本發(fā)明涉及鐵水溫度的控制方法、操作指導(dǎo)方法、高爐的操作方法、鐵水的制造方法、鐵水溫度的控制裝置及操作指導(dǎo)裝置。

背景技術(shù)：

1、在制鐵業(yè)中的高爐工藝中，鐵水溫度是重要的管理指標(biāo)。該鐵水溫度主要通過操作表示鐵水每1噸的煤粉流量的煤粉比(pulverized?coal?ratio：pcr)來(lái)控制。近年來(lái)的高爐操作為了尋求原燃料成本的合理化，在低焦炭比及高煤粉比的條件下進(jìn)行，爐況容易不穩(wěn)定化。因而，鐵水溫度不均的降低的需求大。

2、另外，高爐工藝由于在填充有固體的狀態(tài)下進(jìn)行操作，所以具有工藝整體的熱容大、相對(duì)于操作(操作動(dòng)作)的響應(yīng)的時(shí)間常數(shù)長(zhǎng)這一特征。而且，直到從高爐的上部(爐頂部)裝入的原料下降到高爐的下部(爐下部)為止，存在數(shù)小時(shí)級(jí)的無(wú)用時(shí)間。因而，為了控制鐵水溫度，基于將來(lái)的爐熱預(yù)測(cè)的操作變量的操作量的恰當(dāng)化是必須的。

3、從這樣的背景出發(fā)，在專利文獻(xiàn)1中提出了利用了物理模型的爐熱預(yù)測(cè)方法。在專利文獻(xiàn)1所記載的爐熱預(yù)測(cè)方法中，以與當(dāng)前的爐頂氣體的組成相符的方式調(diào)整物理模型中包含的氣體還原速度參數(shù)，使用參數(shù)調(diào)整后的物理模型來(lái)預(yù)測(cè)爐熱。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)1：日本特開平11-335710號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、然而，在以往的鐵水溫度的控制方法中，存在在因通氣性的變動(dòng)而產(chǎn)生了原料下降速度(下料)的變化的情況下控制性能下降的課題。操作員的直接的操作變量是從風(fēng)口吹入的煤粉流量[kg/min]。但是，即使該煤粉流量恒定，若鐵水的生產(chǎn)速度(以下，稱作“造鐵速度”)[t/min]變化，則通過煤粉流量與造鐵速度之比而算出的煤粉比(pcr)也變動(dòng)，會(huì)在鐵水溫度產(chǎn)生變動(dòng)。

3、造鐵速度與向爐內(nèi)供給的氧流量大概成比例，但即使該氧流量恒定，在爐內(nèi)的通氣性惡化的情況下原料的體積密度也會(huì)暫時(shí)下降，下料變得緩慢。在這樣的情況下，在利用了以往的物理模型的鐵水溫度的控制方法中，控制精度下降是課題。

4、本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供難以受到由通氣性的變動(dòng)引起的下料的變動(dòng)的影響的鐵水溫度的控制方法、操作指導(dǎo)方法、高爐的操作方法、鐵水的制造方法、鐵水溫度的控制裝置及操作指導(dǎo)裝置。

5、用于解決課題的手段

6、為了解決上述的課題、達(dá)成目的，本發(fā)明涉及的鐵水溫度的控制方法執(zhí)行：第一控制環(huán)，以使利用能夠計(jì)算出高爐內(nèi)的狀態(tài)的物理模型預(yù)測(cè)出的鐵水溫度處于預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)范圍的方式算出煤粉比的目標(biāo)值；及第二控制環(huán)，算出用于補(bǔ)償所述煤粉比的目標(biāo)值與當(dāng)前的煤粉比的實(shí)績(jī)值的偏差的煤粉流量的操作量。

7、另外，本發(fā)明涉及的鐵水溫度的控制方法包括：自由響應(yīng)算出步驟，所述第一控制環(huán)使用所述物理模型來(lái)算出自由響應(yīng)，該自由響應(yīng)表示預(yù)先設(shè)定的多個(gè)操作變量中的全部操作變量的操作量在規(guī)定期間恒定的情況下的鐵水溫度的響應(yīng)；階躍響應(yīng)算出步驟，使用所述物理模型來(lái)算出階躍響應(yīng)，該階躍響應(yīng)表示使所述多個(gè)操作變量中的所述煤粉比的操作量以單位量階梯狀地變化了的情況下的鐵水溫度的響應(yīng)；pcr操作量算出步驟，基于所述自由響應(yīng)及所述階躍響應(yīng)來(lái)算出用于使鐵水溫度處于所述目標(biāo)范圍的煤粉比的操作量；及pcr目標(biāo)值算出步驟，通過將所述煤粉比的操作量與當(dāng)前的煤粉比的目標(biāo)值相加來(lái)算出煤粉比的目標(biāo)值。

8、另外，本發(fā)明涉及的鐵水溫度的控制方法包括：煤粉比偏差算出步驟，所述第二控制環(huán)根據(jù)由所述第一控制環(huán)算出的所述煤粉比的目標(biāo)值、所述煤粉比的實(shí)績(jī)值及預(yù)先算出的造鐵速度的實(shí)績(jī)值來(lái)算出煤粉比的偏差；及pci操作量算出步驟，根據(jù)所述煤粉比的偏差和所述造鐵速度的實(shí)績(jī)值來(lái)算出所述煤粉流量的操作量。

9、另外，本發(fā)明涉及的鐵水溫度的控制方法根據(jù)上述發(fā)明，在所述pcr操作量算出步驟中，以使所述多個(gè)操作變量中的全部操作變量的操作量在規(guī)定期間恒定的情況下的所述規(guī)定期間經(jīng)過后的鐵水溫度的預(yù)測(cè)值包含于預(yù)先設(shè)定的鐵水溫度的上下限值的方式算出所述煤粉比的操作量。

10、另外，本發(fā)明涉及的鐵水溫度的控制方法根據(jù)上述發(fā)明，所述造鐵速度的實(shí)績(jī)值基于從計(jì)算操作量的時(shí)間點(diǎn)到規(guī)定時(shí)間前為止的向高爐投入的原料或者從所述高爐的風(fēng)口吹入的熱風(fēng)及從爐頂出來(lái)的氣體而算出。

11、為了解決上述的課題而達(dá)成目的，本發(fā)明涉及的操作指導(dǎo)方法包括通過提示由上述的鐵水溫度的控制方法算出的煤粉流量的操作量來(lái)對(duì)高爐的操作進(jìn)行支援的步驟。

12、為了解決上述的課題而達(dá)成目的，本發(fā)明涉及的高爐的操作方法包括按照由上述的任一項(xiàng)所述的鐵水溫度的控制方法算出的煤粉流量的操作量來(lái)控制高爐的步驟。

13、為了解決上述的課題而達(dá)成目的，本發(fā)明涉及的鐵水的制造方法包括按照由上述的鐵水溫度的控制方法算出的煤粉流量的操作量來(lái)控制高爐從而制造鐵水的步驟。

14、為了解決上述的課題而達(dá)成目的，本發(fā)明涉及的鐵水溫度的控制裝置具備執(zhí)行第一控制環(huán)和第二控制環(huán)的單元，所述第一控制環(huán)以使利用能夠計(jì)算高爐內(nèi)的狀態(tài)的物理模型預(yù)測(cè)出的鐵水溫度處于預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)范圍的方式算出煤粉比的目標(biāo)值，所述第二控制環(huán)算出用于補(bǔ)償所述煤粉比的目標(biāo)值與當(dāng)前的煤粉比的實(shí)績(jī)值的偏差的煤粉流量的操作量。

15、為了解決上述的課題而達(dá)成目的，本發(fā)明涉及的操作指導(dǎo)裝置具備通過提示由上述的鐵水溫度的控制裝置算出的煤粉流量的操作量來(lái)對(duì)高爐的操作進(jìn)行支援的單元。

16、發(fā)明效果

17、根據(jù)本發(fā)明涉及的鐵水溫度的控制方法、操作指導(dǎo)方法、高爐的操作方法、鐵水的制造方法、鐵水溫度的控制裝置及操作指導(dǎo)裝置，能夠不受由通氣性的變動(dòng)引起的下料的變動(dòng)的影響地控制鐵水溫度。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高爐的高效且穩(wěn)定的操作。

技術(shù)特征：

1.一種鐵水溫度的控制方法，執(zhí)行：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水溫度的控制方法，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵水溫度的控制方法，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水溫度的控制方法，

5.一種操作指導(dǎo)方法，

6.一種高爐的操作方法，

7.一種鐵水的制造方法，

8.一種鐵水溫度的控制裝置，

9.一種操作指導(dǎo)裝置，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鐵水溫度的控制方法及裝置、操作指導(dǎo)方法及裝置、高爐的操作方法、及鐵水的制造方法。鐵水溫度的控制方法執(zhí)行：第一控制環(huán)，以使利用能夠計(jì)算高爐內(nèi)的狀態(tài)的物理模型預(yù)測(cè)出的鐵水溫度處于預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)范圍的方式算出煤粉比的目標(biāo)值；及第二控制環(huán)，算出用于補(bǔ)償煤粉比的目標(biāo)值與當(dāng)前的煤粉比的實(shí)績(jī)值的偏差的煤粉流量的操作量。

技術(shù)研發(fā)人員：橋本佳也,滋野峻平,益田稜介,內(nèi)田昂希
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杰富意鋼鐵株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19