铁水温度的控制方法及装置、操作指导方法及装置、高炉的操作方法、及铁水的制造方法制造方法及图纸

铁水温度的控制方法执行：第一控制环，以使利用能够计算高炉内的状态的物理模型预测出的铁水温度处于预先设定的目标范围的方式算出煤粉比的目标值；及第二控制环，算出用于补偿煤粉比的目标值与当前的煤粉比的实绩值的偏差的煤粉流量的操作量。的偏差的煤粉流量的操作量。的偏差的煤粉流量的操作量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁水温度的控制方法及装置、操作指导方法及装置、高炉的操作方法、及铁水的制造方法


[0001]本专利技术涉及铁水温度的控制方法、操作指导方法、高炉的操作方法、铁水的制造方法、铁水温度的控制装置及操作指导装置。

技术介绍

[0002]在制铁业中的高炉工艺中，铁水温度是重要的管理指标。该铁水温度主要通过操作表示铁水每1吨的煤粉流量的煤粉比(Pulverized Coal Ratio：PCR)来控制。近年来的高炉操作为了寻求原燃料成本的合理化，在低焦炭比及高煤粉比的条件下进行，炉况容易不稳定化。因而，铁水温度不均的降低的需求大。
[0003]另外，高炉工艺由于在填充有固体的状态下进行操作，所以具有工艺整体的热容大、相对于操作(操作动作)的响应的时间常数长这一特征。而且，直到从高炉的上部(炉顶部)装入的原料下降到高炉的下部(炉下部)为止，存在数小时级的无用时间。因而，为了控制铁水温度，基于将来的炉热预测的操作变量的操作量的恰当化是必须的。
[0004]从这样的背景出发，在专利文献1中提出了利用了物理模型的炉热预测方法。在专利文献1所记载的炉热预测方法中，以与当前的炉顶气体的组成相符的方式调整物理模型中包含的气体还原速度参数，使用参数调整后的物理模型来预测炉热。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开平11
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335710号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]然而，在以往的铁水温度的控制方法中，存在在因通气性的变动而产生了原料下降速度(下料)的变化的情况下控制性能下降的课题。操作员的直接的操作变量是从风口吹入的煤粉流量[kg/min]。但是，即使该煤粉流量恒定，若铁水的生产速度(以下，称作“造铁速度”)[t/min]变化，则通过煤粉流量与造铁速度之比而算出的煤粉比(PCR)也变动，会在铁水温度产生变动。
[0010]造铁速度与向炉内供给的氧流量大概成比例，但即使该氧流量恒定，在炉内的通气性恶化的情况下原料的体积密度也会暂时下降，下料变得缓慢。在这样的情况下，在利用了以往的物理模型的铁水温度的控制方法中，控制精度下降是课题。
[0011]本专利技术鉴于上述情况而完成，其目的在于提供难以受到由通气性的变动引起的下料的变动的影响的铁水温度的控制方法、操作指导方法、高炉的操作方法、铁水的制造方法、铁水温度的控制装置及操作指导装置。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了解决上述的课题、达成目的，本专利技术涉及的铁水温度的控制方法执行：第一控
制环，以使利用能够计算出高炉内的状态的物理模型预测出的铁水温度处于预先设定的目标范围的方式算出煤粉比的目标值；及第二控制环，算出用于补偿所述煤粉比的目标值与当前的煤粉比的实绩值的偏差的煤粉流量的操作量。
[0014]另外，本专利技术涉及的铁水温度的控制方法包括：自由响应算出步骤，所述第一控制环使用所述物理模型来算出自由响应，该自由响应表示预先设定的多个操作变量中的全部操作变量的操作量在规定期间恒定的情况下的铁水温度的响应；阶跃响应算出步骤，使用所述物理模型来算出阶跃响应，该阶跃响应表示使所述多个操作变量中的所述煤粉比的操作量以单位量阶梯状地变化了的情况下的铁水温度的响应；PCR操作量算出步骤，基于所述自由响应及所述阶跃响应来算出用于使铁水温度处于所述目标范围的煤粉比的操作量；及PCR目标值算出步骤，通过将所述煤粉比的操作量与当前的煤粉比的目标值相加来算出煤粉比的目标值。
[0015]另外，本专利技术涉及的铁水温度的控制方法包括：煤粉比偏差算出步骤，所述第二控制环根据由所述第一控制环算出的所述煤粉比的目标值、所述煤粉比的实绩值及预先算出的造铁速度的实绩值来算出煤粉比的偏差；及PCI操作量算出步骤，根据所述煤粉比的偏差和所述造铁速度的实绩值来算出所述煤粉流量的操作量。
[0016]另外，本专利技术涉及的铁水温度的控制方法根据上述专利技术，在所述PCR操作量算出步骤中，以使所述多个操作变量中的全部操作变量的操作量在规定期间恒定的情况下的所述规定期间经过后的铁水温度的预测值包含于预先设定的铁水温度的上下限值的方式算出所述煤粉比的操作量。
[0017]另外，本专利技术涉及的铁水温度的控制方法根据上述专利技术，所述造铁速度的实绩值基于从计算操作量的时间点到规定时间前为止的向高炉投入的原料或者从所述高炉的风口吹入的热风及从炉顶出来的气体而算出。
[0018]为了解决上述的课题而达成目的，本专利技术涉及的操作指导方法包括通过提示由上述的铁水温度的控制方法算出的煤粉流量的操作量来对高炉的操作进行支援的步骤。
[0019]为了解决上述的课题而达成目的，本专利技术涉及的高炉的操作方法包括按照由上述的任一项所述的铁水温度的控制方法算出的煤粉流量的操作量来控制高炉的步骤。
[0020]为了解决上述的课题而达成目的，本专利技术涉及的铁水的制造方法包括按照由上述的铁水温度的控制方法算出的煤粉流量的操作量来控制高炉从而制造铁水的步骤。
[0021]为了解决上述的课题而达成目的，本专利技术涉及的铁水温度的控制装置具备执行第一控制环和第二控制环的单元，所述第一控制环以使利用能够计算高炉内的状态的物理模型预测出的铁水温度处于预先设定的目标范围的方式算出煤粉比的目标值，所述第二控制环算出用于补偿所述煤粉比的目标值与当前的煤粉比的实绩值的偏差的煤粉流量的操作量。
[0022]为了解决上述的课题而达成目的，本专利技术涉及的操作指导装置具备通过提示由上述的铁水温度的控制装置算出的煤粉流量的操作量来对高炉的操作进行支援的单元。
[0023]专利技术效果
[0024]根据本专利技术涉及的铁水温度的控制方法、操作指导方法、高炉的操作方法、铁水的制造方法、铁水温度的控制装置及操作指导装置，能够不受由通气性的变动引起的下料的变动的影响地控制铁水温度。因此，能够实现高炉的高效且稳定的操作。
附图说明
[0025]图1是示出本专利技术的实施方式涉及的铁水温度的控制装置的概略性的结构的框图。
[0026]图2是示出在本专利技术的实施方式涉及的铁水温度的控制方法中使用的物理模型的输入变量及输出变量的一例的图。
[0027]图3是示出本专利技术的实施方式涉及的铁水温度的控制方法中的控制环的构造的图。
[0028]图4是在本专利技术的实施方式涉及的铁水温度的控制方法中示出物理模型对铁水温度的预测结果的图。
[0029]图5是在本专利技术的实施方式涉及的铁水温度的控制方法中示出相对于煤粉比的变化的铁水温度的阶跃响应的图。
[0030]图6是示出将本专利技术的实施方式涉及的铁水温度的控制方法应用于高炉的实际操作的结果的图。具体而言，是示出铁水温度的实绩值相对于目标值的偏差、本控制及操作员对煤粉比的操作量、煤粉比的目标值及实绩值的推移、本控制及操作员对煤粉流量的操作量的图。
具体实施方式
[0031]关于本专利技术的实施方式涉及的铁水温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种铁水温度的控制方法，执行：第一控制环，以使利用能够计算高炉内的状态的物理模型预测出的铁水温度处于预先设定的目标范围的方式算出煤粉比的目标值；及第二控制环，算出用于补偿所述煤粉比的目标值与当前的煤粉比的实绩值的偏差的煤粉流量的操作量。2.根据权利要求1所述的铁水温度的控制方法，所述第一控制环包括：自由响应算出步骤，使用所述物理模型来算出自由响应，该自由响应表示预先设定的多个操作变量中的全部操作变量的操作量在规定期间恒定的情况下的铁水温度的响应；阶跃响应算出步骤，使用所述物理模型来算出阶跃响应，该阶跃响应表示使所述多个操作变量中的所述煤粉比的操作量以单位量阶梯状地变化了的情况下的铁水温度的响应；PCR操作量算出步骤，基于所述自由响应及所述阶跃响应来算出用于使铁水温度处于所述目标范围的煤粉比的操作量；及PCR目标值算出步骤，通过将所述煤粉比的操作量与当前的煤粉比的目标值相加来算出煤粉比的目标值。3.根据权利要求1或2所述的铁水温度的控制方法，所述第二控制环包括：煤粉比偏差算出步骤，根据由所述第一控制环算出的所述煤粉比的目标值、所述煤粉比的实绩值及预先算出的造铁速度的实绩值来算出煤粉比的偏差；及PCI操作量算出步骤，根据所述煤粉比的偏差和所述造铁速度的实绩值来算出所述煤粉流量的操作量。4.根据权利要求2所述的铁水温度的控制方法，在所述PCR操作量算...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本佳也，滋野峻平，益田稜介，内田昂希，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：