CN104313214A - 一种高炉定量化模块化精确控制开炉、封炉、停炉方法 - Google Patents
一种高炉定量化模块化精确控制开炉、封炉、停炉方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种高炉定量化模式化精确控制开炉、封炉、停炉方法。开炉方法包括配料、投料计算、高炉装料、装料调整、入炉计算、开炉控制步骤。封炉方法将权1至6中的石灰石、白云石和硅石取消，据封炉时间调整总焦比总碱度，炉料下降稳定待计算出的炉料进入炉内、料线6m左右休风完成封炉。停炉方法在停止加炉料后由高炉入炉风量计算出燃烧焦炭数量和炉内腾出容积数量达到预计腾出容积数量时，结合炉外观察确认后休风完成停炉。本发明基于高炉各部位局部物料平衡、全炉物料平衡和热平衡原理，解决总焦比、填充部位碱度平衡、终渣成分、生铁成分控制、空料批数、正常料批数等相关联数据相互影响的处理，具有方法简单、控制快速和准确的特点。
Description
技术领域
本发明属于高炉冶炼技术领域，涉及一种高炉精确控制开炉、封炉、停炉方法，尤其是涉及一种新建高炉及高炉大修、中修后开炉生产及高炉采用填充法进行中长期封炉及采用空料线停炉，以提升高炉开炉、封炉、停炉操作涉及庞大参数及复杂计算过程中获取目标参数的命中率和稳定率，有效提高高炉开、封、停炉准确性、即时性和效率，促进精确化、模式化、定量化完成开、封、停炉的操作方法。
背景技术
新建高炉的开炉、大修和中修开炉、高炉停炉是一个繁杂的系统工程，是炼铁生产中比较复杂的实践操作，除了生产准备工作之外，还涉及到大量的计算。尤其是开炉配料计算过程复杂，并且必须保证在不同条件下烧结矿、球团矿、块矿、石灰石、白云石甚至硅石等物料数量计算结果准确，初出生铁炉渣成分合理、热量充沛，否则将会对开炉是否成功及后续生产产生严重影响；封炉同样涉及各种物料、操作参数的复杂计算。传统计算方法较为繁琐，而在实际中原燃料条件、生产条件都可能会发生临时变，这都要求及时、高效准确的计算。因此，有必要对上述复杂过程进行模式化、定量化、即时化处理，摒弃复杂、费时、准确度不高的传统手工或简单电子表格多元联立方程组计算思路和模式，通过自动或手动获取高炉参数，经自动化控制装置完成各种计算过程并对开炉、封炉、停炉过程进行精确控制，从而大大提高各种待解数据在复杂过程中的准确性、即时性，并满足在条件（数据）发生临时变化时的高适应性，这在生产实践中具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种方法简单、控制快速和准确的高炉定量化模式化精确控制开炉方法；本发明的第二目的在于提供一种方法简单、控制快速和准确的高炉定量化模式化精确控制封炉方法；本发明的第三目的在于提供一种方法简单、控制快速和准确的高炉定量化模式化精确控制停炉方法。
本发明的第一目的是这样实现的，包括配料、投料计算、高炉装料、装料调整、入炉计算、开炉控制步骤，具体步骤如下：
A、配料：
烧结矿 60～80%
球团矿 0～40%
块矿 0～30%
焦炭 3300～8500kg
石灰石 0～1000kg
白云石 0～1000kg
硅石 0～1000kg
上述烧结矿、球团矿和块矿的百分比之和为100%，焦炭、石灰石、白云石和硅石的质量为每批料单独的投入量；
B、投料计算：由高炉容积大小定出开停炉矿批、暂定正料焦比、开炉[Si]量、压缩率、各种物料堆比重，计算出每批净焦、空焦、轻负荷料、正常料填充容积M和按装入体积达到至空出6～8m时的体积M1：
每批料计算填充容积M＝（焦炭批重／焦炭堆比重＋每批料熔剂重量／熔剂堆比重＋矿石综合批重／矿石综合堆比重）×（1－压缩率），
M1＝高炉容积－空出6～8m所占容积；
C、高炉装料：由高炉各内型尺寸计算出各部位容积，对应高炉各部位装料品种及顺序为：死铁层和炉缸装入焦炭或木柴，炉腹和炉腰装入焦炭，炉身交叉装入空料、轻负荷料和正常炉料，向上渐次增加轻负荷料及正常炉料批数，装入炉料量按空出料线6～8m计算，然后任意输入高炉各部位装入料批数，计算出装入炉料在各部位的实际填充容积N1：
实际填充容积N1＝（焦炭批重’／焦炭堆比重＋每批料熔剂重量’／熔剂堆比重＋矿石综合批重’／矿石综合堆比重）×（1－压缩率’） ×输入料批数；
D、装料调整：当|N1－M1|≥5%时，对装入料输入批数进行增减调整至|N1－M1|＜5.0%。
E、入炉计算：依据装入料批数按以下计算出入炉各种矿石、焦炭、熔剂总量、各部位炉料分段焦比、开炉总焦比、理论铁量：
入炉各物料重量＝各个物料批数×批重，
理论铁量＝矿石重量×综合铁品位×99.5%×98.5%／94%，
各部位分段焦比＝该部分焦炭重量／该部位矿石理论出铁量，
总焦比＝入炉焦炭总量／入炉总矿石理论铁量；
F、开炉控制：由以上计算结果计算出高炉各部位填充情况、炉渣成分、碱度、焦比并对高炉开炉终渣、生铁成分、总焦比、总碱度进行校核，校核结果达到要求对入炉物料进行排序入炉冶炼，完成定量化开炉精确控制。
本发明的第二目的是这样实现的，将权利要求1至6任意一项所述开炉方法各步骤中的石灰石、白云石和硅石取消，并根据封炉时间长短调整封炉料总焦比、封炉料总碱度，依据上述步骤A～E，当炉料下料速度稳定在7～9批/小时且计算出的炉料进入炉内填充容积N1达到料线5～7m时休风即完成封炉控制。
本发明的第三目的是这样实现的，根据权利要求1至4所述开炉方法的步骤A～C，在停止加炉料后由高炉入炉风量L计算炉内腾出容积数量P，当|P－Q|＜5.0%时，结合炉外观察出现风口挂渣现象后休风即完成空料线停炉控制，同时得出完成空料线的时间；其中Q为达到空料线停炉预设腾出容积数量，炉内腾出容积数量P计算方法如下：
吨焦炭消耗风量＝（1000×w(C)×f／24）×22.4／M0，
w(C)为高炉用焦炭含碳量，f为高炉焦炭燃烧率，M0为风中氧气含量，
小时消耗焦炭数量＝小时风量L／吨焦炭消耗风量，
小时料批数＝小时消耗焦炭数量／焦批，
小时炉内腾出容积数量P＝小时料批×批料容积，
空料线需要时间＝预设腾出容积／小时炉内腾出容积。
本发明基于高炉各部位的局部物料平衡、高炉全炉物料平衡和热量平衡原理，很好地解决总焦比、填充部位碱度平衡、终渣成分、生铁成分控制、空料批数、正常料批数等几个相关联数据相互影响关系的处理。具有以下显著优势：快速、准确，满足条件临时变化要求；方法简单，只需获取变量成分、配比数据来替代繁琐并易出差错的多元联立方程求解。各种物料（净焦、空料、轻负荷料、正常料）计算数量准确，满足高炉不同部位对热量的不同需求，尤其是炉身下部用空料需加碱性熔剂（石灰石、白云石），炉身中下部需加酸性熔剂（硅石）的复杂计算；易于校核验证，输入不同物料成分、批数等变量即可实现循环校核，直至误差最小，效果最精确。本发明提高了高炉在新建、大中修后开炉生产生铁[Si]含量及炉渣R‘、炉渣各化学成分控制的精确度，提高高炉在采用填充法进行中长期封炉时炉内物料所处位置控制精确度，提高高炉在采用空料线停炉时控制降料面进程精确度。本发明与传统多元联立方程组计算思路和模式及现有的开炉、停炉计算及方法相比，在于在高炉开炉、封炉、停炉等特殊操作过程涉及的庞大参数及复杂计算锅中中，考虑因素更全更广，解决传统方法考虑变量数量不足缺点；解决传统方法会因增加变量就需要增加联立数学方程个数，计算结果精确度不足问题；解决计算耗时过长，且修正迅捷可有效避免因物料数据及操作参数发生临时变化时对该特殊操作产生的不良影响；能更好地满足不同条件下不同物料在不同部位的装入数量要求，便于高炉参数控制；在该特殊高炉操作中涉及所有计算和控制过程均由自动控制装置完成，可迅捷达到任意开炉矿石、熔剂配比及停炉各参数变化下满足工艺要求的结果。目标参数命中率、准确度大为提高，数据采集方便全面，实践生产效果与计算结果结合良好，改善高炉开炉、停炉等特殊操作完成质量。因此，本发明具有方法简单、控制快速和准确的特点。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的高炉定量化模式化精确控制开炉方法，包括配料、投料计算、高炉装料、装料调整、入炉计算、开炉控制步骤，具体步骤如下：
A、配料：
烧结矿 60～80%
球团矿 0～40%
块矿 0～30%
焦炭 3300～8500kg
石灰石 0～1000kg
白云石 0～1000kg
硅石 0～1000kg
上述烧结矿、球团矿和块矿的百分比之和为100%，焦炭、石灰石、白云石和硅石的质量为每批料单独的投入量；
B、投料计算：由高炉容积大小定出（周传典，高炉炼铁工艺生产技术手册[M]，北京：北京冶金工业出版社，2008，P429、P437）开停炉矿批、暂定正料焦比、开炉[Si]量、压缩率、各种物料堆比重，计算出每批净焦、空焦、轻负荷料、正常料填充容积M和按装入体积达到至空出6～8m时的体积M1：
每批料计算填充容积M＝（焦炭批重／焦炭堆比重＋每批料熔剂重量／熔剂堆比重＋矿石综合批重／矿石综合堆比重）×（1－压缩率），
M1＝高炉容积－空出6～8m所占容积；
C、高炉装料：由高炉各内型尺寸计算出各部位容积，对应高炉各部位装料品种及顺序为：死铁层和炉缸装入焦炭或木柴，炉腹和炉腰装入焦炭，炉身交叉装入空料、轻负荷料和正常炉料，向上渐次增加轻负荷料及正常炉料批数，装入炉料量按空出料线6～8m计算，然后任意输入（自然数）高炉各部位装入料批数，计算出装入炉料在各部位的实际填充容积N1：
实际填充容积N1＝（焦炭批重’／焦炭堆比重＋每批料熔剂重量’／熔剂堆比重＋矿石综合批重’／矿石综合堆比重）×（1－压缩率’） ×输入料批数；
D、装料调整：当|N1－M1|≥5%时，对装入料输入批数进行增减调整至|N1－M1|＜5.0%。
E、入炉计算：依据装入料批数按以下计算出入炉各种矿石、焦炭、熔剂总量、各部位炉料分段焦比、开炉总焦比、理论铁量：
入炉各物料重量＝各个物料批数×批重，
理论铁量＝矿石重量×综合铁品位×99.5%×98.5%／94%，
各部位分段焦比＝该部分焦炭重量／该部位矿石理论出铁量，
总焦比＝入炉焦炭总量／入炉总矿石理论铁量；
F、开炉控制：由以上计算结果计算出高炉各部位填充情况、炉渣成分、碱度、焦比并对高炉开炉终渣、生铁成分、总焦比、总碱度进行校核，校核结果达到要求对入炉物料进行排序入炉冶炼，完成定量化开炉精确控制。
所述步骤F中的计算过程为：知道各物料料批数，进而知道各部位料批数及高炉各部位填充容积；控制实际填充容积与计划计算填充容积之差<5%，依据物料平衡，进行铁平衡、炉渣各成分如SiO2、CaO、Al2O3平衡，计算出各自成分占全部炉渣量的百分含量。
所述步骤F中的校核过程为：对入炉总物料量进行铁平衡与炉渣各成分如SiO2、CaO、Al2O3平衡计算，校核数据控制误差范围均<5%，范围要求为：炉渣总碱度0.95倍；炉渣中Al2O3含量<15%；开炉焦比3.0t焦/t铁。
所述空料每批料组成为：焦炭3500～8500kg/批料，石灰石0～1000kg/批料，白云石0～1000kg/批料。
所述轻负荷料及正常料每批料组成为：矿石8000～26000kg/批料，焦炭3500～8500kg/批料，硅石0～1000kg/批料，其中轻负荷料焦炭批重多于正常料焦炭批重。
所述烧结矿成分按质量百分比包括49～52%的TFe、7.0～8.5%的SiO2、13.5～14.5%的CaO、1.50～2.20%的Al2O3、2.3～2.5%的MgO、TiO2 <1.5%、S<0.08，堆比重为1.80～1.95t/m3。
所述球团矿成分按质量百分比包括55.5～58.5%的TFe、9.5～11.0%的SiO2、0.5～1.5%的CaO、1.50～2.30%的Al2O3、0.5～1.5%的MgO、TiO2 <1.5%，堆比重2.3～2.5t/m3。
所述块矿成分按质量百分比包括54.5～55.5%的TFe、5.5～15.0%的SiO2、0.2～0.5%的CaO、0.50～1.30%的Al2O3、0.3～0.7%的MgO、TiO2 <1.5%，堆比重2.2～2.4t/m3。
所述焦炭成分按质量百分比包括83.0～84.0%的C、13.5～14.5%的Ash，堆比重0.55～0.65t/m3。
所述石灰石成分按质量百分比包括51～55%的CaO、Al2O3<0.50。
所述白云石成分按质量百分比包括30.0～33.0%的MgO、16～19%的CaO、Al2O3<0.50%。
所述硅石按质量百分比成分包括SiO2>98.0%、CaO<0.1%、Al2O3<0.50%，各成分质量百分比之和为100%。
所述由石灰石、白云石和/或硅石构成的溶剂堆比重为1.45～1.65t/m3。
所述步骤C中计算出高炉内各部位容积是计算2m、4m、6m、8m应空出料线所占的容积。
所述步骤D中的调整是在每个品种物料装入完毕后测量料线，将测量物料容积与计算填充容积之差作为后续输入批数的修正量。
本发明的采用填充法的高炉定量化模式化精确控制封炉方法，是将权利要求1至6任意一项所述开炉方法各步骤中的石灰石、白云石和硅石取消，并根据封炉时间长短调整（周传典，高炉炼铁工艺生产技术手册[M]，北京：北京冶金工业出版社，2008，P455）封炉料总焦比、封炉料总碱度，依据上述步骤A～E，当炉料下料速度稳定在7～9批/小时且计算出的炉料进入炉内填充容积N1达到料线5～7m时休风即完成封炉控制。
本发明的采用空料线的高炉定量化模式化精确控制停炉方法，根据权利要求1至4所述开炉方法的步骤A～C，在停止加炉料后由高炉入炉风量L计算炉内腾出容积数量P，当|P－Q|＜5.0%时，结合炉外观察出现风口挂渣现象后休风即完成空料线停炉控制，同时得出完成空料线所需时间；其中Q为达到空料线停炉预设腾出容积数量，炉内腾出容积数量P计算方法如下：
吨焦炭消耗风量＝（1000×w(C)×f／24）×22.4／M0，
w(C)为高炉用焦炭含碳量，f为高炉焦炭燃烧率，M0为风中氧气含量，
小时消耗焦炭数量＝小时风量L／吨焦炭消耗风量，
小时料批数＝小时消耗焦炭数量／焦批，
小时炉内腾出容积数量P＝小时料批×批料容积，
空料线需要时间＝预设腾出容积／小时炉内腾出容积。
所述高炉实际入炉风量范围为1000～3200m3/min。
实施例1
A、450m3级高炉大修开炉，开炉用料包括矿石（包括烧结矿、球团矿和块矿）、焦炭和熔剂（包括石灰石、白云石和硅石）。
其中烧结矿化学成分为：TFe 50%，SiO2 7.35%，CaO 13.25%，Al2O3 2.10%，MgO 2.35%，TiO2 0.95%，S 0.08%；堆比重1.90t/m3。
其中球团矿化学成分为：TFe 57.5%,SiO2 9.8%，CaO 0.55%，Al2O3 1.59%，MgO 0.58%，TiO2 0.81%；堆比重2.45t/m3。
其中块矿化学成分为：TFe 54.5%，SiO2 5.58%，CaO 0.25%，Al2O3 0.65%，MgO 0.57%，TiO2 0.15%；堆比重2.25t/m3。
其中焦炭成分为：C 83.7%，Ash 14.35%，堆比重0.65t/m3。
其中石灰石化学成分为：CaO 53.5%；Al2O3<0.50。
其中白云石化学成分为：MgO 32.6%，CaO 18.6%，Al2O3 0.32%。
其中硅石化学成分为：SiO2 98.6%，CaO 0.09%，Al2O3 0.35%。
其中熔剂的堆比重1.55t/m3。
B、由高炉容积大小定出开停炉矿批6000Kg、正料焦比850kg/t铁、开炉[Si]量3.0%、压缩率11%，暂定烧结矿、球团、块矿配比依次为65%、20%、15%，空焦石灰石200kg/批，白云石200kg/批，正料硅石200kg/批，按以下计算出每批净焦、空焦、轻负荷料、正常料所占容积分别为：4.1m3、4.4 m3、6.7 m3、6.8 m3：
批矿理论出铁量＝矿批×综合品位×99.5%×98.5%／94%，
净焦容积＝焦批/焦炭堆比重×压缩率，
空焦容积＝（焦批/焦炭堆比重＋熔剂批重／熔剂堆比重）×（1－压缩率），
轻负荷料容积＝（轻负荷料焦批／焦炭堆比重＋矿石批重／矿石综合堆比重）×（1－压缩率），
正常料容积＝（正常料料焦批／焦炭堆比重＋矿石批重／矿石综合堆比重）×（1－压缩率）；
C、由具体高炉各内型尺寸计算出各部位容积和应空出料线（6m）所占的容积，按照对应高炉各部位装料品种及顺序为：死铁层、炉缸装入焦炭，炉腹、炉腰装入焦炭，炉身下部装入空料，炉身中上部装入轻负荷料和正常炉料，空料和带负荷料交叉入炉，向上渐次增加带负荷料原则，计算出装入炉料在各部位的实际填充容积，以上计算如下：
高炉各部位（圆台）容积＝3.14×该部位高度／12×（下部直径平方＋下部直径×上部直径＋上部直径平方），
空出6m后炉内容积＝高炉炉缸容积＋炉腹容积＋炉腰容积＋扣除6m所占容积后的炉身容积，
装入料在炉内各部位的实际填充容积＝各部位炉料容积之和；
D、由输入装入料批数计算出的实际填充容积以控制达到接近高炉内型计算容积偏差<5%为准则反过来对装入料输入批数进行增减调整，依据净焦、空焦、3批空焦1批正料（若干次）、2批空焦1批正料（若干次）、正料循环一次排出物料入炉批数和顺序，以上计算如下：
装入批数实际填充容积＝输入批数×具体各批炉料所占容积；
E、依据装入料批数计算出入炉各种矿石、焦炭、熔剂总量及各部位物料填充情况、各部位炉料分段焦比、开炉总焦比、理论铁量。根据高炉装备水平、人员情况等调整开炉总焦比，通过增减空料、轻负荷料、正料批数输入量实现达到上述参数值控制，以上计算如下：
入炉各物料重量＝各个物料批数×批重，
理论铁量＝入炉矿石重量×综合铁品位×99.5%×98.5%／94%，
各部位分段焦比＝该部分焦炭重量／该部位矿石理论出铁量，
总焦比＝入炉焦炭总量／入炉总矿石理论铁量；
F、由以上计算结果计算出高炉各部位填充情况、炉渣成分、碱度、焦比，并对高炉开炉终渣、生铁成分、总焦比、总碱度进行自动计算校核，达到开炉过程对以上数据的精确控制，以上计算和校核如下：
计算过程：知道各个物料料批数，进而知道各部位料批数，进而知道高炉各部位填充容积；控制实际填充容积与计划计算填充容积之差<5%，依据物料平衡，进行铁平衡、铁中硅、锰、硫等元素平衡、炉渣各成分如SiO2、CaO、Al2O3平衡，计算出铁中各主要元素含量和入炉渣各自成分占全部炉渣量的百分含量；炉渣中CaO／SiO2即为炉渣碱度；
校核过程：对入炉总物料量进行进行铁平衡、元素平衡与炉渣各成分如SiO2、CaO、Al2O3平衡计算，校核数据控制误差范围均<5%，范围要求为：炉渣总碱度0.95倍；炉渣中Al2O3含量<15%；开炉焦比3.0t焦/t铁。
本次各个参数校核结果如下表：
依上述排出装料入炉顺序为净焦30批，空焦13批（白云石260kg/批，石灰石260kg/批），正料8批（硅石160kg/批）。按此顺序装料入炉，具体高炉入炉实际风量1000m3/min，逐步增加风量。
出炉头次渣铁炉温结果SiO2 36.88%，CaO 35.79%，Al2O3 014.21%，MgO 8.58%，[Si] 3.5%；炉缸物理热量1450度，充沛。
开炉后炉况稳定顺行，渣铁流动性良好，开炉10天后技术指标正常。
实施例2
以下各步骤计算公式和过程同实施例1。
A、1350m3级高炉大修开炉，开炉用料包括矿石（包括烧结矿、球团矿和块矿）、焦炭和熔剂（包括石灰石、白云石和硅石）。
其中烧结矿化学成分为：TFe 51.54%，SiO2 7.05%，CaO 13.05%，Al2O3 2.00%，MgO 2.35%，TiO2 0.95%，S 0.08%；堆比重1.95t/m3。
其中球团矿化学成分为：TFe 58.5%,SiO2 9.6%，CaO 0.55%，Al2O3 1.39%，MgO 0.53%，TiO2 0.71%；堆比重2.55t/m3。
其中块矿化学成分为：TFe 54.5%，SiO2 5.58%，CaO 0.25%，Al2O3 0.65%，MgO 0.57%，TiO2 0.15%；堆比重2.25t/m3。
其中焦炭成分为：C 84.7%， Ash 13.65%，堆比重0.65t/m3。。
其中石灰石化学成分为：CaO 53.5%；Al2O3<0.50。
其中白云石化学成分为：MgO 32.6%，CaO 18.6%，Al2O3 0.32%。
其中硅石化学成分为：SiO2 98.6%，CaO 0.09%，Al2O3 0.35%。
其中熔剂的堆比重1.55t/m3。
B、由高炉容积大小定出开停炉矿批16000Kg、正料焦批8000kg、开炉[Si]量3.0%、压缩率13%，暂定烧结矿、球团、块矿配比依次为65%、20%、15%，空焦石灰石500kg/批，白云石500kg/批，正料硅石300kg/批，以此计算出每批净焦、空焦、轻负荷料、正常料所占容积分别为：11.4m3、12.0 m3、18.2 m3、18.4m3。
C、由具体高炉各内型尺寸计算出各部位容积，计算出应空出料线（6m）所占的容积。按照对应高炉各部位装料品种及顺序为：死铁层、炉缸装入焦炭，炉腹、炉腰装入焦炭，炉身下部装入空料，炉身中上部装入轻负荷料和正常炉料，空料和带负荷料交叉入炉，向上渐次增加带负荷料原则，计算出装入炉料在各部位的实际填充容积。
D、由输入装入料批数计算出的实际填充容积以接近高炉内型计算容积为准则反过来对装入料输入批数进行调整，依据净焦、空焦、不同比例空焦＋正料循环一次排出物料入炉批数和顺序。
E、依据装入料批数计算出入炉各种矿石、焦炭、熔剂总量及各部位物料填充情况、各部位炉料分段焦比、开炉总焦比、理论铁量。根据具体条件调整开炉总焦比通过增减整空料、轻负荷料批数输入量实现。
F、由以上计算结果计算出高炉各部位填充情况、炉渣成分、碱度、焦比并对高炉开炉终渣、生铁成分、总焦比、总碱度进行自动校核；达到开炉过程对以上数据的精确控制。本次各个参数校核结果如下表：
依上述排出装料入炉顺序为净焦35批，空焦18批（白云石500kg/批，石灰石500kg/批），正料22批（硅石260kg/批）。按此顺序装料入炉，具体高炉入炉实际风量1800m3/min，逐步增加风量。
出炉头次渣铁炉温结果SiO2 37.83%，CaO 36.31%，Al2O3 014.58%，MgO 8.75%，[Si] 3.8%；炉缸物理热量1500度，充沛。
开炉后炉况稳定顺行，渣铁流动性良好，开炉10天后技术指标正常。
实施例3
以下各步骤计算公式和过程同实施例1。
A、450m3级高炉空料线停炉，停炉用料包括矿石（包括烧结矿、球团矿和块矿）和焦炭和熔剂。
其中烧结矿化学成分为：TFe 50%，SiO2 7.35%，CaO 13.25%，Al2O3 2.10%，MgO 2.35%，TiO2 0.95%，S 0.08%；堆比重1.90t/m3。
其中球团矿化学成分为：TFe 57.5%,SiO2 9.8%，CaO 0.55%，Al2O3 1.59%，MgO 0.58%，TiO2 0.81%；堆比重2.45t/m3。
其中块矿化学成分为：TFe 54.5%，SiO2 5.58%，CaO 0.25%，Al2O3 0.65%，MgO 0.57%，TiO2 0.15%；堆比重2.25t/m3。
其中焦炭成分为：C 83.7%，Ash 14.35%，堆比重0.65t/m3。
B、由高炉容积大小定出停炉矿批12000Kg、正料焦比850kg、压缩率11%，炉渣碱度配至1.05，计算得到烧结矿、球团、块矿配比依次为65%、20%、15%。
C、计算每批炉料所占容积，由具体高炉各内型尺寸计算出各部位容积，进而计算料线至6m出应腾出容积为347.83m3。
D、计算现实条件下（生铁硅含量0.8%～1.0%，炉渣碱度1.05，炉顶温度<400度）吨焦消耗风量，过程中不断输入实际入炉风量。实际停止加料5小时候自动计算出料批28批，腾出容积337.11 m3。且当炉外各个风口均已出现挂渣现象，实施休风操作。
停炉看，炉料降至风口以下，仅炉缸中心堆积部分焦炭高于风口。
实施例4
以下各步骤计算公式和过程同实施例1。
A、450m3级高炉长期封炉停炉，停炉用料包括矿石（包括烧结矿、球团矿和块矿）和焦炭。
其中烧结矿化学成分为：TFe 51.05%，SiO2 7.22%，CaO 13.51%，Al2O3 1.87%，MgO 2.39%，TiO2 0.476%，S 0.07%；堆比重1.85t/m3。
其中球团矿化学成分为：TFe 58.71%,SiO2 10.17%，CaO 0.68%，Al2O3 2.25%，MgO 0.71%，TiO2 0.814%；堆比重2.50t/m3。
其中块矿化学成分为：TFe 53.75%，SiO2 17.76%，CaO2.04%，Al2O3 2.06%，MgO 0.77%，TiO2 0.452%；堆比重2.28t/m3。
其中焦炭成分为：C 84.37%，Ash 14.15%，堆比重0.65t/m3。
B、由高炉容积大小和顺行需要定出（周传典，高炉炼铁工艺生产技术手册[M]，北京：北京冶金工业出版社，2008，P429、P437）停炉矿批8000Kg、正料焦批3600kg、压缩率11%，炉渣碱度配至1.10，计算得到烧结矿、球团、块矿配比依次为80%、10%、10%。根据封炉时间长短确定封炉总焦比（周传典，高炉炼铁工艺生产技术手册[M]，北京：北京冶金工业出版社，2008，P455），封炉时间20~30天，总焦比1.5~2.0t/t铁。
C、计算每批炉料所占容积，由具体高炉各内型尺寸计算出各部位容积，进而计算填充料线至6m处容积为314.79m3；其中炉腹、炉腰容积119 m3（装入净焦），其中炉身以上容积195.8 m3（装入正料），
D、由要填充容积计算需要净焦批数（=119 m3/批焦容积（焦批重/焦炭堆比重*（1－压缩率）））=21.48批；需要正料批数（314.79 m3/－119 m3=195.8 m3/批料容积（（焦批重/焦堆比重＋矿石批重/矿石堆比重）*（1－压缩率））为22.3批。
E、计算现实条件下（生铁硅含量0.8%～1.0%，炉渣碱度1.10，炉顶温度<400度）吨焦消耗风量，过程中不断输入实际入炉风量，料速正常（7.5～8.5批/h）下需要时间计算为4.5h（314.79 m3/小时料批）后净焦到达风口区；实际停炉时间4.3h后实施休风操作；实际装入炉料为为净焦82.8吨（23批），正料20批，实际填充容积297.31 m3；按照此净焦数量和正料批数计算得封炉焦比1.82t/t，炉渣碱度1.11倍。
F、停炉看，封炉后炉料料线5.5m，封炉后加盖水渣。
长期封炉25天后开炉顺利，开炉7天后生产技术指标恢复正常。
Claims (9)
1.一种高炉定量化模式化精确控制开炉方法，其特征在于包括配料、投料计算、高炉装料、装料调整、入炉计算、开炉控制步骤，具体步骤如下：
A、配料：
烧结矿 60～80%
球团矿 0～40%
块矿 0～30%
焦炭 3300～8500kg
石灰石 0～1000kg
白云石 0～1000kg
硅石 0～1000kg
上述烧结矿、球团矿和块矿的百分比之和为100%，焦炭、石灰石、白云石和硅石的质量为每批料单独的投入量；
B、投料计算：由高炉容积大小定出开停炉矿批、暂定正料焦比、开炉[Si]量、压缩率、各种物料堆比重，计算出每批净焦、空焦、轻负荷料、正常料填充容积M和按装入体积达到至空出6～8m时的体积M1：
每批料计算填充容积M＝（焦炭批重／焦炭堆比重＋每批料熔剂重量／熔剂堆比重＋矿石综合批重／矿石综合堆比重）×（1－压缩率），
M1＝高炉容积－空出6～8m所占容积；
C、高炉装料：由高炉各内型尺寸计算出各部位容积，对应高炉各部位装料品种及顺序为：死铁层和炉缸装入焦炭或木柴，炉腹和炉腰装入焦炭，炉身交叉装入空料、轻负荷料和正常炉料，向上渐次增加轻负荷料及正常炉料批数，装入炉料量按空出料线6～8m计算，然后任意输入高炉各部位装入料批数，计算出装入炉料在各部位的实际填充容积N1：
实际填充容积N1＝（焦炭批重’／焦炭堆比重＋每批料熔剂重量’／熔剂堆比重＋矿石综合批重’／矿石综合堆比重）×（1－压缩率’） ×输入料批数；
D、装料调整：当|N1－M1|≥5%时，对装入料输入批数进行增减调整至|N1－M1|＜5.0%；
E、入炉计算：依据装入料批数按以下计算出入炉各种矿石、焦炭、熔剂总量、各部位炉料分段焦比、开炉总焦比、理论铁量：
入炉各物料重量＝各个物料批数×批重，
理论铁量＝矿石重量×综合铁品位×99.5%×98.5%／94%，
各部位分段焦比＝该部分焦炭重量／该部位矿石理论出铁量，
总焦比＝入炉焦炭总量／入炉总矿石理论铁量；
F、开炉控制：由以上计算结果计算出高炉各部位填充情况、炉渣成分、碱度、焦比并对高炉开炉终渣、生铁成分、总焦比、总碱度进行校核，校核结果达到要求对入炉物料进行排序入炉冶炼，完成定量化开炉精确控制。
2.根据权利要求1所述的开炉方法，其特征在于所述空料组成为：焦炭3500～8500kg/批料，石灰石0～1000kg/批料，白云石0～1000kg/批料；所述轻负荷料及正常料组成为：矿石8000～26000kg/批料，焦炭3500～8500kg/批料，硅石0～1000kg/批料。
3.根据权利要求1或2所述的开炉方法，其特征在于所述烧结矿成分按质量百分比包括49～52%的TFe、7.0～8.5%的SiO2、13.5～14.5%的CaO、1.50～2.20%的Al2O3、2.3～2.5%的MgO、TiO2 <1.5%、S<0.08，堆比重为1.80～1.95t/m3；所述球团矿成分按质量百分比包括55.5～58.5%的TFe、9.5～11.0%的SiO2、0.5～1.5%的CaO、1.50～2.30%的Al2O3、0.5～1.5%的MgO、TiO2 <1.5%，堆比重2.3～2.5t/m3；所述块矿成分按质量百分比包括54.5～55.5%的TFe、5.5～15.0%的SiO2、0.2～0.5%的CaO、0.50～1.30%的Al2O3、0.3～0.7%的MgO、TiO2 <1.5%，堆比重2.2～2.4t/m3。
4.根据权利要求1或2所述的开炉方法，其特征在于所述焦炭成分按质量百分比包括83.0～84.0%的C、13.5～14.5%的Ash，堆比重0.55～0.65t/m3；所述石灰石成分按质量百分比包括51～55%的CaO、Al2O3<0.50；所述白云石成分按质量百分比包括30.0～33.0%的MgO、16～19%的CaO、Al2O3<0.50%；所述硅石按质量百分比成分包括SiO2>98.0%、CaO<0.1%、Al2O3<0.50%，各成分质量百分比之和为100%；所述由石灰石、白云石和/或硅石构成的溶剂堆比重为1.45～1.65t/m3。
5.根据权利要求1或2所述的开炉方法，其特征在于所述步骤C中计算出高炉内各部位容积是计算2m、4m、6m、8m应空出料线所占的容积。
6.根据权利要求1或2所述的开炉方法，其特征在于所述步骤D中的调整是在每个品种物料装入完毕后测量料线，将测量物料容积与计算填充容积之差作为后续输入批数的修正量。
7.一种采用填充法的高炉定量化模式化精确控制封炉方法，其特征在于将权利要求1至6任意一项所述开炉方法各步骤中的石灰石、白云石和硅石取消，并根据封炉时间长短调整封炉料总焦比、封炉料总碱度，依据上述步骤A～E，当炉料下料速度稳定在7～9批/小时且计算出的炉料进入炉内填充容积N1达到料线5～7m时休风即完成封炉控制。
8.一种采用空料线的高炉定量化模式化精确控制停炉方法，其特征在于根据权利要求1至4所述开炉方法的步骤A～C，在停止加炉料后由高炉入炉风量L计算炉内腾出容积数量P，当|P－Q|＜5.0%时，结合炉外观察出现风口挂渣现象后休风即完成空料线停炉控制，同时得出完成空料线的时间；其中Q为达到空料线停炉预设腾出容积数量，炉内腾出容积数量P计算方法如下：
吨焦炭消耗风量＝（1000×w(C)×f／24）×22.4／M0，
w(C)为高炉用焦炭含碳量，f为高炉焦炭燃烧率，M0为风中氧气含量，
小时消耗焦炭数量＝小时风量L／吨焦炭消耗风量，
小时料批数＝小时消耗焦炭数量／焦批，
小时炉内腾出容积数量P＝小时料批×批料容积，
空料线需要时间＝预设腾出容积／小时炉内腾出容积。
9.根据权利要求8所述的停炉方法，其特征在于所述高炉实际入炉风量范围为1000～3200m3/min。
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