專利名稱：連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法以及爐溫控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法以及爐溫控制方法，其通過燃燒器對載置于移動爐床上的原料進(jìn)行加熱并進(jìn)行還原處理。本申請基于2011年4月11日申請的日本專利申請第2011-087565號主張優(yōu)先權(quán)，在此援用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
為了還原處理包含于煉鐵屑或粉礦石等的煉鐵廢棄物中的氧化鐵并將其作為煉鐵原料等進(jìn)行再利用，通過將混合煉鐵廢棄物與碳材并制粒而成的團(tuán)塊(顆粒)裝入旋轉(zhuǎn)爐床式爐并加熱還原來制造還原產(chǎn)品(DRI)，從含有鋅的煉鐵廢棄物中搜集鋅并回收的處理被實(shí)用化(例如，參照日本特開2007-298202號公報(bào))。圖12中示出旋轉(zhuǎn)爐床式爐10以及關(guān)聯(lián)設(shè)備的一例，圖13中示出旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的內(nèi)部的一例。煉鐵屑和作為還原材料的碳材以規(guī)定的比例在配置于旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的前段的原料前處理部20被混合后，制粒成團(tuán)塊(briquette)B。在原料前處理部20所制造團(tuán)塊B從旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的裝入口 18被裝入旋轉(zhuǎn)爐床式爐10內(nèi)。旋轉(zhuǎn)爐床式爐10具備旋轉(zhuǎn)爐床11、罩體12、燃燒器(burner) 13。旋轉(zhuǎn)爐床11被配置于水平面內(nèi)，并為環(huán)狀。罩體12由分別沿旋轉(zhuǎn)爐床11的內(nèi)周緣和外周緣配置的周 壁部12a以及頂棚部12b構(gòu)成。燃燒器13以規(guī)定的間隔被配置于各周壁部12a。在圖12中，為了表示旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的內(nèi)部，以僅旋轉(zhuǎn)爐床11的一半被罩體12覆蓋的方式進(jìn)行繪制，而實(shí)際上，整個旋轉(zhuǎn)爐床11都被罩體12覆蓋。在旋轉(zhuǎn)爐床11的正下方遍布整個一周地配設(shè)有軌道14 (參照圖13)。旋轉(zhuǎn)爐床11介由車輪15被軌道14支撐，通過車輪15的旋轉(zhuǎn)以一定速度在罩體12內(nèi)移動。此外，為了使罩體12內(nèi)(爐內(nèi))與外部氣體阻斷，在旋轉(zhuǎn)爐床11與周壁部12a之間設(shè)有水封部17。從裝入口 18被裝入爐內(nèi)的團(tuán)塊B伴隨著旋轉(zhuǎn)爐床11的移動，首先在加熱區(qū)被加熱至1000°C以上。然后，在高溫的還原區(qū)，團(tuán)塊B的反應(yīng)溫度達(dá)到1100°C以上，并通過所含有的碳元素進(jìn)行氧化鋅或氧化鐵的還原反應(yīng)。通過該反應(yīng)，鋅發(fā)生氣化并從團(tuán)塊B被分離。燃燒氣體以及反應(yīng)氣體相對于旋轉(zhuǎn)爐床11形成對向流，并從排氣管道21向旋轉(zhuǎn)爐床式爐10外排出。然后，氣體中的鋅成分通過集塵機(jī)22被回收后，從煙囪23被放出到大氣中。另一方面，被還原的團(tuán)塊B從排出口 19被排出，并作為還原產(chǎn)品被再利用。旋轉(zhuǎn)爐床式爐的操作中，使用金屬化率(Metal. Fe的質(zhì)量/Total. Fe的質(zhì)量)作為評價還原產(chǎn)品的品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。為了制造高品質(zhì)的還原產(chǎn)品，需要達(dá)到盡量高的金屬化率，而目前不可能實(shí)時地測定從旋轉(zhuǎn)爐床式爐所排出的還原產(chǎn)品的金屬化率，所以，要花費(fèi)大約一周的時間對還原產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)分析。決定還原產(chǎn)品的金屬化率的因素為包含于團(tuán)塊或顆粒等原料中的碳元素量(初始含碳率)、還原時間、以及爐內(nèi)溫度。在初始含碳率以及還原時間一定的情況下，爐內(nèi)溫度越高，原料的還原越被促進(jìn)。此外，在爐內(nèi)溫度以及還原時間一定的情況下，初始含碳率越高，原料的還原越被促進(jìn)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2007-298202號公報(bào)發(fā)明所要解決的課題上述因素中，可以通過對裝入旋轉(zhuǎn)爐床式爐之前的原料進(jìn)行分析來把握初始含碳率。此外，可以通過旋轉(zhuǎn)爐床的移動速度(旋轉(zhuǎn)速度)計(jì)算還原時間。但是，對于爐內(nèi)溫度，如上所述，因?yàn)椴荒軐?shí)時地測定還原產(chǎn)品的金屬化率，所以，不能在操作時驗(yàn)證是否為適當(dāng)?shù)臓t溫設(shè)定。因此，基于過去的操作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)爐床式爐的爐溫控制，無法形成用于以最 小的必要投入熱量達(dá)到目標(biāo)金屬化率的最佳爐溫。而且，以往的爐溫控制是通過爐溫監(jiān)視進(jìn)行的PID控制，因此，存在無法適應(yīng)原料裝入量的急劇變動的問題。例如，在原料的裝入量一時地增加時，通過還原反應(yīng)所產(chǎn)生的吸熱量由于所增加的原料而增大，爐內(nèi)溫度降低，而由于該溫度降低的原因，產(chǎn)品品質(zhì)(金屬化率)多會劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于相關(guān)情況而成的，因此，其目的在于提供一種爐溫設(shè)定方法以及爐溫控制方法，其在通過燃燒器來加熱載置于移動爐床上的原料并進(jìn)行還原處理的連續(xù)加熱處理爐中，能夠以最小的必要投入熱量達(dá)到目標(biāo)金屬化率。此外，其目的在于提供一種能夠適應(yīng)原料裝入量的急劇變動的爐溫控制方法。用于解決課題的手段為了達(dá)到上述目的，第一發(fā)明為一種通過燃燒器加熱被載置于移動爐床上的原料來進(jìn)行還原處理的連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法，對連續(xù)加熱處理爐的裝入口到排出口之間進(jìn)行區(qū)劃，按各區(qū)假定爐溫來設(shè)定多個爐溫模式，算出各爐溫模式的排出口處的金屬化率α°υτ。然后，將在所計(jì)算出的金屬化率a°UT為目標(biāo)值以上的爐溫模式中實(shí)現(xiàn)最小必要投入熱量的爐溫模式設(shè)為最佳爐溫模式，其具備以下的步驟。(I)將連續(xù)加熱處理爐的爐溫T以及被裝入該連續(xù)加熱處理爐的原料的初始含碳率β 作為參數(shù)，求出該原料的金屬化率α的時間函數(shù)a = f(t)和含碳率β的時間函數(shù)β = g(t) ο在此,金屬化率=Metal. Fe的質(zhì)量/Total. Fe的質(zhì)量,含碳率=包含于原料的碳元素的質(zhì)量/原料的質(zhì)量。此外，t為還原時間。(2)將上述連續(xù)加熱處理爐的裝入口到排出口之間區(qū)劃為第I區(qū)到第m區(qū)(m為自然數(shù))，假定上述各區(qū)的爐溫Ti (i = I. . . m)，制作多個由上述第I區(qū)的爐溫T1 上述第m區(qū)的爐溫Tni構(gòu)成的爐溫模式。(3)對所制作的全部爐溫模式實(shí)施以下的操作按各爐溫模式計(jì)算出排出口處的金屬化率α°υτ。首先，將原料裝入時的該原料的金屬化率α 以及該原料的初始含碳率β 作為第I區(qū)的入口處的金屬化率α I 以及含碳率β 1 ，使用上述第I區(qū)的爐溫T1以及初始含碳率β I 的上述a = f(t)以及上述β =g(t)，計(jì)算出上述第I區(qū)的出口處的金屬化率α Iout以及含碳率β 1°UT。接下來，將第i_l區(qū)(i = 2. . . m)的出口處的金屬化率a i-l0UT以及含碳率β i_l°UT作為第i區(qū)的入口處的金屬化率a i 以及含碳率β i ，使用第i區(qū)的爐溫Ti的上述a = f(t)以及上述β =g(t)，算出上述第i區(qū)的出口處的金屬化率a i0UT以及含碳率β i°UT。(4)對于所算出的上述金屬化率α°υτ(第m區(qū)的出口處的金屬化率am°UT)為目標(biāo)值以上的上述爐溫模式，計(jì)算出上述連續(xù)加熱處理爐的必要投入熱量，將所計(jì)算出的上述必要投入熱量中實(shí)現(xiàn)最小上述必要投入熱量的上述爐溫模式設(shè)為最佳爐溫模式。在第一發(fā)明的連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法中，以求出最佳爐溫模式為目的，即，以求出排出口處的金屬化率α ουτ為目標(biāo)值以上的爐溫模式中實(shí)現(xiàn)最小必要投入熱量的爐溫模式為目的，因此，當(dāng)然也考慮到第i_l區(qū)的爐溫IV1與第i區(qū)的爐溫Ti不同的情況。該情況下，因?yàn)闋t溫T不同，所以不能將在第i-Ι區(qū)所使用的a =f(t)以及β =g(t)使用于第i區(qū)。因此，在第一發(fā)明的連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法中，以具備以下步驟為優(yōu)選。(I)將連續(xù)加熱處理爐的爐溫T以及裝入該連續(xù)加熱處理爐的原料的初始含碳率 β 作為參數(shù)，求出該原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系式β =h(a)。(2)在上述第i_l區(qū)的爐溫IV1與上述第i區(qū)的爐溫Ti不同時，選擇滿足上述第i區(qū)的入口處的金屬化率ai 與含碳率β 的關(guān)系的爐溫Ti的上述β =h(a)，求出該β = h(a)的初始含碳率β i 。(3)選擇滿足所求出的上述初始含碳率β i 以及爐溫Ti的上述a =f(t)以及上述β = g(t)，計(jì)算出上述第i區(qū)的出口處的金屬化率a i0UT以及含碳率β i°UT。此外，第二發(fā)明的連續(xù)加熱處理爐的爐溫控制方法，基于通過第一發(fā)明的連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法所獲得的最佳爐溫模式，對供給到上述連續(xù)加熱處理爐的燃燒器的燃料進(jìn)行控制。此外，在第二發(fā)明的連續(xù)加熱處理爐的爐溫控制方法中，優(yōu)選測定裝入上述連續(xù)加熱處理爐的原料的質(zhì)量，并且跟蹤該連續(xù)加熱處理爐內(nèi)的上述原料的位置，基于該原料的質(zhì)量，修正對接近所跟蹤的位置的上述燃燒器供給的燃料。在第一發(fā)明中，對連續(xù)加熱處理爐的裝入口到排出口之間進(jìn)行區(qū)劃，按各區(qū)假定爐溫并設(shè)定多個爐溫模式，計(jì)算出各爐溫模式的排出口處的金屬化率a °UT，并能夠選擇所算出的金屬化率a °UT為目標(biāo)值以上的爐溫模式中實(shí)現(xiàn)最小必要投入熱量的爐溫模式。此外，第二發(fā)明中，在測定被裝入連續(xù)加熱處理爐的原料的質(zhì)量，并跟蹤爐內(nèi)的原料的位置，基于該原料的質(zhì)量，對供給到接近于所跟蹤的位置的燃燒器的燃料進(jìn)行修正的情況下，即使原料裝入量急劇變動，爐內(nèi)溫度也能夠保持一定，能夠防止產(chǎn)品品質(zhì)的劣化。發(fā)明效果本發(fā)明的爐溫設(shè)定方法以及爐溫控制方法能夠在通過燃燒器來加熱載置于移動爐床上的原料并進(jìn)行還原處理的連續(xù)加熱處理爐中，以最小的必要投入熱量達(dá)到目標(biāo)金屬化率。此外，本發(fā)明的爐溫控制方法能夠適應(yīng)原料裝入量的急劇變動。


圖IA表示原料的金屬化率α的時間函數(shù)a = f(t)以及含碳率β的時間函數(shù)β = g(t)的一例。圖IB表示示出原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系的曲線β =h(a )的一例。
圖2為以爐溫T和原料的初始含碳率β 為參數(shù)的原料的金屬化率α的時間函數(shù)a = f(t)以及含碳率β的時間函數(shù)β = g(t)的一覽表的一例。圖3為表示以爐溫T和原料的初始含碳率β 為參數(shù)的原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系的曲線β = h(a )的一覽表的一例。圖4A為用于說明旋轉(zhuǎn)爐床式爐的區(qū)劃(zoning)的示意圖。圖4B為表不旋轉(zhuǎn)爐床式爐的爐溫模式的一例的一覽表。圖5A為用于說明圖2中的本發(fā)明的一實(shí)施 方式的連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法的示意圖。圖5B為用于說明圖3中的本發(fā)明的一實(shí)施方式的連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法的示意圖。圖6為在圖5A的STEPl所選擇的例如第I區(qū)的爐溫為800°C、初始含碳率β 為15質(zhì)量％時的原料的金屬化率α的時間函數(shù)a = f(t)以及含碳率β的時間函數(shù)β =g(t)。圖7A為表示在圖5B的STEP2所選擇的原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系的曲線β= h( a)，其表示不需要數(shù)據(jù)內(nèi)插的情況。圖7B為表示在圖5B的STEP2所選擇的原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系的曲線β= h( a)，其表示需要數(shù)據(jù)內(nèi)插的情況。圖8為在圖5A的STEP3所選擇的原料的金屬化率α的時間函數(shù)a = f(t)以及含碳率β的時間函數(shù)β = g(t)。圖9為示出該爐溫設(shè)定方法的順序的流程圖。圖10為用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的連續(xù)加熱處理爐的爐溫控制方法的控制框圖。圖11為用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的連續(xù)加熱處理爐的爐溫控制方法的控制框圖。圖12為表示旋轉(zhuǎn)爐床式爐以及關(guān)聯(lián)設(shè)備的一例的示意圖。圖13為表示旋轉(zhuǎn)爐床式爐內(nèi)部的一例的示意圖。圖中10旋轉(zhuǎn)爐床式爐11旋轉(zhuǎn)爐床12 罩體12a周壁部12b頂棚部13燃燒器14 軌道15 車輪17水封部18 裝入口19 排出口20原料前處理部
21排氣管道22集塵機(jī)23 煙囪30，31控制裝置32最佳爐溫運(yùn)算部 33溫度調(diào)節(jié)部34，35必要熱量運(yùn)算部36燃料調(diào)節(jié)部37熱電偶38流量調(diào)整閥39流量計(jì)40測力傳感器B 團(tuán)塊
具體實(shí)施例方式參照附圖，對本發(fā)明的具體化的實(shí)施方式加以說明。另外，以下，采用旋轉(zhuǎn)爐床式爐10(參照圖12、圖13)為例，將其作為連續(xù)加熱處理爐加以詳細(xì)說明。[爐溫設(shè)定方法]按順序，對通過燃燒器13來加熱載置于旋轉(zhuǎn)爐床11上的原料并進(jìn)行還原處理的旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的爐溫設(shè)定方法加以說明。(I)管式爐試驗(yàn)實(shí)施以旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的爐溫T以及裝入旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的原料的初始含碳率β 為參數(shù)的試驗(yàn)或解析等，求出原料的金屬化率α的時間函數(shù)a =f(t)、含碳率β的時間函數(shù)β =g(t)、以及原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系式β =h(a)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)庫化。在本實(shí)施方式中，通過管式爐試驗(yàn)求出a = f (t) > β =8(1),以及0 =h(a)。管式爐(省略圖示)是爐內(nèi)為管狀的電爐，加熱器以包圍裝入爐內(nèi)的試料的方式被配置。此外，在管式爐內(nèi)插有測量爐內(nèi)溫度的熱電偶。試驗(yàn)時，將被稱為爐心管的管狀部件放置于爐內(nèi)。然后，向爐心管內(nèi)裝入試料，使用氮?dú)鈱t心管內(nèi)進(jìn)行氣體置換并通過加熱器加熱。另外，進(jìn)行氣體置換是因?yàn)橛捎诳諝庵写嬖谘鯕?，所以，?dāng)在空氣環(huán)境下加熱時，會生成高沸點(diǎn)的氧化物，化學(xué)形態(tài)可能發(fā)生變化。氮是非活性氣體，不易與其他物質(zhì)反應(yīng)，因此，引起多余反應(yīng)的可能性低。圖IA中示出通過管式爐試驗(yàn)獲得的原料的金屬化率α的時間函數(shù)a = f (t)以及含碳率β的時間函數(shù)β = g(t)的一例。圖IB中示出表示原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系的曲線β =h(a)的一例。金屬化率α的初始值為零，隨著還原時間t的增加而增大。另一方面，含碳率β中的初始含碳率β 最高，隨著還原時間t的增加而減少。此外，含碳率β隨著金屬化率α的增加而減少。圖2和圖3中分別示出以爐溫T以及原料的初始含碳率β 為參數(shù)，通過管式爐試驗(yàn)獲得的原料的金屬化率α的時間函數(shù)a =f(t)以及含碳率β的時間函數(shù)β = g(t)的一覽表的一例；和，表不原料的金屬化率a與含碳率β的關(guān)系的曲線β =h(a)的一覽表的一例。在本例中，設(shè)爐溫T的最小值為800°C、最大值為1350°C，爐溫間隔為50°C，但根據(jù)實(shí)施狀況需要進(jìn)行適當(dāng)變更。原料的初始含碳率β 也相同。(2)旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的排出口處的金屬化率α ουτ的計(jì)算接著，對使用通過上述管式爐試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，計(jì)算旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的排出口處的金屬化率α°υτ的方法加以說明。如圖4Α所示，將旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的裝入口到排出口之間區(qū)劃(分區(qū))為第I區(qū)到第m區(qū)(m為自然數(shù))。然后，假定各區(qū)的爐溫TiQ =
制作多個由第I區(qū)的爐溫T1 第m區(qū)的爐溫Tm構(gòu)成的爐溫模式。例如，圖4B中示出將旋轉(zhuǎn)爐床式爐10分為4個區(qū)時的爐溫模式的一例。另外，圖4B中的η為爐溫模式的順序號。當(dāng)設(shè)定多個爐溫模式時，算出各爐溫模式的排出口處的金屬化率α ουτ以及含碳率β°υτ。在此，采用圖4Β的爐溫模式(η = I)為例加以說明。首先，將原料裝入時的原料的金屬化率α ( = O質(zhì)量％)以及原料的初始含碳率β ( = 15質(zhì)量％ )作為第I區(qū)的入口(裝入口)處的金屬化率α I 以及含碳率β I 。然后，在將爐溫T和初始含碳率β 作為 參數(shù)的原料的金屬化率α的時間函數(shù)a = f(t)以及含碳率β的時間函數(shù)β = g(t)的一覽表中，選擇在爐溫T = 800°C、初始含碳率β = 15質(zhì)量％的條件下所獲得的時間函數(shù)fn (t)、gn (t)(參照圖5A的STEP1)。然后，如圖6所示，使用時間函數(shù)fn (t)、gn (t)，算出第I區(qū)的出口處的金屬化率a Iout以及含碳率β 1°υτ。另外，第I區(qū)的還原時間&通過第I區(qū)的運(yùn)送距離/旋轉(zhuǎn)爐床的旋轉(zhuǎn)速度來算出。接下來，將第I區(qū)的出口處的金屬化率a Iout以及含碳率β 1°UT作為第2區(qū)的入口處的金屬化率α2 以及含碳率β 2 ，使用第2區(qū)的爐溫T2的a = f (t)以及β =g(t)，算出第2區(qū)的出口處的金屬化率α2°υτ以及含碳率β2°υτ。但是，在本爐溫模式中，第2區(qū)的爐溫T為1100°C，因此不能使用在第I區(qū)所使用的時間函數(shù)fn (t)、gn (t)。所以，使用表示原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系曲線β =h(a)。具體地講，使用表示原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系的曲線β = h(a)的一覽表，選擇在爐溫T為1100°C時，金屬化率α為a 2 且含碳率β為β 2 的h ( a )。例如,選擇h27 ( a )，獲得作為初始含碳率β 的值的12質(zhì)量％ (參照圖5B的STEP2、圖7A)。然后,選擇與h27(a)相對應(yīng)的時間函數(shù)a = f (t)以及β =g(t)。具體地講，在將爐溫T和初始含碳率β 作為參數(shù)的原料的金屬化率α的時間函數(shù)a =f(t)以及含碳率β的時間函數(shù)β = g(t)的一覽表中，選擇在爐溫T = 1100°C、初始含碳率β =12質(zhì)量％的條件下所獲得的時間函數(shù)f27(t)、g27(t)(參照圖5A的STEP3)。如圖8所示，在時間函數(shù)f27(t)、g27(t)中，從原料裝入時起到第2區(qū)的入口的還原時間tv成為與h不同的值。只要求出時間函數(shù)f27(t)、g27(t)中從第2區(qū)的入口處的金屬化率a 2 以及含碳率β 2 起經(jīng)還原時間t2后的值即可得到第2區(qū)的出口處的金屬化率a 20UT以及含碳率β 2°υτ。在此，第2區(qū)的還原時間t2為第2區(qū)的運(yùn)送距離/旋轉(zhuǎn)爐床的旋轉(zhuǎn)速度。另外，在金屬化率α為a 2 且含碳率β為β 2 的h ( a )不存在于數(shù)據(jù)庫的情況下，使用線形插補(bǔ)等的內(nèi)插法即可。例如，如圖7B所示，在3 2^位于β =h27(a)與β =h17(a)之間的情況下，作為a = a 2 、β = β 2 的β = h(a)能夠通過線形插補(bǔ)作為(h27 (a) X x+h17 (a) Xy)/(χ+y)而獲得。其中，x = β 2IN_h27 ( a 2 )，y = h17 ( a 2 ) _ β 2 。此外，與β =h(a)相對應(yīng)的a = f (t)以及β = g(t)也能夠同樣地通過線形插補(bǔ)獲得。第3以及第4區(qū)也與第2區(qū)相同，將第4區(qū)的出口處的金屬化率a 40UT作為旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的排出口處的金屬化率dom。不過，在第2區(qū)與第3區(qū)的爐溫T相同的情況下，能夠繼續(xù)使用在第2區(qū)所使用的曲線。同樣，在第3區(qū)與第4區(qū)的爐溫T相同的情況下，能夠繼續(xù)使用在第3區(qū)所使用的曲線。(3)最佳爐溫的設(shè)定圖9為表示本實(shí)施方式的爐溫設(shè)定方法的順序的流程圖。首先，對裝入旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的原料的初始含碳率βΙΝ、金屬化率的目標(biāo)值αρ爐溫模式數(shù)nmx、區(qū)劃數(shù)mMX等初始值進(jìn)行設(shè)定(SlO)。另外，將原料裝入時的原料的金屬化率α 設(shè)為零。接著，對第一個爐溫模式(n = I) (Sll)，從第I區(qū)到第mMX區(qū)(S12，S14)按順序計(jì)算各區(qū)出口處的金屬化率am°UT以及含碳率βπΓτ。然后，在第mMX區(qū)的金屬化率α°υτ為金屬化率的目標(biāo)值以上的情況下(S15)，基于屬于該爐溫模式的爐溫TiQ = I. . . mmx)計(jì)算旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的必要投入熱量Y (S16)。對所有爐溫模式實(shí)施上述操作(S12 S16) (Sll, S17)，選擇所算出的必要投入熱量Y最小時的爐溫模式作為最佳爐溫模式(S18)。接下來，對旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的爐溫控制方法加以說明。 [第一爐溫控制方法]圖10中示出用于說明第一爐溫控制方法的控制框圖。進(jìn)行旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的爐溫控制的控制裝置30具有最佳爐溫運(yùn)算部32、溫度調(diào)節(jié)部33、必要熱量運(yùn)算部34，以及燃料調(diào)節(jié)部36。此外，在旋轉(zhuǎn)爐床式爐10按各區(qū)設(shè)置有燃燒器13和熱電偶37?？刂蒲b置30與設(shè)置于旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的所有這些燃燒器13以及熱電偶37連接?？刂蒲b置30中，在最佳爐溫運(yùn)算部32使用上述爐溫設(shè)定方法來設(shè)定最佳爐溫模式。接著，在溫度調(diào)節(jié)部33算出通過最佳爐溫模式所產(chǎn)生的爐溫與由熱電偶37所測量的爐溫的偏差A(yù)T，在必要熱量運(yùn)算部34，基于偏差Λ T計(jì)算旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的必要投入熱量之后，換算成燃料氣體流量。然后，在燃料調(diào)節(jié)部36，根據(jù)通過必要熱量運(yùn)算部34所算出的燃料氣體流量與由流量計(jì)39所測量的燃料氣體流量的偏差，控制對供給到燃燒器13的燃料氣體流量進(jìn)行調(diào)整的流量調(diào)整閥38。[第二爐溫控制方法]圖11中示出用于說明第二爐溫控制方法的控制框圖。另外，為與構(gòu)成第一爐溫控制方法的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素賦予相同符號，省略該構(gòu)成要素的說明。第二爐溫控制方法的控制裝置31也與第一爐溫控制方法的控制裝置30同樣地具有最佳爐溫運(yùn)算部32、溫度調(diào)節(jié)部33、必要熱量運(yùn)算部35，以及燃料調(diào)節(jié)部36。此外，在旋轉(zhuǎn)爐床式爐10的裝入口 18設(shè)置用于測量所裝入的原料的質(zhì)量的測力傳感器40，并基于旋轉(zhuǎn)爐床11的旋轉(zhuǎn)速度來跟蹤爐內(nèi)的原料的位置。在控制裝置31中，通過測力傳感器40所測量的原料的質(zhì)量數(shù)據(jù)以及原料的跟蹤位置數(shù)據(jù)被輸入到必要熱量運(yùn)算部35。在必要熱量運(yùn)算部35，基于原料的質(zhì)量對基于AT所算出的燃料氣體流量進(jìn)行修正后的值被作為供給到接近所跟蹤位置的燃燒器的燃料氣
體流量。以上，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，而本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式所記載的構(gòu)成，也包含在權(quán)利要求書中所記載的事項(xiàng)的范圍內(nèi)所考慮到的其他實(shí)施方式或變形例。例如，在上述實(shí)施方式中，采用旋轉(zhuǎn)爐床式爐作為例子進(jìn)行了說明，但也可使?fàn)t床為直線狀。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法，是對通過燃燒器加熱被載置于移動爐床上的原料來進(jìn)行還原處理的連續(xù)加熱處理爐的爐溫進(jìn)行設(shè)定的方法，具有 將上述連續(xù)加熱處理爐的爐溫T以及被裝入該連續(xù)加熱處理爐的原料的初始含碳率β 作為參數(shù)，求出該原料的金屬化率α的時間函數(shù)a = f(t)和含碳率β的時間函數(shù)β = g(t)的步驟； 將上述連續(xù)加熱處理爐的裝入口到排出ロ之間區(qū)劃為第I區(qū)到第m區(qū)，假定上述各區(qū)的爐溫Ti (i = I. . . m)，制作多個由上述第I區(qū)的爐溫T1 上述第m區(qū)的爐溫Tm構(gòu)成的爐溫模式的步驟，其中，m為自然數(shù)； 將原料裝入時的該原料的金屬化率α ΙΝ以及該原料的初始含碳率β 作為上述第I區(qū)的入口處的金屬化率α I 以及含碳率β 1 ，使用上述第I區(qū)的爐溫T1的上述a = f(t)以及上述β =g(t)，計(jì)算出上述第I區(qū)的出口處的金屬化率^嚴(yán)以及含碳率β °υτ;接下來，將第i_l區(qū)(i = 2...m)的出口處的金屬化率ai_l°UTW及含碳率β _1°υτ作為第i區(qū)的入口處的金屬化率a i 以及含碳率β i ，使用第i區(qū)的爐溫Ti的上述a = f(t)以及上述β =g(t)，計(jì)算出上述第i區(qū)的出口處的金屬化率a i°UT以及含碳率β i°UT，由此，針對上述各爐溫模式計(jì)算出上述排出ロ處的金屬化率α ουτ的步驟； 對于所計(jì)算出的上述金屬化率α°υτ為目標(biāo)值以上的上述爐溫模式，計(jì)算出上述連續(xù)加熱處理爐的必要投入熱量，將實(shí)現(xiàn)計(jì)算出的上述必要投入熱量中的最小的上述必要投入熱量的上述爐溫模式作為最佳爐溫模式的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法，其中， 將上述連續(xù)加熱處理爐的爐溫T以及被裝入該連續(xù)加熱處理爐的原料的初始含碳率β 作為參數(shù)，求出該原料的金屬化率α與含碳率β的關(guān)系式β =11((1)，在上述第卜1區(qū)的爐溫IV1與上述第i區(qū)的爐溫Ti不同吋，選擇滿足上述第i區(qū)的入口處的金屬化率ai 與含碳率β 的關(guān)系的爐溫Ti的上述β =h(a)，求出該β =h(a)的初始含碳率β i ，選擇滿足所求得的上述初始含碳率β i 以及爐溫Ti的上述a =f(t)以及上述β = g(t)，計(jì)算出上述第i區(qū)的出口處的金屬化率a i0UT以及含碳率β i°UT。
3.—種連續(xù)加熱處理爐的爐溫控制方法，其中，基于根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法獲得的最佳爐溫模式，控制供給到上述連續(xù)加熱處理爐的燃燒器的燃料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)加熱處理爐的爐溫控制方法，其中，測定裝入上述連續(xù)加熱處理爐的原料的質(zhì)量，并且跟蹤該連續(xù)加熱處理爐內(nèi)的上述原料的位置，基于該原料的質(zhì)量來修正對接近所跟蹤到的位置的上述燃燒器供給的燃料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)加熱處理爐的爐溫設(shè)定方法以及爐溫控制方法。將從連續(xù)加熱處理爐的裝入口到排出口之間分區(qū)，按各區(qū)假定爐溫并設(shè)定多個爐溫模式。接下來，使用預(yù)先通過試驗(yàn)等所求得的原料的金屬化率α以及含碳率β的時間函數(shù)，算出各爐溫模式的排出口處的金屬化率αOUT，對與所算出的金屬化率αOUT為目標(biāo)值以上的爐溫模式，算出連續(xù)加熱處理爐的必要投入熱量，將所算出的必要投入熱量中實(shí)現(xiàn)最小的必要投入熱量的爐溫模式設(shè)為最佳爐溫模式。然后，基于最佳爐溫模式，控制供給到連續(xù)加熱處理爐的燃燒器的燃料。
文檔編號F27B13/14GK102735050SQ20121010216
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者大石琢也, 田丸浩二, 福田幸久 申請人:新日鐵工程技術(shù)株式會社, 日鐵機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)株式會社