CN111500807B - 高炉炉墙粘结的治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种高炉炉墙粘结的治理方法，所述方法包括：在判定高炉的上部或下部出现炉墙粘结时，结合高炉炉顶的边缘火焰强度、边缘平台宽度和坡度，判定高炉出现炉墙粘结的原因，所述原因包括边缘负荷轻且布料角度小和边缘负荷重且布料角度大；在炉况恢复正常后，根据所述高炉出现炉墙粘结的原因，实施对应设置的布料制度。与现有技术相比，本发明高炉炉墙粘结的治理方法，根据炉墙粘结的位置和导致炉墙粘结的原因，制定对应的炉墙粘结处理方法和预防措施，从而大大减小炉墙粘结的反复出现。
Description
技术领域
本发明属于高炉炼铁生产技术领域，特别涉及一种高炉炉墙粘结的治理方法。
背景技术
高炉在炉体内部普遍安装冷却壁，通过冷却水将炉内传出的热量顺畅地导出，避免高温热流直接抵达炉壳。由于冷却水把高炉内部热量及时带走，冷却壁热面温度较低，稳定生产的高炉易形成稳固的渣皮，根据国外测量结果，通常在40-60mm。在稳定生产的高炉内部，渣皮的生成、长大、脱落是一个动态平衡过程，渣皮脱落后，铜冷却壁在15-20min内重新结成新的渣皮，铸铁冷却壁则需要2小时才能结成新的渣皮。当高炉气流紊乱，下料不畅或炉墙出现低熔点粘结物时，渣皮动态平衡被打破，渣皮会不断长大，形成炉墙粘结，而渣皮结厚到一定程度，由于自身重量以及炉料下降的摩擦力，会造成渣皮脱落。
炉墙粘结会导致风量萎缩，风压波动，严重时出现偏料、滑料、悬料等现象；出现渣皮脱落，尤其是大块渣皮落入炉缸时，会造成低炉温，甚至炉凉，严重的还会导致风口破损，造成巨大经济损失。
并且当发现高炉炉墙粘结并对其进行治理后，炉墙粘结还是会反复出现，因此，如何对高炉炉墙粘结反复出现进行治理，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉炉墙粘结的治理方法。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种高炉炉墙粘结的治理方法，所述方法包括：
在判定高炉的上部或下部出现炉墙粘结时，结合高炉炉顶的边缘火焰强度、边缘平台宽度和坡度，判定高炉出现炉墙粘结的原因，所述原因包括边缘负荷轻且布料角度小和边缘负荷重且布料角度大；
在炉况恢复正常后，根据所述高炉出现炉墙粘结的原因，实施对应设置的布料制度。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“判定高炉的上部或下部出现炉墙粘结”具体包括：
若在一段时间内高炉上部冷却壁温度TA1持续下降且低于正常控制范围，同时上部冷却壁温度的非均匀性UI1上升，在第一预定时间间隔后，下部冷却壁温度的波动性指数FI2上升，则判定高炉的上部出现炉墙粘结；
若在一段时间内高炉下部冷却壁温度TA2持续下降且低于正常控制范围，同时下部冷却壁温度的非均匀性UI2上升，在第二预定时间间隔后，上部冷却壁温度TA1上升，则判定高炉的下部出现炉墙粘结。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“在判定高炉的上部或下部出现炉墙粘结时，结合高炉炉顶的边缘火焰强度、边缘平台宽度和坡度，判定高炉出现炉墙粘结的原因”具体包括：
在判定高炉的上部出现炉墙粘结时，与历史正常炉况相比，若高炉炉顶的边缘火焰强度大、边缘平台宽度大且坡度大则判定高炉出现炉墙粘结的原因为边缘负荷轻且布料角度小；
在判定高炉的下部出现炉墙粘结时，与历史正常炉况相比，若高炉炉顶的边缘火焰强度小、边缘平台宽度小且坡度小，则判定高炉出现炉墙粘结的原因为边缘负荷重且布料角度大。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：
通过炉顶红外成像显示，得到高炉炉顶的边缘火焰强度；
通过炉顶料面激光扫描结果，得到高炉炉顶的边缘平台宽度和坡度。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“根据所述高炉出现炉墙粘结的原因，实施对应设置的布料制度”具体包括：
与炉墙粘结处理前的布料制度相比，若所述原因为边缘负荷轻且布料角度小，则实施对应设置的布料制度为增加边缘矿石设置量或减少边缘焦炭设置量或增加布料角度；
若所述原因为边缘负荷重且布料角度大，则实施对应设置的布料制度为减小边缘矿石设置量或增加边缘焦炭设置量或减小布料角度。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“根据所述高炉出现炉墙粘结的原因，实施对应设置的布料制度”具体包括：
若所述原因为边缘负荷轻且布料角度小，则实施对应设置的布料制度为控制边缘平台宽度小于第一预设宽度，边缘坡度小于第一预设坡度；
若所述原因为边缘负荷重且布料角度大，则实施对应设置的布料制度为控制边缘平台宽度大于第二预设宽度，边缘坡度大于第二预设坡度。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：
根据所述炉墙粘结的位置，对所述炉墙粘结进行处理，直至炉况恢复正常。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“根据所述炉墙粘结的位置，对所述炉墙粘结进行处理”具体包括：
若所述炉墙粘结出现在高炉的上部，则采取减小布料角度或者减轻边缘负荷来疏导边缘气流，同时中心减焦或减焦减矿以降低压差；
若所述炉墙粘结出现在高炉的下部，则采取减小布料角度或者减轻边缘负荷来疏导边缘气流，同时中心减矿以降低压差，并且降低冷却水量或提高冷却水进水温度。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“根据所述炉墙粘结的位置，对所述炉墙粘结进行处理”还包括：
若所述炉墙粘结出现在高炉的上部，且与正常炉况相比压差升高大于或等于20KPa，则还需要在原有矿批的基础上减少矿批的3％；
若所述炉墙粘结出现在高炉的下部，且与正常炉况相比压差升高大于或等于20KPa，则还需要在原有矿批的基础上减少矿批的5％。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述高炉冷却壁分为L5至L12段，所述高炉的上部是指L10至L12段冷却壁，所述高炉的下部是指L5至L9段冷却壁，所述方法还包括：
采集L5至L12段冷却壁上的热电偶温度数据，计算每段冷却壁的平均温度TA、非均匀性指数UI和波动性指数FI。
与现有技术相比，本发明高炉炉墙粘结的治理方法，根据炉墙粘结的位置和导致炉墙粘结的原因，制定对应的炉墙粘结处理方法和预防措施，从而大大减小炉墙粘结的反复出现。
附图说明
图1是本发明高炉炉墙粘结的治理方法的流程示意图。
图2是本发明高炉数据采集的结构示意图。
图3是本发明一具体实施方式中治理前后料面分布的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
高炉炉墙粘结的原因主要是炉顶边缘负荷过重导致，再加上冷却强度过大、烧结粉末增加、有害元素增加或炉料结构发生较大变化等原因，都会导致高炉炉墙粘结。然而在实际生产中发现，炉顶边缘负荷不重、且没有冷却强度问题、同时有害元素也在合理范围时，还会出现反复炉墙粘结、渣皮脱落的情况。
经过长时间实验模拟研究和对高炉生产进行大量分析，发明人发现布料制度和炉墙粘结存在一定的关系：当炉顶边缘负荷过重且布料角度大时，高炉的下部容易反复出现炉墙粘结；而当炉顶边缘负荷过过轻且布料角度过小时，高炉的上部容易反复发生炉墙粘结，且不同部位的炉墙粘结，炉况的表征不一样，治理的方式也不一样。
有鉴于此，如图1所示，本发明提供一种高炉炉墙粘结的治理方法，所述方法包括：
步骤S100：在判定高炉的上部或下部出现炉墙粘结时，结合高炉炉顶的边缘火焰强度、边缘平台宽度和坡度，判定高炉出现炉墙粘结的原因，所述原因包括边缘负荷轻且布料角度小和边缘负荷重且布料角度大。
在高炉出现炉墙粘结的时候，通过炉顶边缘的火焰强度判断炉顶边缘负荷的轻重，通过炉顶边缘平台的宽度和坡度判断布料角度的大小。
需要说明的是，边缘负荷是指边缘矿石设置量与焦炭设置量之比。与正常边缘负荷相比，当边缘负荷轻时，即焦炭设置量相对较多，边缘气流量增大。而布料角度的不同，边缘料面形成的平台的宽度和坡度也不同，当边缘平台相对宽且坡度相对大时，会导致料面出现滚动从而造成气流紊乱。
具体的，本步骤包括：
步骤S110：采集高炉相关数据。
图2为高炉数据采集的结构示意图，其中，1为炉顶红外成像装置，用于采集炉顶中心及边缘火焰强度；2为炉顶在线激光扫描装置，用于采集炉顶料面形状；3为冷却壁，所述冷却壁分为L5至L12段，每段冷却壁上都分布有多个热电偶，其中L5-L9段冷却壁为高炉下部，L10-L12段冷却壁为高炉上部；4为水泵房，用于采集冷却水量和冷却水入水温度；5为PLC，用于负责和现场设备的通讯；6为原料，包括原料的烧结矿5-10mm比例、入炉碱金属含量、入炉锌含量等；7为服务器，负责数据采集和功能开发；8为工控机，负责功能呈现；9为操作者。
如图2所示，根据炉顶红外成像装置，采集炉顶边缘火焰强度。根据炉顶在线激光扫描装置，采集炉顶料面形状，包括炉顶边缘平台的宽度和坡度。根据冷却壁的热电偶的温度，分析每段冷却壁的平均温度TA，每段冷却壁温度的非均匀性UI和波动性指数FI，如下：
UI＝(Tmax-Tmin)/TA,
其中，Ti为热电偶温度，M为每段冷却壁热电偶个数，Tmax为每段冷却壁热电偶中温度最大值，Tmin为该每段冷却壁热电偶中温度最小值，N为一段时间内的样本点数，
为每个热电偶在一段时间内的平均温度。
步骤S120：判断高炉出现炉墙粘结的位置。
若在一段时间内高炉上部冷却壁温度TA1持续下降且低于正常控制范围，同时上部冷却壁温度的非均匀性UI1上升，在第一预定时间间隔后，下部冷却壁温度的波动性指数FI2上升，则判定高炉的上部出现炉墙粘结。
若在一段时间内高炉下部冷却壁温度TA2持续下降且低于正常控制范围，同时下部冷却壁温度的非均匀性UI2上升，在第二预定时间间隔后，上部冷却壁温度TA1上升，则判定高炉的下部出现炉墙粘结。
需要说明的是，所述TA1/TA2可以是上部/下部某段冷却壁的平均温度，也可以是整个上部/下部的平均温度。同时UI1/UI2是与TA1/TA2相对应的冷却壁温度的非均匀性。下部冷却壁温度的波动性指数FI2也可以是下部某段冷却壁的波动性指数，也可以是整个下部的波动性指数。
当高炉上部出现炉墙粘结时，在一段时间内出现粘结的那一块冷却壁温度会低于正常控制范围，且这块冷却壁温度会持续下降。但是没有出现粘结的其它地方的冷却壁的温度变化不大，因此，整体上出现炉墙粘结的冷却壁的上部的温度非均匀性上升。同时，由于高炉上部出现炉墙粘结，堵住了下部气流向上流动，导致下部气流紊乱，因此下部冷却壁温度的波动性指数上升。
同理，当高炉下部出现炉墙粘结时，在一段时间内高炉下部冷却壁温度持续下降且低于正常控制范围，同时下部冷却壁温度的非均匀性上升。同时，由于气流无法通过高炉的下部炉墙粘结到达上部，气流先从高炉下部流向高炉中心，再从高炉中心流向高炉上部，由于高炉中心温度较边缘高很多，因此高炉上部的温度上升。
步骤S130：判断高炉出现炉墙粘结的原因。
在判定高炉的上部出现炉墙粘结后，与历史正常炉况相比，若高炉炉顶的边缘火焰强度大、边缘平台宽度大且坡度大，则判定高炉出现炉墙粘结的原因为边缘负荷轻且布料角度小。
在判定高炉的下部出现炉墙粘结时，与历史正常炉况相比，若高炉炉顶的边缘火焰强度小、边缘平台宽度小且坡度小，则判定高炉出现炉墙粘结的原因为边缘负荷重且布料角度大。
与正常边缘负荷相比，当边缘负荷轻时，边缘气流量增大，因此边缘的火焰强度与历史正常炉况相比变大，同时布料角度小时边缘平台会变宽且坡度会变大，这样会导致料面出现滚动从而造成气流紊乱。由于气流量增大且气流紊乱，当有害元素被气流带到了边缘，会被上部冷却壁(上部冷却壁温度比下部冷却壁低很多)冷凝从而形成粘结，导致高炉上部出现炉墙粘结。
与正常边缘负荷相比，当边缘负荷重且布料角度大，即边缘矿石设置量大且气流平稳，由于高炉下部温度高，矿石成熔融状，容易与下部冷却壁粘结形成下部炉墙粘结。
步骤S200：在炉况恢复正常后，根据所述高炉出现炉墙粘结的原因，实施对应设置的布料制度。
与炉墙粘结处理前的布料制度相比，若所述原因为边缘负荷轻且布料角度小，则实施对应设置的布料制度为增加边缘矿石设置量或减少边缘焦炭设置量或增加布料角度。进一步的，实施对应设置的布料制度，控制边缘平台宽度小于第一预设宽度，边缘坡度小于第一预设坡度。所述第一预设宽度优选为1.5米，所述第一预设坡度优选为15度。
若所述原因为边缘负荷重且布料角度大，则实施对应设置的布料制度为减小边缘矿石设置量或增加边缘焦炭设置量或减小布料角度。进一步的，实施对应设置的布料制度，控制边缘平台宽度大于第二预设宽度，边缘坡度大于第二预设坡度。所述第二预设宽度优选为1米，所述第二预设坡度优选为0度。
在一个优选的实施方式中，所述方法还包括：根据所述炉墙粘结的位置，对所述炉墙粘结进行处理，直至炉况恢复正常。
若所述炉墙粘结出现在高炉的上部，则采取减小布料角度或者减轻边缘负荷来疏导边缘气流，同时中心减焦或减焦减矿以降低压差。
若所述炉墙粘结出现在高炉的下部，则采取减小布料角度或者减轻边缘负荷来疏导边缘气流，同时中心减矿以降低压差，并且降低冷却水量或提高冷却水进水温度。
进一步的，若所述炉墙粘结出现在高炉的上部，且与正常炉况相比压差升高20KPa以上，则还需要在原有矿批的基础上减少矿批的3％。
进一步的，若所述炉墙粘结出现在高炉的下部，且与正常炉况相比压差升高20KPa以上，则还需要在原有矿批的基础上减少矿批的5％。
需要说明的是，出现炉墙粘结时的常规炉况表现，如压差、风量、料速、炉温等的变化，以及处理炉墙粘结的常规操作调整为现有技术，此处不再赘述。
在一个具体的实施方式中，在诊断炉墙上部出现粘结后，发现炉顶边缘火焰强度较大，炉顶边缘平台较宽，坡度较大，同时压差升高，高炉顺行受到影响，通过边缘减矿、中心减焦处理上部炉墙粘结。在消除炉墙粘结且炉况恢复正常后，加重边缘负荷，并将布料角度外移至48度以填边缘沟壑，如图3所示，如此治理取得明显效果，后续燃料比降低至510kg/t以内。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高炉炉墙粘结的治理方法，其特征在于，所述方法包括：
判断高炉出现炉墙粘结的位置；
若在一段时间内高炉上部冷却壁温度TA1持续下降且低于正常控制范围，同时上部冷却壁温度的非均匀性UI1上升，在第一预定时间间隔后，下部冷却壁温度的波动性指数FI2上升，则判定高炉的上部出现炉墙粘结；
若在一段时间内高炉下部冷却壁温度TA2持续下降且低于正常控制范围，同时下部冷却壁温度的非均匀性UI2上升，在第二预定时间间隔后，上部冷却壁温度TA1上升，则判定高炉的下部出现炉墙粘结；其中，每段冷却壁的平均温度TA，每段冷却壁温度的非均匀性UI和波动性指数FI如下：
UI＝(Tmax-Tmin)/TA,
其中，Ti为热电偶温度，M为每段冷却壁热电偶个数，Tmax为每段冷却壁热电偶中温度最大值，Tmin为该每段冷却壁热电偶中温度最小值，N为一段时间内的样本点数，
为每个热电偶在一段时间内的平均温度；
在判定高炉的上部或下部出现炉墙粘结时，结合高炉炉顶的边缘火焰强度、边缘平台宽度和坡度，判定高炉出现炉墙粘结的原因，所述原因包括边缘负荷轻且布料角度小和边缘负荷重且布料角度大；
在炉况恢复正常后，根据所述高炉出现炉墙粘结的原因，实施对应设置的布料制度，具体包括：
与炉墙粘结处理前的布料制度相比，若所述原因为边缘负荷轻且布料角度小，则实施对应设置的布料制度为增加边缘矿石设置量或减少边缘焦炭设置量或增加布料角度，并控制边缘平台宽度小于第一预设宽度，边缘坡度小于第一预设坡度；
若所述原因为边缘负荷重且布料角度大，则实施对应设置的布料制度为减小边缘矿石设置量或增加边缘焦炭设置量或减小布料角度，并控制边缘平台宽度大于第二预设宽度，边缘坡度大于第二预设坡度。
2.根据权利要求1所述高炉炉墙粘结的治理方法，其特征在于，所述“在判定高炉的上部或下部出现炉墙粘结时，结合高炉炉顶的边缘火焰强度、边缘平台宽度和坡度，判定高炉出现炉墙粘结的原因”具体包括：
在判定高炉的上部出现炉墙粘结时，与历史正常炉况相比，若高炉炉顶的边缘火焰强度大、边缘平台宽度大且坡度大则判定高炉出现炉墙粘结的原因为边缘负荷轻且布料角度小；
在判定高炉的下部出现炉墙粘结时，与历史正常炉况相比，若高炉炉顶的边缘火焰强度小、边缘平台宽度小且坡度小，则判定高炉出现炉墙粘结的原因为边缘负荷重且布料角度大。
3.根据权利要求2所述高炉炉墙粘结的治理方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过炉顶红外成像显示，得到高炉炉顶的边缘火焰强度；
通过炉顶料面激光扫描结果，得到高炉炉顶的边缘平台宽度和坡度。
4.根据权利要求1所述高炉炉墙粘结的治理方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述炉墙粘结的位置，对所述炉墙粘结进行处理，直至炉况恢复正常。
5.根据权利要求4所述高炉炉墙粘结的治理方法，其特征在于，所述“根据所述炉墙粘结的位置，对所述炉墙粘结进行处理”具体包括：
若所述炉墙粘结出现在高炉的上部，则采取减小布料角度或者减轻边缘负荷来疏导边缘气流，同时中心减焦或减焦减矿以降低压差；
若所述炉墙粘结出现在高炉的下部，则采取减小布料角度或者减轻边缘负荷来疏导边缘气流，同时中心减矿以降低压差，并且降低冷却水量或提高冷却水进水温度。
6.根据权利要求4所述高炉炉墙粘结的治理方法，其特征在于，所述“根据所述炉墙粘结的位置，对所述炉墙粘结进行处理”还包括：
若所述炉墙粘结出现在高炉的上部，且与正常炉况相比压差升高大于或等于20KPa，则还需要在原有矿批的基础上减少矿批的3％；
若所述炉墙粘结出现在高炉的下部，且与正常炉况相比压差升高大于或等于20KPa，则还需要在原有矿批的基础上减少矿批的5％。
7.根据权利要求1所述高炉炉墙粘结的治理方法，其特征在于，所述高炉冷却壁分为L5至L12段，所述高炉的上部是指L10至L12段冷却壁，所述高炉的下部是指L5至L9段冷却壁，所述方法还包括：
采集L5至L12段冷却壁上的热电偶温度数据，计算每段冷却壁的平均温度TA、非均匀性指数UI和波动性指数FI。
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Citations (5)
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| CN104293993A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-01-21 | 武汉钢铁(集团)公司 | 高Zn负荷原料高炉冶炼的控制方法 |
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2020
- 2020-05-28 CN CN202010466897.2A patent/CN111500807B/zh active Active
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Non-Patent Citations (1)
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| 唐钢2#高炉炉墙结厚的处理及预防;胡凤喜等;《河北冶金》;20160229(第2期);第2、3.3、3.4、4节 * |
Also Published As
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