KR20000002838A - Apparatus and method for estimating movement of bell-less blast furnace charge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법에 관한 것으로, 특히 벨-레스 고로의 장입에 있어서 고로 내부에 투입된 140여 차지수에 대한 장입물의 강하하는 추이를 예측하고 고로내부에 체류하고 있는 장입물의 강하위치 및 장입차지의 풍구 도달시간을 정량적으로 예측하여 화면표시함으로써, 조업자의 오장입과 외란요인에 의한 조업 액션시기를 정확하게 결정할 수 있도록 한 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법에 관한 것이다.The present invention relates to a behavior prediction device and method of the bell-less blast furnace charging, in particular, in the charging of the bell-less blast furnace predicts the falling trend of the charge of about 140 charges put into the blast furnace Quantitatively predict and display the descent location of charges and the arrival time of the charging charges, so that the behavior of bell-less blast furnace charging can be accurately determined by the operator's misuse and disturbance factors. An apparatus and a method thereof are provided.
일반적으로, 종래 벨-레스 고로의 입도별 장입방법에 대해서 간단히 설명하면, 코크스(coke)1차지(charge),대립광석 1차지, 소립광석 1차지를 모두합쳐 전체 1차지하고 하며, 이 전체1차지를 고로내부로 반복 장입하는데, 이와같은 장입과정은 원료 준비조에서 고로에 투입할 량만큼 평량과정을 통해 계측한후, 이 계측량에 따라 장입량을 노정 장입호퍼로 수입하여 장입준비를 하고, 용광로 내부의 연료 및 철광석이 존재하는 위치에서 장입물축적장치로부터 위치를 인식하여 1.0~1.2M기준으로 다음 장입을 반복수행하여 장입된 량이 장입기준선(12)에 도달하면, 이를 리사이클링(RECYCLING)하여 1일 140여회 장입을 수행하고 있다.In general, a brief description of the method of charging by size of the conventional bell-less blast furnace, the coke (charge), the alternative ore charges, and the small ore charges in total, the first full charge, this full charge The charging process is repeated into the blast furnace, and this charging process is measured by the basis weight process as much as the input amount from the raw material preparation tank to the blast furnace, and then the charging amount is imported into the top loading hopper according to the measured amount and prepared for charging. Recognizing the position from the charge storage device at the position of the fuel and iron ore inside, and repeating the next charging on the basis of 1.0 ~ 1.2M, when the charged amount reaches the charging baseline 12, it is recycled (RECYCLING) 1 It carries about 140 charges a day.
상기한 코크스와 대립광석 및 소립광석으로 이루어진 장입된 장입물에 있어서, 고로 하부에 원주방향으로 설치된 다수의 풍구(대략, 34개)를 통해 고온의 열풍(1200℃)을 불어 넣음으로서 환원반응을 통해 상기 장입물인 철광석이 용해되어 작업자가 출선구를 개방시킴으로서 고로 외부로 배출된다.In the charged charge consisting of coke, allele and small ore, the reduction reaction is performed by blowing high temperature hot air (1200 ° C.) through a plurality of circumferences (approximately 34) installed in the circumferential direction at the bottom of the blast furnace. Through the iron ore that is the charge is dissolved through the operator opening the exit port is discharged to the outside of the blast furnace.
이와같은 종래 벨-레스 고로의 입도별 장입방법에 있어서, 140여 차지를 장입하는 과정에서는 생산공정, 고로내부에 연, 원료를 투입하는 원료의 수송공정, 장입공정등의 이상으로 인하여, 고로에서 원하는 연, 원료의 량보다 적게 투입되거나 과다하게 투입되었을 경우에는 부족한 량만큼의 원료, 즉 코크스(COKE)를 더 보상하여 투입하여야 하고, 또한 광석이 적게 오장입 되었을 경우에는 용선량이 적어지므로 오장입 된만큼의 량을 추가로 보상하여야 하는 등과 같이, 종래에는 조업액션(ACTION)을 실시함에 있어 객관적으로 판단하기 어려운 문제점이 있었던 것이다.In this conventional bell-less blast furnace charging method according to the size, in the process of charging more than 140 charges in the blast furnace due to the abnormalities such as the production process, the transportation process of the raw material to be fed into the blast furnace, the charging process, etc. If less than the desired amount of lead or raw material is added or excessively added, the amount of raw material, ie, COKE, should be compensated for more, and if less ore is added, the amount of molten iron will be less. In the related art, it is difficult to objectively judge an operation in performing an operation such as to compensate the amount as much as possible.
또한, 장입차지수가 고로내부에서 어느부위에 위치하고 있으며, 용선으로 배출이 어느시점에 되는지등과 같은 고로내부의 조업상황을 직접 육안으로 관찰할 수 있는 정량적이면서 객관적인 방법이 없는 관계로, 이와같은 조업상의 조건들로 인하여 특정 장입차지(charge)수가 어느시점에 풍구에 도달하여서 용선화 되는지와 조업의 이상변화시 예측적인 해석하는데 어려움이 많았으며, 또한 장입물의 정량적인 추적관리가 불가능함으로서 오직 조업자의 경험에 의한 감각적인 판단에 의존할수 밖에 없는 문제점이 있었다.In addition, since there is no quantitative and objective way to directly observe the operation situation inside the blast furnace such as where the charging vehicle index is located in the blast furnace, and when is the discharged to the charter ship. Due to the conditions of the award, it was difficult to predict when certain charges reached the tug-of-war at the time of the tug-of-war and to predictively predict changes in the operation. There was a problem that we had to rely on sensory judgment based on experience.
또한, 고로내부에 투입된 장입물의 특정 차지(charge)가 어느위치에 도달했는지를 판단하는 방법으로는 개략적으로 1일 140여회의 장입 차지수가 결정되어 장입하게 되는데, 여기에서 장입시 오장입이라든가, 장입을 저해하는 외란요인들이 고려되지 않은 장입차지(charge)간 시간간격을 단순히 10분으로 일정하게 설정하고 1일 동안의 차지(charge)번호(NO)당 예상 차지(charge)시간을 수계산하는 것이기 때문에, 차지 속도가 빨라지고 있는지, 아니면 느려지고 있는지에 대해서만 대략적으로 판단하였으며, 이는 개략적으로 10분이라는 시간설정이 1일 연, 원료의 철광석이 노내부에 투입되어 노내 체류하여 있는 장입차지(charge)수, 풍구의 도달시간, 특정장입물의 강하위치등과 같은 변수들에 대한 판단이 전혀 고려되지 않은 개략적인 수작업에 의존하고 있는 문제점이 있었던 것이다..In addition, as a method of determining which position of a particular charge of the charges charged into the blast furnace has been reached, approximately 140 charge charges per day are determined, and the charges are charged. It is to simply set the time interval between charges that are not considered disturbance factors to 10 minutes and to calculate the estimated charge time per charge number (NO) for 1 day. Therefore, it was only roughly judged whether the charging speed was increasing or slowing down, which is approximately 10 minutes per day, and the number of charges that the iron ore of the raw material was put in the furnace and stayed in the furnace. Doors that rely on rough manual work, with no judgment of variables such as the time of arrival of the tuyere, the location of descent of a particular load, etc. There was a problem.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 고로 내부에 투입된 140여 차지수에 대한 장입물의 강하하는 추이를 예측한후, 이에 따른 고로내부에 체류하고 있는 장입물의 강하위치 및 장입차지의 풍구 도달시간을 정량적으로 예측하여 화면표시하도록 한 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and therefore, the object of the present invention is to predict the falling trend of the charges for more than 140 charges put into the blast furnace, and then the charges that remain in the blast furnace accordingly The present invention provides a method for predicting the behavior of a bell-less blast furnace charging charge and a method for quantitatively predicting and displaying the water descent position and the charging bulb arrival time.
본 발명의 다른목적은 조업자의 오장입과 외란요인에 의한 조업 액션시기를 정확하게 결정할 수 있도록 함으로서, 조업자의 오장입과 외란요인에 의한 조업액션시기를 정확하게 결정가능하여 노황안정을 도모하고 조업자의 조업감시를 보다 효과적으로 할수있어 생산성 향상을 꾀할 수 있는 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to accurately determine the timing of the operation action due to misoperation and disturbance factors of the operator, it is possible to accurately determine the timing of the operation action by the misoperation and disturbance factors of the operator to promote the yellowing stability and The present invention provides a bell-less blast furnace charging prediction device and a method for improving productivity by monitoring more effectively.
도 1은 본 발명에 따른 벨-레스 고로내부의 장입물 유효 내용적을 산출하기 위한 고로의 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view of a blast furnace for calculating an effective contents of a charge inside a bell-less blast furnace according to the present invention.
도 2는 본 발명의 고로내부에 장입된 장입물의 차지(charge)가 쌓여 강하되는 고로내부에 대한 모식 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of the interior of the blast furnace in which the charge (charge) charged in the interior of the blast furnace is accumulated and dropped.
도 3은 도 2의 장입물 장입순서에 의한 장입 1차지(charge)에 대한 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of a charging primary charge according to the charging procedure of FIG. 2.
도 4는 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치에 대한 구성도이다.Figure 4 is a block diagram of the behavior prediction device of the bell-less blast furnace charging according to the present invention.
도 5는 도 4의 화면표시장치에 표시되는 화면표시상태로서, 도 5A는 본 발명에 따라 1/110 고로 축소모형에 대해 장입물 차지(charge)의 전체 강하위치 표시도이고, 도 5B는 도 4의 노내장입 광석위치 예측방법을 통한 실시데이타 테이블이며, 도 5C는 본 발명에 따라 산출된 풍구도달 장입차지(charge)수와 노내 체류장입물 차지(charge)수를 보이는 테이블이다.FIG. 5 is a screen display state displayed on the screen display device of FIG. 4, FIG. 5A is a view showing an entire drop position of a charge for a 1/110 blast furnace reduction model according to the present invention, and FIG. 5B is a view of FIG. 4 is an implementation data table through the method for predicting the furnace loading ore position of FIG. 4, and FIG. 5C is a table showing the number of wind charge reaching charges and the number of charges in the furnace stay charged according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법을 보이는 플로우챠트이다.Figure 6 is a flow chart showing a behavior prediction method of the bell-less blast furnace charging charge according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
9 : 연화 융착대(連化 融着臺) 10 : 고로(高爐)9: softening fusion zone 10: blast furnace
10-1 : 용선층(溶銑層) 10-2 : 슬라그(slag)층10-1: molten iron layer 10-2: slag layer
11 : 풍구(風口) 12 : 장입기준선11: wind mouth 12: charging baseline
13 : 장입물추적장치(SOUNDING) 13-1 : 추(weight)13: SOUNDING 13-1: weight
16 : 출선구(tap hole) 20 : 대립 소결광층16 tap tap 20 opposing sintered ore layer
21 : 코우크스 층 22 : 소결광석층21 coke layer 22 sintered ore layer
25 : 중심 코크스(coke) 26 : 장입물 1차지(charge)25: center coke 26: 1 charge of the charge
30 : 장입물 강하방향 표시선 50 : 차지 이벤트 발생부30: charge drop direction line 50: charge event generating unit
51 : 하위 레벨 컴퓨터 ECC : 전기신호 통신제어기51: low level computer ECC: electrical signal communication controller
ICC : 계장컴퓨터 52 : 호스트 컴퓨터(HOST COMPUTER)ICC: Instrument Computer 52: HOST COMPUTER
53 : 프로세스 컴퓨터(PROCESS COMPUTER) 54 : 화면출력장치53: process computer 54: display output device
55 : 로깅 프린터(LOGGING PRINTER)55: LOGGING PRINTER
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 장치는 고로 상부에 설치되어 장입물레벨을 측정하는 장입물추적장치를 포함하는 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치에 있어서, 차지이벤트 발생시점데이타 및 장입물에 대한 평량데이타와, 고로데이타, 연,원료에 대한 데이타를 포함하는 조업데이타를 하위레벨컴퓨터로 제공하는 차지 이벤트 발생부; 상기 차지 이벤트 발생부로부터의 각종데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송함과 동시에, 상기 장입물추적장치(13)로부터의 장입물레벨 검출신호를 디지탈데이타로 변환시켜 프로세스 컴퓨터로 전송하는 하위레벨컴퓨터; 소결공정(고로공정의 전(前)공정)의 장입 연, 원료의 성상 데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송하는 호스트컴퓨터; 상기 하위레벨컴퓨터로부터 전송된 차지 이벤트(EVENT) 발생시점부터 동작을 수행하여, 사전에 내장된 고로 장입차지에 대한 거동예측방법에 따라, 고로내부의 총 체적, 기준 유효 내용적, 각 장입차지별 체적, 기준 유효 장입물 내용적에서의 각 차지 길이, 차지장입시 풍구까지의 도달시간을 각각 순차로 구한후, 이후 축소된 고로모형에 장입물 차지의 전체 차지에 대한 강하위치를 표시하여 디스플레이되도록 제어함과 동시에, 고로내 장입 광석위치 예측데이타, 풍구도달 장입차지수와 노내 체류장입물 차지수를 디스플레이하도록 제어하는 프로세스 컴퓨터; 상기 프로세스 컴퓨터의 제어에 따라 고로 장입차지의 거동예측한 데이타를 화면출력하는 화면출력장치; 를 구비함을 특징으로 한다.As a technical means for achieving the above object of the present invention, the device of the present invention is a bell-less blast furnace charging prediction device including a charge tracking device installed on top of the blast furnace to measure the charge level A charge event generation unit for providing operation data including a basis weight data of the charge event occurrence point data and the charges, and blast furnace data, data of the lead and raw materials to the lower level computer; A lower level computer which transmits various data from the charge event generating unit to the process computer, and converts the charge level detection signal from the charge tracking device 13 into digital data and transmits the digital data to the process computer; A host computer transferring charge lead and property data of raw materials to the process computer during the sintering process (before the blast furnace process); The operation is performed from the time of occurrence of the EVENT transmitted from the lower level computer, and according to the behavior prediction method for the blast furnace charging preloaded, the total volume inside the blast furnace, the reference effective contents, and the respective charging charges. After calculating the volume, the length of each charge in the contents of the standard effective contents, and the time to reach the tuyere at the time of charging, respectively, in sequence, the reduced position of the total charge of the contents of the charge is displayed on the reduced blast furnace model. A process computer for controlling to display the blast furnace loading ore position prediction data, the wind ball reaching charge index and the in-furnace holding charge number; A screen output device for outputting data predicting the behavior of the blast furnace charging under the control of the process computer; Characterized in having a.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 기술적인 수단으로써, 본 발명의 방법은 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법에 있어서, 고로상부의 장입기준선에서 고로의 풍구 상부까지의 사전에 설정한 각 구간별 체적으로 상기 고로내부의 총 체적을 구하는 제1단계; 상기 총 체적에서 장입물 추적장치에 의해 측정된 범위의 공간을 제외하여 고로내부의 장입물에 대한 기준 유효 내용적을 구하는 제2단계; 상기 고로내부의 기준 유효 내용적내에 존재가능한 각 장입차지별 체적을 구하는 제3단계; 상기 각 장입차지별의 체적에 따른 기준 유효 내용적에서의 길이를 산출하고, 장입 차지번호에 대해 장입 기준선으로부터 해당 차지길이 만큼의 간격으로 차지의 위치를 구분하여 상기 장입물 기준 유효 내용적에서의 각 차지의 길이를 산출하는 제4단계; 상기 고로내부의 상부에 장입된 광석에 대해 최근 3차지 장입물의 평균강하시간을 정량적으로 산출한후, 장입물의 가장 최근차지가 장입되었을시 반용융상태로의 풍구상부까지 도달하는 시간을 산출하는 제5단계; 상기 제1단계에서 제5단계를 통해서, 고로내부에 체류하는 장입물의 차지수와, 차지별 장입물 강하 위치와, 풍구선까지의 시간예측을 각각 연산한후에, 고로 축소모형에 대해 장입물 차지의 전체 강하위치, 노내장입 광석위치 예측방법을 통한 실시데이타, 풍구도달 장입차지수와 노내 체류장입물 차지수를 보이는 데이타등의 예측데이타를 화면출력장치로 최종 디스플레이하는 제6단계; 로 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, as another technical means for achieving the object of the present invention, the method of the present invention is a method for predicting the behavior of the bell-less blast furnace charging charge, the pre-set from the charging baseline of the upper part of the blast furnace to the top of the blast furnace blast furnace A first step of obtaining the total volume inside the blast furnace by volume for each section; A second step of obtaining a reference effective contents for the contents of the blast furnace except for the space of the range measured by the contents tracking device in the total volume; A third step of obtaining a volume for each charging charge that can exist in the reference effective contents in the blast furnace; The length of the standard effective contents according to the volume of each charging charge is calculated, and the positions of the charges are divided by the intervals of the corresponding charging lengths from the charging baseline with respect to the charging charge number, and Calculating a length of each charge; Calculating the average descent time of the last three charges quantitatively with respect to the ore charged in the upper part of the blast furnace, and calculating the time to reach the top of the semi-molten state when the most recent charge of the charge is charged Step 5; Through the first to fifth steps, the charge number of the charges remaining in the blast furnace, the charge drop position for each charge, and the time prediction to the blowhole are respectively calculated, and then the charge charge of the blast furnace reduction model is calculated. A sixth step of finally displaying, on a screen output device, prediction data such as total descending position, implementation data through the method of predicting the loading ore position, data showing the number of windfall arrival charges and the occupancy charge in the furnace; Characterized in that made.
이하, 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a behavior prediction apparatus for a bell-less blast furnace charging charge according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 벨-레스 고로내부의 장입물 유효 내용적을 산출하기 위한 고로의 단면도이고, 도 1에서는 하기에 설명될 고로내부의 장입물 유효 내용적(RVV)을 설명하기 위해 고로(10)내부를 상부에 도시된 장입기준선(12)에서부터 풍구(11)까지를 구분함에 대한 도면이며, 또한 도 1의 고로(10)의 상부 소정부위에는 장입물 추적장치(13)가 설치되어 있다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a blast furnace for calculating a load effective content inside a bell-less blast furnace according to the present invention, and FIG. 1 illustrates a load effective contents (RVV) inside the blast furnace to be described below. 10) is a diagram for dividing the inside from the charging reference line 12 shown in the upper part to the tuyere 11, and also in the upper predetermined portion of the blast furnace 10 of Figure 1 is equipped with a charge tracking device (13). .
도 2는 본 발명의 고로내부에 장입된 장입물의 차지(charge)가 쌓여 강하되는 고로내부에 대한 모식 단면도이고, 도 3은 도 2의 장입물 장입순서에 의한 장입 1차지(charge)에 대한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치에 대한 구성도이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the inside of a blast furnace in which charges charged in the blast furnace are piled up and dropped, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a charge based on the charging sequence of FIG. 2. 4 is a block diagram of a behavior prediction device for a bell-less blast furnace charging charging according to the present invention.
도 1에서 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치는 고로(10) 상부에 설치되어 장입물레벨을 측정하는 장입물추적장치(13)와, 차지이벤트 발생시점데이타 및 장입물에 대한 평량데이타와, 고로데이타, 연,원료에 대한 데이타를 포함하는 조업데이타를 하위레벨컴퓨터(15)로 제공하는 차지 이벤트 발생부(50)와, 상기 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 각종데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송함과 동시에, 상기 장입물추적장치(13)로부터의 장입물레벨 검출신호를 디지탈데이타로 변환시켜 프로세스 컴퓨터로 전송하는 하위레벨컴퓨터(15)와, 소결공정(고로공정의 전(前)공정)의 장입 연, 원료의 성상 데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송하는 호스트컴퓨터(52)와, 상기 하위레벨컴퓨터(15)로부터 전송된 차지 이벤트(EVENT) 발생시점부터 동작을 수행하여, 사전에 내장된 고로 장입차지에 대한 거동예측방법에 따라, 고로내부의 총 체적(VVV), 기준 유효 내용적(RVV), 각 장입차지별 체적(CV), 기준 유효 장입물 내용적에서의 각 차지 길이(CL), 차지장입시 풍구까지의 도달시간(RT)을 각각 순차로 구한후, 이후 축소된 고로모형에 장입물 차지의 전체 차지에 대한 강하위치를 표시하여 디스플레이되도록 제어함과 동시에, 고로내 장입 광석위치 예측데이타, 풍구도달 장입차지(charge)수와 노내 체류장입물 차지(charge)수를 디스플레이하도록 제어하는 프로세스 컴퓨터(53), 그리고 상기 프로세스 컴퓨터(53)의 제어에 따라 고로 장입차지의 거동예측한 데이타를 화면출력하는 화면출력장치(54)로 구성한다.1 to 4, the bell-less blast furnace charging prediction device according to the present invention is installed on the blast furnace 10, the charge tracking device 13 for measuring the charge level and generation of the charge event The charge event generator 50 provides the low-level computer 15 with operation data including the basis weight data for the viewpoint data and the charges, the blast data, the lead and the raw materials, and the charge event generator ( A low-level computer 15 for transferring various data from 50) to the process computer, converting the charge level detection signal from the charge tracking device 13 into digital data, and transmitting the digital data to the process computer; From the time of charge event (EVENT) transmitted from the host computer 52 which transfers the charge lead of the process (the previous process of the blast furnace process), and the property data of the raw material to the process computer, and the lower level computer 15. According to the behavior prediction method for the blast furnace charging charged in advance, the total volume inside the blast furnace (VVV), the reference effective content (RVV), the volume of each charging (CV), and the reference effective charge After calculating each charge length (CL) and the arrival time (RT) to the tuyere at charge loading in sequence, display the drop position of the total charge of the charge in the reduced blast furnace model. At the same time as controlling, the process computer 53 for controlling the display of the blast furnace loading ore position prediction data, the number of wind charge arrival charges and the number of charges in the furnace stay, and the process computer 53 And a screen output device 54 for outputting the predicted data of the blast furnace charging according to the control.
상기 하위레벨컴퓨터(15)는 상기 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 평량과정을 통한 평량데이타를 상기 프로세스 컴퓨터(53)로 전송하는 전기신호 통신제어기(ECC)와, 상기 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 고로데이타, 연,원료에 대한 데이타를 포함하는 조업데이타를 상기 프로세스 컴퓨터(53)로 전송함과 동시에, 상기 장입물추적장치(13)로부터의 장입물레벨 검출신호를 디지탈데이타로 변환시켜 프로세스 컴퓨터(53)로 전송하는 계장컴퓨터(ICC)를 포함한다.The lower level computer 15 is an electric signal communication controller (ECC) for transmitting basis weight data through the basis weight process from the charge event generator 50 to the process computer 53, and the charge event generator 50. The operation data including the blast furnace data, the lead and the raw material data from) is transmitted to the process computer 53, and the charge level detection signal from the charge tracking device 13 is converted into digital data. Instrumentation computer (ICC), which transmits the data to the process computer 53.
상기 화면출력장치(54)는 CRT와 같은 화상을 출력할 수 있는 장치이며, 상기한 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치는 또한 상기 화면출력장치(54)에 출력된 내용을 프린팅할 수 있는 로깅프린터(logging printer)를 더 포함한다.The screen output device 54 is a device capable of outputting an image such as a CRT, and the behavior prediction device of the bell-less blast furnace charging charge can also print contents output to the screen output device 54. It further includes a logging printer.
도 5는 도 4의 화면표시장치에 표시되는 화면표시상태로서, 도 5A는 본 발명에 따라 1/110 고로 축소모형에 대해 장입물 차지(charge)의 전체 강하위치 표시도이고, 도 5B는 도 4의 노내장입 광석위치 예측방법을 통한 실시데이타 테이블이며, 도 5C는 본 발명에 따라 산출된 풍구도달 장입차지(charge)수와 노내 체류장입물 차지(charge)수를 보이는 테이블이다. 그리고, 도 6은 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법을 보이는 플로우챠트이다.FIG. 5 is a screen display state displayed on the screen display device of FIG. 4, FIG. 5A is a view showing an entire drop position of a charge for a 1/110 blast furnace reduction model according to the present invention, and FIG. 5B is a view of FIG. 4 is an implementation data table through the method for predicting the furnace loading ore position of FIG. 4, and FIG. 5C is a table showing the number of wind charge reaching charges and the number of charges in the furnace stay charged according to the present invention. And, Figure 6 is a flow chart showing a behavior prediction method of the bell-less blast furnace charging charge according to the present invention.
이와같이 구성된 본 발명에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.Operation according to the present invention configured as described above will be described in detail below based on the accompanying drawings.
도 1에서 도 6을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 먼저, 도 1을 참조하면, 도 1에서는 하기에 설명될 고로내부의 장입물 유효 내용적(RVV)을 설명하기 위해 고로(10)내부를 상부에 도시된 장입기준선(12)에서부터 풍구(11)까지를 각각 구분하고 있으며, 또한 도 1의 고로(10)의 상부 소정부위에 설치된 장입물 추적장치(13)는 고로(10)에 장입되는 장입물에 대한 장입레벨을 검출하여 하위레벨컴퓨터(15)로 제공한다.Referring to FIG. 1 to FIG. 6, first, referring to FIG. 1, in FIG. 1, the inside of the blast furnace 10 is described in FIG. To each of the charging reference line 12 shown in the upper part from the tuyere 11, and also the charge tracking device 13 installed in the upper predetermined portion of the blast furnace 10 of Figure 1 is charged in the blast furnace 10. The charge level for the charged item is detected and provided to the lower level computer 15.
도 2를 참조하면, 고로(10)내부에 대략 연화융착대(9)에서 장입기준선(12)까지 장입차지가 장입된후 이 장입 차지가 연화융착대(9)에서의 연소반응에 의해서 용선으로 생성됨에 따라, 장입차지가 아랫방향으로 강하되는 모습을 보이는 단면도이다.Referring to FIG. 2, after the charging charge is charged from the softening fusion zone 9 to the charging baseline 12 in the blast furnace 10, the charging charge is transferred to the molten iron by the combustion reaction in the softening fusion zone 9. As it is generated, it is a cross-sectional view showing that the charging charge is lowered downward.
도 3을 참조하면, 상기 고로(10)내부에 장입되는 차지(CHARGE)에 대해 설명하기 위한 도면으로, 각 하나의 원료층을 1차지 원료라 할때, 코크스(coke) 1차지, 대립광석 1차지, 소립광석 1차지가 반복해서 고로(10)내부로 장입되는데, 이때 상기 코크스(coke) 1차지, 대립광석 1차지, 소립광석 1차지를 합쳐 1차지하고 한다. 이 전체1차지를 고로(10) 내부로 반복 장입하는데, 이와같은 장입과정은 원료 준비조에서 고로에 투입할 량만큼 평량과정을 통해 계측한후, 이 계측량에 따라 장입량을 노정 장입호퍼로 수입하여 장입준비를 하고, 용광로 내부의 연료 및 철광석이 존재하는 위치에서 장입물축적장치(13)에서 장입위치를 인식하여 1.0~1.2M기준으로 다음 장입을 반복수행하여 장입된 량이 장입기준선(12)에 도달하면, 이를 리사이클링(RECYCLING)하여 1일 140여회 장입을 수행하고 있다.Referring to FIG. 3, a diagram for describing a charge charged into the blast furnace 10 is referred to as a primary raw material for each one raw material layer. Charge, a small ore primary charge is repeatedly charged into the blast furnace 10, wherein the coke (1), coarse (1) alternative ore, 1 small ore combined charge. This entire charge is repeatedly charged into the blast furnace 10, and this charging process is measured through a basis weight process as much as the input amount from the raw material preparation tank to the blast furnace, and then the charging amount is imported into the top loading hopper according to the measured amount. After preparing for charging, the charging position is recognized by the charge storage device 13 at the position where fuel and iron ore in the blast furnace exist, and the next charging is repeatedly performed based on 1.0 ~ 1.2M. When it is reached, it is recycled (RECYCLING) and performs charging about 140 times a day.
상기한 코크스와 대립광석 및 소립광석으로 이루어진 장입된 장입물에 있어서, 고로 하부에 원주방향으로 설치된 다수의 풍구(대략, 34개)를 통해 고온의 열풍(1200℃)을 불어 넣음으로서 환원반응(또는 연소반응)을 통해 상기 장입물인 철광석이 용해되어 작업자가 출선구를 개방시킴으로서 생산되는 용선이 고로 외부로 배출된다.In the charged charge consisting of the coke and alleles and small ore, the reduction reaction by blowing a high temperature hot air (1200 ℃) through a plurality of circumference (approximately 34) installed in the circumferential direction at the bottom of the blast furnace ( Or the combustion reaction), the iron ore as the charge is dissolved and the molten iron produced by the operator opening the exit port is discharged to the outside of the blast furnace.
이와같은 고로공정 과정에서, 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지에 대한 거동 예측에 대해서 본 발명에 따른 장치의 동작에 대해 설명한후 프로세스 컴퓨터에 의해 수행되는 장입차지 거동예측에 대해 제1단계에서 제6단계까지를 하기에 구체적으로 설명한다.In such a blast furnace process, the operation of the device according to the present invention with respect to the behavior prediction of the bell-less blast furnace charging according to the present invention is described in the first step for the charge charging behavior prediction performed by the process computer. The sixth step will be described in detail below.
먼저, 도 4를 참조하면, 차지 이벤트 발생부(50)에서는 평량과정을 통한 평량데이타와, 고로상부의 반지름(γ)을 포함하는 고로데이타, 연,원료에 관한 데이타를 포함하는 조업데이타를 하위레벨컴퓨터(15)로 제공하고, 하위레벨컴퓨터(15)의 계장컴퓨터(ICC)는 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 조업데이타를 프로세스 컴퓨터(53)로 전송함과 동시에, 상기 장입물추적장치(13)로부터의 장입신호를 디지탈데이타로 변환시킨후 프로세스 컴퓨터(53)로 전송한다. 또한 상기 하위레벨컴퓨터(15)의 전기신호통신제어기(ECC)는 상기 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 평량데이타를 프로세스 컴퓨터(53)로 전송한다.First, referring to FIG. 4, the charge event generating unit 50 subtracts the basis weight data through the basis weight process and the operation data including data about blast furnace data, lead, and raw materials including a radius γ of the upper part of the blast furnace. The instrumentation computer (ICC) of the lower level computer 15 transmits the operation data from the charge event generation unit 50 to the process computer 53, and at the same time, the charge tracking device. The charging signal from (13) is converted into digital data and then transferred to the process computer 53. In addition, the electrical signal communication controller (ECC) of the lower level computer 15 transmits the basis weight data from the charge event generating unit 50 to the process computer 53.
그리고, 호스트 컴퓨터(52)는 소결공정(고로공정의 전(前)공정)의 장입 연, 원료의 성상 데이타(입도;-10mm, Sl, RDI, W-DI)를 프로세스 컴퓨터(53)로 전송한다.The host computer 52 then transfers the charge lead of the sintering process (pre-process of the blast furnace process) and the property data (particle size; -10 mm, Sl, RDI, W-DI) of the raw material to the process computer 53. do.
상기 프로세스 컴퓨터(53)는 상기 하위레벨컴퓨터(15)와 호스트 컴퓨터(52)로부터 전송받은 데이타를 참조하고, 사전에 내장된 프로그램에 따라 하기와 같은 장입차지 거동을 예측하고, 예측결과를 도 5에 도시한 바와같이 화면출력한다. 이에따라, 조압자가 화면출력장치(54)에서 장입된 연, 원료를 중심으로 고로 노황의 이상 징후시 비교할수 있도록 하였다.The process computer 53 refers to data received from the lower-level computer 15 and the host computer 52, predicts the charging charge behavior as follows according to a pre-built program, and predicts the result of FIG. 5. The screen is displayed as shown in. Accordingly, the manipulator was to be compared in the case of abnormal signs of blast furnace blasting, mainly based on the lead, raw materials charged from the screen output device (54).
상기 프로세스 컴퓨터(53)는 전송된 차지 이벤트 발생시점으로부터 가장 가까운 3차지의 평균 강하속도를 산출하고, 하위 레벨 컴퓨터(51)로부터 수집되어진 장입레벨(STOCK LEVEL)위치 까지의 체적을 계산후, 총 체적에서 뺀(-) 나머지 기준 유효 내용적(RVV)을 산출하고, 상기 하위 레벨 컴퓨터(51)로부터 수집된 장입이 실시된 연, 원료의 무게치를 통해 각 장입 차지의 길이(CL)를 산출한다.The process computer 53 calculates the average descent speed of the closest three charges from the time of transmission of the charged event and calculates the volume from the lower level computer 51 to the collected level position. The remaining reference effective content (RVV) minus the volume is calculated, and the length CL of each charge charge is calculated based on the weight of lead and raw materials on which charging is collected from the lower level computer 51. .
특히, 상기 프로세스 컴퓨터(53)는 총 40 차지 이벤트 발생시점, 차지당 체적 산출분을 보관하고, 기준 유효내용적에 들어갈수 있는 장입된 차지체적들의 합을 통하여 고로내 체류 차지수를 판정하여 도 5C에 도시한 바와같이 도표에 나타낸다.In particular, the process computer 53 stores a total of 40 charge event occurrence points and volume calculations per charge, and determines the number of charges in the blast furnace staying through the sum of charged charge volumes that can enter the standard effective contents. Shown in the diagram as shown.
또한, 이전 장입된 3차지를 평균 장입물 강하 속도 산출을 통해 장입 차지의 풍구(11)도달시간을 산출하고, 장입된 차지번호별 체적에 의한 노내 직하 방향으로의 길이를 계산하여 강하위치를 순서에 의해 도 5A에 도시한 바와같이 화면출력장치(54)로 고로 축소 모형에 디스플레이하고, 도 5B에 도시한 바와같이 각 데이타를 테이블형태로 나타날 수 있도록하여 조업자가 노황의 이상징후시를 판단할 수 있게 된다.In addition, the charging time of the charging charges 11 is calculated by calculating the average charge drop rate of the previously charged three charges, and the descending position is calculated by calculating the length in the furnace directly under the furnace by the volume of each charged number. By using the display output device 54 as shown in Fig. 5A to display the reduced blast furnace model, as shown in Fig. 5B, each data can be displayed in the form of a table so that the operator can determine an abnormal symptom of the yellowing. It becomes possible.
도 6을 참조하면, 제1단계(61)에서는 고로내 장입광석 차지의 강하된 위치 인식을 위하여, 고로내에 장입된 장입 차지의 이벤트 발생시에 노열의 액션(Action)의 시간결정 및 조업중 노열을 예측하기 위해서 장입 차지의 노내 정확한 위치, 노내 체류 차지수, 고로 상부에서 장입되는 차지의 풍구까지 도달하기 위한 체공 시간 예측을 하기 위해서는 도 1에서 도시한 바와 같이 고로의 내부 구간별 체적이 일정하지 않기 때문에, 고로상부의 장입 기준선(12)에서 고로하부의 풍구(11)상부까지(광석이 반용융상태로 위치한곳)의 각 구간별(15-1~15-5) 정확한 총 체적(VVV)을 구하는데, 이는 하기 수학식1을 이용하며, 상기 15-1에서 15-5는 장입물 유효 체적(V1∼V5)에 해당하는 구간이다.Referring to FIG. 6, in the first step 61, in order to recognize the lowered position of the charging ore charge in the blast furnace, the timing of the action of the heating and the heating during operation are determined in the event of the charging charge charged in the blast furnace. In order to predict the exact location of the charge in the furnace, the number of stays in the furnace, and to estimate the flight time to reach the tufts of the charge charged from the top of the blast furnace, as shown in FIG. Therefore, the exact total volume (VVV) of each section (15-1 to 15-5) from the charging baseline 12 of the upper part of the blast furnace to the upper part of the tuyere 11 of the lower part of the blast furnace (where the ore is located in an anti-melt state) This is obtained by using Equation 1 below, wherein 15-1 to 15-5 are sections corresponding to the charge effective volumes V1 to V5.
제2단계(62)에서는 상기의 고로 내부 총 체적(working volum)에서 노 내부로 장입하기 위한 장입 차지의 기준이 되는 장입 기준선(12)(노내부의 장입물 최상단 표면)에서 장입물 추적장치(13)까지의 장입물위치 측정 공간부의 체적이 장입 특성에 따라 수시변화함으로서 이를 조건별로 구하여 총 체적(VVV)에서 장입물 추적장치(13)가 측정하는 범위의 공간을 제외한 노내 장입물 기준 유효 내용적(RVV)을 구하는EP, 이는 하기 수학식 2a,2b 및 2c를 이용한다.In the second step 62, the charge tracking device is loaded at the charging reference line 12 (the top surface of the charge inside the furnace), which serves as a reference for the charging charge for charging into the furnace from the above-mentioned working volum. 13) The volume of the charging unit measuring space part up to 13) is changed from time to time according to the charging characteristics, so that it is obtained for each condition, and the contents of the furnace contents except for the space in the range measured by the charge tracking device 13 in the total volume (VVV) are valid. EP to find the product (RVV), which uses the following equations (2a, 2b and 2c).
하기 수학식2a는 현재 장입 기준선이 1.56M이하인 조건에 해당한다.Equation 2a corresponds to a condition where the current charging baseline is 1.56M or less.
여기서, -γ;고로 상부의 반지름(4.8M)Where -γ; radius of blast furnace top (4.8M)
-SL;장입물 측정장치(sounging)에 의해 측정된 장입레벨(stock level)-SL; stock level measured by sounging
하기 수학식2b는 현재 장입 기준선이 1.57~19.2M인 조건에 해당한다.Equation 2b below corresponds to a condition where the current charging baseline is 1.57 to 19.2M.
여기서, V1 : 고로 상부체적Where V1: blast furnace upper volume
γ : 고로상부의 반지름(4.8M)xXγ: Radius of the blast furnace (4.8M) xX
(현재 장입 기준선이 1,57을 초과하는 경우 "V1"에서의 반지름 4.8M를 넘는 부분에 대한 반지름(12))(Radius (12) for portions above radius 4.8M at "V1" if the current charging baseline exceeds 1,57)
HX : "A"에서부터 직하 방향으로 Depth(12)HX: Depth (12) directly from "A"
제3단계(63)에서는 상기 고로의 장입물 기준 유효 내용적(RVV)내에 존재할수 있는 장입 차지수를 산출하기 위해서, 각 장입 차지별 체적을 구하고 기준 유효 내용적(RVV)을 벗어날때까지 적산하게 되면 적산된 숫자가 노내 체류하고 있는 차지수가되는 노내에 장입된 각 장입 차지의 체적(CV)을 하기 수학식3에 의해 구한다.In the third step 63, in order to calculate the number of charge charges that may exist in the blast furnace load standard effective content (RVV), the volume of each charge charge is calculated and accumulated until the standard effective content (RVV) is departed. In this case, the volume CV of each charge charged in the furnace where the accumulated number stays in the furnace is calculated by the following equation.
여기서, CV : 차지체적(Charge Volume)Where CV is the Charge Volume.
CB : 코크스 총량(Coke Total Base)CB: Coke Total Base
CG : 코크스 비중(Coke Gravity)CG: Coke Gravity
OB : 철광석 총량(Ore Total Base)OB: Ore Total Base
SR : 철광석중 SINTER가 차지하는 비율(Sinter Ratio)SR: Sinter Ratio of Iron Ore
SG : Sinter비중(Sinter Gravity)SG: Sinter Gravity
OG : Ore비중(Ore Gravity)OG: Ore Gravity
100-SR : 철광석중 ORE가 차지하는 비율100-SR: ORE accounts for iron ore
다음으로, 제4단계(64)에서는 장입물 차지의 강하 위치 판단을 위해서 각 차지의 체적에 따라 기준유효 내용적에서 차지하는 범위가 각기 상이함으로서 각 차지의 체적에 따른 기준 유효 장입물의 내용적에의 길이를 산출하고 장입된 차지번호(31)에 대해 장입 기준선(12)으로부터 해당 차지길이 만큼의 간격으로 차지의 위치를 구분함으로서, 장입물의 강하위치를 판단하도록 하기위한 기준 유효 장입물 내용적(RVV)에서 각 차지의 길이(CL)를 하기 수학식4에 의해 산출한다.Next, in the fourth step 64, in order to determine the drop position of the charge of the charge, the range of the reference effective content according to the volume of each charge is different, so that the length of the reference effective charge according to the volume of each charge is the content. The reference effective charge contents (RVV) for determining the falling position of the charges by calculating the position and distinguishing the positions of the charges at intervals corresponding to the corresponding charge length from the charge reference line 12 with respect to the charged charge number 31. The length CL of each charge is calculated by Equation 4 below.
여기서, CL : 각 차지의 길이(M)Where CL = length of each charge (M)
BFL : 고로 상부에서 풍구까지의 거리(26.27M)BFL: Distance from the top of blast furnace to Punggu (26.27M)
SL : 장입기준선(Stock level)(m)SL: Stock level (m)
CV : 각 차지 체적(m3)CV: Each charge volume (m3)
제5단계(65)에서는 고로내부의 상부에 장입된 광석의 차지가 고로의 하단부인 풍구(11)(바람을 불어넣는 곳)에 도달하는 시간을 하기 수학식5에 의해 정량적으로 산출하고, 도 2에 도시한 장입물의 차지(T1)가 장입되었을시 반용융상태로의 풍구(11)상부까지 도달하는 시간(RT)을 하기 수학식6에 의해 산출한다.In the fifth step 65, the time when the charge of the ore charged in the upper part of the blast furnace reaches the tuyere 11 (wind blowing place), which is the lower end of the blast furnace, is quantitatively calculated by the following equation (5). When the charge T1 of the charges shown in Fig. 2 is charged, the time RT to reach the upper part of the tuyere 11 in the semi-melt state is calculated by the following equation (6).
여기서, T : 현재점을 기준으로 최근 3차지 장입물의 강하 평균속도Where T is the average rate of descent of the last three charges relative to the current point
T1, T2, T3 : 최근 3차지 장입시간T1, T2, T3: last 3 charges
여기서, T : 최근 3 차지 장입물 강하 평균속도Where T is the average speed of the last 3 charges
BFL : 고로 상부에서 풍구까지의 거리(26.27M)BFL: Distance from the top of blast furnace to Punggu (26.27M)
SL : 장입기준선(m)SL: Charging baseline (m)
CL : 각 차지(charge)의 길이(M)CL: Length of each charge (M)
제6단계(66)에서는 상기 제1단계(61)에서 제5단계(65)를 통해서, 고로내부에 체류하는 장입물의 차지수와, 차지별 장입물 강하 위치와, 풍구선까지의 시간예측을 각각 연산한후에, 고로 축소모형에 대해 장입물 차지의 전체 강하위치, 노내장입 광석위치 예측방법을 통한 실시데이타, 풍구도달 장입차지수와 노내 체류장입물 차지수를 보이는 데이타등의 예측데이타를 도 5A,5B 및 5C에 도시한 바와같이 화면출력장치(54)로 최종 디스플레이(Display)한다.In the sixth step 66, through the first step 61 through the fifth step 65, the number of charges remaining in the blast furnace, the charge drop position for each charge, and the time prediction to the balloon line After each calculation, for the blast furnace reduction model, the prediction data such as the total drop position of the charge occupancy, the execution data through the prediction method of the furnace loading ore position, and the data showing the wind-charge reaching charge index and the in-furnace charge occupancy charge are obtained. As shown in 5A, 5B, and 5C, the final display is performed by the screen output device 54.
상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 판정된 장입물이 강하위치, 노내 장입물의 체류 차지수 및 장입 차지의 풍구 도달시간 예측결과는 도 5A에 도시된 바와같이 고로 축소 모형에 나타낼수 있게 하여 장입물의 강하위치와 장입물 성상에 따른 노황변화를 확인하고 예측할수 있는 특별한 효과가 있다.According to the present invention as described above, the determined result of the drop position, the number of charges remaining in the furnace and the time of arrival of the tuyere arrival time of the charge charge can be displayed in the blast furnace reduction model as shown in Figure 5A There is a special effect of identifying and predicting the changes in the yellowing depending on the descent location and the load characteristics.
또한, 본 발명은 종래 정확한 장입물의 추적관리가 불가하여 조업자 경험에 의한 감각적 판단에 의존하였으나, 본 발명의 수식모델 6단계를 통하여 산출된 데이터를 시스템화를 통하여 장입물의 강하 위치 판단, 노내 체류 차지수, 장입차지의 풍구 도달시간 예측등을 정량화하여 조업자 인식할수 있도록함으로서, 장입물의 정확한 진행 및 추적관리 용이, 노열 발란스(BALANCE)조정 액션(ACTION)을 위한 증,감광판단 용이, 노황 변화의 예측, 장입물강하 속도 판단, 오장입시의 연, 원료 수급 발란스(BALANCE)관리 용이함등으로 고로 조업시 조업자에게 다수의 효과를 가져다주는 잇점이 있는 것이다.In addition, although the present invention relies on the sensory judgment based on the operator's experience because it is impossible to accurately manage the charges in the prior art, the position of the drop of the charges is determined through the systemization of the data calculated through the sixth step of the mathematical model of the present invention, and the occupancy rate in the furnace is maintained. By quantifying the number of charging and charging time forecasts for charging outlets, the operator can be recognized to facilitate the precise progress and tracking of the charges, the increase of the balance for adjustment of the balance and the ease of photosensitive judgment, and the change of yellowing. Prediction, judging load drop rate, lead length at the time of loading, and balance of raw material supply and demand balance (BALANCE) management have many advantages for operators in blast furnace operation.
이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능한다.The above description is only a description of one embodiment of the present invention, the present invention is capable of various changes and modifications within the scope of the configuration.
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Cited By (2)
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