CN112410051B - 焦炭炉外烘烤工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦炭炉外烘烤工艺，该焦炭炉外烘烤工艺包括将煤炭由入料口加入焦炭炉内，焦炭炉对加入的煤炭进行烘烤，得到焦炭；将焦炭加入至高炉作为炼铁原料；入料口设置有进料阀，用以控制进入焦炭炉内的煤炭的质量，焦炭炉内设置有温度测量装置以及温度调节装置，温度调节装置用以对焦炭炉内的温度进行调节，焦炭炉的出料口设置有出料阀，焦炭炉内设置有气孔率检测装置，出料口设置有超声波检测装置；还包括有中控单元，中控单元与进料阀、出料阀、温度调节装置分别进行连接，中控单元通过温度对焦炭气孔率的影响就可以根据实际需要对焦炭的气孔率进行调整，提高高炉的出铁效率。

Description

焦炭炉外烘烤工艺

技术领域

本发明涉及钢铁生产领域，尤其涉及一种焦炭炉外烘烤工艺。

背景技术

钢材从最初的铁矿石，经过不断烧结冶炼，轧制、热处理及机械加工，最终得到成品。

在炼钢的过程中，通常使用焦炭炉或烧结炉、高炉、转炉进而进入二次冶炼，或进入下一轧钢工序，烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。利用焦炭炉对煤炭进行烘烤，得到焦炭，高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料(焦炭)和熔剂(石灰石)三部分组成。由于高炉生产是连续进行的，一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风(1000-1300℃)，喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。焦炭中的碳以及碳燃烧的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取，进而得到铁。

但是焦炭炉的焦炭产出量影响着高炉的还原反应效率，使得无法对还原过程进行控制，使得高炉的铁生产量降低。

发明内容

为此，本发明提供一种焦炭炉外烘烤工艺，可以提高高炉的还原反应效率，对焦炭的性能进行有效的调节。

为实现上述目的，本发明提供一种焦炭炉外烘烤工艺，包括：

将煤炭由入料口加入焦炭炉内，所述焦炭炉对加入的所述煤炭进行烘烤，烘烤时间为一个烘烤周期，得到焦炭；

检测所述焦炭炉内焦炭的实时气孔率，以及所述焦炭由焦炭炉的出料口进入高炉时的焦炭粒度；

根据中控单元内设置的时间矩阵T(t1，t2，t3)内的实时气孔率以及焦炭粒度调节设置在所述焦炭炉上的进料阀的开合度、所述出料阀的开合度和/或设置在所述焦炭炉内的温度控制装置,其中t1表示烘烤周期内的第一段，t2表示烘烤周期内的第二段，t3表示烘烤周期内的第三段，以提高所述焦炭的性能；

将提高性能后的所述焦炭由出料口加入至高炉作为炼铁原料；

所述中控单元与所述进料阀、所述出料阀、所述温度调节装置分别进行连接，所述入料口设置有进料阀，用以控制进入所述焦炭炉内的所述煤炭的质量，所述焦炭炉内设置有温度测量装置，所述温度测量装置用以对所述焦炭炉内的温度进行实时检测，所述温度调节装置用以对所述焦炭炉内的温度进行调节，所述焦炭炉的出料口设置有出料阀，用以对所述焦炭的出料速度进行控制，所述焦炭炉内设置有气孔率检测装置，用以对焦炭的实时气孔率进行检测，所述出料口设置有超声波检测装置，用以对出料口的焦炭粒度进行检测。

进一步地，所述中控单元内设置有气孔率标准矩阵(cp1，cp2，cp3)和温度调节矩阵(T1,T2,T3),其中cp1表示气孔率第一标准，cp2表示气孔率第二标准，cp3表示气孔率第三标准，T1表示第一温度,T2表示第二温度,T3表示第三温度，且T1>T2>T3，若在第i时刻，气孔率检测装置检测得到实时气孔率cpi，判断所述第i时刻所在时刻在周期内的时间段，若在烘烤周期内的第一段，则将所述实时气孔率cpi与气孔率第一标准cp1进行比较；若实时气孔率cpi大于气孔率第一标准cp1，则按照温度调节矩阵进行调节，升高T3温度，然后检测烘烤周期内第二段的实时气孔率，若经过第一段的调节，在当前第二段内的实时气孔率cpi与第二标准cp2进行比较，若实时气孔率cpi大于第二标准cp2，则按照温度调节矩阵进行调节，升高T2温度；然后检测烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi，若是在烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi与气孔率第三标准进行比较，若cpi大于气孔率第三标准cp3，则按照调节矩阵进行调节，升高T1温度；

若在烘烤周期内的第一段，则将所述实时气孔率cpi与气孔率第一标准cp1进行比较；若实时气孔率cpi小于气孔率第一标准cp1，则按照调节矩阵进行调节，则降低T1温度，然后检测烘烤周期内第二段的实时气孔率，若经过第一段的调节，在当前第二段内的实时气孔率cpi与第二标准cp2进行比较，若实时气孔率cpi仍小于第二标准cp2，则降低T2温度；然后检测烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi，若是在烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi与气孔率第三标准进行比较，若当前第三段内的实时气孔率cpi小于气孔率第三标准cp3，则按照调节矩阵进行调节，降低T3温度；

若在烘烤周期内的第一段，则将所述实时气孔率cpi与气孔率第一标准cp1进行比较；若实时气孔率cpi等于气孔率第一标准cp1，则维持当前烘烤温度，然后检测烘烤周期内第二段的实时气孔率，在当前第二段内的实时气孔率cpi与第二标准cp2进行比较，若实时气孔率cpi等于第二标准cp2，维持当前烘烤温度；然后检测烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi，若是在烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi与气孔率第三标准进行比较，若当前第三段内的实时气孔率cpi等于气孔率第三标准cp3，则将所述焦炭通过出料阀加入至高炉内。

进一步地，所述中控单元内还设置有调节方式矩阵M(W,J,C),其中W表示第一种调节方式，该调节方式对应的是调节温度,J表示第二种调节方式，该调节方式对应的是调节进料阀,C表示第三种调节方式，该调节方式对应的是调节出料阀，在烘烤周期内的任意时刻，若实时焦炭气孔率大于该时刻所在的时间段的平均气孔率，则检测当前时刻的焦炭粒度，所述中控单元内设置有标准粒度L0和误差粒度范围Ld，若实时粒度与标准粒度L0进行比较，比较结果在误差粒度范围Ld内，则采用调节方式矩阵中的第一种调节方式；若是比较结果不在误差粒度范围内，则根据所述焦炭炉内的实时温度选择调方式，若当前实时温度高于预设温度范围内的均值，则采用调节方式矩阵中的第二种调节方式；若当前实时温度低于或等于预设温度范围内的均值，则采用调节方式矩阵中的第三种调节方式。

进一步地，若是实时粒度大于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则增加入料口的开合度，提高进料速度，和/或减少出料口的开合度，降低出料速度；若是实时粒度小于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则减少入料口的开合度，降低进料速度，和/或增加出料口的开合度，提高出料速度。

进一步地，所述焦炭炉还设置有废料口，所述废料口与所述出料口连接，若是所述出料口处的焦炭的气孔率和粒度经过多次调节后，满足要求，则输出至高炉，若是经过多次调节后，仍无法满足使用要求，则将其经过废料口排出。

进一步地，在任意时刻，若是焦炭的气孔率和粒度均满足标准，则结束烘烤，将所述焦炭输出至高炉。

进一步地，所述气孔率第一标准cp1＝V1孔/V1，所述气孔率第二标准cp2＝V2孔/V2，所述气孔率第三标准cp3＝V3孔/V3，V1孔表示周期内的第一段内焦炭孔的体积，V1表示周期内的第一段内焦炭的体积，V2孔表示周期内的第二段内焦炭孔的体积，V2表示周期内的第二段内焦炭的体积，V3孔表示周期内的第三段内焦炭孔的体积，V3表示周期内的第三段内焦炭的体积。

进一步地，所述中控单元内设置有进料标准速度v10和出料标准速度v20，若实时粒度与标准粒度进行比较，比较结果在误差粒度范围内，则只调节温度，进料速度和出料速度按照进料标准速度v10和出料标准速度v20运行，若是实时粒度大于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则增加入料口的开合度，提高进料速度为1.1×v10，和/或减少出料口的开合度，降低出料速度0.9×v20；若是实时粒度小于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则减少入料口的开合度，降低进料速度为0.9×v10，和/或增加出料口的开合度，提高出料速度为1.1×v20。

进一步地，所述进料阀开合度与所述进料速度成正比。

进一步地，所述出料阀开合度与所述出料速度成正比。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过将时间划分为烘烤周期，在烘烤周期内根据制备矩阵内的焦炭气孔率，将烘烤周期内的各个时间算内的焦炭气孔率满足要求，而当不满足要求时需要根据实时焦炭气孔率对烘烤温度，进料阀和出料阀的进料出料速度进行调节，以改变焦炭气孔率，实现加入高炉内的焦炭的质量的调整，进而影响出铁率，本领域技术人员可以理解的是，当温度突然升高或是降低时，会影响到焦炭气孔率，具体而言，当气温降低时，气孔率增加，当气温升高时，气孔率减少，通过温度对焦炭气孔率的影响就可以根据实际需要对焦炭的气孔率进行调整，而该调整是借助调节温度来实现，使得调节更加容易实现，提高高炉的出铁效率。

本发明通过设置气孔率第一标准cp1、气孔率第二标准cp2和气孔率第三标准cp3，使得对于不同时间段的标准有所不同，对各个周期时间段内所要达到的气孔率均需要进行调整，但是气孔率满足要求，则可以用做高炉内的原料，若是不满足要求，则需要对其内的水分进行烘烤的同时，满足其对气孔率的要求。

通过在不满足焦炭气孔率标准时，检测焦炭的粒度，若是当前的焦炭粒度符合预设标准，则通过调节温度将焦炭的气孔率调整至预设范围内，若是焦炭粒度不在预设范围内，则还可以调整进料阀和出料阀的开合程度，进而改变进料速度和出料速度，使得对于焦炭炉内的焦炭气孔率和焦炭粒度进行双参数控制，提高焦炭的转化率，进而提高高炉内的出铁率。而对于焦炭粒度的控制是依赖于进料阀和出料阀，当焦炭粒度大于预设标准时，则需要降低焦炭粒度，使得焦炭炉内的进料速度增加，增加焦炭炉内的焦炭之间的撞击，进而使得焦炭粒度降低，或是降低出料速度，通过降低出料速度，使得焦炭在焦炭炉内滞留的时间更多，对于水分的烘干更为充分，使得其更容易破碎，因此在加入高炉内的其粒度也会有所降低，满足高炉内的反应要求。

本发明通过改变出料口的开合度来改变出料速度，使得对于焦炭粒度的改变更为简便，而实际应用过程中对于出料速度的改变方式可以有多种，比如通过间断打开出料阀也可以实现对出料速度的控制，本发明实施例通过调节出料阀的开合度，实现不间断出料，对于高炉内不间断输入焦炭，实现反应的连续性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的焦炭炉外烘烤工艺的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的焦炭炉外烘烤工艺的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，本发明实施例提供的焦炭炉外烘烤工艺所应用的装置包括焦炭炉10、高炉20和中控单元30，焦炭炉10包括入料口11、出料口12和废料口14，所述入料口11设置有进料阀110，焦炭炉的出料口12设置有出料阀120，焦炭炉10内还设置有温度调节装置13，所述中控单元30与所述进料阀110、所述出料阀120、所述温度调节装置13分别进行连接。

如图2所示，本发明实施例提供的焦炭炉外烘烤工艺包括：

S100:将煤炭由入料口加入焦炭炉内，所述焦炭炉对加入的所述煤炭进行烘烤，烘烤时间为一个烘烤周期，得到焦炭；

S200:检测所述焦炭炉内焦炭的实时气孔率，以及所述焦炭由焦炭炉的出料口进入高炉时的焦炭粒度；

S300:根据中控单元内设置的时间矩阵T(t1，t2，t3)内的实时气孔率以及焦炭粒度调节设置在所述焦炭炉上的进料阀的开合度、所述出料阀的开合度和/或设置在所述焦炭炉内的温度控制装置,其中t1表示烘烤周期内的第一段，t2表示烘烤周期内的第二段，t3表示烘烤周期内的第三段，以提高所述焦炭的性能；

S400:将提高性能后的所述焦炭由出料口加入至高炉作为炼铁原料；

所述中控单元与所述进料阀、所述出料阀、所述温度调节装置分别进行连接，所述入料口设置有进料阀，用以控制进入所述焦炭炉内的所述煤炭的质量，所述焦炭炉内设置有温度测量装置，所述温度测量装置用以对所述焦炭炉内的温度进行实时检测，所述温度调节装置用以对所述焦炭炉内的温度进行调节，所述焦炭炉的出料口设置有出料阀，用以对所述焦炭的出料速度进行控制，所述焦炭炉内设置有气孔率检测装置，用以对焦炭的实时气孔率进行检测，所述出料口设置有超声波检测装置，用以对出料口的焦炭粒度进行检测。

在本发明实施例提供的焦炭炉外烘烤工艺中，中控单元为一个具备数据处理能力的装置，具体可以是电脑，还可以是其他数据处理设备，在此不做特别的限制，以实际实施为准。而中控单元内设置的时间矩阵T(t1，t2，t3)，对烘烤时间进行了划分，本领域技术人员可以理解的是，在实际操作过程中，对于烘烤时间的划分方式可以有多种，但是只要烘烤时间内进行了划分，并且根据在时间矩阵内检测到的实时气孔率以及焦炭粒度对焦炭炉上的进料阀、出料阀或焦炭炉内的温度进行调节的方法均在要求保护的范围内，具体而言，根据气孔率调节温度，根据焦炭粒度来调节进料阀和出料阀的开合度的方法为保护范围内的变形，在此不再一一例举。

具体而言，所述中控单元30与所述进料阀110、所述出料阀120、所述温度调节装置13分别进行连接，所述入料口11设置有进料阀110，用以控制进入所述焦炭炉内的所述煤炭的质量，所述焦炭炉内设置有温度测量装置，所述温度测量装置用以对所述焦炭炉内的温度进行实时检测，所述温度调节装置用以对所述焦炭炉内的温度进行调节，所述焦炭炉的出料口12设置有出料阀120，用以对所述焦炭的出料速度进行控制，所述焦炭炉内设置有气孔率检测装置，用以对焦炭的实时气孔率进行检测，所述出料口设置有超声波检测装置，用以对出料口的焦炭粒度进行检测。

具体而言，本发明实施例提供的焦炭炉外烘烤工艺，通过将时间划分为烘烤周期，在烘烤周期内根据制备矩阵内的焦炭气孔率，将烘烤周期内的各个时间段内的焦炭气孔率满足要求，而当不满足要求时需要根据实时焦炭气孔率对烘烤温度，进料阀和出料阀的进料出料速度进行调节，以改变焦炭气孔率，实现加入高炉内的焦炭的质量的调整，进而影响高炉内的出铁率，本领域技术人员可以理解的是，当温度突然升高或是降低时，会影响到焦炭气孔率，具体而言，当气温降低时，气孔率增加，当气温升高时，气孔率减少，通过温度对焦炭气孔率的影响就可以根据实际需要对焦炭的气孔率进行调整，而该调整是借助调节温度来实现，使得调节更加容易实现，提高高炉的出铁效率。

具体而言，在烘烤周期中的任意时刻，通过气孔率检测装置和超声波检测装置进行检测，得到任意时刻的实时焦炭气孔率和焦炭粒度，若是当前时刻是烘烤周期内的第一段，则利用温度调节装置调节烘烤温度，以使在烘烤周期内将焦炭气孔率和焦炭粒度调节至预设标准范围内，若是在任意时刻，焦炭的气孔率和焦炭粒度满足要求，则打开出料口，将其投入高炉内进行反应。提前结束反应，缩短反应时长，满足高炉对原料输入的紧迫度，实现不间断反应。

具体而言，若是当前时刻是烘烤周期内的第三段，则降低进料口的开合度，增加所述出料口的开合度，以使在后半周期内使得焦炭炉内的物质减少，增加反应效率，使得焦炭气孔率和焦炭粒度达到预设标准，进而运送至高炉内。

具体而言，所述中控单元内还设置有调节方式矩阵M(W,J,C),其中W表示第一种调节方式，该调节方式对应的是调节温度,J表示第二种调节方式，该调节方式对应的是调节进料阀,C表示第三种调节方式，该调节方式对应的是调节出料阀，在烘烤周期内的任意时刻，若实时焦炭气孔率大于该时刻所在的时间段的平均气孔率，则检测当前时刻的焦炭粒度，所述中控单元内设置有标准粒度L0和误差粒度范围Ld，若实时粒度与标准粒度L0进行比较，比较结果在误差粒度范围Ld内，则采用调节方式矩阵中的第一种调节方式；若是比较结果不在误差粒度范围内，则根据所述焦炭炉内的实时温度选择调方式，若当前实时温度高于预设温度范围内的均值，则采用调节方式矩阵中的第二种调节方式；若当前实时温度低于或等于预设温度范围内的均值，则采用调节方式矩阵中的第三种调节方式。

具体而言，根据中控单元内的调节方式矩阵M(W,J,C)选定对应的调节方式，若实时粒度与标准粒度L0进行比较，比较结果在误差粒度范围Ld内，则采用调节方式矩阵中的第一种调节方式；若是比较结果不在误差粒度范围内，则根据所述焦炭炉内的实时温度选择调方式，若当前实时温度高于预设温度范围内的均值，则采用调节方式矩阵中的第二种调节方式；若当前实时温度低于或等于预设温度范围内的均值，则采用调节方式矩阵中的第三种调节方式。

本发明实施例提供的焦炭炉外烘烤工艺，通过设置调节方式矩阵，使得调节方式更为灵活，根据实时粒度选择不同的调节方式，使得经过不同方式进行调节的焦炭均能满足高炉的要求，使得对于焦炭炉内的焦炭气孔率进行适应性调整，提高焦炭的性能。

具体而言，所述中控单元内设置有出料矩阵I(Vi，Mi)，其中Vi表示出料速度，Mi表示出料质量，在实际应用过程中，出料速度和出料质量是根据高炉内其他物质所需含量所确定的，而出料速度也会影响出料的总质量，出料的总质量影响高炉内的还原效率，因此根据实际需要调节出料阀的开合程度进而影响高炉内的还原效率，提高出铁量；

若高炉内的炼钢量较大，则需要焦炭的数量也多，此时为了进一步提高高炉的出铁量，需要增加所述出料阀的开合度，本领域技术人员可以理解的是，出料阀的开合度既影响焦炭炉内的焦炭性能，还影响着所述高炉内的出铁率，在实际应用中，为了综合焦炭炉和高率的效率，根据实际情况对出料阀的开合度进行选择，在此不再赘述。

具体而言，所述中控单元内设置有气孔率标准矩阵(cp1，cp2，cp3)和温度调节矩阵(T1,T2,T3),其中cp1表示气孔率第一标准，cp2表示气孔率第二标准，cp3表示气孔率第三标准，T1表示第一温度,T2表示第二温度,T3表示三温度，且T1>T2>T3，若在第i时刻，气孔率检测装置检测得到实时气孔率cpi，判断所述第i时刻所在时刻在周期内的时间段，若在烘烤周期内的第一段，则将所述实时气孔率cpi与气孔率第一标准cp1进行比较；若实时气孔率cpi大于气孔率第一标准cp1，则按照调节矩阵中的调节烘烤温度，升高T3温度，然后检测烘烤周期内第二段的实时气孔率，若经过第一段的调节，在当前第二段内的实时气孔率cpi与第二标准cp2进行比较，若实时气孔率cpi大于第二标准cp2，升高T2温度；然后检测烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi，若是在烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi与气孔率第三标准进行比较，若cpi大于气孔率第三标准cp3，则按照调节矩阵中的调节烘烤温度，升高T1温度；

具体而言，若在烘烤周期内的第一段，则将所述实时气孔率cpi与气孔率第一标准cp1进行比较；若实时气孔率cpi小于气孔率第一标准cp1，则按照调节矩阵中的调节烘烤温度，降低T1温度，然后检测烘烤周期内第二段的实时气孔率，若经过第一段的调节，在当前第二段内的实时气孔率cpi与第二标准cp2进行比较，若实时气孔率cpi仍小于第二标准cp2，降低T2温度；然后检测烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi，若是在烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi与气孔率第三标准进行比较，若当前第三段内的实时气孔率cpi小于气孔率第三标准cp3，则按照调节矩阵中的调节烘烤温度，降低T3温度；

具体而言，若在烘烤周期内的第一段，则将所述实时气孔率cpi与气孔率第一标准cp1进行比较；若实时气孔率cpi等于气孔率第一标准cp1，则维持当前烘烤温度，然后检测烘烤周期内第二段的实时气孔率，在当前第二段内的实时气孔率cpi与第二标准cp2进行比较，若实时气孔率cpi等于第二标准cp2，维持当前烘烤温度；然后检测烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi，若是在烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi与气孔率第三标准进行比较，若当前第三段内的实时气孔率cpi等于气孔率第三标准cp3，则将所述焦炭通过出料阀加入至高炉内。

具体而言，设定的周期内30分钟，则在预设的烘烤周期没，分为第一段的10分钟，第二段的10分钟和第三段的10分钟，在实际应用时，其10分钟采用气孔率第一标准cp1进行衡量，中间10分钟的实时气孔率采用气孔率第二标准cp2进行衡量，第三段10分钟的实时气孔率采用气孔率第三标准cp3进行衡量。

具体而言，本发明实施例通过设置气孔率第一标准cp1、气孔率第二标准cp2和气孔率第三标准cp3，使得对于不同时间段的标准有所不同，对各个周期时间段内所要达到的气孔率均需要进行调整，但是气孔率满足要求，则可以用做高炉内的原料，若是不满足要求，则需要对其内的水分进行烘烤的同时，满足其对气孔率的要求。

具体而言，在实际应用中，除了要考虑焦炭气孔率之外，还需要进一步考虑焦炭粒度，焦炭的粒度对于高炉内的反应程度也是有影响的，若是焦炭粒度过大，则会反应不充分，若是焦炭粒度过小，则可能增加高炉内的炉渣量，因此在实际应用中应该保证焦炭气孔率和焦炭粒度在一定的预设范围内。

具体而言，在任意时间段内，若实时焦炭气孔率大于时间段内的标准气孔率，则检测当前的焦炭粒度，所述中控单元内设置有标准粒度和误差粒度范围，若实时粒度与标准粒度进行比较，比较结果在误差粒度范围内，则只调节温度即可；若是比较结果不再误差粒度范围内，则需要调节进料阀和出料阀的开合程度，进而改变焦炭炉的加料速度和出料速度。

具体而言，本发明实施例通过在不满足焦炭气孔率标准时，检测焦炭的粒度，若是当前的焦炭粒度符合预设标准，则通过调节温度将焦炭的气孔率调整至预设范围内，若是焦炭粒度不在预设范围内，则还可以调整进料阀和出料阀的开合程度，进而改变进料速度和出料速度，使得对于焦炭炉内的焦炭气孔率和焦炭粒度进行双参数控制，提高焦炭的转化率，进而提高高炉内的出铁率。而对于焦炭粒度的控制是依赖于进料阀和出料阀，当焦炭粒度大于预设标准时，则需要降低焦炭粒度，使得焦炭炉内的进料速度增加，增加焦炭炉内的焦炭之间的撞击，进而使得焦炭粒度降低，或是降低出料速度，通过降低出料速度，使得焦炭在焦炭炉内滞留的时间更多，对于水分的烘干更为充分，使得其更容易破碎，因此在加入高炉内的其粒度也会有所降低，满足高炉内的反应要求。

具体而言，若是实时粒度大于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则增加入料口的开合度，提高进料速度，和/或减少出料口的开合度，降低出料速度；若是实时粒度小于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则减少入料口的开合度，降低进料速度，和/或增加出料口的开合度，提高出料速度。

具体而言，本发明实施例通过改变出料口的开合度来改变出料速度，使得对于焦炭粒度的改变更为简便，而实际应用过程中对于出料速度的改变方式可以有多种，比如通过间断打开出料阀也可以实现对出料速度的控制，本发明实施例通过调节出料阀的开合度，实现不间断出料，对于高炉内不间断输入焦炭，实现反应的连续性。

具体而言，所述焦炭炉还设置有废料口14，所述废料口与所述出料口连接，若是所述出料口处的焦炭的气孔率和粒度经过多次调节后，满足要求，则输出至高炉，若是经过多次调节后，仍无法满足使用要求，则将其经过废料口排出，防止进入高炉影响出铁率。

具体而言，本发明实施例通过废料口14，将经过多次调节的焦炭都无法达到预设要求的则通过废料口排出，无法进入高炉内，本发明实施例通过对高炉内的原料进行筛选，使得能够进入高炉内进行反应的焦炭满足一定的要求，使得烘烤过程需要更加精准的控制，便于制作出符合要求的焦炭，提高焦炭的提取率，增加煤矿的利用率，使得由废料口排出的物质应尽量降低，从而满足要求。

具体而言，在任意时刻，若是焦炭的气孔率和粒度均满足标准，则直接结束烘烤，将所述焦炭输出至高炉，从而节约烘烤时间，提高烘烤效率。

具体而言，所述气孔率第一标准cp1＝V孔/V1，所述气孔率第二标准cp2＝V孔/V2，所述气孔率第三标准cp3＝V孔/V3，其中，V1孔表示周期内的第一段内焦炭孔的体积，V1表示周期内的第一段内焦炭的体积，V2孔表示周期内的第二段内焦炭孔的体积，V2表示周期内的第二段内焦炭的体积，V3孔表示周期内的第三段内焦炭孔的体积，V3表示周期内的第三段内焦炭的体积。

具体而言，通过在任意时段内的气孔的平均体积与焦炭的平均体积做商，进而得到每个时间段内的焦炭气孔率，不同的时间段对于气孔率的要求标准是不同的，使得各个时间段内的气孔率标准也是不同的，更能根据实际情况调整周期内的气孔率，获得符合高炉内焦炭的用料标准，提高高炉内的出铁效率。

具体而言，所述进料阀开合度与所述进料速度成正比。

具体而言，在本发明实施例中，进料阀的开合度与进料速度成正比，若是开合越大进料口的直径更大，使得煤炭更多的进入到焦炭炉内，则进料速度越快，焦炭炉内的物质越多，进行碰撞摩擦的可能性越大，可以降低焦炭的粒度，实现对焦炭粒度的调节，也就是说进料速度和焦炭粒度也具有一定的线性关系，采用正相关的方式进行调节，符合用户习惯，使得进料速度的调节更为精准。

具体而言，所述出料阀开合度与所述出料速度成正比。

具体而言，本发明实施例通过将出料阀开合度与出料速度也设置为正比，通过对出料速度的线性调节，实现对焦炭粒度的调节，若是增加出料速度，使得出料阀开合度变大，使得焦炭更快的进入到高炉内，减少在焦炭炉内的停留时间，较少碰撞摩擦的可能性，提高了焦炭粒度。反之则通过控制开关开合度使得出料速度降低，使得焦炭在焦炭炉内的停留时间增加，增大碰撞摩擦的可能性，降低焦炭粒度。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种焦炭炉外烘烤工艺，其特征在于，包括：

将煤炭由入料口加入焦炭炉内，所述焦炭炉对加入的所述煤炭进行烘烤，烘烤时间为一个烘烤周期，得到焦炭；

检测所述焦炭炉内焦炭的实时气孔率，以及所述焦炭由焦炭炉的出料口进入高炉时的焦炭粒度；

根据中控单元内设置的时间矩阵T(t1，t2，t3)内的实时气孔率以及焦炭粒度调节设置在所述焦炭炉上的进料阀的开合度、出料阀的开合度和/或设置在所述焦炭炉内的温度控制装置,其中t1表示烘烤周期内的第一段，t2表示烘烤周期内的第二段，t3表示烘烤周期内的第三段，以提高所述焦炭的性能；

将提高性能后的所述焦炭由出料口加入至高炉作为炼铁原料；

所述中控单元与所述进料阀、所述出料阀、温度调节装置分别进行连接，所述入料口设置有进料阀，用以控制进入所述焦炭炉内的所述煤炭的质量，所述焦炭炉内设置有温度测量装置，所述温度测量装置用以对所述焦炭炉内的温度进行实时检测，所述温度调节装置用以对所述焦炭炉内的温度进行调节，所述焦炭炉的出料口设置有出料阀，用以对所述焦炭的出料速度进行控制，所述焦炭炉内设置有气孔率检测装置，用以对焦炭的实时气孔率进行检测，所述出料口设置有超声波检测装置，用以对出料口的焦炭粒度进行检测；

所述中控单元内还设置有调节方式矩阵M(W,J,C),其中W表示第一种调节方式，该调节方式对应的是调节温度,J表示第二种调节方式，该调节方式对应的是调节进料阀,C表示第三种调节方式，该调节方式对应的是调节出料阀，在烘烤周期内的任意时刻，若实时焦炭气孔率大于该时刻所在的时间段的平均气孔率，则检测当前时刻的焦炭粒度，所述中控单元内设置有标准粒度L0和误差粒度范围Ld，若实时粒度与标准粒度L0进行比较，比较结果在误差粒度范围Ld内，则采用调节方式矩阵中的第一种调节方式；若是比较结果不在误差粒度范围内，则根据所述焦炭炉内的实时温度选择调方式，若当前实时温度高于预设温度范围内的均值，则采用调节方式矩阵中的第二种调节方式；若当前实时温度低于或等于预设温度范围内的均值，则采用调节方式矩阵中的第三种调节方式。

2.根据权利要求1所述的焦炭炉外烘烤工艺，其特征在于，所述中控单元内设置有气孔率标准矩阵(cp1，cp2，cp3)和温度调节矩阵(T1,T2,T3),其中cp1表示气孔率第一标准，cp2表示气孔率第二标准，cp3表示气孔率第三标准，T1表示第一温度,T2表示第二温度,T3表示第三温度，且T1>T2>T3，若在第i时刻，气孔率检测装置检测得到实时气孔率cpi，判断所述第i时刻所在时刻在周期内的时间段，若在烘烤周期内的第一段，则将所述实时气孔率cpi与气孔率第一标准cp1进行比较；若实时气孔率cpi大于气孔率第一标准cp1，则按照温度调节矩阵进行调节，升高T1温度，然后检测烘烤周期内第二段的实时气孔率，若经过第一段的调节，在当前第二段内的实时气孔率cpi与第二标准cp2进行比较，若实时气孔率cpi大于第二标准cp2，则按照温度调节矩阵进行调节，升高T2温度；然后检测烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi，若是在烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi与气孔率第三标准进行比较，若cpi大于气孔率第三标准cp3，则按照调节矩阵进行调节，升高T3温度；

若实时气孔率cpi小于气孔率第一标准cp1，则按照调节矩阵进行调节，则降低T1温度，然后检测烘烤周期内第二段的实时气孔率，若经过第一段的调节，在当前第二段内的实时气孔率cpi与第二标准cp2进行比较，若实时气孔率cpi仍小于第二标准cp2，则降低T2温度；然后检测烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi，若是在烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi与气孔率第三标准进行比较，若当前第三段内的实时气孔率cpi小于气孔率第三标准cp3，则按照调节矩阵进行调节，降低T3温度；

若实时气孔率cpi等于气孔率第一标准cp1，则维持当前烘烤温度，然后检测烘烤周期内第二段的实时气孔率，在当前第二段内的实时气孔率cpi与第二标准cp2进行比较，若实时气孔率cpi等于第二标准cp2，维持当前烘烤温度；然后检测烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi，若是在烘烤周期内的第三段内的实时气孔率cpi与气孔率第三标准进行比较，若当前第三段内的实时气孔率cpi等于气孔率第三标准cp3，则将所述焦炭通过所述出料阀加入至高炉内。

3.根据权利要求2所述的焦炭炉外烘烤工艺，其特征在于，若是实时粒度大于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则增加入料口的开合度，提高进料速度，和/或减少出料口的开合度，降低出料速度；若是实时粒度小于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则减少入料口的开合度，降低进料速度，和/或增加出料口的开合度，提高出料速度。

4.根据权利要求2所述的焦炭炉外烘烤工艺，其特征在于，所述焦炭炉还设置有废料口，所述废料口与所述出料口连接，若是所述出料口处的焦炭的气孔率和粒度经过多次调节后，满足要求，则输出至高炉，若是经过多次调节后，仍无法满足使用要求，则将其经过废料口排出。

5.根据权利要求3所述的焦炭炉外烘烤工艺，其特征在于，在任意时刻，若是焦炭的气孔率和粒度均满足标准，则结束烘烤，将所述焦炭输出至高炉。

6.根据权利要求5所述的焦炭炉外烘烤工艺，其特征在于，所述气孔率第一标准cp1＝V1孔/V1，所述气孔率第二标准cp2＝V2孔/V2，所述气孔率第三标准cp3＝V3孔/V3，V1孔表示周期内的第一段内焦炭孔的体积，V1表示周期内的第一段内焦炭的体积，V2孔表示周期内的第二段内焦炭孔的体积，V2表示周期内的第二段内焦炭的体积，V3孔表示周期内的第三段内焦炭孔的体积，V3表示周期内的第三段内焦炭的体积。

7.根据权利要求1所述的焦炭炉外烘烤工艺，其特征在于，所述中控单元内设置有进料标准速度v10和出料标准速度v20，若实时粒度与标准粒度进行比较，比较结果在误差粒度范围内，则只调节温度，进料速度和出料速度按照进料标准速度v10和出料标准速度v20运行，若是实时粒度大于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则增加入料口的开合度，提高进料速度为1.1×v10，和/或减少出料口的开合度，降低出料速度0.9×v20；若是实时粒度小于标准粒度，且比较结果不在粒度误差范围内，则减少入料口的开合度，降低进料速度为0.9×v10，和/或增加出料口的开合度，提高出料速度为1.1×v20。

8.根据权利要求1-7任一所述的焦炭炉外烘烤工艺，其特征在于，所述进料阀开合度与进料速度成正比。

9.根据权利要求8所述的焦炭炉外烘烤工艺，其特征在于，所述出料阀开合度与所述出料速度成正比，所述出料阀的开合度大，则所述出料速度快，出料的质量多，根据所述高炉内的炼钢量调节所述出料阀的开合度。

Images