態では、第２データ群５と
して、ドロップ回数、スリップ回数、Ｂガス振り回数お
よび減風有無それぞれに関する実測データを用いたが、
本発明はこのような態様に限定されるものではなく、操
業条件等により、これらの実測データの少なくとも１種
を用いるようにしてもよい。

【００３２】(高炉プロセスコンピュータ２)本実施形態
の操業支援装置１では、従来から使用されてきた既設の
高炉プロセスコンピュータ２を用い、他のマイクロコン
ピュータのような新たな演算装置を追加する必要がな
い。そのため、装置全体の簡素化を図ることができる。

【００３３】本実施形態の操業支援装置１は、高炉炉況
異常時の診断を行うことを目的とするため、高炉プロセ
スコンピュータ２には自動入力された第１データ群３の
１時間毎の平均値が所定のタイミングで入力され、高炉
プロセスコンピュータ２によりこれらのデータにデータ
処理を行うことにより、高炉状況を示す加工データ群を
演算する。本実施形態における加工データ群は、直接還
元率、ソリューションロス反応量、残銑量、計算出銑量
および炉頂ガス比である。

【００３４】さらに、本実施形態では、高炉プロセスコ
ンピュータ２より、ソリューションロス帯高さMLが、高
炉数式モデルML＝f(xi) を用いて演算される。以下、ソ
リューションロス帯高さMLの算出手順を、算出の前提と
なる仮定１〜仮定３とともに、説明する。

【００３５】[仮定１]図２は、高炉の炉内状況を示す概
念図であり、高炉10の中心線CLより半分を示す。図２に
示すように、高炉10内を、炉頂ガスサンプラー11の設置
位置に対応させて縦割りに分割とし、各ゾーン間では物
質および熱の移動はともに生じないものと仮定する。

【００３６】[仮定２]高炉10内を高さ方向に、予熱帯1
2、熱保存帯13およびソリューションロス帯14(融着帯)
に３分割し、それぞれにおいて以下に列記する反応(a)
〜反応(c) が生じると仮定する。

【００３７】(a)予熱帯12：装入物が1000℃まで加熱さ
れる。 (b)熱保存帯13：装入物温度は1000℃で一定で、鉱石の
間接還元が進行する。 (c)ソリューションロス帯14：装入物が1000〜1400℃ま
で加熱され、FeO ＋C →Fe＋CO、すなわち直接還元が進
行する。

【００３８】[仮定３]羽口15から吹き込まれた、重油お
よび湿分を含有する送風ガスは、炉内でコークスと反応
し、所謂ボッシュガス16となって、高炉10の半径方向に
関して一定の組成および温度で、仮定１で定めた縦割り
ゾーンに入る。

【００３９】これらの仮定１〜仮定３を前提とすると、
ソリューションロス帯高さMLは、高炉の炉腹部に挿通し
たゾンデから得られるガス温度および組成の実績値を用
いて、以下のようにして求められる。

【００４０】すなわち、予熱帯12の長さをx₁(i) 、ソリ
ューションロス帯14の長さをｘ_３（ｉ）、熱保存帯１３
の長さをx₂(i) とすると、予熱帯12およびソリューショ
ンロス帯14それぞれの入口部、出口部における装入物、
ガスの温度から装入物−ガス間における熱交換によっ
て、その間におけるヒートパターンが形成されるものと
すると、ヒートパターン形成に要する熱交換距離を算出
することにより、式および式が得られる。

【００４１】

【数１】

【００４２】

【数２】

【００４３】U₂(i) 、U₃(i) ：予熱帯12、ソリューショ
ンロス帯14の熱流比 A(i)：定点(i) データの代表面積 F(i)：定点(i) でのガス量 TG₁(i)〜TG₄(i)：炉頂ガスサンプラー11のレベルでのガ
ス濃度 TS₁(i)〜TS₄(i)：炉頂ガスサンプラー11のレベルでの装
入物温度 Hp(i)：熱交換係数一方、熱保存帯13は、ガス還元反応速度(FeO＋CO→Fe＋
CO₂)から長さを求める。ガス還元反応は、COガス濃度 x
_COに比例して進行するものとすると、微分方程式が立
てられる。

【００４４】

【数３】

【００４５】この微分方程式を積分して変数z につい
て解き、z ＝0 を熱保存帯13の上端レベル、z ＝ x₂(i)
を熱保存帯13の下端レベルにとると、下式が得られ
る。

【００４６】

【数４】

【００４７】ここで、 x_CO ⁽³⁾は熱保存帯13の下端にお
けるCO濃度を意味し、X _CO ⁽²⁾は熱保存帯13の上端にお
けるCO濃度を意味する。

【００４８】そこで、鉱石が溶け落ちる位置をソリュー
ションロス帯14の下端位置、すなわちソリューションロ
ス帯高さMLであるとすると、この位置は、ML＝x₁(i) ＋
x₂(i) ＋x₃(i) として求められることになり、ソリュー
ションロス帯14の幅は概ねx₃(i) に対応するため、ソリ
ューションロス帯高さMLは下式により与えられる。

【００４９】

【数５】ML＝x₃(i) ・・・・・高炉プロセスコンピュータ２では、この式に基づい
て、ソリューションロス帯高さMLを演算する。

【００５０】そして、本実施形態の操業支援装置１にお
ける高炉プロセスコンピュータ２では、演算した加工デ
ータ群と、高炉プロセスコンピュータ２に診断用として
予め入力した加工データ群に関する管理基準値とを比較
して、高炉炉況を判定する。すなわち、演算した加工デ
ータ群のうちの少なくとも一つが管理基準値を超えてい
る場合には、炉況異常であると判定し、そうでない場合
には炉況正常と判定する。

【００５１】このような炉況判定は、既設の高炉プロセ
スコンピュータ２だけの機能により実行できるものであ
るが、加工データ群と管理基準値とを比較した結果、炉
況異常であると判定されると、本実施形態の操業支援装
置１では、適宜手段による警報が出力されるとともに、
操業アクションが出力される。

【００５２】本実施形態の操業支援装置１による操業ア
クションは、高炉プロセスコンピュータ２により、式
を用いて演算されたソリューションロス帯高さML＝x
₃(i) と第２データ群５とに基づいて、決定される。

【００５３】本実施形態では、高炉プロセスコンピュー
タ２における操業アクションの決定ロジックとして、炉
熱管理ロジックと炉壁管理ロジックとの二つがあるた
め、これらの管理ロジックについて、分説する。

【００５４】[炉壁管理ロジック]炉壁管理ロジックは、
高炉プロセスコンピュータ２に自動入力されるステーブ
温度の１日平均温度 (基準温度) と、式を用いて演算
されたソリューションロス帯高さMLと、高炉プロセスコ
ンピュータ２に手動入力されるドロップ回数＋ (スリッ
プ回数×３) とにより、決定される。すなわち、炉壁管
理ロジックは、高炉炉壁に取り付けられた温度センサー
データと高炉数式モデルML＝f(xi) とを用いて、高炉内
部半径方向へ展開したソリューションロス帯高さMLの炉
壁近傍の値と、スリップ、ドロップの結果とに基づいて
操業アクションを決定するロジックである。この高炉数
式モデルML＝f(xi) は高炉の炉腹部にゾンデを挿通し、
このゾンデから得られるガス温度、組成の実績値から、
ソリューションロス帯の上部および下部の位置を求め
る。

【００５５】表１および表２には、炉壁管理ロジックの
一例を示す。なお、表１および表２において、○：活性
度に関して問題なし、△：不活性化へ移行する可能性あ
り、×：不活性化発生またはその恐れありを示してい
る。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】例えば、ソリューションロス帯高さMLが６
m 未満であって、ドロップ回数＋（スリップ回数×３）
が10回以上である場合には、表１および表２に示すよう
に、最終判定が×となり、コークス比アップによるクリ
ーニング操業実施という操業アクションが出力される。

【００５９】なお、表１において、基準温度は、ステー
ブ損耗の進展状況に応じて、適宜設定を見直す。また、
表１におけるソリューションロス帯高さMLは、式によ
り演算される。

【００６０】[炉熱管理ロジック]炉熱管理ロジックは、
高炉炉内における酸化鉄還元反応のうちで一般に FeO＋
C →Fe＋COにより表される反応の比率を示す直接還元率
と、高炉炉内における化学反応のうちで CO₂＋C →2CO
により表される反応量を表すソルロス反応量と、ソリュ
ーションロス帯高さMLと、スリップ回数およびドロップ
回数と、溶銑温度の推移とから、診断する。表３には、
ソリューションロス帯高さMLとソルロス反応量と直接還
元率との関係を示す。

【００６１】また、表４〜表７には、炉壁管理ロジック
の一例を示し、表４および表５は溶銑温度の推移を示す
トーピード最高温度Ｔpig(℃) と、スリップ・ドロップ
回数により推定される荷下がり状況と、直接還元率およ
び炉頂ガスCO/CO₂比とから判定する判定ロジックを示
し、表４は増骸基準を、表５は減風基準をそれぞれ示
す。また、図３はこの判定ロジックのフロー図である。

【００６２】なお、表４において、 (ドロップ回数＋ス
リップ回数×３) が６回以上を荷下がり異常とした。ま
た、この判定ロジックでは、炉熱低下時は炉熱回復を
優先し、BM上昇は行わないこと、炉熱低下時には、PC
I 、Tar は吹込可能な限り吹込を継続することを前提と
した。

【００６３】

【表３】

【００６４】

【表４】

【００６５】

【表５】

【００６６】一方、表６および表７は直接還元率、ソリ
ューションロス反応量、スリップ・ドロップ回数等によ
り診断するロジックを示し、図４はこの判定ロジックの
フロー図である。

【００６７】

【表６】

【００６８】

【表７】

【００６９】なお、増骸判断指標を示す表６において、
減風直後にはソリューションロス帯高さMLが変動して適
切な判断が困難になるため、大幅な減風時 (−1000Nm³/
min以上) には、平均ソリューションロス帯高さMLが8.5
以下の欄を判断指標として用いる。

【００７０】例えば、１Tap で溶銑温度Ｔpig(℃) が14
50℃未満になった場合、荷下がり正常なときは増骸＋50
K 、荷下がり異常またはＢガス振りのときは増骸＋800K
となる。

【００７１】なお、高炉プロセスコンピュータ２による
各種演算、炉壁管理ロジックさらには炉熱管理ロジック
等において用いる管理基準値や定数等は、プログラムと
は別に設けた定数データファイルに記憶させておき、高
炉の経年変化により管理基準値や定数基準値等を変更す
る場合には、この定数データファイルに設けた各数値を
変更する。これにより、メンテナンス性を改善すること
ができる。

【００７２】図５は、本実施形態の高炉炉況異常時の操
業支援装置10の動作順を概念的に示す説明図である。同
図に示すように、高炉プロセスコンピュータは、所定の
タイミングでセンサーから入力されて１時間周期で平均
されたデータを第１データ群11として自動的に取り込
み、自動的に取り込んだ第１データ群11を加工して得ら
れる第２データ群13に基づき、例えば溶銑温度低下とい
った炉況異常の診断12が行われており、炉況診断の結果
が異常である場合には高炉プロセスコンピュータにより
警報出力14 (アラーム出力) が行われ、これに基づき操
業者により高炉プロセスコンピュータの画面選択15が行
われることにより、本実施例の操業支援装置10が起動さ
れる。

【００７３】そして、高炉プロセスコンピュータに所定
タイミングで取り込まれる第１データ群16 (センサーデ
ータ) 、第１データ群16に基づいて高炉プロセスコンピ
ュータで作成された直接還元率、ソリューションロス反
応量等の高炉炉況を示す加工データ13、および高炉数式
モデルにより算出した炉況判断データは、高炉プロセス
コンピュータに自動入力される。

【００７４】一方、高炉プロセスコンピュータへ自動入
力することが困難なスリップ、吹き抜け等の第２データ
群17は、操業者により高炉プロセスコンピュータへ手入
力される。

【００７５】高炉プロセスコンピュータでは、これらの
データに基づいて基準判断18を行い、前述した操業アク
ション決定ロジックを用いて、操業アクションガイダン
ス19を出力する。この操業アクションガイダンス19に基
づき、操業者は操業指示20を行う。

【００７６】図６は、炉況診断の際における高炉プロセ
スコンピュータの画面表示の一例を示す説明図である。
同図に示すように、炉況診断に使用したデータを画面表
示して判定ロジックを視認することにより、操業診断の
信頼性を高めることができる。

【００７７】このように、本実施形態の操業支援装置１
によれば、高炉の炉況判定および操業アクションの決定
を行うに際し、推論ロジックを用いずに、現在要求され
ている精度を充分に満足する炉況管理を行うことがで
き、高炉の経年変化に対するメンテナンス性が良好であ
って、さらに、装置全体の複雑化・大型化を可及的抑制
することができる。

【００７８】また、本実施形態の操業支援装置１は、高
炉炉況異常時の診断だけを行い、炉況が定常状態である
場合には判定は行わないとともに、診断結果からの炉熱
の制御は行わないという限定された機能しか持たないた
め、装置全体のシステムを小型化・簡素化することがで
きる。

【００７９】また、炉況診断に当たり、診断に使用した
データを画面表示して判定ロジックを確認できるように
することにより、操業診断の信頼性を高めることができ
る。

【００８０】

【実施例】さらに、本発明にかかる高炉炉況異常時の操
業支援装置および操業支援方法の実施例を、実施データ
を参照しながら、詳述する。

【００８１】(第１実施例)高炉操業時の溶銑温度とコー
クス比との推移の一例を、図７にグラフで示す。このグ
ラフにおいて、溶銑温度は、Tap1、Tap2、・・・・、Ta
p5と順次低下している。

【００８２】ここで、従来の操業法であれば、大部分の
操業者はTap3まで溶銑温度が低下した時に炉熱低下の危
険性を判断し、コークス比をC₀からC₁へ上昇させる操業
アクションを採用し、炉熱回復を図る。しかし、この操
業アクションでは一点鎖線で示すように、操業アクショ
ンの変更幅が小さく、炉熱回復を図ることができなかっ
た。

【００８３】これに対し、本発明によれば、Tap3におい
てコークス比をC₀からC₂へ上昇させる大幅な操業アクシ
ョンを採用することができ、所望の炉熱回復を図ること
ができた。

【００８４】(第２実施例)図８〜図13は、高炉操業時に
おける高炉炉況を示す各種データを示すグラフであり、
図８は送風量、送風圧力、送風温度および送風湿分を示
し、図９は溶銑温度、炉頂ガス温度平均、炉頂ガス比お
よび酸素吹込量を示し、図10は装入速度を示し、図11は
酸素吹込量、Ｂガス発生量、炉頂圧力および銑鉄生産速
度を示し、図12は炉況指数、ソリューションロス反応
量、水素利用率および炉頂散水流量を示し、図13はソリ
ューションロス帯高さML、直接還元率、間接還元率およ
び水素還元率を示す。

【００８５】図９のＡ部では溶銑温度の低下は認められ
ないため、従来の操業法であれば、大部分の操業者は特
段の操業アクションはとらない。これに対し、本発明に
よれば、図９、図10のＢ部において認められる荷下がり
の不調、図12のＣ部におけるソリューションロス反応量
の上昇、図13のＤ部における直接還元率の上昇等から、
表７のアクション１に基づき、 Tarアップおよび送風湿
分低下という操業アクションを行い、炉熱回復を図るこ
とができ、これにより、Ｂ部における炉熱低下を早期に
回復することが可能となった。

【００８６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる高
炉炉況異常時の操業支援装置および操業支援方法によ
り、現在要求されている精度を充分に満足する炉況管理
を行うことができ、高炉の経年変化に対するメンテナン
ス性が良好であって、さらに、装置全体の複雑化・大型
化を可及的抑制しながら、高炉の炉況判定および操業ア
クションの決定を行うことが可能となった。かかる効果
を有する本発明の意義は極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態における高炉炉況異常時の操業支援装
置の構成を概念的に示す説明図である。

【図２】高炉の炉内状況を示す概念図である。

【図３】炉壁管理ロジックのフロー図である。

【図４】炉壁管理ロジックのフロー図である。

【図５】実施形態の高炉炉況異常時の操業支援装置の動
作順を概念的に示す説明図である。

【図６】炉況診断の際における高炉プロセスコンピュー
タの画面表示の一例を示す説明図である。

【図７】第１実施例における溶銑温度とコークス比との
推移の一例を示すグラフである。

【図８】高炉操業時における送風量、送風圧力、送風温
度および送風湿分を示すグラフである。

【図９】高炉操業時における溶銑温度、炉頂ガス温度平
均、炉頂ガス比および酸素吹込量を示すグラフである。

【図１０】高炉操業時における装入速度を示すグラフで
ある。

【図１１】高炉操業時における酸素吹込量、Ｂガス発生
量、炉頂圧力および銑鉄生産速度を示すグラフである。

【図１２】高炉操業時における炉況指数、ソリューショ
ンロス反応量、水素利用率および炉頂散水流量を示すグ
ラフである。

【図１３】高炉操業時におけるソリューションロス帯高
さML、直接還元率、間接還元率および水素還元率を示す
グラフである。

【符号の説明】

１操業支援装置２高炉プロセスコンピュータ３第１データ群４自動入力手段５第２データ群６手動入力手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉プロセスの管理および制御を行う高
炉プロセスコンピュータと、当該高炉プロセスコンピュータに、前記管理および制御
のために有効であって自動入力に適する第１データ群を
自動入力する自動入力手段と、前記高炉プロセスコンピュータに、前記管理および制御
のために有効であって自動入力に適さない第２データ群
を手動入力する手動入力手段とを備える高炉炉況異常時
の操業支援装置であって、前記高炉プロセスコンピュータは、自動入力された第１
データ群をデータ処理して炉況を示す加工データ群を演
算し、演算して得た前記加工データ群と予め操業実績に
基づいて設定された前記加工データ群に関する基準値と
を比較して、推論ロジックを用いずに、炉況を判定し、
炉況異常と判定した場合には、演算したソリューション
ロス帯高さと手動入力された前記第２データ群とに基づ
いて高炉に対する操業アクションを決定することを特徴
とする高炉炉況異常時の操業支援装置。
【請求項２】前記第２データ群は、ドロップ回数、ス
リップ回数、Ｂガス振り回数および減風有無の少なくと
も１種に関する実測データである請求項１記載の高炉炉
況異常時の操業支援装置。
【請求項３】前記第１データ群は、ステーブ温度、溶
銑温度、炉頂ガス成分、送風量、補助燃料吹込量、酸素
吹込量、炉頂原料装入量、炉頂原料装入時間および出銑
量それぞれに関する実測データであるとともに、前記加
工データ群は、直接還元率、ソリューションロス反応
量、残銑量、計算出銑量および炉頂ガス比それぞれに関
する加工データである請求項１または請求項２記載の高
炉炉況異常時の操業支援装置。
【請求項４】高炉プロセスの管理および制御のために
有効であって自動入力に適する第１データ群を高炉プロ
セスコンピュータに自動入力し、自動入力された前記第
１データ群を前記高炉プロセスコンピュータによりデー
タ処理して炉況を示す加工データ群を演算し、演算した
前記加工データ群と予め高炉実績に基づいて設定した前
記加工データ群に関する基準値とを比較して、推論判定
を行うことなく、炉況を前記高炉プロセスコンピュータ
により判定し、炉況異常と判定された場合には、前記管
理および制御のために有効であって自動入力に適さない
第２データ群を前記高炉プロセスコンピュータに手動入
力し、当該高炉プロセスコンピュータにより、演算した
ソリューションロス帯高さと手動入力された前記第２デ
ータ群とに基づいて高炉に対する操業アクションを決定
することを特徴とする高炉炉況異常時の操業支援方法。