CN106548028B - 一种计算炉料落点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种计算炉料落点的方法，用于计算高炉布料时炉料的落点位置，以开炉时检测的原料料流轨迹数据为基础，利用双线性插值算法，计算在任意料线和任意角度条件下炉料的具体落点位置。本发明不仅简化了计算的输入参数，还提高了计算的准确性和可控性。它是分析料面形状的一种新的基础方法，也是评价高炉布料制度是否合理的有效手段。本发明可应用于人工手动离线计算，也可以嵌入到在线软件系统中进行计算。

Description

一种计算炉料落点的方法
技术领域
本发明属于高炉炼铁技术领域，特别是涉及一种计算炉料落点的方法。
背景技术
高炉布料指生产过程中，炉料被连续装入高炉的布料设备后，会经过一段抛物线式的滑行，然后到达料面，最后炉料再经过自然滚动形成稳定的料面形状(如图1)。料面形状影响着高炉的煤气流分布与焦炭负荷，进而影响着高炉的各项(技术经济指标)。所以，高炉布料是高炉冶炼工艺理论的重要组成部分，通过布料是来控制料面形状，进而影响炉况是高炉操作的一个重要手段。
传统的炉料落点计算着眼于工艺计算和理论推导，虽然方法众多，但是它们共同的问题在于考虑的影响因素太多，且有些影响因素的具体数值难以确定，往往只是一个参考值或估计值，给计算的准确性带来了极大的困难。传统方法考虑的影响因素主要如下：炉料落入溜槽1的初始速度、炉料的质量对溜槽地面的压力、炉料与溜槽间的摩擦系数、溜槽悬挂位置、溜槽长度、溜槽倾动距离、溜槽横截面上底面半圆的半径、溜槽旋转速度、零料位深度、溜槽与中心线夹角，即布料角度、料线深度、炉喉半径和煤气流上升阻力。
此外，除了上述主要影响因素外，不同的传统计算方法还会加入不同的计算参数，但是参数多了，计算结果却难以保证。在实践应用中，这些计算方法造成的误差远远超过了高炉操作的承受范围。所以，高炉技术人员根本无法用此方法衡量炉料的准确落点，而基于此方法的数学模型也难以提供一个准确的计算结果。
目前，市场上有一种料面检测设备，利用激光探测料面形状，此设备已应用广泛，其主要功能是在开炉时检测原料在不同的布料条件下的料流轨迹，输出不同的布料角度和不同的料线深度对应不同的炉料落点数据，但是这些数据都是离散存在的，且这种设备一般只在开炉时检测一次。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种计算炉料落点的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，
一种计算炉料落点的方法，用于计算高炉布料时炉料的落点位置，以开炉时检测的原料料流轨迹数据为基础，利用双线性插值算法，计算在任意料线和任意角度条件下炉料的具体落点位置。
进一步，包括以下步骤：第一步，利用开炉布料探测结果，得到原料料流轨迹数据；
第二步，设定原料料流轨迹数据的调整参数；
第三步，确定所计算落点对应的布料角度和料线深度(x0,y0)，并将该落点记为P点；
第四步，假设P点附近的四点分别为Q11、Q12、Q21、Q22，并且Q11＝(x1,y1)、Q12＝(x1,y2)、Q21＝(x2,y1)以及Q22＝(x2,y2)，其中x1、x2代表落点位置对应的布料角度，y1、y2代表落点位置对应的料线深度；
第五步，进一步假设Q11、Q12、Q21、Q22对应的调整参数为e11、e12、e21、e22。
第六步，在x方向进行线性插值，得到R1点和R2点，然后在y方向进行线性插值，由R1与R2计算P点，得到最终的计算结果。
进一步，所述第六步具体为：
x方向线性插值计算
R1＝Q11+(Q21*e21-Q11*e11)*(x0-x1)/(x2-x1)
R2＝Q11+(Q22*e22-Q12*e12)*(x0-x1)/(x2-x1)
y方向线性插值计算
P＝R1+(R2-R1)*(y0-y1)/(y2-y1)。
由于采用以上技术方案，本发明具有以下优点：
本发明不仅简化了计算的输入参数，还提高了计算的准确性和可控性。本发明是分析料面形状的一种新的基础方法，也是评价高炉布料制度是否合理的有效手段。本发明可应用于离线计算，也可以应用于在线软件系统。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1是高炉炉顶布料的示意图；
图2是料面探测仪检测料面形状的示意图；
图3是料流轨迹的坐标图；
图4是双线性插值示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
一种计算炉料落点的方法，用于计算高炉布料时炉料2的落点位置，以开炉时检测的原料料流轨迹数据为基础，利用双线性插值算法，计算在任意料线和任意角度条件下炉料的具体落点位置。
该方法具体包括：
第一步，利用开炉布料探测结果，得到原料的料流轨迹数据，类似表1。
表1 国内某高炉料流轨迹数据
表1是国内某高炉的原料料流轨迹数据(此数据由料面探测仪开炉时检测得到)，其中，每一行数据代表炉料指定料线下、不同角度对应不同的落点，每一列数据代表炉料指定角度下、不同料线对应不同的落点。
第二步，设定原料料流轨迹数据的调整参数，类似表2，调整参数的具体数值由操作人员根据生产经验设定。
表2 原料料流轨迹数据的调整参数
第三步，通过人工或自动的手段，确定所计算落点对应的布料角度和料线深度(x0,y0)，并将该落点记为P点。
具体地，若P点坐标超出合理范围，则返回计算错误信息。
第四步，假设P点附近的四点分别为Q11、Q12、Q21、Q22，并且Q11＝(x1,y1)、Q12＝(x1,y2)、Q21＝(x2,y1)以及Q22＝(x2,y2)。其中x1、x2代表落点位置对应的布料角度，y1、y2代表落点位置对应的料线深度。所以，可将上述内容其抽象为如图3。
第五步，进一步假设Q11、Q12、Q21、Q22对应的调整参数为e11、e12、e21、e22。
第六步，在x方向进行线性插值，得到R1点和R2点，然后在y方向进行线性插值，由R1与R2计算P点，得到最终的计算结果，如图4所示。具体计算过程如下：
x方向线性插值计算
R1＝Q11+(Q21*e21-Q11*e11)*(x0-x1)/(x2-x1)
R2＝Q11+(Q22*e22-Q12*e12)*(x0-x1)/(x2-x1)
y方向线性插值计算
P＝R1+(R2-R1)*(y0-y1)/(y2-y1)
同理，也可以先从y方向上进行线性插值，然后在x方向上进行线性插值。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一种计算炉料落点的方法，用于计算高炉布料时炉料的落点位置，其特征在于：以开炉时检测的原料料流轨迹数据为基础，利用双线性插值算法，计算在任意料线和任意角度条件下炉料的具体落点位置；
包括以下步骤：
第一步，利用开炉布料探测结果，得到原料料流轨迹数据；
第二步，设定原料料流轨迹数据的调整参数；
第三步，确定所计算落点对应的布料角度和料线深度(x0,y0)，并将该落点记为P点；
第四步，假设P点附近的四点分别为Q11、Q12、Q21、Q22，并且Q11＝(x1,y1)、Q12＝(x1,y2)、Q21＝(x2,y1)以及Q22＝(x2,y2)，其中x1、x2代表落点位置对应的布料角度，y1、y2代表落点位置对应的料线深度；
第五步，进一步假设Q11、Q12、Q21、Q22对应的调整参数为e11、e12、e21、e22；
第六步，在x方向进行线性插值，得到R1点和R2点，然后在y方向进行线性插值，由R1与R2计算P点，得到最终的计算结果。
2.根据权利要求1所述的一种计算炉料落点的方法，其特征在于：所述第六步具体为：
x方向线性插值计算
R1＝Q11+(Q21*e21-Q11*e11)*(x0-x1)/(x2-x1)
R2＝Q11+(Q22*e22-Q12*e12)*(x0-x1)/(x2-x1)
y方向线性插值计算
P＝R1+(R2-R1)*(y0-y1)/(y2-y1)。
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