CN111349729B - 高炉休风料配制方法、休风的方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

高炉休风料配制方法、休风的方法及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及高炉冶炼技术领域，具体而言，涉及一种高炉休风料配制方法、休风的方法及计算机可读存储介质。高炉休风料配制方法包括计算休风过程中的高炉焦比K休：将高炉休风料自下而上分为五段，分别为H0、H1、H2、H3、H4。计算各段的加入批数和加入焦比并配制休风料。高炉休风料配制方法通过配制合理的休风料，以及对高炉各个段中心焦比的适当调整，实现休风后高炉内部各个部位的炉料的合理分布，为高炉复风创造良好条件，复风后可以快速恢复全风冶炼，有利于提升高炉产能，降低高炉能耗成本。

Description

高炉休风料配制方法、休风的方法及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及高炉冶炼技术领域，具体而言，涉及一种高炉休风料配制方法、休风的方法及计算机可读存储介质。
背景技术
目前国内炉容为2500m3左右，入炉生矿比例高达18％以上，且使用中心加焦布料制度，炉内料面形状通常呈中间高四周低的馒头型料面结构的高炉。在高炉长时间计划休风过程中(一般休风时间8-50小时)，中心加焦的高炉休风料配料方法主要包括两种，退矿法：焦炭批重不变，减少入炉矿石批重量；增大焦批法：矿石批重不变，减轻焦炭负荷。但是两类方法均存在高炉复风后炉况恢复缓慢的问题，恢复全风冶炼周期至少在1个班以上，恢复全风全氧冶炼普遍需要1天的时间，不利于高炉产能提升，增加了高炉能源消耗，提高生产成本。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种高炉休风料配制方法、休风的方法及计算机可读存储介质，其旨在改善现有的高炉复风后炉况恢复缓慢的问题。
本申请第一方面提供一种高炉休风料配制方法，包括以下步骤：
根据下式计算休风过程中的高炉焦比K休：
K休＝t×α/(Fe×T×P)+K；
将高炉休风料自下而上分为五段，分别为H0、H1、H2、H3、H4。各段按照下列加入批数以及焦比配制休风料：H0段为炉缸段；H1段为炉腹段；H2段为炉腰段；H3段为炉身段；H4段为炉顶。
H0段加入批数为(22％～25％)×T的整数；加入焦比为(115％～125％)×K休。
H1段加入批数为(18％～20％)×T的整数；加入焦比为(105％～115％)×K休。
H2段加入批数为(20％～22％)×T的整数；加入焦比为(95％～105％)×K休。
H3段加入批数为(18％～20％)×T的整数；加入焦比为(85％～95％)×K休。
H4段加入批数为(22％～25％)×T的整数；加入焦比为(75％～85％)×K休。
其中：t为休风时间；α取值8～10吨/小时；Fe为矿石含铁量；T为高炉正常生产一周期的冶炼料批数；P为高炉正常生产一批的矿石质量；K为高炉正常生产状态下的焦比。
高炉休风料配制方法通过配制合理的休风料，以及对高炉各个段中心焦比的适当调整，可以使休风后高炉内部各个部位的炉料的分布更合理，为高炉复风创造良好条件，复风后可以快速恢复全风冶炼，有利于提升高炉产能，降低高炉能耗成本。
本申请第二方面提供一种高炉休风的方法，包括：
采用第一方面提供的高炉休风料配制方法配置休风料；然后将所述休风料加入高炉。
采用该休风方法对高炉进行休风，复风后可以使高炉快速进入全风冶炼状态，有利于缩短复风时间，降低能耗。
本申请第三方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有处理器可执行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面提供的高炉休风料配制方法的步骤。
本申请提供的计算机可读存储介质可以计算出高炉休风料自下而上各段的加入批数以及加入焦比，为操作人员的操作提供指导，在使用过程中采用该装置计算出的结果进行加料，使休风后高炉内部各个部位的炉料的分布合理，为高炉复风创造良好条件，使复风后快速恢复全风冶炼，有利于提升高炉产能，降低高炉能耗成本。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请实施例的高炉休风料配制方法进行具体说明。
一种高炉休风料配制方法，包括以下步骤：
根据下式计算休风过程中的高炉焦比K休：
K休＝t×α/(Fe×T×P)+K；
其中：t为休风时间；α取值8～10吨/小时；Fe为矿石含铁量；T为高炉正常生产一周期的冶炼料批数；P为高炉正常生产一批的矿石质量；K为高炉正常生产状态下的焦比。
在本申请的实施例中，高炉正常生产状态是指高炉在全风状态下的生产，高炉正常生产是相对于休风与复风过程而言，是指完全复风后高炉的运行状态。
焦比是高炉每冶炼一吨合格生铁所耗用焦炭的吨数；在本申请中，休风加焦系数为α，α取值8～10吨/小时，作为示例性地，α取值可以为8吨/小时、8.1吨/小时、8.5吨/小时、8.7吨/小时、8.9吨/小时、9.2吨/小时、9.3吨/小时、9.4吨/小时、9.6吨/小时、9.9吨/小时或者10吨/小时。
根据发明人的研究，复风后炉温易偏高。如果炉温过高，则导致炉内物质体积膨胀，不利于高炉加风。炉温过高、高炉过热与高炉过凉都是不利于高炉正常运行的，因此α值应当小于等于10吨/小时，而且α取值过大，浪费焦炭，增加成本。但是α值不宜过小，如果α值过小会造成高炉中热量不足，温度过低，延长复风后恢复全风的时间，因此α值应当大于等于8吨/小时。
在本申请中，通过上述式子计算休风过程中的焦比K休，可以实现休风后高炉内部炉料的合理分布，为复风创造良好的条件。
进一步地，在本申请的一些实施例中，通过下式子计算α值：
α＝γ×C×M×(t2-t1)/q焦；
式中：C为冷却水的比热容，M为冷却水流量，(t2-t1)为冷却水的进出水温差，q焦为焦炭热值，γ为修正系数，修正系数取值为1.1～2.0。M为冷却水质量流量。
设定休风过程中炉顶煤气带走热量为0，热风产生热量为0，渣铁带走热量为0；初步估算冷却系统消耗热量以及高炉与外界热交换耗热，然后折算需要多少焦炭量。
但是，在实际生产中，无法准确计算该值，只能理论与实践结合初步估算出最少需要消耗的焦炭量，因此，根据发明人的研究引入修正系数γ，修正系数γ取值为1.1～2.0；作为示例性地，修正系数γ可以为1.1、1.2、1.3、1.4、1.6、1.8或者2.0等。采用1.1～2.0的修正系数进行修正后得到的α值有利于更准确的模拟休风过程中的热交换和耗热。
进一步地，在本申请的一些实施例中，γ值根据休风时间进行选择，当休风时间小于等于10时，γ取1.1，且休风时间每增加10小时，γ值增加0.1。
需要说明的是，休风时间每增加10小时，γ值增加0.1。γ值可以被设置为随着休风时间增加而增加，例如，休风时间在10小时至20小时的范围内，γ值的取值范围为1.1～1.2；或者，γ值与休风时间的关系可以为间断的梯度关联，例如，休风时间在大于等于10小时且小于20小时的范围内，γ值均为1.2；休风时间在大于等于20小时且小于30小时的范围内，γ值均为1.3。
在本实施例中，休风时间小于等于10时，γ取均为1.1；休风时间大于等于10小时且小于20小时，γ取均为1.2；休风时间大于等于20小时且小于30小时，γ取均为1.3，等等依次递增。因为休风时间不同，休风过程中热量的消耗也不相同，但是热量的消耗与休风时间又不为线性关系，在本申请中，γ值根据休风时间确定，进一步采用γ值对α值进行修订，使休风过程中的焦比更加合理，为后续合理的炉料分布提供参照基础。γ值根据休风时间确定，休风系数α根据γ值进行确定，根据休风时间调整修风过程中休风料的配比，调节炉内炉料的分布结构，使其温度和通风状况在比较良好的状态，为复风过程中的焦炭燃烧和后续跟进炉料提供良好的条件。计算出高炉焦比K休之后，就行高炉休风料配料。
将高炉休风料自下而上分为五段，分别为H0、H1、H2、H3、H4。
在本实施例中，自下而上的五段，H0段为炉缸段，即风口区域及以下区域；H1段为炉腹段；H2段为炉腰段；H3段为炉身段；H4段为炉顶，即炉身最上部靠炉喉区域。
各段按照下列加入批数以及焦比配制休风料：H0段加入批数为(22％～25％)×T的整数，加入焦比为(115％～125％)×K休；
H1段加入批数为(18％～20％)×T的整数,加入焦比为(105％～115％)×K休。
H2段加入批数为(20％～22％)×T的整数；加入焦比为(95％～105％)×K休。
H3段加入批数为(18％～20％)×T的整数；加入焦比为(85％～95％)×K休。
H4段加入批数为(22％～25％)×T的整数；加入焦比为(75％～85％)×K休。
作为示例性地，H0段加入批数为(22％～25％)×T的整数，是指(22％～25％)×T后直接取整，例如可以为22％×T、23％×T、24％×T、25％×T得到的数取整数值；H0段加入焦比例如可以为115％×K休、118％×K休、120％×K休、121％×K休、123％×K休或者125％×K休。
H1段加入批数为(18％～20％)×T的整数；加入焦比为(105％～115％)×K休。
作为示例性地，H1段加入批数可以为18％×T、19％×T、20％×T得到的数取整数值；H1段加入焦比例如可以为105％×K休、107％×K休、109％×K休、110％×K休、113％×K休或者115％×K休。
H2段加入批数为(20％～22％)×T的整数；加入焦比为(95％～105％)×K休。
作为示例性地，H2段加入批数可以为20％×T、21％×T、22％×T得到的数取整数值；H2段加入焦比例如可以为95％×K休、97％×K休、99％×K休、100％×K休、103％×K休或者105％×K休。
H3段加入批数为(18％～20％)×T的整数；加入焦比为(85％～95％)×K休。
作为示例性地，H3段加入批数可以为18％×T、19％×T、20％×T得到的数取整数值；H3段加入焦比例如可以为85％×K休、87％×K休、89％×K休、90％×K休、93％×K休或者95％×K休。
H4段加入批数为(22％～25％)×T的整数；加入焦比为(75％～85％)×K休。
作为示例性地，H4段加入批数可以为22％×T、23％×T、25％×T得到的数取整数值；H4段加入焦比例如可以为75％×K休、77％×K休、79％×K休、80％×K休、83％×K休或者85％×K休。
休风后H0段处于炉缸风口区域，该区域是高炉内部温度最高区域，休风过程中高炉部分风口会打开与外界相同，必然导致一定的空气进入，最先燃烧该区域焦炭，因此，休风后该区域必须有充足的燃料，其焦比较高。此外，高炉休风过程后，料柱内还会生成少量渣铁，让风口区域大量堆焦炭，可以进一步减少该区域生成渣铁烧坏风口套的风险。
在休风过程中高炉内部热量分布从下到上逐步降低，因此H0段加入的焦比高、H1段次之、H2段再降低、H4段加入焦比最低。相应地，由于H0段、H1段、H2段、H3段、H4段各段的体积并不相同，因此各段的加入批数也应当进行适当的调整，以使复风后各段中焦炭的燃烧更完全，避免风口大量堆积焦炭，减少渣铁烧坏风口套的风险。
进一步地，在本申请的一些实施例中，H0段休风料配置步骤中，于H0段加入焦比中抽出20-30吨净焦炭作为H0段休风料的第一批前的批料。
承上所述，H0段的加入批数为(22％～25％)×T的整数，加入焦比为(115％～125％)×K休。在已知加入批数和加入焦比的情况下，可以得到H0段休风料配比，将H0段的焦比中抽出20-30吨净焦炭作为第一批前的批料，便可以计算出H0段每个批次的休风料。
换言之，H0段的总焦比为(115％～125％)×K休，将其总焦炭中抽出20-30吨净焦炭不与矿石混合作为第一批前的批料，相应地，后续的每一批的焦比就会相应地降低。加入的20-30吨净焦炭的批次不计算入批数((22％～25％)×T的整数)中。
例如，于H0段加入焦比中抽出20吨净焦炭作为H0段休风料的第一批前的批料，H0段每一批的加入焦比计算式子如下：
H0段的加入焦比＝(每一批的加入焦比×加入批数×每批矿石质量+20吨)/(加入批数×每批矿石质量)＝(115％～125％)×K休。
详细地：(115％～125％)×K休＝(每一批的加入焦比×((22％～25％)×T的整数)×每批矿石质量+20吨)/(((22％～25％)×T的整数))×每批矿石质量)。
通过上式可以计算出H0段每一批的加入焦比。
在一些实施例中，H1段休风料配置步骤中，于H1段加入焦比中抽出20-30吨净焦炭作为H1段休风料的第一批前的批料。同理，可以计算出H1段每一批的加入焦比。
需要说明的是，对于不需要抽出吨净焦炭作为第一批料前加入的实施例而言，H0段每一批的加入焦比及等于H0段总焦比；相应地，H1段每一批的加入焦比及等于H1段总焦比。
H0段第一批料之前加入20-30吨焦炭，减少风口燃烧带区域铁水生产量，确保休风过程安全；H1段处于炉腰与炉腹之间，是高炉内部软熔带、滴落带区域，H1段的第一批料之前加入20-30吨焦炭，增加焦炭量，可以有效输送该区域的料柱透气性，为高炉复风后快速送风创造条件。
进一步地，在本申请的一些实施例中，在H4段加入焦比大于K。换言之，在休风过程中，H4段的焦比大于高炉正常工作状态时的焦比。
H4段加入焦比大于高炉正常工作状态时的焦比，可以杜绝H4段反应后，热量不足引起高炉炉温低，炉况波动等异常事故的发生。
在一些实施例中，如果H4段的焦比((75％～85％)×K休)不满足大于K的条件，可以采用以下措施：通过(75％～85％)×K休计算焦炭量，在此基础上额外补充焦炭量使H4段的总焦比((75％～85％)×K休)大于高炉正常工作状态时的焦比K。
在高炉休风料加入过程中，由于炉内焦炭量增加，料柱松散度提高。
在一些实施例中，需要调节中心焦加入量，在休风料加入过程中，需要适当降低中心焦量的占比。
例如，高炉正常生产状态下中心加焦量的占比为&，中心加焦量的占比＝中心加焦量/该段所有的加焦量；或者，在布料环数不变的情况下，中心加焦量的占比＝中心焦加焦的圈数/整段加焦的总圈数；每一圈的加焦质量相等。
作为示例性地，在本申请的一些实施例中，高炉中心加焦量&为25％～30％，例如&可以为25％、26％、28％或者30％等等。
在一些实施例中，在修风过程中需要对各段的中心加焦量的占比进行调整。
H0段中心加焦量的占比为(70％～76％)×&。
例如，H0段中心加焦量的占比可以为70％×&、71％×&、73％×&、75％×&或者76％×&等等。
H1段中心加焦量的占比为(80％～84.5％)×&。
例如，H1段中心加焦量的占比可以为80％×&、81％×&、83％×&、84％×&或者84.5％×&等等。
H2段中心加焦量的占比为(85％～89％)×&。
例如，H2段中心加焦量的占比可以为85％×&、86％×&、87％×&、88％×&或者89％×&等等。
H3段中心加焦量的占比为(90％～93％)×&。
例如，H3段中心加焦量的占比可以为90％×&、91％×&、92％×&或者93％×&等等。
H4段中心加焦量的占比为(95％～97％)×&。
例如，H4段中心加焦量的占比为95％×&、95.5％×&、96％×&或者97％×&等等。
在本申请的一些实施例中，适当降低中心加焦量，将多余的部分分散到边部区域，这样就能够实现边部和中心达到理想的燃烧情况，进而实现快速复风。从高炉本体最下段风口区域，往炉身上部，上部是块状带，疏散度大，下部属于软熔带、滴落带，特别是风口以上区域，会有少量的渣铁生成，因此，从下到上中心焦炭量逐步减少，保证炉料的疏散度。高炉内部边缘与中心炉料疏散度合适，有利于加快高炉复风速度。
在一些实施例中，在休风过程中需要调整辅料的加入值。
高炉正常生产状态下炉渣碱度为R；炉渣碱度是炉渣中自由氧离子浓度的标志；炉渣碱度与加入高炉中硅石的含量有关系。在一些实施例中，高炉正常生产状态下炉渣碱度R为1.2。
在本申请的一些实施例中，在休风过程中，控制辅料的加入量使炉渣碱度满足以下值：
H0段炉渣碱度为R-(0.08～0.12)；例如可以为R-0.08、R-0.09、R-0.10、R-0.11或者R-0.12。
H1段炉渣碱度为R-(0.28～0.32)；例如可以为R-0.28、R-0.29、R-0.30或者R-0.32。
H2段炉渣碱度为R-(0.18～0.21)；例如可以为R-0.18、R-0.19、R-0.20或者R-0.21。
H3段炉渣碱度为R-(0.08～0.12)；例如可以为R-0.08、R-0.09、R-0.10、R-0.11或者R-0.12。
H4段炉渣碱度为R-(0.05～0.06)；例如可以为R-0.05、R-0.055、R-0.06。
进一步地，在一些实施例中，在休风过程中，控制辅料的加入量使各段理论铁水含硅量满足以下值：
H0段铁水含硅量为1.0％～1.05％；例如可以为1.0％、1.02％或者1.05％。
H1段铁水含硅量1.0％～1.05％；例如可以为1.0％、1.02％或者1.05％。
H2段铁水含硅量0.8～0.85％；例如可以为0.8％、0.83％或者0.85％。
H3段铁水含硅量0.6～0.65％；例如可以为0.6％、0.84％或者0.65％。
H4段铁水含硅量0.6～0.65％。例如可以为0.6％、0.84％或者0.65％。
需要控制辅料的加入，使铁水含硅量在适宜的范围，过高引起铁水难流，不宜过低，过低会导致炉渣温度不足，易引发质量及工艺事故。
此外，控制各段中铁水含硅量，从而控制高炉铁水的化学热量；开始复风时，高炉内部热量不足，通过控制硅含量来提高热量储蓄；到复风后期，炉内大量焦炭反应后放热，就逐步降低硅控制标准，有利于节约能耗。
作为示例性地，本申请实施例提供一种高炉复风操作相应步骤，具体包括：高炉复风后，送风后基准风量1000m3/min左右；在高炉休风期间内，炉内料线均会降低至正常料线以下，视炉内料线运行情况，料线运行，顶温升高20℃以上，放一批H4段炉料，同时增加风量BV，增加300-500m3/min，放入一批H4段炉料后，控制料线不能高于正常料线；随着炉料的下降运行，每放一批H4段料，加风300-500m3/min。根据炉料的运行情况，重复放料入高炉，不断加大风量，通常3个小时内风量增加到正常冶炼时的全风水平。待高炉风量达到全风水平时，开始组织富氧。在高炉复风后，1.5小时组织打开铁口，排放炉内渣铁。
本申请实施例提供的高炉休风料配制方法适用于炉容2500m3左右的高炉，需要说明的是，本申请不对高炉的炉容进行限制。
本申请实施例提供的高炉休风料配制方法通过配制合理的休风料，以及对高炉各个段中心焦比的适当调整，可以实现休风后高炉内部各个部位的炉料的合理分布，为高炉复风创造较好的条件，使复风后高炉可以快速恢复全风冶炼，有利于提升高炉产能，降低高炉能耗成本。例如，2500m3级别的高炉长期休风后，炉况在3小时内可恢复全风冶炼。
本申请还提供一种高炉休风的方法，包括：
采用上述的高炉休风料配制方法配置休风料；然后将所述休风料加入高炉。
采用上述的方法进行高炉休风，休风完成后进行复风。
上述高炉休风的方法为高炉复风创造优良的条件，复风后高炉可以快速恢复全风冶炼，有利于缩短复风时间以及降低能耗，本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有处理器可执行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的高炉休风料配制方法的步骤。
作为示例性地，该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例提供的计算机可读存储介质，可以计算出高炉休风料自下而上各段的加入批数以及加入焦比，为操作人员提供操作参数，在使用过程中采用该装置计算出的结果进行加料，使休风后高炉内部各个部位的炉料的分布更合理，为高炉复风创造条件，复风后可以快速恢复全风冶炼，有利于提升高炉产能，降低高炉能耗成本。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例
本实施例提供一种2500m3高炉长时间休风条件下休风料的配制方法。
参数确定：高炉有效容积2500m3。
正常生产状态下，高炉焦比为K＝340kg/t，煤比为M＝165kg/t，高炉正常矿石批重为P＝70吨；正常冶炼料批周期为T＝42批；矿石含铁量为固定值Fe＝58％；在一个冶炼周期内，生成铁水量为：Fe×T×P＝58％×42×70＝1705.2吨；全冶炼周期内高炉内部燃料量为：(K+M)×Fe×T×P＝505×1705.2＝861.126吨。
全冶炼周期内，焦炭量为：K×Fe×T×P＝340×1705.2＝597.768吨。正常生产状态下，高炉中心加焦量&＝30％，换言之：每批焦炭在布料时，4.27吨(597.768×30％/42＝4.27吨)焦炭分布到高炉内部最中心处。布料器最小角度15°。高炉正常生产时，入炉风量为BV＝5000m3/min，入炉富氧量为O2＝15000m3/h。正常生产时，高炉炉渣碱度为R＝1.2，表1示出了正常炉料结构。
2019年12月20日，高炉计划休风时间为t＝28小时，由于高炉炉龄15年，后期高炉。
休风加焦系数α计算过程如下：
将高炉本体冷却系统分为2部分，高压水系统与低压水系统。高压部分流量为M1，休风前测量流量为6800m3/h，平均水温差为5.2℃；低压水部分流量为M2为，休风前1小时的平均流量为16000m3/h，平均水温差为1.2℃。水的比热4.2×103J/kg℃，焦炭热值3×107焦/千克，休风28小时γ取值1.3。α＝γ×C×M×(t2-t1)/q焦＝1.3×4.2×103×(M1×5.2+M2×1.2)/3×107＝1.3×4.2×103×(16000×1.20+6800×5.20)/3×107＝9.929×103kg/小时。α取值10吨焦/小时。
计算休风料的焦比；休风料焦比为：K休＝t×α/(Fe×T×P)+K＝28×10×1000/1705.2+340＝504.2kg/t。
根据高炉本体分布结构，将休风料分为5段，分别为H0、H1、H2、H3、H4。其中，H0段为风口堆焦料，加入批数为22％×T，加入焦比为120％K休；H1段为风口以上炉腹段，炉料焦比110％K休，加入批数为18％×T；H2段为炉腰段，炉料焦比100％K休，加入批数为20％×T；H3段为身下部段，炉料焦比90％K休，加入批数为18％×T；H4段为身上部段，炉料焦比80％K休，加入批数为22％×T。加入批数取值为整数；H0段加入9批，H1段加入8批，H2段加入8批，H3段加入8批，H4段加入9批。
在H0段加料过程中，将H0段的休风料抽出20吨净焦在第一批料之前加入。在H1段加料过程中，将H1段的休风料抽出20吨净焦在第一批料之前加入。
在H4段休风料中，80％K休调整为403.36kg/t，以符合长时间休风标准。
休风料中，辅料的加入方法：在休风料中，H0、H1、H2、H3段分别加入一定量的硅石，使H0休风料较正常炉渣碱度降低0.1，H1降低0.3，H2降低0.2，H3降低0.1；H4降低0.05；加入后H0休风料炉渣碱度为1.10，H1炉渣碱度为0.90，H2炉渣碱度为1.00，H3炉渣碱度为1.10；H4炉渣碱度为1.15，在休风料中，高炉造渣时铁水含硅量取值0.8％。
H0段的每一批焦比的计算公式如下：
(每一批焦比×9×58％×70+20吨)/(9×58％×70+20吨)＝120×K休。
同理计算出H1段的每一批焦比。休风过程中，休风料如表2所示。
表1正常炉料结构
焦比kg/t 矿批t 硅含量％ 炉渣碱度R
340 70 0.45 1.2
表2 28小时休风时间计算休风料
Figure BDA0002424514340000151
中心加焦量的调节：在高炉休风料加入过程中，适当减少中心焦的量&。H0段中心加焦量70％&；H1段中心加焦量80％&；H2段中心加焦量85％&；H3段中心加焦量90％&；H4段中心加焦量95％&。休风料中焦炭布料调整如表3所示。高炉正常工作状态布料比例如表4所示。
表3休风布料比例(单位圈)
段数 第一环 第二环 第三环 第四环 中心焦
H0 3.00 2.00 2.00 2.00 2.40
H1 3.00 2.00 2.00 2.00 2.85
H2 3.00 2.00 2.00 2.00 3.08
H3 3.00 2.00 2.00 2.00 3.33
H4 3.00 2.00 2.00 2.00 3.59
高炉布料时为重量布料法，每一圈布料重量是根据该段焦炭总重量平均分配。正常料制时，总计12.86圈，中心焦3.86圈，占比30％，详细见表4所示；H0段布料时，减少中心焦量为正常料制时的70％(30％×70％＝21％)，根据该段焦炭重量，计算出圈数为：2.4圈；同理可得：H1段布料时，总计减少量为正常料制时的80％，2.85圈；H2段为3.08圈，H3段为3.33圈，H4段为3.59圈，每一圈布料重量是根据每段焦炭总重量平均分配。
表4高炉正常工作状态布料比例(单位圈)
第一环 第二环 第三环 第四环 中心焦
3.00 2.00 2.00 2.00 3.86
高炉复风后，送风后基准风量1060m3/min；复风后料线2.2米，顶温142℃，放一批H4段炉料，料线1.8米，同时增加风量BV，增加400m3/min；20分钟后，料线1.95米，顶温158℃，放入一批H4段炉料后；加风500m3/min。根据炉料的运行情况，重复放料入高炉，不断加大风量，2.6小时风量增加到正常冶炼时4800m3/min水平，开始组织富氧6000m3/h。进一步，在高炉复风后，1.5小时组织打开铁口，排放炉内渣铁。
通过本实施例可以看出，通过对休风过程中K休的计算，以及对高炉各段休风过程中加入焦比的调整，复风时间较短，2.6小时风量增加到正常冶炼水平，很大程度地缩短复风时间，降低复风过程中能耗，复风后1.5小时排放炉内渣铁，降低渣铁烧坏风口套的风险。
对比例1
本对比例提供一种2500m3高炉长时间休风条件下休风料的配制方法。
高炉有效容积2500m3。正常生产状态下，高炉焦比为K＝360kg/t，煤比为M＝150kg/t；高炉正常矿石批重为P＝70吨；正常冶炼料批周期为T＝42批；矿石含铁量为固定值Fe＝58％；在一个冶炼周期内，生成铁水量为：Fe×T×P＝58％×42×70＝1705.2吨；全冶炼周期内高炉内部燃料量为：(K+M)×Fe×T×P＝510×1705.2＝869.652吨；全冶炼周期内，焦炭量为：K×Fe×T×P＝360×1705.2＝613.872吨。正常生产状态下，高炉中心加焦量&＝30％，也就是：每批焦炭在布料时，4.384吨(613.872×30％/42＝4.384吨)焦炭分布到高炉内部最中心处。布料器最小角度15°。高炉正常生产时，入炉风量为BV＝5000m3/min，入炉富氧量为O2＝15000m3/h。正常炉料结构如表5所示。
2019年4月10日，高炉计划休风时间为t＝24小时，休风加焦系数为α，α取值8吨焦/小时。
计算休风料的焦比：休风料焦比为：K休＝t×α/(Fe×T×P)+K＝24×8×1000/1705.2+360＝472.6kg/t。
休风料加入方法：根据高炉本体分布结构，将休风料分为5段，分别为H0、H1、H2、H3、H4，其中，H0段为风口堆焦料，加入批数为22％×T，加入焦比为100％×K休；H1段为风口以上炉腹段，炉料焦比100％×K休，加入批数为18％×T；H2段为炉腰段，炉料焦比100％K休，加入批数为20％×T；H3段为身下部段，炉料焦比100％K休，加入批数为18％×T；H4段为身上部段，炉料焦比100％K休，加入批数为22％×T。
休风料配料比如表6所示。
加入批数取值为整数；H0段加入9批，H1段加入8批，H2段加入8批，H3段加入8批，H4段加入9批。
正常生产时，高炉炉渣碱度R为1.2，在休风料中，H0、H1、H2、H3段分别加入一定量的硅石，加入后，H0休风料的炉渣碱度R为1.10；H1休风料的炉渣碱度为R 0.90，H2休风料的炉渣碱度R为1.00，H3休风料的炉渣碱度R为1.10；H4休风料的炉渣碱度R为1.15。
在休风料中，高炉造渣时铁水平均含硅量取值0.8％。
表5高炉正常工作时炉料结构
焦比kg/t 矿批t 硅含量％ 炉渣碱度R
360 70 0.45 1.2
表6 24小时休风时间计算休风料
段数 每一批的焦比kg/t 矿批t 硅含量％ 炉渣碱度R
H0 417.8 70 1 1.10
H1 411.02 70 1 0.90
H2 472.6 70 0.8 1.00
H3 472.6 70 0.6 1.10
H4 472.6 70 0.6 1.15
在H0、H1段休风料中，分别抽出20吨净焦炭集中加入，加入批次为该段休风料第一批次之前。
中心加焦量的调节，在高炉休风料加入过程中，布料环数与布料圈数不变，休风料中焦炭布料如表7所示。高炉正常工作状态布料比例如表8所示。表7、表8中每一圈布料重量是根据该段焦炭总重量平均分配。
表7休风布料分配比例(单位圈)
段数 第一环 第二环 第三环 第四环 中心焦
H0 3.00 2.00 2.00 2.00 3.86
H1 3.00 2.00 2.00 2.00 3.86
H2 3.00 2.00 2.00 2.00 3.86
H3 3.00 2.00 2.00 2.00 3.86
H4 3.00 2.00 2.00 2.00 3.86
表8高炉正常工作状态布料比例(单位圈)
第一环 第二环 第三环 第四环 中心焦
3.00 2.00 2.00 2.00 3.86
高炉复风后，送风后基准风量1020m3/min；复风后料线2.4米，顶温130℃，放一批H4段炉料，料线1.8米，同时增加风量BV，增加400m3/min；20分钟后，料线1.82米，顶温146℃，因料线为顺利下降，炉料下料不顺畅，未安排继续放料，带20分钟后，顶温升高至256℃，料线下降至1.88米，考虑到顶温高，放入一批H4段炉料后，料线1.52米，此时因炉料运行效果差，未加风。待18分钟后，料线下降至1.78米，顶温升高至283℃，再放入一批H4段炉料用于降低顶温，放入料后料线1.52米。13分钟后，料线降低至1.73米，加风300m3/min，后续跟进炉料的运动情况，每降低0.2米，放入一批料，同时加风200m3/min。根据炉料的运行情况，重复放料入高炉，不断加大风量，6小时内风量增加到正常冶炼时4800m3/min水平，开始组织富氧3000m3/h。本次复风过程中，受休风料加入不合理的影响，高炉达到全风冶炼时间耗时6小时，实现高炉全氧冶炼10小时。
通过对比例1和实施例1可以看出，主要区别在于对比例1中并未对高炉每个段的休风料焦比进行调整，每段的总焦比均采用相同的值，延长了高炉达到全风冶炼时间，同时也延长了高炉全氧冶炼时间，降低产能的同时增加能耗。
对比例2
本对比例提供一种2500m3高炉长时间休风条件下休风料的配制方法。
高炉有效容积2500m3。正常生产状态下，高炉焦比为K＝360kg/t，煤比为M＝150kg/t，高炉正常矿石批重为P＝70吨；正常冶炼料批周期为T＝42批；矿石含铁量为固定值Fe＝58％；在一个冶炼周期内，生成铁水量为：Fe×T×P＝58％×42×70＝1705.2吨；全冶炼周期内高炉内部燃料量为：(K+M)×Fe×T×P＝510×1705.2＝869.652吨；全冶炼周期内，焦炭量为：K×Fe×T×P＝360×1705.2＝613.872吨。正常生产时，高炉炉渣碱度为R＝1.2。正常炉料结构如表9所示。
2019年1月3日，高炉计划休风时间为t＝10小时，处理3个风口漏水小套，1块漏水冷却壁，未对休风料进行准备处理，未确定休风焦比。按照正常360kg/t的焦比加入炉料，未计算休风加焦系数α的合理值，未初步计算漏水小套、冷却壁漏入高炉内部的水对高炉内热能的消耗，没有制定合理的修正系数。
休风料加入方法：根据高炉本体分布结构，将休风料分为5段，分别为H0、H1、H2、H3、H4，其中，H0段为风口堆焦料，休风后风口区域大量焦炭停留在该区域，加入批数为22％×T，加入焦比为K，单独加40吨净焦在该段；H1段为风口以上炉腹段，炉料焦比K，单独加40吨净焦在该段，加入批数为18％×T；H2段为炉腰段，炉料焦比K，单独加20吨焦炭在该段，加入批数为20％×T；H3段为身下部段，炉料焦比K，加入批数为18％*T；H4段为身上部段，炉料焦比K，加入批数为22％×T。五段料总计加净焦炭100吨。加入批数取值为整数；H0段加入9批，H1段加入8批，H2段加入8批，H3段加入8批，H4段加入9批。休风料配料比如表10所示。
表9高炉正常工作时炉料结构
焦比kg/t 矿批t 硅含量％ 炉渣碱度R
360 70 0.45 1.2
表10按10小时休风时间计算休风料
段数 每一批焦比kg/t 矿批t 硅含量％ 炉渣碱度R 净焦量t
H0 360 70 1 1.10 40
H1 360 70 1 0.90 40
H2 360 70 0.8 1.00 20
H3 360 70 0.6 1.10 0
H4 360 70 0.6 1.15 0
在H0、H1段休风料中，分别加40吨净焦炭集中加入，加入批次为该段休风料的第一批次之前的批次。本次休风过程中，没有采用计算休风料的方法，采取原始集中增加焦炭的技术，增加的焦炭80吨，是靠经验来补充热流损失所加，所以，该实施例中，H0段、H1段每一批焦比等于该段的总焦比。
正常生产状态下，高炉中心加焦量&＝30％，即每批焦炭在布料时，4.384吨焦炭分布到高炉内部最中心处。布料器最小角度15°。高炉正常生产时，入炉风量为BV＝5000m3/min，入炉富氧量为O2＝15000m3/h。正常布料焦炭如表11所示。
在休风料中，H0、H1、H2、H3段分别加入一定量的硅石，加入后，H0休风料较正常炉渣碱度降低0.1，H1降低0.30倍，H2降低0.2倍，H3降低0.1倍；H4降低0.05倍；在休风料中，高炉造渣时铁水含硅量取值0.8％。休风布料如表12所示。在高炉休风料加入过程中，布料环数与布料圈数不变，该期间高炉正常料制中心加焦量25％。
表11高炉正常工作状态布料比例(单位圈)
第一环 第二环 第三环 第四环 中心焦
3.00 2.00 2.00 2.00 3
表12休风料分配比例(单位圈)
段数 第一环 第二环 第三环 第四环 中心焦
H0 3.00 2.00 2.00 2.00 3
H1 3.00 2.00 2.00 2.00 3
H2 3.00 2.00 2.00 2.00 3
H3 3.00 2.00 2.00 2.00 3
H4 3.00 2.00 2.00 2.00 3
高炉复风后，送风后基准风量1020m3/min；复风后料线1.8米，顶温102℃，放一批炉料，料线1.5米，同时增加风量BV，增加300m3/min；30分钟后，料线1.71米，顶温208℃，炉料下料不顺畅，放入1批料，料线1.36米。35分钟后，料线下降至1.65米，顶温升高至338℃，再放入一批炉料用于降低顶温，放入料后料线1.33米。视顶温偏高，炉顶通蒸汽降温，同时组织提前打开铁口，打开铁口后未见渣铁，铁口大喷，采取空吹铁口20分钟，炉内滑料至3.2米，随后堵口。后续开始赶料线，逐步加风，直到料线到1.8米时，停料观察炉料运行状态，耗时1.5小时，此时风量加至3000m3/min。料线正常后，组织打开铁口排放渣铁，来渣后，测量铁水温度1450℃，炉温过低，炉缸热量不足。此时集中加30吨焦炭入炉，风量维持3000m3/min，未富氧。加入净焦8小时后，加入净焦炭反应，炉缸热量回升，第四炉次测量铁水温度1498℃，逐步加风至正常水平。本次复风过程中，受休风料加入不合理的影响，高炉达到全风冶炼时间耗时2个班，实现高炉全氧冶炼20小时。
从以上对比例以及实施例可以看出，在本申请中，通过对高炉各段焦比的调整，可以使高炉在复风之后快速恢复，改善炉料的运行效果，降低复风过程高炉达到全风冶炼的耗时，降低高炉全氧冶炼的耗时。
通过对比例2和实施例1可以看出，主要区别在于对比例2中并未对高炉每个段的休风料焦比进行调整，每段的总焦比均采用相同的值，且未对休风料进行准备处理，未确定休风焦比，未计算休风加焦系数α的合理值，延长了高炉达到全风冶炼时间，同时也延长了高炉全氧冶炼时间，降低产能的同时增加能耗。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高炉休风料配制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据下式计算休风过程中的高炉焦比K休：
K休＝t×α/(Fe×T×P)+K；
将高炉休风料自下而上分为五段，分别为H0、H1、H2、H3、H4；H0段为炉缸段；H1段为炉腹段；H2段为炉腰段；H3段为炉身段；H4段为炉顶；
各段按照下列加入批数以及焦比配制休风料：
H0段加入批数为(22％～25％)×T的整数，加入焦比为(115％～125％)×K休；
H1段加入批数为(18％～20％)×T的整数,加入焦比为(105％～115％)×K休；
H2段加入批数为(20％～22％)×T的整数；加入焦比为(95％～105％)×K休；
H3段加入批数为(18％～20％)×T的整数；加入焦比为(85％～95％)×K休；
H4段加入批数为(22％～25％)×T的整数；加入焦比为(75％～85％)×K休；
其中：t为休风时间；α取值8～10吨/小时；Fe为矿石含铁量；T为高炉正常生产一周期的冶炼料批数；P为高炉正常生产时一批的矿石质量；K为高炉正常生产状态下的焦比；
α取值根据以下式子计算得到：
α＝γ×C×M×(t2-t1)/q焦；
式中：C为冷却水的比热容，M为冷却水流量，(t2-t1)为冷却水的进出水温差，q焦为焦炭热值，γ为修正系数，修正系数取值为1.1～2.0。
2.根据权利要求1所述的高炉休风料配制方法，其特征在于，
所述修正系数γ根据休风时间进行确定，关系如下：当休风时间小于等于10小时，修正系数γ值取1.1，且休风时间每增加10小时，修正系数γ值增加0.1。
3.根据权利要求1或2所述的高炉休风料配制方法，其特征在于，
高炉正常生产状态下中心加焦量的占比为&；
H0段中心加焦量的占比为(70％～76％)×&；
H1段中心加焦量的占比为(80％～84.5％)×&；
H2段中心加焦量的占比为(85％～89％)×&；
H3段中心加焦量的占比为(90％～93％)×&；
H4段中心加焦量的占比为(95％～97％)×&。
4.根据权利要求1或2所述的高炉休风料配制方法，其特征在于，
高炉正常生产状态下炉渣碱度为R；在休风过程中，控制辅料的加入量使炉渣碱度满足以下值：
H0段炉渣碱度为R-(0.08～0.12)；
H1段炉渣碱度为R-(0.28～0.32)；
H2段炉渣碱度为R-(0.18～0.21)；
H3段炉渣碱度为R-(0.08～0.12)；
H4段炉渣碱度为R-(0.05～0.06)。
5.根据权利要求1或2所述的高炉休风料配制方法，其特征在于，在休风过程中，控制辅料的加入量使各段理论铁水含硅量满足以下值：
H0段铁水含硅量为1.0％～1.05％；
H1段铁水含硅量1.0％～1.05％；
H2段铁水含硅量0.8％～0.85％；
H3段铁水含硅量0.6％～0.65％；
H4段铁水含硅量0.6％～0.65％。
6.根据权利要求1或2所述的高炉休风料配制方法，其特征在于，
H0段休风料配置步骤中，于H0段加入焦比中抽出20-30吨净焦炭作为H0段休风料的第一批前的批料。
7.根据权利要求1或2所述的高炉休风料配制方法，其特征在于，H1段休风料配置步骤中，于H1段加入焦比中抽出20-30吨净焦炭作为H1段休风料的第一批前的批料。
8.根据权利要求1或2所述的高炉休风料配制方法，其特征在于，H4段加入焦比大于K。
9.一种高炉休风的方法，其特征在于，包括：
采用权利要求1-8任一项所述的高炉休风料配制方法配置休风料；然后将所述休风料加入高炉。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有处理器可执行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的高炉休风料配制方法的步骤。
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