CN108676944B - 一种高炉内焦炭劣化程度评价方法 - Google Patents

一种高炉内焦炭劣化程度评价方法 Download PDF

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Abstract

一种高炉内焦炭劣化程度评价方法：对休风前一天的入炉焦炭进行粒度分析；高炉修风时，取焦炭样；去除焦炭中的炮泥、炉渣后用磁铁第一次取出铁粒；粒度分级；将从每一粒级焦炭中取出的焦炭分别放入马弗炉中燃烧；取出后用磁铁再次取出残留铁渣；将铁渣称重；再分别计算出每级所取出的残留的铁渣占入马弗炉本级别焦炭的重量百分比Xi；计算每一粒度级别的炉内焦炭净重Bi；计算炉内焦炭每一粒级占焦炭总重的百分比Ci；计算平均粒度M2；计算差值M；用M来表征焦炭在高炉内的劣化程度；判断风口回旋区的形状和大小，以及分析高炉内一次煤气分布是否合理，以适应性调整高炉进风面积、进风速度。

Description

一种高炉内焦炭劣化程度评价方法
技术领域
本发明涉及一种高炉工况判断方法，确切地属于一种高炉内焦炭劣化程度评价方法。
背景技术
焦炭在高炉炼铁过程中起着非常重要的作用，高炉内焦炭劣化反应程度的不同，将会引起高炉冶炼状况发生巨大的变化，因此为了获得炉内焦炭状态的准确数据，许多高炉工作者常在高炉修风时，从炉内取得一些焦炭，并用取得焦炭的粒度分级、平均粒度等一些数据来反映焦炭在高炉内的劣化反应程度。
通过对焦炭在高炉内劣化反应程度的判断，可以用来指导高炉生产操作和加强对炉况分析的判断力。但是焦炭在高炉内经历铁水的冲刷是不可避免的，由于铁渣与焦炭的黏连，且铁的密度远大于焦炭，因此铁渣对各级粒度重量比影响很大，清理不干净会导致不能准确反映焦炭在高炉内劣化程度。现有的方法多为采用人工方法清理焦炭表面的铁渣，不仅难度大、耗时长，还会浪费大量的人力、物力。为此，需要一种新的方法用来分析高炉内焦炭的粒度变化趋势，评价焦炭在高炉内的劣化程度。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种通过入炉焦炭平均粒度M1与炉内焦炭的平均粒度M2之间的差值M值的变化趋势来判断高炉炉况变化趋势，为高炉调整操作参数提供指导，能更客观地反映焦炭在高炉内的劣化行为，更准确地指导现场生产的高炉内焦炭劣化程度评价方法。
实现上述目的的措施：
一种高炉内焦炭劣化程度评价方法，其步骤：
1）对高炉休风前一天的入炉焦炭取样进行粒度分析，取其粒度平均值作为入炉焦炭的平均粒度M1；
2）在高炉修风时，取高炉内焦炭样用来分析焦炭的平均粒度和各粒级分布；
3）先去除焦炭中的炮泥、炉渣，后采用磁铁第一次取出焦炭中的铁粒；
4）进行粒度分级：按照粒度为：A1＜3mm、3mm≤A2＜6mm、6mm≤A3＜10mm、10mm≤A4＜20mm、20mm≤A5＜25mm、25mm≤A6＜40mm、A7≥40mm进行分级；按照粒级分别称重，并记为Ai，i表示所分粒级个数，1~7；
5）从每一级别的焦炭中取出不低于该粒度级别重量的20%的焦炭分别放入马弗炉中进行常规燃烧；结束后取出，并用磁铁进行第二次取出残留的铁渣；并将所取出的铁渣称重；再分别计算出每级所取出的残留的铁渣占入马弗炉本级别焦炭的重量百分比Xi，i—表示1~7；
6）计算出每一粒度级别的炉内焦炭净重Bi，其计算公式为：
Bi=Ai（1- Xi），
式中：i—表示1~7
Ai—表示每一粒度级别的炉内焦炭毛重量；
Xi—表示第二次取出的残留铁渣占所对应的装入马弗炉中粒度级别的焦炭重量百分比；
7）计算炉内焦炭每一粒级占焦炭总重的百分比Ci，其计算公式：
Ci =Bi/ΣBi
式中i—表示1~7；
8）根据步骤7）计算的Ci值计算炉内焦炭的平均粒度M2，其计算公式：
M2=Ki*Ci
式中：i—表示1~7；
Ki—表示选取的每一级焦炭粒度最小值与最大值的平均值；
9）计算入炉焦炭平均粒度M1与炉内焦炭的平均粒度M2之间的差值M，其计算公式：
M= M1- M2
10）用M来表征焦炭在高炉内的劣化程度：
当M大于正常值M正时，表明焦炭在高炉内劣化严重，高炉透气性变差，炉况有变差的趋势，应及时作出调整；
当M小于等于正常值M正时，表明焦炭在高炉内劣化不严重，高炉透气性良好，炉况正常；
11）通过分析焦炭在高炉内不同水平面以及同一水平面不同位置的粒度变化趋势，来判断风口回旋区的形状和大小，以及分析高炉内一次煤气分布是否合理，以适应性调整高炉进风面积、进风速度。
其在于：所述M大于或小于正常值中的正常值M正，是指高炉生产稳定期间的入炉焦炭与炉内焦炭的平均粒度的差值。
本发明之所以采用入炉焦炭平均粒度M1与炉内焦炭的平均粒度M2之间的差值M值的变化趋势来判断高炉炉况变化趋势，是由于焦炭的平均粒度差值M值的变化趋势，可以反映焦炭在高炉内的劣化程度，从而判断高炉的透气性好坏，以及高炉风口位置一次煤气分布是否合理，用来指导高炉生产。
本发明与现有技术相比，通过入炉焦炭平均粒度M1与炉内焦炭的平均粒度M2之间的差值M值的变化趋势来判断高炉炉况变化趋势，为高炉调整操作参数提供指导能更客观地反映焦炭在高炉内的劣化行为，更准确地指导现场生产；还可以通过分析焦炭在高炉内不同水平面以及同一水平面不同位置的粒度变化趋势，来判断风口回旋区的形状和大小，用以分析高炉内一次煤气分布是否合理，从而为高炉调整进风面积、进风速度等生产操作提供指导。且使风口焦的清理时间由4~5天降低到1天，劳动强度大幅度降低。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1（在3200m3级高炉中离风口1m处取样进行的试验）
一种高炉内焦炭劣化程度评价方法，其步骤：
1）对高炉休风前一天的入炉焦炭取样进行粒度分析，取其粒度平均值作为入炉焦炭的平均粒度M1；具体见表1
表1本实施例入炉前焦炭的粒度分布
Figure 612683DEST_PATH_IMAGE002
取上述三次的焦炭平均粒度平均值作为入炉焦炭的平均粒度M1=50.18mm；
2）在高炉修风时，取高炉内焦炭样用来分析焦炭的平均粒度和各粒级分布；
3）先去除所取焦炭中的炮泥、炉渣，后采用磁铁第一次取出焦炭中的铁粒；
4）进行粒度分级：按照粒度为：A1＜3mm、3mm≤A2＜6mm、6mm≤A3＜10mm、10mm≤A4＜20mm、20mm≤A5＜25mm、25mm≤A6＜40mm、A7≥40mm进行分级；按照粒级分别称重，并记为Ai，i表示所分粒级个数1~7，见本实施例表2；
5）从每一级别的焦炭中取出该粒度级别重量的21%的焦炭分别放入马弗炉中进行常规燃烧；结束后取出，并用磁铁进行第二次取出残留的铁渣；并将所取出的铁渣称重；再分别计算出每级所取出的残留的铁渣占入马弗炉本级别焦炭的重量百分比Xi（见表2），i—表示1~7；
6）计算出每一粒度级别的炉内焦炭净重Bi（见表2），其计算公式为：
Bi=Ai（1- Xi），
式中：i—表示1~7
Ai—表示每一粒度级别的炉内焦炭毛重量；
Xi—表示第二次取出残留铁渣占所对应的装入马弗炉中粒度级别的焦炭重量百分比；
7）计算炉内焦炭每一粒级占焦炭总重的百分比Ci（见表2）， 其计算公式：
Ci =Bi/ΣBi
式中i—表示1~7；
8）根据步骤7）计算的Ci值计算炉内焦炭的平均粒度M2，其计算公式：
经计算，K1=1.5，K,2=4.5，K3=8，K4=15，K5=22.5，K6=32.5，K1=1.5，K7=40，并带入以下公式进行计算
M2=Ki*Ci=1.5*C1+4.5*C2+8*C3+15*C4+22.5*C5+32.5*C6+40*C7=18.72mm
Ki—表示选取的每一级焦炭粒度最小值与最大值的平均值；
9）计算入炉焦炭平均粒度M1与炉内焦炭的平均粒度M2之间的差值M，将上述计算的M1及M2值带入计算公式：
M= M1- M2=50.18mm-18.72mm=31.46mm；
10）用M来表征焦炭在高炉内的劣化程度：
对于3200m3级高炉，其在高炉生产正常时期，入炉焦与风口焦的平均粒度差值M正一般在27~29mm，本试验的M=31.46mm，即M大于M正；表明焦炭在高炉内劣化严重，高炉透气性变差，炉况有变差的趋势，应及时作出调整。
表2本实施例从炉所取焦炭粒度分级情况
Figure 60981DEST_PATH_IMAGE004
实施例2（在4000m3级高炉中离风口1.5m处取样进行的试验）
一种高炉内焦炭劣化程度评价方法，其步骤：
1）对高炉休风前一天的入炉焦炭取样进行粒度分析，取其粒度平均值作为入炉焦炭的平均粒度M1；具体见表3
表3本实施例入炉前焦炭的粒度分布
Figure 106298DEST_PATH_IMAGE006
取上述三次的焦炭平均粒度平均值作为入炉焦炭的平均粒度M1=50.04mm；
2）在高炉修风时，取高炉内焦炭样用来分析焦炭的平均粒度和各粒级分布；
3）先去除所取焦炭中的炮泥、炉渣，后采用磁铁第一次取出焦炭中的铁粒；
4）进行粒度分级：按照粒度为：A1＜3mm、3mm≤A2＜6mm、6mm≤A3＜10mm、10mm≤A4＜20mm、20mm≤A5＜25mm、25mm≤A6＜40mm、A7≥40mm进行分级；按照粒级分别称重，并记为Ai，i表示所分粒级个数1~7，见本实施例表4；
5）从每一级别的焦炭中取出该粒度级别重量的22%的焦炭分别放入马弗炉中进行常规燃烧；结束后取出，并用磁铁进行第二次取出残留的铁渣；并将所取出的铁渣称重；再分别计算出每级所取出的残留的铁渣占入马弗炉本级别焦炭的重量百分比Xi（见表4），i—表示1~7；
6）计算出每一粒度级别的炉内焦炭净重Bi（见表4），其计算公式为：
Bi=Ai（1- Xi），
式中：i—表示1~7
Ai—表示每一粒度级别的炉内焦炭毛重量；
Xi—表示第二次取出残留铁渣占所对应的装入马弗炉中粒度级别的焦炭重量百分比；
7）计算炉内焦炭每一粒级占焦炭总重的百分比Ci（见表4），其计算公式：
Ci =Bi/ΣBi
式中i—表示1~7；
8）根据步骤7）计算的Ci值计算炉内焦炭的平均粒度M2，其计算公式：
经计算，K1=1.5，K,2=4.5，K3=8，K4=15，K5=22.5，K6=32.5，K1=1.5，K7=40，并带入以下公式进行计算
M2=Ki*Ci=1.5*C1+4.5*C2+8*C3+15*C4+22.5*C5+32.5*C6+40*C7=22.53mm
Ki—表示选取的每一级焦炭粒度最小值与最大值的平均值；
9）计算入炉焦炭平均粒度M1与炉内焦炭的平均粒度M2之间的差值M，将上述计算的M1及M2值带入计算公式：
M= M1- M2=50.04mm-22.53mm=27.51mm；
10）用M来表征焦炭在高炉内的劣化程度：
对于4000m3级高炉，其在高炉生产正常时期，入炉焦与风口焦的平均粒度差值M正一般在26~28mm，本试验的M=27.51mm，即M在M正范围；说明焦炭在高炉内劣化不严重，高炉透气性良好，炉况正常，不需要作出调整。
表4本实施例从炉所取焦炭粒度分级情况
Figure 32665DEST_PATH_IMAGE008
实施例3（3200m3级高炉进行的试验）
1）在高炉中修前一天对入炉焦炭进行取样分析计算平均粒度，取其平均值作为入炉焦炭的平均粒度，记为M1=50.12
表5本实施例入炉前焦炭的粒度分布
Figure 125999DEST_PATH_IMAGE006
取上述三次的焦炭平均粒度平均值作为入炉焦炭的平均粒度M1=50.12mm；
2）在高炉中修过程中，当炉内料面降低到一定位置后，会停炉采取人工挖炉缸；在挖炉缸过程中，在整个炉内不同水平面以及同一水平面不同位置分别取焦炭样，按本发明方法计算所取焦炭的各粒级百分含量和平均粒度，选取有代表性的数据结果见下表6:
表6本实施例焦炭各粒级百分含量和平均粒度
Figure DEST_PATH_IMAGE009
说明：本表中各实施例中的数据，均是根据步骤3）~9）计算得出的，在此未逐一列举。
从本实施例表6中可以看出：
在风口水平面，从风口边缘到中心焦堆，焦炭的大颗粒逐步变少，小颗粒逐步增加，平均粒度呈逐步减小的趋势。离风口边缘2.5m处，焦炭的平均粒度降低到19.29mm,与中心焦堆处焦炭的平均粒度19.2mm相差不大，这说明离风口边缘2.5m处为风口回旋区的边缘位置，从而可以判断风口回旋区的长度。
在风口平面以下，随着深度的增加,焦炭的大颗粒逐步变少，小颗粒逐步增加，平均粒度呈减小的趋势。风口水平面以下1米处，焦炭的平均粒度降低到18.85mm,与中心焦堆处焦炭的平均粒度19.2mm相差不大，这说明风口平面以下1米左右为风口回旋区的边缘位置，从而可以判断风口回旋区边缘位置的高度。
通过以上风口回旋区长度和高度的判断，可以还原风口回旋区的形状和大小，用来分析高炉内一次煤气分布是否合例，从而为高炉调整进风面积、进风速度等生产操作提供指导。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (1)

1.一种高炉内焦炭劣化程度评价方法，其步骤：
1）对高炉休风前一天的入炉焦炭取样进行粒度分析，取其粒度平均值作为入炉焦炭的平均粒度M1；
2）在高炉休风时，取高炉内焦炭样用来分析焦炭的平均粒度和各粒级分布；
3）先去除焦炭中的炮泥、炉渣，后采用磁铁第一次取出焦炭中的铁粒；
4）进行粒度分级：按照粒度为：A1＜3mm、3mm≤A2＜6mm、6mm≤A3＜10mm、10mm≤A4＜20mm、20mm≤A5＜25mm、25mm≤A6＜40mm、A7≥40mm进行分级；按照粒级分别称重，并记为Ai，i表示所分粒级个数，1~7；
5）从每一级别的焦炭中取出不低于该粒度级别重量的20%的焦炭分别放入马弗炉中进行常规燃烧；结束后取出，并用磁铁进行第二次取出残留的铁渣；并将所取出的铁渣称重；再分别计算出每级所取出的残留的铁渣占入马弗炉本级别焦炭的重量百分比Xi，i—表示1~7；
6）计算出每一粒度级别的炉内焦炭净重Bi，其计算公式为：
Bi=Ai（1- Xi），
式中：i—表示1~7
Ai—表示每一粒度级别的炉内焦炭毛重量；
Xi—表示第二次取出的残留铁渣占所对应的装入马弗炉中粒度级别的焦炭重量百分比；
7）计算炉内焦炭每一粒级占焦炭总重的百分比Ci，其计算公式：
Ci =Bi/ΣBi
式中i—表示1~7；
8）根据步骤7）计算的Ci值计算炉内焦炭的平均粒度M2，其计算公式：
M2=Ki*Ci
式中：i—表示1~7；
Ki—表示选取的每一级焦炭粒度最小值与最大值的平均值；
9）计算入炉焦炭平均粒度M1与炉内焦炭的平均粒度M2之间的差值M，其计算公式：
M= M1- M2
10）用M来表征焦炭在高炉内的劣化程度：
当M大于正常值M正时，表明焦炭在高炉内劣化严重，高炉透气性变差，炉况有变差的趋势，应及时作出调整；
当M小于等于正常值M正时，表明焦炭在高炉内劣化不严重，高炉透气性良好，炉况正常；
11）通过分析焦炭在高炉内不同水平面以及同一水平面不同位置的粒度变化趋势，来判断风口回旋区的形状和大小，以及分析高炉内一次煤气分布是否合理，以适应性调整高炉进风面积、进风速度；
所述M大于或小于正常值中的正常值M正，是指高炉生产稳定期间的入炉焦炭与炉内焦炭的平均粒度的差值。
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