CN112926820B - 一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法 - Google Patents

一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，该方法包括现状炉顶装备及工艺冶炼参数计算、冶炼参数及状态校核、调整前煤气流发展程度判断、布料参数计算及其评价、顺行程度及潜力分析、布料及入炉冶炼参数调整冶炼及校核、实际冶炼结果返回修正等步骤。本发明基于高炉基础理论，根据不同原料、装备、布料矩阵参数及冶炼参数特点，通过建立煤气流诊断方法，对高炉气流分布进行快速诊断，得到在具体原燃料条件下解决高炉进一步挖掘潜力时对布料制度、送风制度、热制度等控制与技术指标相关联数据相互影响关系的量化处理，继而达到优化煤气流分布、改善高炉顺行程度和冶炼技术指标的方法，具有方法简单、控制快速和准确的特点。

Description

一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法
技术领域
本发明属于高炉冶炼技术领域，具体涉及一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法。
背景技术
在具体高炉技术装备和原燃料条件下，高炉进行强化冶炼并获得持续改善的经济技术指标是一个方法工程和高炉操作永恒的任务。就高炉强化冶炼的目标来说，是要在充分发挥出技术装备、能力及原燃料条件的特点，以求达到现实条件下最为适宜和最合理的煤气流分布，最大限度发挥出现实冶炼条件下的冶炼潜力，获得与客观条件契合度最好的冶炼指标；就高炉操作技术方法来说，就是要找寻到与具体条件相适宜的装料制度、布料参数、冶炼参数及煤气流分布参数等影响煤气流分布的各个因素，将各个因素进行量化界定、操作和适时评价及潜力分析并具有准确预测冶炼结果并能不断修正，从而达到合理的煤气流分布和能量利用，挖掘出现阶段的冶炼潜力，得到持续改善冶炼技术指标和顺行程度的冶炼结果。这就需要从具体高炉技术装备和原燃料条件出发，对包括高炉布料规律、布料参数计算及评价、直接冶炼参数、煤气流分布参数、理论指标预测比对等进行方法计算、综合校核修正及匹配性分析；针对对应参数在界定的范围偏差程度的操作现状和潜力分析，以此作为下一步操作方向、方针确定的重要依据，并提供出快速、准确的计算、判断、冶炼控制和校核方法。得到准确的高炉布料规律计算复杂，矩阵布料参数众多，不同条件下的冶炼参数及煤气流分布参数差异较大，在强化冶炼过程中进行诸多影响因素范围界定和关联关系的匹配性、评价及潜力分析，是将现实条件下高炉炼铁潜力最大限度发挥出来的重要途径，也是炼铁日常生产中需要面对但难于全面即时掌握的复杂实践操作。除了方法地掌握具体炉顶装备参数和不同原燃料性能、特点及其对冶炼过程的影响，更要准确、快速、全面地进行相关冶炼参数的匹配和过程控制。既要立足于冶炼基础理论，更要结合经验实践。过程中涉及到大量的计算，尤其是涉及在高炉冶炼过程中通过对布料矩阵、布料参数、煤气流参数分布计算并结合冶炼参数进行评价及潜力分析，进而得出满足具体冶炼条件下改善技术指标的冶炼控制措施，对矩阵、风量、富氧、喷煤及炉腹煤气发展指数、透气性阻力系数等影响煤气流分布及利用的冶炼因素进行调整、控制，实时、精确分析冶炼潜力并预测调整后冶炼结果，达到日常冶炼生产过程煤气流分布与具体冶炼条件匹配度更高，实现潜力挖掘、技术指标持续改善的目的。
在实际冶炼过程中，常常发生外界矿种条件发生如普通矿炉料结构趋向钒钛矿冶炼变化、入炉矿石品位发生改善(恶化)等情况；在外界条件稳定条件下，也客观存在现时冶炼参数未达合理或是潜力为用尽的情况。这都需要一个客观、定量化的分析、评价和调整，以为原燃料条件发生改变时指出正确的调整趋向和调整幅度。如，当炉料结构有普通矿冶炼变为钒钛矿冶炼时，由于钒钛球团矿的特点整体原料变化趋势为品位降低、TiO2含量升高。这必然引起高炉布料参数、送风参数、炉温控制发生改变，继而引起煤气流分布发生较大变化。其次，在外界条件如风温、富氧率发生改变，对由此引起的煤气流分布变化是否存在不合理不匹配情形；再者，外界条件均稳定，也需要对现阶段冶炼现状下煤气流分布是否合理进行定量化的评价分析。如冶炼参数经分析仍有潜力(远未达到煤气流分布参数上限或可经过调整煤气流分布提高热量利用)，或是煤气流指数已达上限。从而得出是否处于不稳定状态或是仍有冶炼潜力的量化结论，为进一步保持炉况稳定顺行和改善冶炼技术指标提供依据。如何对以上情况进行合理、有效的界定，以便针对各个变化起因做出准确分析判断、调剂方向和幅度控制，成为日常生产中持续改善技术指标需要解决的问题。
从现有技术或方案看，并未发现方法建立包括布料规律、布料参数计算分析、冶炼参数及煤气流主要衡量参数校核及并具有评价、匹配性分析的煤气流诊断模型方法及其应用。依靠传统局部计算或生产经验可以一定程度一定阶段改善技术经济指标，但传统计算方法较为繁琐，或是主要凭借经验、局部计算做调整，且不能全面考虑因果关联性，冶炼参数、煤气流参数是否处于与对应客观条件的合理范围及对客观条件(装备、原料)-煤气流分布(操作、参数)关系进行全面适应性、定量匹配性分析，以及未能体现以风量校核、渣量核算为切入点利用煤气流分布诊断模型方法对煤气流分布的方法影响因素进行分析、校核和控制及改善指标的方向和幅度界定等内容。因此，通过建立包括具体高炉技术装备布料规律、矩阵分析、综合送风制度、热制度、煤气流主要参数、原燃料条件等对煤气流分布有重大影响的冶炼参数因素的煤气流诊断方法模型，对矩阵布料参数、风量、富氧、喷煤及炉腹煤气发展指数、透气性阻力系数等影响煤气流分布及利用的冶炼因素进行调整、控制，并有效提高冶炼过程中判断、调整的准确性、即时性和效率，得到在具体条件下新的更为匹配的煤气流分布，持续改善炉况顺行程度及利用系数、燃料比等技术指标的方法。这在生产实践中具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，基于高炉布料规律、物料能量平衡等高炉基础理论并结合高炉冶炼基本过程控制和冶炼技术原理，根据不同原燃料条件在不同容积高炉冶炼特点，解决高炉在日常冶炼生产中，为科学、合理地对装料制度、送风制度、热制度、原燃料条件等影响煤气流分布的主要因素进行调剂时存在的高炉布料规律、布料矩阵参数分析评价、综合冶炼参数及渣铁成分、冶炼技术指标控制等相关联相互影响的复杂、庞大因素数据进行模块化、定量化处理，提供一种控制简单且能够快速准确进行全面评价的高炉煤气流诊断方法并利用该方法持续稳定改善冶炼技术指标的高炉冶炼方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，包括如下步骤：
A、炉顶技术装备和原燃料条件：
无料钟炉顶高炉，高炉容积：1080m3～2500m3；
原燃料条件：
Figure BDA0002892850240000011
上述烧结矿、球团矿和块矿的质量百分比之和为100％，焦炭+焦丁质量为每批料单独的投入量；普通球团矿和钒钛球团矿之和不为0％；
B、冶炼参数、指标计算及校核：
对风量进行校正，计算公式如下：
Figure BDA0002892850240000021
V校为校正风量，m3/min；M焦为高炉含焦丁量的日用焦炭量，t/d；C焦为焦炭含碳量，％；
Figure BDA0002892850240000022
为焦炭在高炉风口前的燃烧率，％；H2O焦为焦炭含水率，％。M煤为高炉日用喷吹煤粉量，t/d；C煤为喷吹煤粉含碳量，％；
Figure BDA0002892850240000023
为喷吹煤粉在高炉风口前的燃烧率，％；H2O煤为喷吹煤粉含水率；fH2O为大气相对湿度，fO2为校正风量前富氧率，％；
以校正风量后的理论产量与实际产量进行对比，若在允许误差范围内，则进入步骤C；
计算流程：吨煤粉燃烧耗风量→小时燃烧煤量→烧煤后剩余小时风量→吨焦燃烧耗风量→小时理论料批→日理论产量；
吨煤粉燃烧耗风量
Figure BDA0002892850240000024
V煤耗为一吨煤粉燃烧耗风量，m3/h；fH2O为大气湿度，％；fO2为富氧率，％：
Figure BDA0002892850240000025
为煤粉燃烧率，％：
烧煤后剩余小时风量V剩＝60＊V校＊n风-V煤耗
V剩为烧煤后剩余小时风量，m3/h；n风为风利用率，％；
小时理论料批M；理＝V剩/V焦/M焦
M理为小时理论料批，批/h；V焦为燃烧1吨焦炭需要消耗风量，m3/t；M焦为干焦批重量，t；
日理论产量P理＝M理＊M矿/1000＊TFe/100＊0.985/0.94＊24；
P理为日理论产量，t/d；M理为小时理论料批，批/h；M矿为混合矿干批重，＊TFe为综合入炉品位；
风量校正系数n＝V校/V表；
V校为理论风量，m3/min；V表为热风压表风量，m3/min；
风量经过校正得到风量校正系数n，n值稳定时，则V校＝n＊V表，可直接用于快速计算V校，可以用于计算即时理论铁量；
铁量差＝理论铁量-实际铁量；
铁量差＜5.0％，进入步骤C；
C、煤气流诊断：
C1、调整前煤气流发展程度判断：
采集满料线作业时炉喉截面边缘温度平均值T边缘平均温度、中心温度平均值T顶温平均温度及炉顶温度平均值T顶温平均温度；按照下式进行计算，得到边缘气流发展指数Wt、中心气流发展指数Z；
Wt＝T边缘平均温度/T顶温平均温度；
Z＝T中心平均温度/T顶温平均温度
在渣比为420～510kg/t条件下：
若Wt在0.60～0.80范围内，且Z在1.60～2.70，则诊断煤气流合理；
若Wt＞0.80，且Z＜1.60，则判断煤气流边缘发展，中心气流不足；
若Wt＜0.60，且Z＞2.70，则判断煤气流中心发展，边缘气流不足；
若Z＞2.70，且Z/Wt＞4.00，则判断煤气流中心气流发展；
若Z＜1.60，且Z/Wt＜2.00，则判断煤气流中心气流不足；
C2、布料规律及矩阵参数计算：
根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式进行计算，得到不同料线下高炉内截面9～11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度，得到布料矩阵；计算布料规律矩阵参数，具体为以下11个矩阵参数：Mc：每环焦重，kg/环；Mo：每环矿重，kg/环；A：综合焦矿角差，°/环；L：最大矿角矿石落点与炉墙的距离，mm；I：最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离，mm；Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比；CH：矿角差，°；K：矿石环带宽度，mm；Fb：边缘负荷；Fz：中心负荷；B2：空焦角位比；
C3、煤气流主要参数衡量、顺行程度及潜力分析：
煤气流分布主要参数包括鼓风动能M、炉腹煤气量VBG、炉腹煤气发展指数XBG、透气性阻力系数K；
对于1000m3级高炉：
若M在11000～15000kg.m/s范围内，且VBG在4400～4800m3/min范围内，且XBG在45～50m/min范围内，且K在5.0～7.0范围内，则判断煤气流主要参数合理，顺行；
若M＞15000kg.m/s，则判断鼓风动能过大；
若M＜11000kg.m/s，则判断鼓风动能过小；
若VBG＞4800m3/min，且XBG＞50m/min，则判断煤气量过大；
若VBG＜4400m3/min，且XBG＜45m/min，则判断煤气量过小；
若K＞7.0，则判断煤气阻力过大，需调整；
若K＜5.0，则判断煤气阻力过小，需调整；
若6.5＜K≤7.0，则判断煤气阻力上限；
若5.0≤K≤6.0，则判断煤气阻力有潜力；
对于2000m3～2500m3级高炉：
若M在15000～23000kg.m/s范围内，且VBG在6000～7200m3/min范围内，且XBG在60～75m/min范围内，且K在3.0～5.0范围内，则判断煤气流主要参数合理，顺行；
若M＞23000kg.m/s，则判断鼓风动能过大；
若M＜15000kg.m/s，则判断鼓风动能过小；
若VBG＞7200m3/min，且XBG＞50m/min，则判断煤气量过大；
若VBG＜6000m3/min，且XBG＜45m/min，则判断煤气量过小；
若K＞5.0，则判断煤气阻力过大，需调整；
若K＜3.0，则判断煤气阻力过小，需调整；
若4.5≤K≤5.0，则判断煤气阻力上限；
若3.0≤K≤3.5，则判断煤气阻力下限；
D、改善顺行及指标调整：
D1、渣量校核：
渣量校核计算如下：
S渣＝(m矿批＊S烧结矿配比＊CaO烧结矿+m矿批＊Q钒钛球配比＊CaO钒钛球+m矿批＊Q普通球配比＊CaO普通球+m矿批＊K块矿配比＊CaO块矿+(m焦批)＊Ashc＊CaO焦炭灰分+m煤粉/mh＊Ashm＊CaO焦炭灰分)＊1000/CaO炉渣/(m矿批＊1000＊TFe入炉＊ηFe/w[Fe])＊1000；
其中，m矿批，含小粒烧结矿发热矿石批重，t；S烧结矿配比，烧结矿配比，％；CaO烧结矿，烧结矿中CaO含量；Q钒钛球配比，钒钛球配比，％；CaO钒钛球，钒钛球团矿中CaO含量，％；K块矿配比，块矿配比，％；CaO块矿，块矿中CaO含量，％；m焦批，含焦丁的焦炭批重，t；Ashc，焦炭灰分含量，％；CaO焦炭灰分，焦炭灰分中CaO含量，％；m煤粉，小时喷吹煤量，t/h；mh，小时料速，批/h；Ashm，煤粉灰分含量，％；CaO煤粉灰分，煤粉灰分中CaO含量，％；CaO炉渣，炉渣中CaO含量，％；TFe入炉，入炉综合品位，％；ηFe，铁水中铁元素分配系数，％；w[Fe]，铁水中铁元素含量，％；
D2、煤气流发展程度、布料参数调整评价：
煤气流发展程度调整：校核渣比420～510kg/t条件下，在步骤C1正常煤气流范围内调整，调整至C3判断煤气流主要参数合理，顺行；
布料参数调整：在C2步骤11个布料规律矩阵评价参数计算结果基础之上，结合D1步骤，校核渣比420～510kg/t条件下，进行调整；
D3、综合送风参数调整：
对综合送风参数进行调整；
D4、煤气流参数校核：
对经D1～D3调整后的煤气流参数采用步骤C方法进行诊断校正，若通过步骤C1判断得到煤气流合理，且通过步骤C3判断得到煤气流主要参数合理，顺行，则校核通过，然后转步骤E；否则，校核不通过；
E、按照调整后冶炼参数入炉和控制；
F、利用调整后冶炼参数的预期冶炼结果与实际冶炼结果进行对比，若结果在误差允许范围内，则按照该冶炼参数进行冶炼；若结果不在在误差允许范围内，则返回步骤D2，重新调整。
进一步，优选的是，所述烧结矿成分按质量百分比包括51.0～54.3％的TFe、5.3～6.5％的SiO2、11.4～14.2％的CaO、1.53～2.09％的Al2O3、1.8～3.1％的MgO、0.33～1.2％的TiO2、0.32～1.37％的MnO、S＜0.06；
所述普通球团矿成分按质量百分比包括59.2～60.1％的TFe、7.3～8.6％的SiO2、0.6～0.9％的CaO、2.35～2.50％的Al2O3、0.32～0.55％的MgO、2.23～2.35％的TiO2；
所述钒钛球团矿成分按质量百分比包括53.4～54.6％的TFe、4.0～5.0％的SiO2、1.0～1.5％的CaO、2.53～2.66％的Al2O3、1.02～1.48％的MgO、9.62～10.17％的TiO2；
所述低硅块矿成分按质量百分比包括60.0～62.0％的TFe、4.6～5.2％的SiO2、0.15～0.28％的CaO、1.64～1.88％的Al2O3、0.14～0.16％的MgO、TiO2＜0.3％。
进一步，优选的是，所述焦炭成分按质量百分比包括83.5～84.5％的C、13.5～14.5％的Ash；焦炭反应性27～30％，反应后强度63～66％。
进一步，优选的是，步骤B中，允许误差范围为＜5％。
进一步，优选的是，步骤D2中，布料参数调整的具体方法为：
对于Mc：每环焦重，调整范围：1000m3级高炉750～850kg/环；2000m3～2500m3级高炉850～1200kg/环；
对于Mo：每环矿重，调整范围：1000m3级高炉3800～5000kg/环；2000m3～2500m3级高炉4000～5800kg/环；
对于A：综合焦矿角差，调整范围-1.50～0.55°/环；每次调整A减少幅度＜0.3°；
对于L：最大矿角矿石落点与炉墙的距离，调整范围＜400mm；
对于I：最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离，调整范围＞170mm；
对于Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比，调整范围0.50～0.75；每次调整变化幅度＜5.0％；
对于CH：矿角差，调整范围；1000m3级高炉4.0～6.0°；2000m3～2500m3级高炉8.0～9.5°；
对于Ko：矿石环带宽度，调整范围：1000m3级高炉0.40～0.65m；2000m3～2500m3级高炉1.0～1.5m；
对于Fb：边缘负荷，调整范围：1000m3级高炉2.20～3.50；2000m3～2500m3级高炉2.10～2.80；每次调整变化幅度＜5.0％；
对于Fz：中心负荷，调整范围：1000m3级高炉4.20～4.90；2000m3～2500m3级高炉1.80～2.80；
对于B2：空焦角位比，调整范围：0～0.25。
进一步，优选的是，入炉品位上升、渣量下降时，增加趋向边缘的档位矿石布料环数1～3环；减少趋向中心的档位矿石布料环数1～3环。
进一步，优选的是，当w(TiO2)＞10.0％时，Mo＜4500kg/环。
进一步，优选的是，步骤D3中，对综合送风参数进行调整的具体方法为：
在下列条件进行冶炼：热风压力为0.290～0.399MPa，顶压0.15～0.21Mpa，热风温度为1125～1230℃，入炉校正风量为2600～5100m3/min，氧气含量为8000～16500m3/h，透气性指数17000～27000m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2300～2470℃；煤粉喷吹量为130～160kg/t铁(喷煤率0.20～0.50)；矿批30.0～56.0吨，焦批6.5～12.5吨，顶温160～180℃，边缘平均温度110～125℃，中心平均温度280～400℃；w([Si])0.100～0.365％，w(TiO2)2.80～16.0％，w(MnO)0.30～1.30％，w(MgO)7.70～10.70％，镁铝比0.60～0.90，炉渣碱度1.10～1.19，铁水温度1450～1480℃；料速8.3～9.3批/h，冶炼周期40～50批；
调整方法：入炉品位上升、渣量下降，热风压力、顶压、风量、氧气含量、透气性指数、理论燃烧温度、喷吹煤粉(喷煤率)、中心平均温度、矿批、炉渣碱度依照上限方向调整，每次调整幅度＜10.0％(在原基础上)，相邻两次调整时间间隔一冶炼周期；边缘平均温度、w([Si])、镁铝比依照下限方向调整；每次调整幅度＜10.0％(在原基础上)，相邻两次调整时间间隔一冶炼周期；热风温度均使用高炉所能达到最高温度；
反之则反之(入炉品位下降、渣量上升)。
进一步，优选的是，对综合送风参数进行调整时，当渣中w(TiO2)＞10％时，在入炉品位下降＜1.00％/次时，除炉渣碱度依照下限方向调整外，其他冶炼参数按照入炉品位上升的情况做调整。
进一步，优选的是，步骤F中，误差允许范围为＜5％。
本发明校正风量后的理论产量与实际产量进行对比，若不在允许误差范围内说明生产受到其他因素影响，处理方法是先消除对应影响的因素，使误差达到要求(＜5％)之后才能进行下一步骤。消除对应影响的因素包括出铁不正常及炉型变化等异常、仪表参数误差、经验值取值等。
本发明中，布料规律参数计算涉及参数包括：无料钟炉顶溜槽尺寸、材质、安装位置、高炉炉喉直径。根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式(公式来自：刘云彩，高炉布料规律[M]，北京：北京冶金工业出版社，2012，P19-P35)。直接计算得到：将相关参数输入计算机方法自动输出得到不同料线下高炉内截面9～11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度。所述的相关参数包括溜槽长度、溜槽摩擦系数、炉喉直径、料线高差等，但不限于此，具体按照该文献所记载的内容来计算；进一步地应用计算出的各个参数值结合调整前的高炉应用矩阵、矿批重量、焦批重量进行布料效果计算及其评价。包括以下11个矩阵评价参数：Mc：每环焦重(每环布焦炭重量)，kg/环
Mo：每环矿重(每环布矿石重量)，kg/环
A：综合焦矿角差(矩阵中每环布焦炭角度加权平均值与每环布矿石角度加权平均值)，°/环
L：最大矿角(α最大矿)矿石落点与炉墙的距离，mm；
l：最小矿角(α最小矿)矿石落点与炉喉中心的距离，mm；
Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比；
CH：矿角差(α最大矿-α最小矿)，°；
K：矿石环带宽度(α最大矿与α最小矿矿石落点距离)，mm；
Fb：边缘负荷(最大矿石角位的矿石重量与≥α矿最大的焦炭角位上的焦炭重量之比)；
Fz：中心负荷(最小矿石角位的矿石重量与≤α矿最小的焦炭角位上的焦炭重量之比)；
B2：空焦角位比(＜α矿最小的焦炭角位上的焦炭环数与全部焦炭环数之比)；对11个参数计算结果评价，包括判断与气流分布、冶炼参数的对应关系。
本发明中烧结矿、普通球团矿、钒钛球团矿、低硅块矿的主要成分如上述条件所示，本发明对其它还有的成分不做具体限制，因为其他成分的存在不影响本发明方法的使用和生产的控制。
本发明中Ash为灰分。
本发明步骤D2中，调整是需要到前文中的合理范围内，当然，处于之前所述各个参数范围的下限时，就需要向中限甚至上限做调整，也就是指出了更为优选的方向。煤气流发展程度调整可以通过调整矩阵中档位角、布矿布焦环数，以及风量、风压、富氧量等冶炼参数来实现；
矩阵档位角度已经计算或测定后，在溜槽精度＜0.1°条件下，保持恒定；具体条件下的变通矩阵主要调剂途径为增加(减少)布料档位的数量和增减某一布料档位下的布料环数来实现。其中，增减某一布料档位下的布料环数为主要途径，11个矩阵评价参数按以下原则：L(最大矿角矿石落点与炉墙的距离)＜400mm，I(最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离)＞170mm；对煤气流影响幅度大小依次为：Mo(每环布矿石重量)→Mc(每环布焦炭重量)→Fb(边缘负荷)(随渣比增加增加)→Fz(中心负荷)(随渣比增加下降)→A(综合焦矿角差)(随着渣比增加而增加，反之则反之)，其余参数保持不变。优选调整煤气流影响幅度大的参数。参数调剂幅度原则为：每次调剂综合焦矿角差A＜0.3°/次；随入炉矿石品位增加、焦炭灰分降低，矿批增大，L在范围内距离趋向炉墙；A趋向负数；反之则反之；
调整方法为：入炉品位上升、渣量下降时，矿批扩大，装料制度边缘负荷增加，综合焦矿角差更趋向负值，风量、氧量增加，喷煤率增加，铁水w([si])降低，镁铝比降低，炉渣碱度升高；反之则反之。特殊地，w(TiO2)有较大幅度变化时(w(TiO2)＞5.0％)，随着w(TiO2)增加，装料制度边缘减轻，风量、氧量增加，理论燃烧温度增加，铁水w([si])降低，铁水温度范围下限，w(MgO)、w(MnO)、镁铝比增加，炉渣碱度范围内降低；反之则反之。
使D2步骤所述11个参数(Mc：每环焦重，kg/环；Mo：每环矿重，kg/环；A：综合焦矿角差，°/环；L：最大矿角矿石落点与炉墙的距离，mm；I：最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离，mm；Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比；CH：矿角差，°；K：矿石环带宽度，mm；Fb：边缘负荷；Fz：中心负荷；B2：空焦角位比)在条件变化时达到：
入炉品位上升、渣量下降时，增加趋向边缘(最外部3个档位)的档位矿石布料环数1～3环(或是减少趋向边缘的档位焦炭布料环数1～3环)；减少趋向中心(最内部3个档位)的档位矿石布料环数1～3环(或是增加趋向中心档位焦炭布料环数1～3环)。其他：或边缘可外增加一个布矿(布焦)档位；
各个参数调整后变化范围、幅度为：
Mc：每环焦重(每环布焦炭重量)，1000m3级高炉在750～850kg/环；2000m3～2500m3级高炉850～1200kg/环。
Mo：每环矿重(每环布矿石重量)，调整范围：1000m3级高炉3800～5000kg/环；2000m3～2500m3级高炉4000～5800kg/环。特别地，当w(TiO2)＞10.0％时，Mo＜4500kg/环。
A：综合焦矿角差(矩阵中每环布焦炭角度加权平均值与每环布矿石角度加权平均值)，调整范围-1.50～0.55°/环。每次调整A减少幅度＜0.3°。
L：最大矿角(α最大矿)矿石落点与炉墙的距离，调整范围＜400mm。
I：最小矿角(α最小矿)矿石落点与炉喉中心的距离，调整范围＞170mm。
Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比，调整范围0.50～0.75。每次调整变化幅度＜5.0％。
CH：矿角差(α最大矿-α最小矿)，调整范围；1000m3级高炉4.0～6.0°；2000m3～2500m3级高炉8.0～9.5°。
Ko：矿石环带宽度(α最大矿与α最小矿矿石落点距离)，调整范围：1000m3级高炉0.40～0.65m；2000m3～2500m3级高炉1.0～1.5m。
Fb：边缘负荷(最大矿石角位的矿石重量与≥α矿最大的焦炭角位上的焦炭重量之比)，调整范围：1000m3级高炉2.20～3.50；2000m3～2500m3级高炉2.10～2.80。每次调整变化幅度＜5.0％。
Fz：中心负荷(最小矿石角位的矿石重量与≤α矿最小的焦炭角位上的焦炭重量之比)，调整范围：1000m3级高炉4.20～4.90；2000m3～2500m3级高炉1.80～2.80。每次调整变化幅度＜5.0％。
B2：空焦角位比(＜α矿最小的焦炭角位上的焦炭环数与全部焦炭环数之比)，调整范围：0～0.25。
反之则反之(入炉品位下降、渣量上升时)。
在变化较大条件下(如入炉品位＞58％、焦炭灰分＜12％)，可以增加最大外环布矿档位(减少最大外环布焦档位)或减少最小内环布焦档位(增加最小内环布矿档位)，将会引起全部参数的变动，反映为煤气流发生大的改变。Bi(最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比)、CH(矿角差)、K(矿石环带宽度)、B2(空焦角位比)。反之则反之(入炉品位＜50％、焦炭灰分＞16％)。计算同理。
本发明步骤D4中，校核是指调整后的校核(如果有需要调整的话)，校核公式、判断方法同调整前是一样的，注意：这里方法一样，但结果未必达到预期目的(再次校核的结果可能会导致不一样的结果)。校核不通过的话，则说明存在异常因素(包括生产异常、公式中取值等问题)，此时流程中断，按照具体查出的因素解决，待校核通过后继续流程下一步骤。
本发明步骤E中，按照调整后冶炼参数入炉和控制时，炉料结构如步骤A，热风压力为0.290～0.399MPa，顶压0.15～0.21Mpa，热风温度为1125～1230℃，入炉校正风量为2600～5100m3/min，氧气含量为8000～16500 m3/h，透气性指数17000～27000m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2300～2470℃；煤粉喷吹量为130～160kg/t铁(喷煤率0.20～0.50)；矿批30.0～56.0吨，焦批6.5～12.5吨，顶温160～180℃，边缘平均温度110～125℃，中心平均温度280～400℃；w([Si])0.100～0.365％，w(TiO2)2.80～16.0％，w(MnO)0.30～1.30％，w(MgO)7.70～10.70％，镁铝比0.60～0.90，炉渣碱度1.10～1.19，铁水温度1450～1480℃；料速8.3～9.3批/h，冶炼周期40～50批。
本发明步骤F中，根据D4步骤校核的结果(部分是理论值)，与根据调整后实际参数的实际冶炼结果作比较，若是一样，则说明达到目的；若部分不一致，则返回前述步骤检查引起的因素(可能是公式中取值问题，也可能是能够影响生产异常的其他问题)，对冶炼效果进行校核。
步骤F中，按常规出渣、出铁，利用调整后冶炼参数的预期冶炼结果与实际冶炼结果进行对比，主要冶炼结果包括：实际冶炼出炉产量、燃料比。实际产量、燃料比与理论产量、理论燃料比误差范围＜5％，并且，炉况顺行，利用系数、燃料比等主要指标同品位相比得到提升，煤粉相对置换比得到提升。则按照该冶炼参数进行冶炼；若结果不在在误差允许范围内，则返回重新调整。即步骤F的限定条件：各个指标实际值与理论值误差＜5.0％；输出：流程继续；否则，输出：超过范围，返回修正；
本发明基于高炉基础理论和冶炼过程控制基本原理，在不同高炉具体装备条件下，冶炼矿种结构、特色发生改变，外界原燃料改善(恶化)，或是在现阶段冶炼条件下仍具备冶炼潜力需挖掘(或是冶炼、煤气流参数已上限需要维持及调整)时，通过建立满足包括上述条件下各个因素的分析、判断、处理、校核在内的煤气流诊断模型方法及改善冶炼技术指标的方法步骤，很好地解决了不同原燃料条件下高炉布料规律、冶炼参数校核、煤气流分布及布料参数计算与评价、煤气流主要衡量参数等各个因素之间的匹配性、潜力分析、冶炼控制过程控制、指标预测及校核等多个相关联数据定量化处理，并具修正功能。
具有以下显著优势：将复杂的冶炼参数、物料平衡计算、校核和布料规律、布料参数计算、煤气流分布、潜力分析及指标预测变化等模块化、数据化。并具有方法全面、快速、标准化、流程化特点；操作应用过程中方法简单，只需获取相应相关变量数据就可替代繁琐并易出差错的多元联立方程求解；计算过程中也充分体现出在不同装备、原燃料等客观条件下得到更为适宜、匹配的煤气流分布和冶炼潜力挖掘的变化趋势和冶炼控制要求。满足不同情况下高炉冶炼持续改善技术经济指标的冶炼要求。尤其是在高炉冶炼过程中通过对布料矩阵、煤气流参数分布计算并结合冶炼参数进行评价及潜力分析，进而得出满足具体冶炼条件下改善技术指标的冶炼控制措施，对矩阵、风量、富氧、喷煤及炉腹煤气发展指数、透气性阻力系数等影响煤气流分布及利用的冶炼因素进行调整、控制，从而形成在具体条件下新的更为匹配的煤气流分布，持续改善炉况顺行程度及利用系数、燃料比等技术指标。实现了冶炼参数及校核、煤气流分布、布料参数、指标预测及校核修正等几个方面计算结果的相铺相成、协调统一。过程中易于校核验证，输入不同影响因素变量即可实现各种模型方法计算结果、校核修正直至效果最精确。
本发明用于高炉在外界矿种条件发生如普通矿炉料结构趋向钒钛矿冶炼变化，入炉矿石品位发生改善(恶化)，或是在现阶段冶炼参数下经分析仍有潜力，未达到煤气流分布参数上限或可经过调整煤气流分布提高热量利用时(经分析已达到上限将引起炉况不稳定或煤气流分布不合理)，以求达到现实条件下最为适宜和最合理的煤气流分布，最大限度发挥出现实冶炼条件下的冶炼潜力，获得与客观条件契合度最好的冶炼指标。用于取代长期依靠操作者经验判断操作或是仅依靠局部计算做调整、事后修正的方法。本发明基于高炉基础理论，根据不同原料、装备、布料矩阵参数及冶炼参数特点，通过建立包括现状炉顶装备及工艺冶炼参数计算、冶炼参数及状态校核、调整前煤气流发展程度判断、布料参数计算及其评价、M、XBG、K等煤气流分布参数衡量、顺行程度及潜力分析、布料及入炉冶炼参数调整冶炼及校核、实际冶炼结果返回修正步骤的煤气流诊断方法及改善冶炼技术指标的方法，对高炉气流分布进行快速诊断，得到解决高炉进一步挖掘潜力时对布料制度、送风制度、热制度等冶炼参数调整、控制及与技术指标预测、校核相关联数据相互影响的处理，继而优化煤气流分布、改善高炉顺行程度和冶炼技术指标的方法。
本发明形成了以风量等主要冶炼参数校核、渣量校核为切入点，利用计算机手段进行煤气流分布方法评价、定量化调整控制、持续改善冶炼技术指标的标准化流程和冶炼方法；提高了高炉冶炼参数、布料规律、布料参数、煤气流分布及衡量参数计算的方法性和效率；提高了高炉在冶炼矿种、品位、布料发生变化时冶炼参数、指标预测和实践中生铁w([si])、炉渣w(TiO2)、w(MgO)、w(MnO)、等主要参数各化学成分控制的方向性和精确度；提高高炉在改善指标冶炼控制过程方向的合理性及调整幅度的精确性；提高煤气流分布、参数与具体冶炼条件的匹配性和适宜性。高炉在普通矿转钒钛冶炼时，基于煤气流诊断模型方法进行煤气流分布、钒钛冶炼特色参数进行界定和量化调整，获得了更高的利用系数和超出传统品位-指标对应经验关系值的效果；高炉在入炉品位提高时获得了超出传统品位指标对应经验关系值的效果，高炉在外界条件稳定时获得了更高的利用系数和更低的燃料比。与传统依靠操作经验、多元联立方程组计算模式及其他煤气流综合判断和调整的计算及方法相比，在于高炉在外界变化或内部发挥冶炼潜力时借助计算机、信息化手段，将冶炼参数、指标计算及校核、布料参数、煤气流参数综合计算和控制等特殊操作过程涉及的庞大参数及复杂计算过程中纳入统一模型化方法流程，并全面结合布料制度、综合送风制度、热制度内容的各个参数对煤气流发展程度、匹配性、适宜性进行评价和定量化调整，全面考虑各个影响因素关联性、匹配性。解决了传统方法缺乏方法性、考虑变量数量不足、计算结果精确度不足问题；解决计算耗时过长、参数调整不能兼顾冶炼方法特性，且不具备评价分析、潜力分析、指标预测校核等功能的不足。该模型方法涉及所有计算和控制过程均由自动控制装置完成，可迅捷得出外界条件变化或现阶段挖掘潜力的各种计算结果、评价和匹配性分析结果，满足高炉冶炼工艺持续改善技术指标要求的结果。目标冶炼控制参数命中率、准确度大为提高，数据采集方便全面，实践生产效果与计算结果结合良好，具有方法简单、控制快速和准确的特点。
附图说明
图1为本发明高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，包括如下步骤：
A、炉顶技术装备和原燃料条件：
无料钟炉顶高炉，高炉容积：1080m3～2500m3；
原燃料条件：
Figure BDA0002892850240000061
上述烧结矿、球团矿和块矿的质量百分比之和为100％，焦炭+焦丁质量为每批料单独的投入量；普通球团矿和钒钛球团矿之和不为0％；
B、冶炼参数、指标计算及校核：
对风量进行校正，计算公式如下：
Figure BDA0002892850240000062
V校为校正风量，m3/min；M焦为高炉含焦丁量的日用焦炭量，t/d；C焦为焦炭含碳量，％；
Figure BDA0002892850240000063
为焦炭在高炉风口前的燃烧率，％；H2O焦为焦炭含水率，％。M煤为高炉日用喷吹煤粉量，t/d；C煤为喷吹煤粉含碳量，％；
Figure BDA0002892850240000064
为喷吹煤粉在高炉风口前的燃烧率，％；H2O煤为喷吹煤粉含水率；fH2O为大气相对湿度，fO2为校正风量前富氧率，％；
以校正风量后的理论产量与实际产量进行对比，若在允许误差范围内，则进入步骤C；
风量校正后，计算小时理论料批、日理论产量和风量校正系数，计算公式如下：
吨煤粉燃烧耗风量
Figure BDA0002892850240000065
V煤耗为一吨煤粉燃烧耗风量，m3/h；fH2O为大气湿度，％；fO2为富氧率，％；
Figure BDA0002892850240000066
为煤粉燃烧率，％；
烧煤后剩余小时风量V剩＝60＊V校＊n风-V煤耗
V剩为烧煤后剩余小时风量，m3/h；n风为风利用率，％；
小时理论料批M理＝V剩/V焦/M焦
M理为小时理论料批，批/h；V焦为燃烧1吨焦炭需要消耗风量，m3/t；M焦为干焦批重量，t；
日理论产量P理＝M理＊M矿/1000＊TFe/100＊0.985/0.94＊24；
P理为日理论产量，t/d；M理为小时理论料批，批/h；M矿为混合矿干批重，＊TFe为综合入炉品位；
风量校正系数n＝V校/V表；
V校为理论风量，m3/min；V表为热风压表风量，m3/min；
铁量差＝理论铁量-实际铁量；
铁量差＜5.0％，进入步骤C；
C、煤气流诊断：
C1、调整前煤气流发展程度判断：
采集满料线作业时炉喉截面边缘温度平均值T边缘平均温度、中心温度平均值T顶温平均温度及炉顶温度平均值T顶温平均温度；按照下式进行计算，得到边缘气流发展指数Wt、中心气流发展指数Z；
Wt＝T边缘平均温度/T顶温平均温度；
Z＝T中心平均温度/T顶温平均温度
在渣比为420～510kg/t条件下：
若Wt在0.60～0.80范围内，且Z在1.60～2.70，则诊断煤气流合理；
若Wt＞0.80，且Z＜1.60，则判断煤气流边缘发展，中心气流不足；
若Wt＜0.60，且Z＞2.70，则判断煤气流中心发展，边缘气流不足；
若Z＞2.70，且Z/Wt＞4.00，则判断煤气流中心气流发展；
若Z＜1.60，且Z/Wt＜2.00，则判断煤气流中心气流不足；
C2、布料规律及矩阵参数计算：
根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式进行计算，得到不同料线下高炉内截面9～11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度，得到布料矩阵；计算布料规律矩阵参数，具体为以下11个矩阵参数：Mc：每环焦重，kg/环；Mo：每环矿重，kg/环；A：综合焦矿角差，°/环；L：最大矿角矿石落点与炉墙的距离，mm；l：最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离，mm；Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比；CH：矿角差，°；K：矿石环带宽度，mm；Fb：边缘负荷；Fz：中心负荷；B2：空焦角位比；
C3、煤气流主要参数衡量、顺行程度及潜力分析：
煤气流分布主要参数包括鼓风动能M、炉腹煤气量VBG、炉腹煤气发展指数XBG、透气性阻力系数K；
对于1000m3级高炉：
若M在11000～15000kg.m/s范围内，且VBG在4400～4800m3/min范围内，且XBG在45～50m/min范围内，且K在5.0～7.0范围内，则判断煤气流主要参数合理，顺行；
若M＞15000kg.m/s，则判断鼓风动能过大；
若M＜11000kg.m/s，则判断鼓风动能过小；
若VBG＞4800m3/min，且XBG＞50m/min，则判断煤气量过大；
若VBG＜4400m3/min，且XBG＜45m/min，则判断煤气量过小；
若K＞7.0，则判断煤气阻力过大，需调整；
若K＜5.0，则判断煤气阻力过小，需调整；
若6.5＜K≤7.0，则判断煤气阻力上限；
若5.0≤K≤6.0，则判断煤气阻力有潜力；
对于2000m3～2500m3级高炉：
若M在15000～23000kg.m/s范围内，且VBG在6000～7200m3/min范围内，且XBG在60～75m/min范围内，且K在3.0～5.0范围内，则判断煤气流主要参数合理，顺行；
若M＞23000kg.m/s，则判断鼓风动能过大；
若M＜15000kg.m/s，则判断鼓风动能过小；
若VBG＞7200m3/min，且XBG＞50m/min，则判断煤气量过大；
若VBG＜6000m3/min，且XBG＜45m/min，则判断煤气量过小；
若K＞5.0，则判断煤气阻力过大，需调整；
若K＜3.0，则判断煤气阻力过小，需调整；
若4.5≤K≤5.0，则判断煤气阻力上限；
若3.0≤K≤3.5，则判断煤气阻力下限；
D、改善顺行及指标调整：
D1、渣量校核：
渣量校核计算如下：
S渣＝(m矿批＊S烧结矿配比＊CaO烧结矿+m矿批＊Q钒钛球配比＊CaO钒钛球+m矿批＊Q普通球配比＊CaO普通球+m矿批＊K块矿配比＊CaO块矿+(m焦批)＊Ashc＊CaO焦炭灰分+m煤粉/mh＊Ashm＊CaO焦炭灰分)＊1000/CaO炉渣/(m矿批＊1000＊TFe入炉＊ηFe/w[Fe])＊1000；
其中，m矿批，含小粒烧结矿发热矿石批重，t；S烧结矿配比，烧结矿配比，％；CaO烧结矿，烧结矿中CaO含量；Q钒钛球配比，钒钛球配比，％；CaO钒钛球，钒钛球团矿中CaO含量，％；K块矿配比，块矿配比，％；CaO块矿，块矿中CaO含量，％；m焦批，含焦丁的焦炭批重，t；Ashc，焦炭灰分含量，％；CaO焦炭灰分，焦炭灰分中CaO含量，％；m煤粉，小时喷吹煤量，t/h；mh，小时料速，批/h；Ashm，煤粉灰分含量，％；CaO煤粉灰分，煤粉灰分中CaO含量，％；CaO炉渣，炉渣中CaO含量，％；TFe入炉，入炉综合品位，％；ηFe，铁水中铁元素分配系数，％；w[Fe]，铁水中铁元素含量，％；
D2、煤气流发展程度、布料参数调整评价：
煤气流发展程度调整：校核渣比420～510kg/t条件下，在步骤C1正常煤气流范围内调整，调整至C3判断煤气流主要参数合理，顺行；
布料参数调整：在C2步骤11个布料规律矩阵评价参数计算结果基础之上，结合D1步骤，校核渣比420～510kg/t条件下，进行调整；
D3、综合送风参数调整：
对综合送风参数进行调整；
D4、煤气流参数校核：
对经D1～D3调整后的煤气流参数采用步骤C方法进行诊断校正，若通过步骤C1判断得到煤气流合理，且通过步骤C3判断得到煤气流主要参数合理，顺行，则校核通过，然后转步骤E；否则，校核不通过；
E、按照调整后冶炼参数入炉和控制；
F、利用调整后冶炼参数的预期冶炼结果与实际冶炼结果进行对比，若结果在误差允许范围内，则按照该冶炼参数进行冶炼；若结果不在在误差允许范围内，则返回步骤D2，重新调整。
实施例2
一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，包括如下步骤：
A、炉顶技术装备和原燃料条件：
无料钟炉顶高炉，高炉容积：1080m3～2500m3；
原燃料条件：
Figure BDA0002892850240000071
上述烧结矿、球团矿和块矿的质量白分比之和为100％，焦炭+焦丁质量为母批料单独的投入量；普通球团矿和钒钛球团矿之和不为0％；
B、冶炼参数、指标计算及校核：
对风量进行校正，计算公式如下：
Figure BDA0002892850240000072
V校为校正风量，m3/min；M焦为高炉含焦丁量的日用焦炭量，t/d；C焦为焦炭含碳量，％；
Figure BDA0002892850240000073
为焦炭在高炉风口前的燃烧率，％；H2O焦为焦炭含水率，％。M煤为高炉日用喷吹煤粉量，t/d；C煤为喷吹煤粉含碳量，％；
Figure BDA0002892850240000076
煤为喷吹煤粉在高炉风口前的燃烧率，％；H2O煤为喷吹煤粉含水率；fH2O为大气相对湿度，fO2为校正风量前富氧率，％；
以校正风量后的理论产量与实际产量进行对比，若在允许误差范围内，则进入步骤C；
风量校正后，计算小时理论料批、日理论产量和风量校正系数，计算公式如下：
吨煤粉燃烧耗风量
Figure BDA0002892850240000074
V煤耗为一吨煤粉燃烧耗风量，m3/h；fH2O为大气湿度，％；fO2为富氧率，％；
Figure BDA0002892850240000075
为煤粉燃烧率，％；
烧煤后剩余小时风量V剩＝60＊V校＊n风-V煤耗
V剩为烧煤后剩余小时风量，m3/h；n风为风利用率，％；
小时理论料批M理＝V剩/V焦/M焦
M理为小时理论料批，批/h；V焦为燃烧1吨焦炭需要消耗风量，m3/t；M焦为干焦批重量，t；
日理论产量P理＝M理＊M矿/1000＊TFe/100＊0.985/0.94＊24；
P理为日理论产量，t/d；M理为小时理论料批，批/h；M矿为混合矿干批重，＊TFe为综合入炉品位；
风量校正系数n＝V校/V表；
V校为理论风量，m3/min；V表为热风压表风量，m3/min；
铁量差＝理论铁量-实际铁量；
铁量差＜5.0％，进入步骤C；
C、煤气流诊断：
C1、调整前煤气流发展程度判断：
采集满料线作业时炉喉截面边缘温度平均值T边缘平均温度、中心温度平均值T顶温平均温度及炉顶温度平均值T顶温平均温度；按照下式进行计算，得到边缘气流发展指数Wt、中心气流发展指数Z；
Wt＝T边缘平均温度/T顶温平均温度；
Z＝T中心平均温度/T顶温平均温度
在渣比为420～510kg/t条件下：
若Wt在0.60～0.80范围内，且Z在1.60～2.70，则诊断煤气流合理；
若Wt＞0.80，且Z＜1.60，则判断煤气流边缘发展，中心气流不足；
若Wt＜0.60，且Z＞2.70，则判断煤气流中心发展，边缘气流不足；
若Z＞2.70，且Z/Wt＞4.00，则判断煤气流中心气流发展；
若Z＜1.60，且Z/Wt＜2.00，则判断煤气流中心气流不足；
C2、布料规律及矩阵参数计算：
根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式进行计算，得到不同料线下高炉内截面9～11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度，得到布料矩阵；计算布料规律矩阵参数，具体为以下11个矩阵参数：Mc：每环焦重，kg/环；Mo：每环矿重，kg/环；A：综合焦矿角差，°/环；L：最大矿角矿石落点与炉墙的距离，mm；I：最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离，mm；Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比；CH：矿角差，°；K：矿石环带宽度，mm；Fb：边缘负荷；Fz：中心负荷；B2：空焦角位比；
C3、煤气流主要参数衡量、顺行程度及潜力分析：
煤气流分布主要参数包括鼓风动能M、炉腹煤气量VBG、炉腹煤气发展指数XBG、透气性阻力系数K；
对于1000m3级高炉：
若M在11000～15000kg.m/s范围内，且VBG在4400～4800m3/min范围内，且XBG在45～50m/min范围内，且K在5.0～7.0范围内，则判断煤气流主要参数合理，顺行；
若M＞15000kg.m/s，则判断鼓风动能过大；
若M＜11000kg.m/s，则判断鼓风动能过小；
若VBG＞4800m3/min，且XBG＞50m/min，则判断煤气量过大；
若VBG＜4400m3/min，且XBG＜45m/min，则判断煤气量过小；
若K＞7.0，则判断煤气阻力过大，需调整；
若K＜5.0，则判断煤气阻力过小，需调整；
若6.5＜K≤7.0，则判断煤气阻力上限；
若5.0≤K≤6.0，则判断煤气阻力有潜力；
对于2000m3～2500m3级高炉：
若M在15000～23000kg.m/s范围内，且VBG在6000～7200m3/min范围内，且XBG在60～75m/min范围内，且K在3.0～5.0范围内，则判断煤气流主要参数合理，顺行；
若M＞23000kg.m/s，则判断鼓风动能过大；
若M＜15000kg.m/s，则判断鼓风动能过小；
若VBG＞7200m3/min，且XBG＞50m/min，则判断煤气量过大；
若VBG＜6000m3/min，且XBG＜45m/min，则判断煤气量过小；
若K＞5.0，则判断煤气阻力过大，需调整；
若K＜3.0，则判断煤气阻力过小，需调整；
若4.5≤K≤5.0，则判断煤气阻力上限；
若3.0≤K≤3.5，则判断煤气阻力下限；
D、改善顺行及指标调整：
D1、渣量校核：
渣量校核计算如下：
S渣＝(m矿批＊S烧结矿配比＊CaO烧结矿+m矿批＊Q钒钛球配比＊CaO钒钛球+m矿批＊Q普通球配比＊CaO普通球+m矿批＊K块矿配比＊CaO块矿+(m焦批)＊Ashc＊CaO焦炭灰分+m煤粉/mh＊Ashm＊CaO焦炭灰分)＊1000/CaO炉渣/(m矿批＊1000＊TFe入炉＊ηFe/w[Fe])＊1000；
其中，m矿批，含小粒烧结矿发热矿石批重，t；S烧结矿配比，烧结矿配比，％；CaO烧结矿，烧结矿中CaO含量；Q钒钛球配比，钒钛球配比，％；CaO钒钛球，钒钛球团矿中CaO含量，％；K块矿配比，块矿配比，％；CaO块矿，块矿中CaO含量，％；m焦批，含焦丁的焦炭批重，t；Ashc，焦炭灰分含量，％；CaO焦炭灰分，焦炭灰分中CaO含量，％；m煤粉，小时喷吹煤量，t/h；mh，小时料速，批/h；Ashm，煤粉灰分含量，％；CaO煤粉灰分，煤粉灰分中CaO含量，％；CaO炉渣，炉渣中CaO含量，％；TFe入炉，入炉综合品位，％；ηFe，铁水中铁元素分配系数，％；w[Fe]，铁水中铁元素含量，％；
D2、煤气流发展程度、布料参数调整评价：
煤气流发展程度调整：校核渣比420～510kg/t条件下，在步骤C1正常煤气流范围内调整，调整至C3判断煤气流主要参数合理，顺行；
布料参数调整：在C2步骤11个布料规律矩阵评价参数计算结果基础之上，结合D1步骤，校核渣比420～510kg/t条件下，进行调整；
D3、综合送风参数调整：
对综合送风参数进行调整；
D4、煤气流参数校核：
对经D1～D3调整后的煤气流参数采用步骤C方法进行诊断校正，若通过步骤C1判断得到煤气流合理，且通过步骤C3判断得到煤气流主要参数合理，顺行，则校核通过，然后转步骤E；否则，校核不通过；
E、按照调整后冶炼参数入炉和控制；
F、利用调整后冶炼参数的预期冶炼结果与实际冶炼结果进行对比，若结果在误差允许范围内，则按照该冶炼参数进行冶炼；若结果不在在误差允许范围内，则返回步骤D2，重新调整。
所述烧结矿成分按质量百分比包括51.0～54.3％的TFe、5.3～6.5％的SiO2、11.4～14.2％的CaO、1.53～2.09％的Al2O3、1.8～3.1％的MgO、0.33～1.2％的TiO2、0.32～1.37％的MnO、S＜0.06；
所述普通球团矿成分按质量百分比包括59.2～60.1％的TFe、7.3～8.6％的SiO2、0.6～0.9％的CaO、2.35～2.50％的Al2O3、0.32～0.55％的MgO、2.23～2.35％的TiO2；
所述钒钛球团矿成分按质量百分比包括53.4～54.6％的TFe、4.0～5.0％的SiO2、1.0～1.5％的CaO、2.53～2.66％的Al2O3、1.02～1.48％的MgO、9.62～10.17％的TiO2；
所述低硅块矿成分按质量百分比包括60.0～62.0％的TFe、4.6～5.2％的SiO2、0.15～0.28％的CaO、1.64～1.88％的Al2O3、0.14～0.16％的MgO、TiO2＜0.3％。
所述焦炭成分按质量百分比包括83.5～84.5％的C、13.5～14.5％的Ash；焦炭反应性27～30％，反应后强度63～66％。
步骤B中，允许误差范围为＜5％。
步骤D2中，布料参数调整的具体方法为：
对于Mc：每环焦重，调整范围：1000m3级高炉750～850kg/环；2000m3～2500m3级高炉850～1200kg/环；
对于Mo：每环矿重，调整范围：1000m3级高炉3800～5000kg/环；2000m3～2500m3级高炉4000～5800kg/环；
对于A：综合焦矿角差，调整范围-1.50～0.55°/环；每次调整A减少幅度＜0.3°；
对于L：最大矿角矿石落点与炉墙的距离，调整范围＜400mm；
对于I：最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离，调整范围＞170mm；
对于Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比，调整范围0.50～0.75；每次调整变化幅度＜5.0％；
对于CH：矿角差，调整范围；1000m3级高炉4.0～6.0°；2000m3～2500m3级高炉8.0～9.5°；
对于Ko：矿石环带宽度，调整范围：1000m3级高炉0.40～0.65m；2000m3～2500m3级高炉1.0～1.5m；
对于Fb：边缘负荷，调整范围：1000m3级高炉2.20～3.50；2000m3～2500m3级高炉2.10～2.80；每次调整变化幅度＜5.0％；
对于Fz：中心负荷，调整范围：1000m3级高炉4.20～4.90；2000m3～2500m3级高炉1.80～2.80；
对于B2：空焦角位比，调整范围：0～0.25。
入炉品位上升、渣量下降时，增加趋向边缘的档位矿石布料环数1～3环；减少趋向中心的档位矿石布料环数1～3环。
当w(TiO2)＞10.0％时，Mo＜4500kg/环。
步骤D3中，对综合送风参数进行调整的具体方法为：
在下列条件进行冶炼：热风压力为0.290～0.399MPa，顶压0.15～0.21Mpa，热风温度为1125～1230℃，入炉校正风量为2600～5100m3/min，氧气含量为8000～16500m3/h，透气性指数17000～27000m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2300～2470℃；煤粉喷吹量为130～160kg/t铁(喷煤率0.20～0.50)；矿批30.0～56.0吨，焦批6.5～12.5吨，顶温160～180℃，边缘平均温度110～125℃，中心平均温度280～400℃；w([Si])0.100～0.365％，w(TiO2)2.80～16.0％，w(MnO)0.30～1.30％，w(MgO)7.70～10.70％，镁铝比0.60～0.90，炉渣碱度1.10～1.19，铁水温度1450～1480℃；料速8.3～9.3批/h，冶炼周期40～50批；
调整方法：入炉品位上升、渣量下降，热风压力、顶压、风量、氧气含量、透气性指数、理论燃烧温度、喷吹煤粉(喷煤率)、中心平均温度、矿批、炉渣碱度依照上限方向调整，每次调整幅度＜10.0％(在原基础上)，相邻两次调整时间间隔一冶炼周期；边缘平均温度、w([Si])、镁铝比依照下限方向调整；每次调整幅度＜10.0％(在原基础上)，相邻两次调整时间间隔一冶炼周期；热风温度均使用高炉所能达到最高温度；
反之则反之(入炉品位下降、渣量上升)。
对综合送风参数进行调整时，当渣中w(TiO2)＞10％时，在入炉品位下降＜1.00％/次时，除炉渣碱度依照下限方向调整外，其他冶炼参数按照入炉品位上升的情况做调整。
步骤F中，误差允许范围为＜5％。
实施例3
如图1所示，一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，包括炉顶技术装备和原燃料条件、冶炼参数、指标计算及校核、调整前煤气流发展程度判断、布料规律及矩阵参数计算、煤气流主要参数衡量、顺行程度及潜力分析、渣量校核、煤气流发展程度、布料参数调整、综合送风参数调整、煤气流参数校核、按照调整后冶炼参数入炉和控制、实际冶炼结果返回修正步骤。以上步骤均由组成方法的各个功能模块实现，分别为：冶炼参数、指标计算及校核功能模块，煤气流诊断及评价功能模块，综合送风冶炼控制及匹配性分析模块，指标校核模块等，具体各个功能模块实施步骤如下：
A、炉顶技术装备和原燃料条件：
无料钟炉顶高炉，高炉容积：1080m3～2500m3；
原燃料条件：
Figure BDA0002892850240000091
上述烧结矿、球团矿和块矿的质量百分比之和为100％，焦炭+焦丁质量为每批料单独的投入量；普通球团矿和钒钛球团矿之和不为0％；
B、冶炼参数、指标计算及校核：由冶炼参数、指标计算及校核功能模块实现。为：由高炉容积大小定出常用矿批、焦批，根据具体原燃料、冶炼参数条件下计算相关技术指标；根据实际入炉焦炭、煤粉量进行风量校核、富氧率校核、理论燃烧温度校核、鼓风动能校核、理论产量计算及与实际指标比对。
常规相关技术指标为焦比、煤比、燃料比和高炉利用系数。对风量、富氧率、理论燃烧温度、鼓风动能进行校核，校正偏差值、经验取值等；以校正风量后的理论产量与实际产量误差范围内(＜5％)则进入步骤C。以上计算如下：
Figure BDA0002892850240000092
Figure BDA0002892850240000101
V校为校正风量，m3/min；M焦为高炉日用焦炭量(含焦丁量)，t/d；C焦为焦炭含碳量，％；
Figure BDA0002892850240000102
为焦炭在高炉风口前的燃烧率，％；H2O焦为焦炭含水率，％。M煤为高炉日用喷吹煤粉量，t/d；C煤为喷吹煤粉含碳量，％；
Figure BDA0002892850240000103
为喷吹煤粉在高炉风口前的燃烧率，％；H2O煤为喷吹煤粉含水率；fH2O为大气相对湿度，fO2为校正风量前富氧率，％。
风量校正后，理论燃烧温度、鼓风动能、理论产量(理论燃料比)按照校正后的入炉风量进入对应相关公式进行计算，计算小时理论料批、日理论产量和风量校正系数，计算公式如下：
吨煤粉燃烧耗风量
Figure BDA0002892850240000104
V煤耗为一吨煤粉燃烧耗风量，m3/h；fHH2O为大气湿度，％；fO2为富氧率，％；
Figure BDA0002892850240000105
为煤粉燃烧率，％；
烧煤后剩余小时风量V剩＝60＊V校＊n风-V煤耗
V剩为烧煤后剩余小时风量，m3/h；n风为风利用率，％；
小时理论料批M理＝V剩/V焦/M焦
M理为小时理论料批，批/h；V焦为燃烧1吨焦炭需要消耗风量，m3/t；M焦为干焦批重量，t；
日理论产量P理＝M理＊M矿/1000＊TFe/100＊0.985/0.94＊24；
P理为日理论产量，t/d；M理为小时理论料批，批/h；M矿为混合矿干批重，＊TFe为综合入炉品位；
风量校正系数n＝V校/V表；
V校为理论风量，m3/min；V表为热风压表风量，m3/min；
铁量差＝理论铁量-实际铁量；
其余均为常规计算。
校正风量后的理论指标计算流程：计算风中氧含量→计算吨煤耗风量→计算吨焦风量→小时耗焦量→小时理论料批→日理论铁量→理论燃料比。
得到风量校正系数后的应用流程：适时表风量→修正系数→校正风量→(结合适时原燃料分析、渣铁分析)→理论产量、理论指标→实际指标契合度判断→下一周期继续(或返回)。
铁量差＜5.0％，进入步骤C；
C、煤气流诊断方法
由煤气流诊断及评价功能模块实现。煤气流诊断方法功能模块内容包括：调整前煤气流发展程度判断、布料规律参数计算及其评价、M(校正鼓风动能)/XBG(炉腹煤气发展指数)/K(透气性阻力系数)参数衡量/顺行程度及潜力分析等三个方面内容。
C1、调整前煤气流发展程度判断：
调整前冶炼参数，包括满料线作业时炉喉截面边缘温度、中心温度及炉顶温度等参数(均为平均值)，所用测定仪器分别为炉顶十字测温、热电偶(或红外炉顶成像仪、热电偶)。以边缘气流发展指数wt、中心气流发展指数Z及Z/W值为煤气流判断界定依据。渣比420～510kg/t条件下，范围设定为：正常气流分布wt为0.60～0.80，Wt＞0.80为边缘气流发展，wt＜0.60为边缘气流不足；正常气流分布z为1.60～2.70，Z＞2.70且Z/Wt＞4.00为中心气流发展，Z＜1.60且Z/Wt＜2.00为中心气流不足。
以上计算如下：
Wt＝T边缘平均温度/T顶温平均温度；Z＝T中心平均温度/T顶温平均温度
该功能模块评价分析功能的限定条件、结论输出
限定条件：渣比420～510kg/t；流程继续
限定条件：wt0.60～0.80，Z1.60～2.70。输出：煤气流合理，数值接近两边界值时(wt为0.1以内，z为.0.2以内)。相应输出显示边缘(中心)上限(下限)
限定条件：wt＞0.80及z＜1.60。输出：煤气流边缘发展，中心气流不足
限定条件：wt＜0.60及Z＞2.70。输出：煤气流中心发展，边缘气流不足
限定条件：Z＞2.70且Z/Wt＞4.00。输出：中心气流发展
限定条件：Z＜1.60且Z/Wt＜2.00。输出：中心气流不足
C2、布料规律参数计算及其评价：
调整前布料规律参数，涉及参数包括：无料钟炉顶溜槽尺寸、材质、安装位置、高炉炉喉直径等，根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式(刘云彩，高炉布料规律[M]，北京：北京冶金工业出版社，2012，P19-P35)将相关参数输入计算机方法自动输出得到不同料线下高炉内截面9～11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度。进一步地应用计算出的各个参数值结合调整前的高炉应用矩阵、矿批重量、焦批重量进行布料效果计算及其评价。包括以下11个矩阵评价参数：
Mc：每环焦重(每环布焦炭重量)，kg/环
Mo：每环矿重(每环布矿石重量)，kg/环
A：综合焦矿角差(矩阵中每环布焦炭角度加权平均值与每环布矿石角度加权平均值)，°/环L：最大矿角(α最大矿)矿石落点与炉墙的距离，mm
1：最小矿角(α最小矿)矿石落点与炉喉中心的距离，mm
Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比
CH：矿角差(α最大矿-α最小矿)，°
K：矿石环带宽度(α最大矿与α最小矿矿石落点距离)，mm
Fb：边缘负荷(最大矿石角位的矿石重量与≥α矿最大的焦炭角位上的焦炭重量之比)
Fz：中心负荷(最小矿石角位的矿石重量与≤α矿最小的焦炭角位上的焦炭重量之比)
B2：空焦角位比(＜α矿最小的焦炭角位上的焦炭环数与全部焦炭环数之比)对11个参数计算结果评价，包括判断与气流分布、冶炼参数的对应关系。
C3、煤气流主要参数衡量/顺行程度及潜力分析
煤气流分布主要参数包括M(鼓风动能)、VBG(炉腹煤气量)、XBG(炉腹煤气发展指数)、K(透气性阻力系数)。正常顺行冶炼状态下，各个参数值范围为：鼓风动能：1000m3级高炉，11000～15000kg.m/s；2000m3～2500m3级高炉，15000～23000kg.m/s；炉腹煤气量：1000m3级高炉，4400～4800m3/min；2000m3级～2500m3级高炉，6000～7200m3/min；炉腹煤气发展指数：1000m3级高炉，45～50m/min；2000m3级～2500m3级高炉，60～75m/min；透气性阻力系数指数：1000m3级高炉，5.0～7.0；2000m3级～2500m3级高炉，3.5～5.0。
总的判断原则为：渣比420～510kg/t条件下，M、VBG、XBG、K等各个参数低于范围下限，则说明冶炼强度过低；超出范围上限，则说明炉况已趋于不稳定状态。调整依据、原则和方向为：在各个煤气流参数不超过上限时，设备能力未用尽，原燃料条件、操作炉型无恶化，低于上限均说明冶炼参数有潜力；煤气流参数不超过上限时，入炉品位、炉料结构、高温常温冶金性能等主要原燃料条件改善，则各参数应趋向上限挖潜力。需重点说明的是，煤气流参数应结合矿种冶炼特色在范围内设定参数。反之，风机、热风炉、上料方法等设备能力及煤气流参数已达到上限，则应结合布料参数微调维持各个参数进行冶炼；外围条件恶化则趋向下限调整。
评价分析功能的限定条件、结论输出
1000m3级高炉：
限定条件：M(鼓风动能)11000～15000kg.m/s，VBG(炉腹煤气量)4400～4800m3/min，XBG(炉腹煤气发展指数)45～50m/min，K(透气性阻力系数)5.0～7.0。输出：煤气流主要参数合理，顺行。数值接近两边界值时(各个数值分别达到上、下限边界值的110％、95％)，相应输出显示上限(下限)；特别地处于范围下限时，输出：煤气流主要参数合理，顺行，有强化潜力
限定条件：M(鼓风动能)＞15000kg.m/s。输出：动能过大
限定条件：M(鼓风动能)＜11000kg.m/s。输出：动能过小
限定条件：VBG(炉腹煤气量)＞4800m3/min；XBG(炉腹煤气发展指数)＞50m/min。输出：煤气量过大
限定条件：VBG(炉腹煤气量)＜4400m3/min；XBG(炉腹煤气发展指数)＜45m/min。输出：煤气量过小
限定条件：K(透气性阻力系数)＞7.0。输出：煤气阻力过大，需调整
限定条件：K(透气性阻力系数)＜5.0。输出：煤气阻力过小，需调整
限定条件：6.5＜K≤7.0。输出：煤气阻力上限，注意
限定条件：5.0≤K≤6.0。输出：煤气阻力有潜力
2000m3～2500m3级高炉：
限定条件：M(鼓风动能)15000～23000kg.m/s，VBG(炉腹煤气量)6000～7200m3/min，XBG(炉腹煤气发展指数)60～75m/min，K(透气性阻力系数)3.0～5.0。输出：煤气流主要参数合理，顺行。数值接近两边界值时(各个数值分别达到上、下限边界值的105％、95％)，相应输出显示上限(下限)；特别地，处于范围下限时，输出：煤气流主要参数合理，顺行，有强化潜力
限定条件：M(鼓风动能)＞23000kg.m/s。输出：动能过大
限定条件：M(鼓风动能)＜15000kg.m/s。输出：动能过小
限定条件：VBG(炉腹煤气量)＞7200m3/min；XBG(炉腹煤气发展指数)＞75m/min。输出：煤气量过大
限定条件：VBG(炉腹煤气量)＜6000m3/min；XBG(炉腹煤气发展指数)＜60m/min。输出：煤气量过小
限定条件：K(透气性阻力系数)＞5.0。输出：煤气阻力过大，需调整
限定条件：K(透气性阻力系数)＜3.0。输出：煤气阻力过小，需调整
限定条件：4.5≤K≤5.0。输出：煤气阻力上限，注意
限定条件：3.0≤K≤3.5。输出：煤气阻力有潜力
D、改善顺行、指标调整流程、原则/控制/冶炼
由综合送风冶炼控制及匹配性分析模块实现，流程包括：渣量校核、布料参数调整/评价、综合送风参数控制(在下列条件进行冶炼)、M/VBG/XBG/K等煤气流参数校核(范围)，以及相关冶炼参数匹配性分析(调整后的衍生变化趋势)。
D1、渣量校核
以入炉品位为主要，结合炉料结构、冶金性能改变情况进行指标改善调整。即，以渣量校核为起点，按照不同渣比范围界定对应煤气流发展程度主要指标Wt、Z、Z/Wt，转入步骤D2。渣量校核计算如下：
S渣＝(m矿批*S烧结矿配比*CaO烧结矿+m矿批*Q钒钛球配比*CaO钒钛球+m矿批*Q普通球配比*CaO普通球+m矿批*K块矿配比*CaO块矿+(m焦批)*Ashc*CaO焦炭灰分+m煤粉/mh*Ashm*CaO焦炭灰分)*1000/CaO炉渣/(m矿批*1000*TFe入炉*ηFe/w[Fe])*1000
m矿批，矿石批重(含小粒烧结矿)，t；S烧结矿配比，烧结矿配比，％；CaO烧结矿，烧结矿中CaO含量；Q钒钛球配比，钒钛球配比，％；CaO钒钛球，钒钛球团矿中CaO含量，％；K块矿配比，块矿配比，％；CaO块矿，块矿中CaO含量，％；m焦批，焦炭批重(含焦丁)，t；Ashc，焦炭灰分含量，％；CaO焦炭灰分，焦炭灰分中CaO含量，％；m煤粉，小时喷吹煤量，t/h；mh，小时料速，批/h；Ashm，煤粉灰分含量，％；CaO煤粉灰分，煤粉灰分中CaO含量，％；CaO炉渣，炉渣中CaO含量，％；TFe入炉，入炉综合品位，％；ηFe，铁水中铁元素分配系数，％；w[Fe]，铁水中铁元素含量，％。
D2、煤气流发展程度、布料参数调整(调整前后＜5％)
煤气流发展程度调整：校核渣比＜400kg/t，wt、z值可超出C1步骤设定范围；校核渣比420～510kg/t条件下，在步骤C1正常煤气流范围内调整：随渣比上升，wt值相应上升，Z/Wt值平稳或略有下降；随渣比下降，Z值相应上升，Z/Wt值上升。对1000m3级高炉，随渣比上升边缘发展幅度上升较明显；对＞2000m3级高炉，随渣比下降中心发展幅度上升较明显。
布料参数调整：在C步骤11个布料参数计算结果基础之上，结合D1步骤，主要调剂手段为：矩阵档位角度已经计算或测定后，在溜槽精度足够条件下保持恒定，具体条件下的变通矩阵主要调剂途径为增加(减少)布料档位的数量和增减某一布料档位下的布料环数来实现。其中，增减某一布料档位下的布料环数为主要途径，11个矩阵评价参数按以下原则：L(最大矿角矿石落点与炉墙的距离)＜400mm，I(最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离)＞170mm；对煤气流影响幅度大小依次为：Mo(每环布矿石重量)→Mc(每环布焦炭重量)→Fb(边缘负荷)→Fz(中心负荷)→A(综合焦矿角差)，其余参数保持不变。参数调剂幅度原则为：每次调剂综合焦矿角差A＜0.3°/次；随入炉矿石品位增加、焦炭灰分降低，矿批增大，L在范围内距离趋向炉墙；A趋向负数；反之则反之。
在变化较大条件下(如入炉品位＞58％、焦炭灰分＜12％)，可以增加最大外环布矿档位(减少最大外环布焦档位)或减少最小内环布焦档位(增加最小内环布矿档位)，将会引起全部参数的变动，反映为煤气流发生大的改变。Bi(最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比)、CH(矿角差)、K(矿石环带宽度)、B2(空焦角位比)。反之则反之(入炉品位＜50％、焦炭灰分＞16％)。计算同理。
D3、综合送风参数控制
在下列条件进行冶炼：
调整前：炉料结构如步骤A，热风压力为0.290～0.399MPa，顶压0.15～0.21Mpa，热风温度为1125～1230℃，入炉校正风量为2600～5100m3/min，氧气含量为8000～16500 m3/h，透气性指数17000～27000m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2300～2470℃；煤粉喷吹量为130～160kg/t铁(喷煤率0.20～0.50)；矿批30.0～56.0吨，焦批6.5～12.5吨，顶温160～180℃，边缘平均温度110～125℃，中心平均温度280～400℃；w([Si])0.100～0.365％，w(TiO2)2.80～16.0％，w(MnO)0.30～1.30％，w(MgO)7.70～10.70％镁铝比0.60～0.90，炉渣碱度1.10～1.19，铁水温度1450～1480℃；料速8.3～9.3批/h，冶炼周期40～50批。
调整后：炉料结构如步骤A，热风压力为0.290～0.399MPa，顶压0.15～0.21Mpa，热风温度为1125～1230℃，入炉校正风量为2600～5100m3/min，氧气含量为8000～16500m3/h，透气性指数17000～27000m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2300～2470℃；煤粉喷吹量为130～160kg/t铁(喷煤率0.20～0.50)；矿批30.0～56.0吨，焦批6.5～12.5吨，顶温160～180℃，边缘平均温度110～125℃，中心平均温度280～400℃；w([Si])0.100～0.365％，w(TiO2)2.80～16.0％，w(MnO)0.30～1.30％，w(MgO)7.70～10.70％，镁铝比0.60～0.90，炉渣碱度1.10～1.19，铁水温度1450～1480℃；料速8.3～9.3批/h，冶炼周期40～50批。
调剂原则：入炉品位上升、渣量下降时，矿批扩大，装料制度边缘负荷增加，综合焦矿角差更趋向负值，风量、氧量增加，喷煤率增加，铁水w([si])降低，镁铝比降低，炉渣碱度升高；反之则反之。特殊地，w(TiO2)有较大幅度变化时(w(TiO2)＞5.0％)，随着w(TiO2)增加，装料制度边缘减轻，风量、氧量增加，理论燃烧温度增加，铁水w([si])降低，铁水温度范围下限，w(MgO)、w(MnO)、镁铝比增加，炉渣碱度范围内降低；反之则反之。
D4、煤气流参数校核：
对经D1～D3调整后的煤气流参数采用步骤C方法进行诊断校正，若通过步骤C1判断得到煤气流合理，且通过步骤C3判断得到煤气流主要参数合理，顺行，则校核通过，然后转步骤E；否则，校核不通过；
冶炼周期结束后进行煤气流发展、布料规律参数、煤气流主要衡量参数校核计算，验证与理论值的契合程度。
限定条件：各个冶炼参数值处于范围；输出：正常，流程继续；否则，输出：超过范围，重新设定
限定条件：各个煤气流发展、布料规律参数、煤气流主要衡量参数值处于范围；输出：正常，流程继续；否则，输出：超过范围，重新设定。
E、按照调整后冶炼参数入炉、控制；
F、利用调整后冶炼参数的预期冶炼结果与实际冶炼结果进行对比，若结果在误差允许范围内，则按照该冶炼参数进行冶炼；若结果不在在误差允许范围内，则返回步骤D2，重新调整。
由指标校核模块实施，按照调整后的冶炼参数进行渣铁成分平衡测算、指标预测(根据理论计算量)，各种冶炼参数满足冶炼要求且误差范围内，按料序入炉冶炼，按常规出渣、出铁，根据实际冶炼出炉产量、渣铁成分、燃料比返回修正计算参数。验证与理论值的契合程度。
限定条件：各个指标实际值与理论值误差＜5.0％；输出：流程继续；否则，输出：超过范围，返回修正
实际冶炼结果返回修正。技术指标达到预计，误差调整，冶炼继续。否则，按得到的实际计算结果返回再修正计算模板。
所述装备为无料钟炉顶高炉，高炉容积：1080m3～2500m3，炉料组成为：矿批30000～56000kg/批料，组成为烧结矿(含小粒矿)、普通球团矿、钒钛球团矿、低硅块矿；焦批6500～12500kg(含焦丁)。经过调增前冶炼参数/指标计算及校核、煤气流诊断方法(含调整前煤气流发展程度判断、布料参数计算及其评价、煤气流参数衡量及潜力分析功能)、布料及入炉冶炼参数调整后控制冶炼及校核、匹配性分析等步骤，按调整后参数入炉冶炼，实现在外界条件变化或外围条件稳定条件下发挥装备冶炼潜力，稳定地得到更为适宜冶炼参数、渣铁成分和改善产量、燃料比等指标。
所述烧结矿成分按质量百分比包括51.0～54.3％的TFe、5.3～6.5％的SiO2、11.4～14.2％的CaO、1.53～2.09％的Al2O3、1.8～3.1％的MgO、0.33～1.2％的TiO2、0.32～1.37％的MnO、S＜0.06；所述普通球团矿成分按质量百分比包括59.2～60.1％的TFe、7.3～8.6％的SiO2、0.6～0.9％的CaO、2.35～2.50％的Al2O3、0.32～0.55％的MgO、2.23～2.35％的TiO2；所述钒钛球团矿成分按质量百分比包括53.4～54.6％的TFe、4.0～5.0％的SiO2、1.0～1.5％的CaO、2.53～2.66％的Al2O3、1.02～1.48％的MgO、9.62～10.17％的TiO2；所述低硅块矿成分按质量百分比包括60.0～62.0％的TFe、4.6～5.2％的SiO2、0.15～0.28％的CaO、1.64～1.88％的Al2O3、0.14～0.16％的MgO、TiO2＜0.3％。
所述焦炭成分按质量百分比包括83.5～84.5％的C、13.5～14.5％的Ash，焦炭反应性27～30％，反应后强度63～66％。
所述步骤B中由高炉容积大小定出常用矿批、焦批，根据具体原燃料、冶炼参数条件下计算相关技术指标；根据实际入炉焦炭、煤粉量进行风量校核、富氧率校核、理论燃烧温度校核、鼓风动能校核、理论产量计算及与实际指标比对。以校正风量后的理论产量与实际产量误差范围内进入步骤C。校正风量后的理论指标计算流程：计算风中氧含量→计算吨煤耗风量→计算吨焦风量→小时耗焦量→小时理论料批→日理论铁量→理论燃料比。得到风量校正系数后的应用流程：适时表风量→修正系数→校正风量→(结合适时原燃料分析、渣铁分析)→理论产量、理论指标→实际指标契合度判断→下一周期继续(或返回)。
所述步骤C中涉及调整前煤气流发展程度判断、布料规律参数计算及其评价、M(校正鼓风动能)/XBG(炉腹煤气发展指数)/K(透气性阻力系数)参数衡量/顺行程度及潜力分析等三个方面内容。其中：调整前冶炼参数包括满料线作业时炉喉截面边缘温度、中心温度及炉顶温度等参数(均为平均值)，所用测定仪器分别为炉顶十字测温、热电偶(或红外炉顶成像仪、热电偶)。以边缘气流发展指数wt、中心气流发展指数Z及Z/W值为煤气流判断界定依据；调整前布料规律参数涉及参数包括：无料钟炉顶溜槽尺寸、材质、安装位置、高炉炉喉直径等，根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式(刘云彩，高炉布料规律[M]，北京：北京冶金工业出版社，2012，P19-P35)将相关参数输入计算机方法自动输出得到不同料线下高炉内截面9～11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度。进一步地应用计算出的各个参数值结合调整前的高炉应用矩阵、矿批重量、焦批重量进行布料效果计算及其评价，包括11个矩阵评价参数；煤气流分布主要参数包括M(鼓风动能)、VBG(炉腹煤气量)、XBG(炉腹煤气发展指数)、K(透气性阻力系数)，以此各个参数是否处于所界定范围作为是否调整参数取值和具备潜力的依据。
所述步骤D中涉及流程包括：渣量校核、布料参数调整/评价(调整前后控制范围内)、综合送风参数控制、M/VBG/XBG/K等煤气流参数校核(范围内)，以及相关冶炼参数匹配性分析(调整后的衍生变化趋势)，作为是否具备潜力和调整参数取值的依据。特别地，以渣量校核为起点，按照不同渣比范围界定对应煤气流发展程度主要指标wt、Z、Z/Wt并确定调整方向后转入下一步骤；布料参数调整时11个矩阵评价参数遵循以下原则：L(最大矿角矿石落点与炉墙的距离)＜400mm，I(最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离)＞170mm；对煤气流影响幅度大小依次为：Mo(每环布矿石重量)→Mc(每环布焦炭重量)→Fb(边缘负荷)→Fz(中心负荷)→A(综合焦矿角差)，其余参数保持不变。参数调剂幅度原则为：每次调剂综合焦矿角差A＜0.3°；随入炉矿石品位增加、焦炭灰分降低，矿批增大，L在范围内距离趋向炉墙；A趋向负数；并考虑了入炉品位＞58％、焦炭灰分＜12％情况时的调整。在冶炼参数控制阶段，界定了调整前后的范围及趋向及再校核，作为进行下一步骤的依据。
所述步骤D调整后冶炼参数入炉、控制：按照调整后的冶炼参数进行渣铁成分平衡测算、指标预测(根据理论计算量)，各种冶炼参数满足冶炼要求且误差范围内，按料序入炉冶炼，冶炼周期结束后进行煤气流发展、布料规律参数、煤气流主要衡量参数校核计算，验证与理论值的契合程度。
所述方法各步骤满足冶炼要求，在D1～D4、F步骤中根据煤气流分布、冶炼参数、煤气流主要参数条件下进行高炉冶炼，按常规出渣、出铁(w(TiO2)＞15％后按铁次增加2次～3次/日)，完成冶炼。并根据实际冶炼出炉产量、渣铁成分、燃料比返回修正计算参数。技术指标达到预计，冶炼继续。否则，按得到的实际计算结果返回再修正计算模板。
所述焦炭成分按质量百分比包括83.5～84.5％的C、13.5～14.5％的Ash；焦炭反应性27～30％，反应后强度63～66％。
步骤D2中，布料参数调整的具体方法为：
对于Mc：每环焦重，调整范围：1000m3级高炉750～850kg/环；2000m3～2500m3级高炉850～1200kg/环；
对于Mo：每环矿重，调整范围：1000m3级高炉3800～5000kg/环；2000m3～2500m3级高炉4000～5800kg/环：
对于A：综合焦矿角差，调整范围-1.50～0.55°/环；每次调整A减少幅度＜0.3°；
对于L：最大矿角矿石落点与炉墙的距离，调整范围＜400mm；
对于I：最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离，调整范围＞170mm；
对于Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比，调整范围0.50～0.75；每次调整变化幅度＜5.0％；
对于CH：矿角差，调整范围；1000m3级高炉4.0～6.0°；2000m3～2500m3级高炉8.0～9.5°；
对于K。：矿石环带宽度，调整范围：1000m3级高炉0.40～0.65m；2000m3～2500m3级高炉1.0～1.5m；
对于Fb：边缘负荷，调整范围：1000m3级高炉2.20～3.50；2000m3～2500m3级高炉2.10～2.80；每次调整变化幅度＜5.0％；
对于Fz：中心负荷，调整范围：1000m3级高炉4.20～4.90；2000m3～2500m3级高炉1.80～2.80；
对于B2：空焦角位比，调整范围：0～0.25。
入炉品位上升、渣量下降时，增加趋向边缘的档位矿石布料环数1～3环；减少趋向中心的档位矿石布料环数1～3环。
当w(TiO2)＞10.0％时，Mo＜4500kg/环。
步骤D3中，对综合送风参数进行调整的具体方法为：
在下列条件进行冶炼：热风压力为0.290～0.399MPa，顶压0.15～0.21Mpa，热风温度为1125～1230℃，入炉校正风量为2600～5100m3/min，氧气含量为8000～16500m3/h，透气性指数17000～27000m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2300～2470℃；煤粉喷吹量为130～160kg/t铁(喷煤率0.20～0.50)；矿批30.0～56.0吨，焦批6.5～12.5吨，顶温160～180℃，边缘平均温度110～125℃，中心平均温度280～400℃；w([Si])0.100～0.365％，w(TiO2)2.80～16.0％，w(MnO)0.30～1.30％，w(MgO)7.70～10.70％，镁铝比0.60～0.90，炉渣碱度1.10～1.19，铁水温度1450～1480℃；料速8.3～9.3批/h，冶炼周期40～50批；
调整方法：入炉品位上升、渣量下降，热风压力、顶压、风量、氧气含量、透气性指数、理论燃烧温度、喷吹煤粉(喷煤率)、中心平均温度、矿批、炉渣碱度依照上限方向调整，每次调整幅度＜10.0％(在原基础上)，相邻两次调整时间间隔一冶炼周期；边缘平均温度、w([Si])、镁铝比依照下限方向调整；每次调整幅度＜10.0％(在原基础上)，相邻两次调整时间间隔一冶炼周期；热风温度均使用高炉所能达到最高温度；
反之则反之(入炉品位下降、渣量上升)。
对综合送风参数进行调整时，当渣中w(TiO2)＞10％时，在入炉品位下降＜1.00％/次时，除炉渣碱度依照下限方向调整外，其他冶炼参数按照入炉品位上升的情况做调整。
应用实例1
A、1080m3串罐式炉顶高炉由于矿石冶炼经济性改变，炉料组成调整前为烧结矿(含小粒烧)、普通球、低硅块矿，第1次优化调整后炉料组成为烧结矿(含小粒烧)、普通球、钒钛球、低硅块矿；第2次优化调整后炉料组成为烧结矿(含小粒烧)、钒钛球团矿。
变料前后原燃料成分、配比为：
炉料改变前：其中烧结矿化学成分为：TFe 51.99％、SiO25.92％、CaO 12.82％、Al2O32.09％、MgO 3.10％、TiO 20.46％、MnO 1.08％、S0.055％；其中自产普通球团矿化学成分为：TFe 59.1％、SiO2、8.29％、CaO 0.88％、Al2O32.48％、MgO 0.50％、TiO22.23％；其中外购钒钛球团矿化学成分为：TFe 53.4％、SiO24.33％、CaO 1.27％、Al2O32.61％、MgO1.30％、TiO210.17％；外购低硅块矿化学成分为：TFe60.0％、SiO25.20％、CaO 0.28％、Al2O31.72％、MgO 0.16％、TiO20.19％。
第1次炉料改变后：其中烧结矿化学成分为：TFe 52.93％、SiO25.59％、CaO11.81％、Al2O32.08、MgO 2.90％、TiO20.78％、MnO 1.02％、S 0.050％；其中自产普通球团矿化学成分为：TFe 60.1％、SiO27.56％、CaO 0.92％、Al2O32.40％、MgO 0.32％、TiO22.35％；其中外购钒钛球团矿化学成分为：TFe 53.4％、SiO24.99％、CaO 1.02％、Al2O32.59％、MgO1.42％、TiO29.62％；外购低硅块矿化学成分为TFe 60％、SiO24.66％、CaO0.18％、Al2O31.76％、0.14～0.16％的MgO 0.16％、TiO20.19％。
第2次炉料改变后：其中烧结矿化学成分为：TFe 52.18％、SiO25.70％、CaO12.16％、Al2O32.12％、MgO 2.94％、TiO21.20％、MnO 0.83％、S0.050％；其中自产普通球团矿化学成分为：TFe 60.0％、SiO27.30％、CaO 0.64％、Al2O32.35％、MgO 0.33、TiO2；2.28％；其中外购钒钛球团矿化学成分为：TFe 53.4％、SiO24.50％、CaO 0.90％、Al2O32.49％、MgO 1.48％、TiO2；9.97％；外购低硅块矿化学成分为TFe60.0％、SiO24.90％、CaO 0.15％、Al2O31.64％、MgO0.17％、TiO20.17％。
焦炭成分为：C84.68％、H2O4.6％、Ash 14.25％、灰分中CaO4.3％；
煤粉成分为：C75.68％、H2O0.8％、Ash 14.73％、灰分中CaO4.2％；
炉料改变前配比：烧结矿68.2％，普通球团矿23.9％，低硅块矿3.3％。综合入炉品位54.30％。
第1次炉料改变后校核配比：烧结矿65.9％，普通球团矿4.0％，钒钛球团矿30.1％，低硅块矿0％。综合入炉品位53.30％。
第2次炉料改变后校核配比：烧结矿64.9％，钒钛球团矿35.1％％。综合入炉品位52.60％。
炉料改变后确定配比的依据：炉渣碱度。即，以维持变料前后炉渣碱度不变反算出炉料配比。基本公式：
炉渣碱度R＝∑(CaO)/(∑(SiO2)-Fe理论*w([Si])*60/28)
公式中：∑(CaO)为变料后炉料中带入的CaO量，t；∑(SiO2)为变料后炉料中带入的SiO2量，t；Fe理论*为变料后批料理论铁量，t；w([si])为变料后预期的铁水含硅量，％。
B、冶炼参数、指标计算及校核：炉料改变前矿批29.979t，焦批7.018t，炉料改变前后各种物料化学成分如步骤A：炉料改变前风量2637min/m3、风压0.313Mpa、富氧量7999m3/h，实际入炉焦炭(含焦丁)1481t，煤粉511t；根据入炉焦煤量及化学成分对入炉风量进行校核，校正偏差值，确定修正系数。再根据校核后的风量分别对富氧率、理论燃烧温度、鼓风动能进行校核，进一步校核出理论产量，以上由冶炼参数、指标计算及校核功能模块实现，计算输出结果详见表1.1～表1.2。
表1-1炉料改变前冶炼参数计算校核
Figure BDA0002892850240000141
表1-2炉料改变前校正风量后的理论指标计算流程及校核
Figure BDA0002892850240000142
本次计算、校核，铁量差-0.39％＜5.0％，进入流程下一步骤。
C、煤气流诊断方法，由煤气流诊断及评价功能模块实现。包括：调整前煤气流发展程度判断、布料规律参数计算及其评价、M(校正鼓风动能)/XBG(炉腹煤气发展指数)/K(透气性阻力系数)参数衡量/顺行程度及潜力分析等三个方面内容。依据此输出结果进行潜力分析、为确定调整前煤气流发展程度判断。本次输入入炉品位、仪表温度参数计算的结果及判断结论如表1-3。趋势及主要操作参数提供依据。
C1、调整
表1-3变料前煤气流发展程度判断
Figure BDA0002892850240000143
Wt＝T边缘平均温度/T顶温平均温度；Z＝T中心平均温度/T顶温平均温度
根据步骤C1，本次煤气流校核结论为：边缘煤气下限，中心气流下限。
C2、布料规律参数计算及其评价。根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式(刘云彩，高炉布料规律[M]，北京：北京冶金工业出版社，2007，P19-P35)将相关参数输入计算机方法自动输出得到不同料线下高炉内截面9～11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度(表1-4)；结合调整前的高炉应用矩阵、矿批重量、焦批重量输出11个矩阵评价参数(表1-5～表1-6)：包括判断与气流分布、冶炼参数的对应关系。
表1-4变料前计算输出9个档位角对应落点位置
Figure BDA0002892850240000144
表1-5变料前布料矩阵参数1
Figure BDA0002892850240000145
表1-6布料前布料矩阵参数2
Figure BDA0002892850240000146
Figure BDA0002892850240000151
C3、煤气流主要参数衡量/顺行程度及潜力分析。根据对应常规公式(项钟庸，王筱留.高炉设计炼铁工艺学设计理论与实践[M]，北京：北京冶金工业出版社，2007，P164-P166)输出煤气流分布主要参数包括M、VBG、XBG、K(表1-7)。
表1-7变料前输出煤气流分布主要参数
阶段 V<sub>校</sub> P [Si] 入炉 燃比 日产 E V<sub>BG</sub> V<sub>BG</sub>/V<sub>校</sub> X<sub>BG</sub> K
单位 m<sup>3</sup>/min Mpa ％ ％ kg/t t/d kg.m/s m<sup>3</sup>/min m/min
变料前 2716 0.313 0.266 54.32 556 3582 10703 4458 1.64 45.5 6.67
结论为：炉腹煤气发展指数、透气性阻力指数接近上限。转入步骤D。
D、改善顺行、指标调整流程、原则/控制/冶炼。由综合送风冶炼控制及匹配性分析模块实现，流程包括：渣量校核、布料参数调整/评价、综合送风参数控制(在下列条件进行冶炼)、M/VBG/XBG/K等煤气流参数校核(范围)，相关冶炼参数匹配性分析(调整后的衍生变化趋势)。
D1、渣量校核。
本例：变料前渣比校核为：425kg/t铁；变料1渣比校核为：476kg/t铁；变料2渣比校核为：507kg/t铁。
D2、煤气流发展程度、布料参数调整/评价。
煤气流发展程度调整：对比基础炉料，变料1变化特点：品位降低，渣比上升；变化2变料特点：品位继续降低，渣量继续增加，炉料结构及冶金性能得到优化；校核渣比处于420～510kg/t范围上限，在步骤C1正常煤气流范围内调整方向为：随渣比上升，Wt值相应上升，Z/Wt值平稳或略有下降；随渣比上升边缘发展幅度上升较明显。
布料参数调整：在C步骤11个布料参数计算结果基础之上，结合D1步骤，主要调剂手段为：矩阵档位角度已经计算或测定后，在溜槽精度足够条件下保持恒定，具体条件下的变通矩阵主要调剂途径为增加(减少)布料档位的数量和增减某一布料档位下的布料环数来实现。其中，增减某一布料档位下的布料环数为主要途径，11个矩阵评价参数按以下原则：L(最大矿角矿石落点与炉墙的距离)＜400mm，I(最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离)＞170mm；对煤气流影响幅度大小依次为：Mo(每环布矿石重量)→Mc(每环布焦炭重量)→Fb(边缘负荷)→Fz(中心负荷)→A(综合焦矿角差)，其余参数保持不变。参数调剂幅度原则为：每次调剂综合焦矿角差A＜0.3°；本例随入炉矿石品位降低、渣比增加，因炉料性能改善在范围内调整L；参数趋向为：综合焦矿角差增加；考虑变料后钒钛冶炼特色(w(TiO2)＞5.0％)，Fb有较大减轻。调整结果见表1-8～表1-9。
表1-8变料前后布料参数调整变化情况1
Figure BDA0002892850240000152
表1-9变料前后布料参数调整变化情况2
Figure BDA0002892850240000153
简要分析：随着炉料冶金性能改善，矩阵最大矿角落点外移动，随矿批、钒钛矿比例额增加而减轻边缘负荷，中心负荷略有增加；随着渣量增加，整体综合焦矿角度差在范围内增加(＜0.3°/次)。转入下一步骤。
D3、综合送风参数控制。在下列条件进行冶炼：
调整前：炉料结构如步骤A，热风压力为0.313MPa，顶压0.154Mpa，热风温度为1180℃，入炉校正风量为2716m3/min，氧气量为8000m3/h，透气性指数17036m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2358℃；煤粉喷吹量为143kg/t铁(喷煤率0.2563)；矿批29.978吨，焦批7.018吨，顶温184℃，边缘平均温度110℃，中心平均温度283℃；w([Si])0.266％，w(TiO2)3.39％，w(MnO)1.60％，w(MgO)9.12％，镁铝比0.77，炉渣碱度1.12，铁水温度1473℃；理论计算料速8.76批/h，冶炼周期41.7批。
本例为：入炉品位下降、渣量上升，钒钛矿比例增加，最终为两种炉料，冶金性能变优。操作上方向为随w(TiO2)升高(w(TiO2)＞5.0％)，装料制度边缘减轻，风量、氧量增加，理论燃烧温度增加，冶炼强度增加，铁水w([si])降低，铁水温度范围下限，w(MgO)、w(MnO)、镁铝比增加，炉渣碱度范围内降低，调整后相关冶炼参数控制如表1-10～表1-11。
表1-10变料前后冶炼参数1
Figure BDA0002892850240000161
表1-11变料前后冶炼参数2
Figure BDA0002892850240000162
D4、M/VBG/XBG/K等煤气流参数校核(范围)
按照步骤C1、C3、D2进行匹配性分析。判定原则同步骤C1、C3、D2。计算结果、分析如表1-12。
表1-12变料前后煤气流参数输出情况
阶段 V<sub>校</sub> P [Si] 入炉TFe 燃比 日产 E V<sub>BG</sub> V<sub>BG</sub>/V<sub>校</sub> X<sub>BG</sub> K
单位 m<sup>3</sup>/min Mpa ％ ％ kg/t t/d kg.m/s m<sup>3</sup>/min m/min
变料前 2716 0.313 0.266 54.32 556 3582 10703 4458 1.64 45.5 6.67
变料1 2688 0.313 0.255 53.35 570 3623 11123 4497 1.67 45.9 6.47
变料2 2929 0.325 0.129 52.60 569 3975 13562 4792 1.64 48.9 6.16
本例煤气流参数变化情况同预计趋势。表现为：随着冶炼强度增加，炉腹煤气量、炉腹煤气发展指数范围内增加；前述步骤布料参数调整结果反应为受风改善，透气性阻力系数略有下降。
E、按照调整后冶炼参数入炉、控制。按常规出渣、出铁，由指标校核模块实施，根据实际冶炼出炉产量、渣铁成分、燃料比返回修正计算参数，按照前述流程步骤，冶炼周期结束后进行煤气流发展、布料规律参数、煤气流主要衡量参数校核计算，验证与理论值的契合程度(表1-13～表1-14)。
表1-13变料前后得到的煤气流分布
Figure BDA0002892850240000163
表1-14变料前后得到的主要指标理论值与实际值校核
Figure BDA0002892850240000164
F、实际冶炼结果返回修正。本例技术指标达到预计范围内，高炉利用系数提升，燃料比同比品位下明显降低，误差无需调整，除主要指标外的硅偏差、置换比衡量指标得到改善，冶炼继续。
应用实例2
以下各步骤计算公式和过程同应用实例1。
A、2000m3并罐式炉顶高炉由于矿石品位略有改善，炉料组成调整前为烧结矿(含小粒烧)、普通球、低硅块矿，调整后炉料组成为烧结矿(含小粒烧)、普通球、低硅块矿。入炉品位上升0.26％。
炉料改变前：其中烧结矿化学成分为：TFe 52.83％、SiO25.79％、CaO 13.78％、Al2O31.73％、MgO 2.31％、TiO20.77％、MnO 0.52％、S0.060％；其中自产普通球团矿化学成分为：TFe 60.1％、SiO28.15％、CaO 0.81％、Al2O32.36％、MgO 0.55、TiO22.01％；外购低硅块矿化学成分为：TFe60.0％、SiO25.32％、CaO 0.26％、Al2O31.55％、MgO 0.16％、TiO20.17％。
炉料改变后：其中烧结矿化学成分为：TFe52.88％、SiO25.54％、CaO 13.43％、Al2O31，71、MgO1.89％、TiO20.74％、MnO 0.28％、S 0.055％；其中自产普通球团矿化学成分为：TFe 60.1％、SiO27.86％、CaO 0.96％、Al2O32.33％、MgO 0.37％、TiO22.17％；外购低硅块矿化学成分为TFe 61％、SiO24.86％、CaO 0.16％、Al2O31.53％、MgO 0.16％、TiO20.16％。
焦炭成分为：C85.08％、H2O2.2％、Ash 14.05％、灰分中CaO4.0％；
煤粉成分为：C76.66％、H2O0.8％、Ash 14.88％、灰分中Ca04.2％；
炉料改变前配比：烧结矿70.3％，普通球团矿28.5％，低硅块矿1.2％。综合入炉品位54.98％。
炉料改变后校核配比：烧结矿67.80％，普通球团矿26.8％，低硅块矿5.4％。综合入炉品位55.24％。
B、冶炼参数、指标计算及校核：炉料改变前矿批41.391t，焦批9.348t，炉料改变前后各种物料化学成分如步骤A：炉料改变前风量3550min/m3、风压0.316Mpa、富氧量9167m3/h，实际入炉焦炭(含焦丁)1819t，煤粉745t；根据入炉焦煤量及化学成分对入炉风量进行校核，校正偏差值，确定修正系数。再根据校核后的风量分别对富氧率、理论燃烧温度、鼓风动能进行校核，进一步校核出理论产量(计算结果详见表2.2)。以校正风量后的理论产量与实际产量误差范围内(＜5％)则进入步骤C。以上计算输出结果详见表2.1～表2.2。
表2-1炉料改变前冶炼参数计算校核
Figure BDA0002892850240000171
表2-2炉料改变前校正风量后的理论指标计算流程及校核
Figure BDA0002892850240000172
本次计算、校核，铁量差0.96％＜5.0％，进入流程下一步骤。
C、煤气流诊断方法，包括：调整前煤气流发展程度判断、布料规律参数计算及其评价、M(校正鼓风动能)/XBG(炉腹煤气发展指数)/K(透气性阻力系数)参数衡量/顺行程度及潜力分析等三个方面内容。依据此输出结果进行潜力分析、为确定调整趋势及主要操作参数提供依据。
C1、调整前煤气流发展程度判断。本次输入入炉品位、仪表温度参数计算的结果及判断结论如表2-3。
表2-3变料前煤气流发展程度判断
Figure BDA0002892850240000173
根据步骤C1，本次煤气流校核结论为：边缘、中心气流合理，中心气流偏下限。
C2、布料规律参数计算及其评价。根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式(刘云彩，高炉布料规律[M]，北京：北京冶金工业出版社，2007，P19-P35)将相关参数输入计算机方法自动输出得到不同料线下高炉内截面9～11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度(表2-4)；结合调整前的高炉应用矩阵、矿批重量、焦批重量输出11个矩阵评价参数(表2-5～表2-6)：包括判断与气流分布、冶炼参数的对应关系。
表2-4变料前计算输出9个档位角对应落点位置
Figure BDA0002892850240000174
表2-5变料前布料矩阵参数1
Figure BDA0002892850240000175
表2-6布料前布料矩阵参数2
Figure BDA0002892850240000181
C3、煤气流主要参数衡量/顺行程度及潜力分析。根据对应常规公式(项钟庸，王筱留.高炉设计——炼铁工艺学设计理论与实践[M]，北京：北京冶金工业出版社，2007，P164-P166)输出煤气流分布主要参数包括M、VBG、XBG、K(表2-7)。总的判断原则为：渣比420～510kg/t条件下，M、VBG、XBG、K等各个参数低于范围下限，则说明冶炼强度过低；超出范围上限，则说明炉况已趋于不稳定状态。调整依据、原则和方向为：在各个煤气流参数不超过上限时，设备能力未用尽，原燃料条件、操作炉型无恶化，低于上限均说明冶炼参数有潜力；煤气流参数不超过上限时，入炉品位、炉料结构、高温常温冶金性能等主要原燃料条件改善，则各参数应趋向上限挖潜力。需重点说明的是，煤气流参数应结合矿种冶炼特色在范围内设定参数。反之，风机、热风炉、上料方法等设备能力及煤气流参数已达到上限，则应结合布料参数微调维持各个参数进行冶炼；外围条件恶化则趋向下限调整。(煤气流参数界定范围C3步骤)
表2-7变料前输出煤气流分布主要参数
阶段 V<sub>校</sub> P [Si] 入炉 燃比 日产 E V<sub>BG</sub> V<sub>BG</sub>/V<sub>校</sub> X<sub>BG</sub> K
单位 m<sup>3</sup>/min Mpa ％ ％ kg/t t/d kg.m/s m<sup>3</sup>/min m/min
变料前 3712 0.316 0.296 54.98 553 4637 14804 6010 1.62 61.3 4.18
结论为：炉腹煤气发展指数、透气性阻力指数潜力较大。转入步骤D。
D、改善顺行、指标调整流程、原则/控制/冶炼。流程包括：渣量校核、布料参数调整/评价、综合送风参数控制(在下列条件进行冶炼)、M/VBG/XBG/K等煤气流参数校核(范围)，相关冶炼参数匹配性分析(调整后的衍生变化趋势)。
D1、渣量校核。以入炉品位为主要，结合炉料结构、冶金性能改变情况进行指标改善调整。按照不同渣比范围界定对应煤气流发展程度主要指标wt、Z、Z/Wt，转入步骤D2。本例：变料前渣比校核为：468kg/t铁；变料后渣比校核为：441kg/t铁。
D2、煤气流发展程度、布料参数调整/评价。
煤气流发展程度调整：对比基础炉料，变料变化特点：品位上升0.26％，渣量下降27kg/t铁，炉料结构、冶金性能稳定。校核渣比范围下限，在步骤C1正常煤气流范围内调整：随渣比下降，Z值相应上升，Z/Wt值上升。对2000m3级高炉，随渣比下降中心发展幅度上升较明显。
布料参数调整：在C步骤11个布料参数计算结果基础之上，结合D1步骤，按照前述规定、步骤，对布料参数调整结果见表2-8～表2-9。
表2-8变料前后布料参数调整变化情况1
Figure BDA0002892850240000182
表2-9变料前后布料参数调整变化情况2
Figure BDA0002892850240000183
本例：炉料结构、冶金性能稳定，品位增加0.26％，挖掘潜力扩矿批、提负荷，布料参数边缘、中心负荷在调整范围内增加；随着渣量降低，整体综合焦矿角度范围内更趋向负数(缩小0.18°＜0.3°)。
D3、综合送风参数控制。在下列条件进行冶炼：
调整前：炉料结构如步骤A，热风压力为0.316MPa，顶压0.150Mpa，热风温度为1127℃，入炉校正风量为3712m3/min，氧气量为9167m3/h，透气性指数22325m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2306℃；煤粉喷吹量为134kg/t铁(喷煤率0.2907)；矿批41.391吨，焦批9.348吨，顶温182℃，边缘平均温度120℃，中心平均温度343℃；w([Si])0.296％，w(TiO2)3.80％，w(MnO)0.47％，w(MgO)8.40％，镁铝比0.78，炉渣碱度1.15，铁水温度1453℃；理论计算料速8.37批/h，冶炼周期52.1批。
本例为：入炉品位有上升、渣量下降，炉料结构、冶金性能稳定，经步骤C分析为潜力较大。操作上方向为装料制度边缘、中心负荷增加，风量、氧量增加，冶炼强度增加，铁水w([si])、造渣制度稳定，铁水温度，w(MgO)、w(MnO)、镁铝比略下调，炉渣碱度稳定，调整后相关冶炼参数控制如表2-10～表2-11。
表2-10变料前后冶炼参数1
Figure BDA0002892850240000184
Figure BDA0002892850240000191
表2-11变料前后冶炼参数2
项目 煤比 喷煤率 [Si] pt TiO<sub>2</sub> MnO MgO MgO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO/SiO<sub>2</sub> 料速 周期
单位 kg/t ％ ％ ℃ ％ ％ ％ ％ 倍 批/h 批
变料前 134 29.07 0.296 1453 3.80 0.47 8.40 0.78 1.15 8.37 52.1
变料后 143 29.52 0.311 1459 3.14 0.43 7.52 0.68 1.16 8.87 51.1
D4、M/VBG/XBG/K等煤气流参数校核(范围)
按照步骤C1、C3、D2进行匹配性分析。判定原则同步骤C1、C3、D2。计算结果、分析如表2-12。
表2-12变料前后煤气流参数输出情况
阶段 V<sub>校</sub> P [Si] 入炉TFe 燃比 日产 E V<sub>BG</sub> V<sub>BG</sub>/V<sub>校</sub> X<sub>BG</sub> K
单位 m<sup>3</sup>/min Mpa ％ ％ kg/t t/d kg.m/s m<sup>3</sup>/min m/min
变料前 3712 0.316 0.296 54.98 553 4637 14804 6010 1.62 61.3 4.18
变料后 3953 0.311 0.311 55.19 547 5008 18464 6480 1.64 66.1 3.52
本例煤气流参数变化情况同预计趋势。表现为：随着冶炼强度增加，炉腹煤气量、炉腹煤气发展指数范围内增加；前述步骤布料参数调整结果反应为受风改善，透气性阻力系数略有下降。
E、按照调整后冶炼参数入炉、控制：按照调整后的冶炼参数进行渣铁成分平衡测算、指标预测(根据理论计算量)，按常规出渣、出铁，根据实际冶炼出炉产量、渣铁成分、燃料比返回修正计算参数，按照前述流程步骤，冶炼周期结束后进行煤气流发展、布料规律参数、煤气流主要衡量参数校核计算，验证与理论值的契合程度(表2-13～表2-14)。
表2-13变料前后得到的煤气流分布
Figure BDA0002892850240000192
表2-14变料前后得到的主要指标理论值与实际值校核
Figure BDA0002892850240000193
F、实际冶炼结果返回修正。本例技术指标达到预计范围内，误差无需调整，高炉利用系数、燃料比等指标改善明显，铁水各个主要元素还原率稳定，除主要指标外的硅偏差、置换比衡量指标得到改善，冶炼继续。
应用实例3
以下各步骤计算公式和过程同应用实例1。
A、2500m3串罐式炉顶高炉对炉料结构微调，炉料组成调整前为烧结矿(含小粒烧)、普通球、低硅块矿，调整后炉料组成为烧结矿(含小粒烧)、普通球、低硅块矿。入炉品位下降0.04％。
炉料改变前：其中烧结矿化学成分为：TFe53.99％、SiO25.34％、CaO 12.84％、Al2O31.68％、MgO2.73％、TiO20.35％、MnO 0.32％、S0.04％；其中自产普通球团矿化学成分为：TFe 60.0％、SiO27.99％、CaO 0.83％、Al2O32.27％、MgO 0.55、TiO22.11％；外购低硅块矿化学成分为：TFe61.0％、SiO25.29％、CaO 0.27％、Al2O31.67％、MgO 0.16％、TiO20.16％。
炉料改变后：其中烧结矿化学成分为：TFe53.82％、SiO25.40％、CaO 13.66％、Al2O31.53、MgO1.91％、TiO20.33％、MnO 0.30％、S 0.04％；其中自产普通球团矿化学成分为：TFe 60.2％、SiO28.26％、CaO0.90％、Al2O32.27％、MgO 0.33％、TiO22.15％；外购低硅块矿化学成分为TFe61.0％、SiO24.56％、CaO 0.17％、Al2O31.58％、MgO 0.15％、TiO20.16％。
焦炭成分为：C85.07％、H2O3.6％、Ash 13.85％、灰分中CaO4.0％；
煤粉成分为：C77.26％、H2O0.8％、Ash 14.63％、灰分中CaO4.0％；
炉料改变前配比：烧结矿70.0％，普通球团矿20.0％，低硅块矿10.0％。综合入炉品位55.90％。
炉料改变后校核配比：烧结矿69.0％，普通球团矿23.0％，低硅块矿8.0％。综合入炉品位55.86％。
B、冶炼参数、指标计算及校核：炉料改变前矿批55.884t，焦批54.377t，炉料改变前后各种物料化学成分如步骤A：炉料改变前风量4597min/m3、风压0.393Mpa、富氧量13408m3/h，实际入炉焦炭(含焦丁)2637t，煤粉1037t；根据入炉焦煤量及化学成分对入炉风量进行校核，校正偏差值，确定修正系数。再根据校核后的风量分别对富氧率、理论燃烧温度、鼓风动能进行校核，进一步校核出理论产量(计算结果详见表3.2)。以校正风量后的理论产量与实际产量误差范围内(＜5％)则进入步骤C。以上计算输出结果详见表3.1～表3.2。
表3-1炉料改变前冶炼参数计算校核
Figure BDA0002892850240000201
表3-2炉料改变前校正风量后的理论指标计算流程及校核
Figure BDA0002892850240000202
本次计算、校核，铁量差0.73％＜5.0％，进入流程下一步骤。
C、煤气流诊断方法，包括：调整前煤气流发展程度判断、布料规律参数计算及其评价、M(校正鼓风动能)/XBG(炉腹煤气发展指数)/K(透气性阻力系数)参数衡量/顺行程度及潜力分析等三个方面内容。依据此输出结果进行潜力分析、为确定调整趋势及主要操作参数提供依据。
C1、调整前煤气流发展程度判断。本次输入入炉品位、仪表温度参数计算的结果及判断结论如表3-3。
表3-3变料前煤气流发展程度判断
Figure BDA0002892850240000203
根据步骤C1，本次煤气流校核结论为：边缘、中心气流合理，中心气流可进一步发展。
C2、布料规律参数计算及其评价。根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式(刘云彩，高炉布料规律[M]，北京：北京冶金工业出版社，2007，P19-P35)将相关参数输入计算机方法自动输出得到不同料线下高炉内截面9～11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度(表3-4)；结合调整前的高炉应用矩阵、矿批重量、焦批重量输出11个矩阵评价参数(表3-5～表3-6)：包括判断与气流分布、冶炼参数的对应关系。
表3-4变料前计算输出9个档位角对应落点位置
Figure BDA0002892850240000204
表3-5变料前布料矩阵参数1
Figure BDA0002892850240000205
表3-6布料前布料矩阵参数2
Figure BDA0002892850240000206
C3、煤气流主要参数衡量/顺行程度及潜力分析。根据对应常规公式(项钟庸，王筱留.高炉设计炼铁工艺学设计理论与实践[M]，北京：北京冶金工业出版社，2007，P164-P166)输出煤气流分布主要参数包括M、VBG、XBG、K(表3-7)。总的判断原则为：渣比420～510kg/t条件下，M、VBG、XBG、K等各个参数低于范围下限，则说明冶炼强度过低；超出范围上限，则说明炉况已趋于不稳定状态。调整依据、原则和方向为：在各个煤气流参数不超过上限时，设备能力未用尽，原燃料条件、操作炉型无恶化，低于上限均说明冶炼参数有潜力；煤气流参数不超过上限时，入炉品位、炉料结构、高温常温冶金性能等主要原燃料条件改善，则各参数应趋向上限挖潜力。需重点说明的是，煤气流参数应结合矿种冶炼特色在范围内设定参数。反之，风机、热风炉、上料方法等设备能力及煤气流参数已达到上限，则应结合布料参数微调维持各个参数进行冶炼；外围条件恶化则趋向下限调整。(煤气流参数界定范围C3步骤)
表3-7变料前输出煤气流分布主要参数
阶段 V<sub>校</sub> P [Si] 入炉 燃比 日产 E V<sub>BG</sub> V<sub>BG</sub>/V<sub>校</sub> X<sub>BG</sub> K
单位 m<sup>3</sup>/min Mpa ％ ％ kg/t t/d kg.m/s m<sup>3</sup>/min m/min
变料前 5027 0.393 0.364 55.90 530 6932 21595 7028 1.40 71.7 4.38
本例为：炉腹煤气发展指数、透气性阻力指数潜力较大。转入步骤D。
D、改善顺行、指标调整流程、原则/控制/冶炼。流程包括：渣量校核、布料参数调整/评价、综合送风参数控制(在下列条件进行冶炼)、M/VBG/XBG/K等煤气流参数校核(范围)，相关冶炼参数匹配性分析(调整后的衍生变化趋势)。
D1、渣量校核。以入炉品位为主要，结合炉料结构、冶金性能改变情况进行指标改善调整。按照不同渣比范围界定对应煤气流发展程度主要指标Wt、Z、Z/Wt，转入步骤D2。本例：变料前渣比校核为：455kg/t铁；变料后渣比校核为：453kg/t铁。
D2、煤气流发展程度、布料参数调整/评价。
煤气流发展程度调整：对比基础炉料，变料变化特点：品位下降0.04％，渣量下降2kg/t铁，炉料结构、冶金性能稳定。校核渣比稳定，按步骤C1、C3分析，炉料稳定条件下仍然存在潜力，正常煤气流范围内调整：对＞2000m3级高炉，可进一步发展中心，适当抑制边缘，加大冶炼强度。
布料参数调整：在C步骤11个布料参数计算结果基础之上，结合D1步骤，按照前述规定、步骤，对布料参数调整结果见表3-8～表3-9。
表3-8变料前后布料参数调整变化情况1
Figure BDA0002892850240000211
表3-9变料前后布料参数调整变化情况2
Figure BDA0002892850240000212
本例：炉料结构、冶金性能稳定，品位降低0.04％，经步骤C1、C3有潜力，挖掘潜力布料参数边缘、中心负荷在调整范围内适当增加(边缘增加＞中心增加)；整体综合焦矿角度范围内更趋向负数(缩小0.12°＜0.3°)。
D3、综合送风参数控制。在下列条件进行冶炼：
调整前：炉料结构如步骤A，热风压力为0.393MPa，顶压0.203Mpa，热风温度为1196℃，入炉校正风量为5027m3/min，氧气量为13408m3/h，透气性指数22325m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2345℃；煤粉喷吹量为150kg/t铁(喷煤率0.2822)；矿批55.884吨，焦批12.374吨，顶温175℃，边缘平均温度121℃，中心平均温度383℃；w([Si])0.364％，w(TiO2)2.81％，w(MnO)0.35％，w(MgO)7.78％，镁铝比0.63，炉渣碱度1.19，铁水温度1474℃；理论计算料速8.93批/h，冶炼周期48.6批。
本例为：入炉品位、渣量、炉料结构、冶金性能稳定，经步骤C分析为潜力较大。操作上方向为装料制度边缘、中心负荷增加(其中边缘增加幅度＞中心增加幅度)，风量、氧量增加，冶炼强度增加，铁水w([Si])、造渣制度稳定，铁水温度、w(MgO)、w(MnO)、镁铝比稳定，炉渣碱度稳定，调整后相关冶炼参数控制如表3-10～表3-11。
表3-10变料前后冶炼参数1
Figure BDA0002892850240000213
表3-11变料前后冶炼参数2
Figure BDA0002892850240000214
Figure BDA0002892850240000221
D4、M/VBG/XBG/K等煤气流参数校核(范围)
按照步骤C1、C3、D2进行匹配性分析。判定原则同步骤C1、C3、D2。计算结果、分析如表3-12。
表3-12变料前后煤气流参数输出情况
阶段 V<sub>校</sub> P [Si] 入炉TFe 燃比 日产 E V<sub>BG</sub> V<sub>BG</sub>/V<sub>校</sub> X<sub>BG</sub> K
单位 m<sup>3</sup>/min Mpa ％ ％ kg/t t/d kg.m/s m<sup>3</sup>/min m/min
变料前 5027 0.393 0.364 55.90 530 6932 21595 7028 1.40 71.7 4.38
变料后 5069 0.399 0.353 55.86 523 7244 21797 7129 1.41 72.7 4.35
本例煤气流参数变化情况同预计趋势。表现为：随着冶炼强度增加，炉腹煤气量、炉腹煤气发展指数略有增加；前述步骤布料参数调整结果反应为边缘进一步抑制，燃比下降，透气性阻力系数略有上升。
E、按照调整后冶炼参数入炉、控制：按照调整后的冶炼参数进行渣铁成分平衡测算、指标预测(根据理论计算量)，按常规出渣、出铁，根据实际冶炼出炉产量、渣铁成分、燃料比返回修正计算参数，按照前述流程步骤，冶炼周期结束后进行煤气流发展、布料规律参数、煤气流主要衡量参数校核计算，验证与理论值的契合程度(表3-13～表3-14)。
表3-13变料前后得到的煤气流分布
Figure BDA0002892850240000222
表3-14变料前后得到的主要指标理论值与实际值校核
Figure BDA0002892850240000223
F、实际冶炼结果返回修正。本例技术指标达到预计范围内，误差无需调整，高炉利用系数、燃料比等指标改善明显，铁水各个主要元素还原率稳定，除主要指标外的硅偏差、置换比衡量指标得到改善，冶炼继续。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、炉顶技术装备和原燃料条件：
无料钟炉顶高炉，高炉容积：1080m3~2500m3；
原燃料条件：
烧结矿 62～72%；
普通球团矿 0～29%；
钒钛球团矿 0～35%；
低硅块矿 0～10%；
焦炭+焦丁 6500～12500kg；
上述烧结矿、球团矿和块矿的质量百分比之和为100%，焦炭+焦丁质量为每批料单独的投入量；普通球团矿和钒钛球团矿之和不为0%；
B、冶炼参数、指标计算及校核：
对风量进行校正，计算公式如下：
V校=((M焦*1000*C焦*φ焦*（1-H2O焦）+M煤*1000*C煤*φ煤*（1-H2O煤))*0.9333/(0.21+0.29*f H2O+0.79*f O2)/24/60
V校为校正风量，m3/min；M焦为高炉含焦丁量的日用焦炭量，t/d；C焦为焦炭含碳量，%；φ焦为焦炭在高炉风口前的燃烧率，%；H2O焦为焦炭含水率，%；M煤为高炉日用喷吹煤粉量，t/d；C煤为喷吹煤粉含碳量，%；φ煤为喷吹煤粉在高炉风口前的燃烧率，%；H2O煤为喷吹煤粉含水率；f H2O为大气相对湿度，f O2为校正风量前富氧率，%；
以校正风量后的理论产量与实际产量进行对比，若在允许误差范围内，则进入步骤C；
风量校正后，计算小时理论料批、日理论产量和风量校正系数，计算公式如下：
吨煤粉燃烧耗风量V煤耗=1000*C煤/100/24*22.4/(0.21+0.29*f H2O/100+0.79*f O2/100)*φ煤
V煤耗为一吨煤粉燃烧耗风量，m3/h；f H2O为大气湿度，%；f O2为富氧率，%；φ煤为煤粉燃烧率，%；
烧煤后剩余小时风量V剩=60*V校*n风-V煤耗
V剩为烧煤后剩余小时风量，m3/h；n风为风利用率，%；
小时理论料批M理=V剩/V焦/M焦
M理为小时理论料批，批/h；V焦为燃烧1吨焦炭需要消耗风量，m3/t；M焦为干焦批重量，t；
日理论产量P理=M理*M矿/1000*TFe/100*0.985/0.94*24；
P理为日理论产量，t/d；M理为小时理论料批，批/h；M矿为混合矿干批重，*TFe为综合入炉品位；
风量校正系数n=V校/V表；
V校为理论风量，m3/min；V表为热风压表风量，m3/min；
铁量差=理论铁量-实际铁量；
铁量差<5.0%，进入步骤C；
C、煤气流诊断：
C1、调整前煤气流发展程度判断：
采集满料线作业时炉喉截面边缘温度平均值T边缘平均温度、中心温度平均值T顶温平均温度及炉顶温度平均值T顶温平均温度；按照下式进行计算，得到边缘气流发展指数Wt、中心气流发展指数Z；
Wt=T边缘平均温度/T顶温平均温度；
Z=T中心平均温度/T顶温平均温度
在渣比为420~510kg/t条件下：
若Wt在0.60~0.80范围内，且Z在1.60~2.70，则诊断煤气流合理；
若Wt>0.80，且Z<1.60，则判断煤气流边缘发展，中心气流不足；
若Wt<0.60，且Z>2.70，则判断煤气流中心发展，边缘气流不足；
若Z>2.70，且Z/Wt>4.00，则判断煤气流中心气流发展；
若Z<1.60，且Z/Wt<2.00，则判断煤气流中心气流不足；
C2、布料规律及矩阵参数计算：
根据高炉布料统一方程及高炉截面面积等分公式进行计算，得到不同料线下高炉内截面9~11等分圆环的中点值及其对应的溜槽倾动角度，得到布料矩阵；计算布料规律矩阵参数，具体为以下11个矩阵参数：Mc：每环焦重，kg/环；Mo：每环矿重，kg/环；A：综合焦矿角差，°/环；L：最大矿角矿石落点与炉墙的距离，mm；l：最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离，mm；Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比；CH：矿角差，°；K：矿石环带宽度，mm；Fb：边缘负荷；Fz：中心负荷；B2：空焦角位比；
C3、煤气流主要参数衡量、顺行程度及潜力分析：
煤气流分布主要参数包括鼓风动能M、炉腹煤气量V BG 、炉腹煤气发展指数X BG 、透气性阻力系数K；
对于1000m3级高炉：
若M在11000~15000kg.m/s范围内，且V BG 在4400~4800m3/min范围内，且X BG 在45~50m/min范围内，且K在5.0~7.0范围内，则判断煤气流主要参数合理，顺行；
若M>15000kg.m/s，则判断鼓风动能过大；
若M<11000kg.m/s，则判断鼓风动能过小；
若V BG >4800m3/min，且X BG >50m/min，则判断煤气量过大；
若V BG <4400m3/min，且X BG <45m/min，则判断煤气量过小；
若K>7.0，则判断煤气阻力过大，需调整；
若K<5.0，则判断煤气阻力过小，需调整；
若6.5<K≤7.0，则判断煤气阻力上限；
若5.0≤K≤6.0，则判断煤气阻力有潜力；
对于2000m3~2500m3级高炉：
若M在15000~23000kg.m/s范围内，且V BG 在6000~7200m3/min范围内，且X BG 在60~75m/min范围内，且K在3.0~5.0范围内，则判断煤气流主要参数合理，顺行；
若M>23000kg.m/s，则判断鼓风动能过大；
若M<15000kg.m/s，则判断鼓风动能过小；
若V BG >7200m3/min，且X BG >50m/min，则判断煤气量过大；
若V BG <6000m3/min，且X BG <45m/min，则判断煤气量过小；
若K>5.0，则判断煤气阻力过大，需调整；
若K<3.0，则判断煤气阻力过小，需调整；
若4.5≤K≤5.0，则判断煤气阻力上限；
若3.0≤K≤3.5，则判断煤气阻力下限；
D、改善顺行及指标调整：
D1、渣量校核：
渣量校核计算如下：
S渣=(m矿批*S烧结矿配比*CaO烧结矿+m矿批*Q钒钛球配比*CaO钒钛球+m矿批*Q普通球配比*CaO普通球+m矿批*K块矿配比*CaO块矿+(m焦批)*Ashc*CaO焦炭灰分+m煤粉/mh*Ashm*CaO焦炭灰分)*1000/CaO炉渣/(m矿批*1000*TFe入炉*η Fe/w[Fe])*1000；
其中，m矿批，含小粒烧结矿发热矿石批重，t；S烧结矿配比，烧结矿配比，%；CaO烧结矿，烧结矿中CaO含量；Q钒钛球配比，钒钛球配比，%；CaO钒钛球，钒钛球团矿中CaO含量，%；K块矿配比，块矿配比，%；CaO块矿，块矿中CaO含量，%；m焦批，含焦丁的焦炭批重，t；Ashc，焦炭灰分含量，%；CaO焦炭灰分，焦炭灰分中CaO含量，%；m煤粉，小时喷吹煤量，t/h；mh，小时料速，批/h；Ashm，煤粉灰分含量，%；CaO煤粉灰分，煤粉灰分中CaO含量，%；CaO炉渣，炉渣中CaO含量，%；TFe入炉，入炉综合品位，%；η Fe，铁水中铁元素分配系数，%；w[Fe]，铁水中铁元素含量，%；
D2、煤气流发展程度、布料参数调整：
煤气流发展程度调整：校核渣比420~510kg/t条件下，在步骤C1正常煤气流范围内调整，调整至C3判断煤气流主要参数合理，顺行；
布料参数调整：在C2步骤11个布料规律矩阵评价参数计算结果基础之上，结合D1步骤，校核渣比420~510kg/t条件下，进行调整；
D3、综合送风参数调整：
对综合送风参数进行调整；
D4、煤气流参数校核：
对经D1~D3调整后的煤气流参数采用步骤C方法进行诊断校正，若通过步骤C1判断得到煤气流合理，且通过步骤C3判断得到煤气流主要参数合理，顺行，则校核通过，然后转步骤E；否则，校核不通过；
E、按照调整后冶炼参数入炉和控制；
F、利用调整后冶炼参数的预期冶炼结果与实际冶炼结果进行对比，若结果在误差允许范围内，则按照该冶炼参数进行冶炼；若结果不在误差允许范围内，则返回步骤D2，重新调整。
2.根据权利要求1所述的高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，所述烧结矿成分按质量百分比包括51.0～54.3%的TFe、5.3～6.5%的SiO2、11.4～14.2%的CaO、1.53～2.09%的Al2O3、1.8～3.1%的MgO、0.33~1.2%的TiO2、0.32~1.37%的MnO、S<0.06；
所述普通球团矿成分按质量百分比包括59.2～60.1%的TFe、7.3～8.6%的SiO2、0.6～0.9%的CaO、2.35～2.50%的Al2O3、0.32～0.55%的MgO、2.23~2.35%的TiO2；
所述钒钛球团矿成分按质量百分比包括53.4～54.6%的TFe、4.0～5.0%的SiO2、1.0～1.5%的CaO、2.53～2.66%的Al2O3、1.02～1.48%的MgO、9.62~10.17%的TiO2；
所述低硅块矿成分按质量百分比包括60.0～62.0%的TFe、4.6～5.2%的SiO2、0.15～0.28%的CaO、1.64～1.88%的Al2O3、0.14～0.16%的MgO、TiO2<0.3%。
3.根据权利要求1所述的高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，所述焦炭成分按质量百分比包括83.5～84.5%的C、13.5～14.5%的Ash；焦炭反应性27~30%，反应后强度63~66%。
4.根据权利要求1所述的高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，步骤B中，允许误差范围为<5%。
5.根据权利要求1所述的高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，步骤D2中，布料参数调整的具体方法为：
对于Mc：每环焦重，调整范围：1000m3级高炉750~850kg/环；2000m3~2500m3级高炉850~1200kg/环；
对于Mo：每环矿重，调整范围：1000m3级高炉3800~5000kg/环；2000m3~2500m3级高炉4000~5800kg/环；
对于A：综合焦矿角差，调整范围-1.50~0.55°/环；每次调整A减少幅度<0.3°；
对于L：最大矿角矿石落点与炉墙的距离，调整范围<400mm；
对于I：最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离，调整范围>170mm；
对于Bi：最小矿角矿石落点与中心距离和炉喉半径之比，调整范围0.50~0.75；每次调整变化幅度<5.0%；
对于CH：矿角差，调整范围；1000m3级高炉4.0~6.0°；2000m3~2500m3级高炉8.0~9.5°；
对于Ko：矿石环带宽度，调整范围：1000m3级高炉0.40~0.65m；2000m3~2500m3级高炉1.0~1.5m；
对于Fb：边缘负荷，调整范围：1000m3级高炉2.20~3.50；2000m3~2500m3级高炉2.10~2.80；每次调整变化幅度<5.0%；
对于Fz：中心负荷，调整范围：1000m3级高炉4.20~4.90；2000m3~2500m3级高炉1.80~2.80；
对于B2：空焦角位比，调整范围：0~0.25。
6.根据权利要求5所述的高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，入炉品位上升、渣量下降时，增加趋向边缘的档位矿石布料环数1~3环；减少趋向中心的档位矿石布料环数1~3环。
7.根据权利要求5所述的高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，当w(TiO2)>10.0%时，Mo<4500kg/环。
8.根据权利要求1所述的高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，步骤D3中，对综合送风参数进行调整的具体方法为：
在下列条件进行冶炼：热风压力为0.290～0.399MPa，顶压0.15~0.21Mpa，热风温度为1125~1230℃，入炉校正风量为2600～5100m3/min，氧气含量为8000～16500m3/h，透气性指数17000~27000m3/(min.Mpa)，理论燃烧温度2300~2470℃；煤粉喷吹量为130～160kg/t铁；矿批30.0~56.0吨，焦批6.5~12.5吨，顶温160~180℃，边缘平均温度110~125℃，中心平均温度280~400℃；w([Si])0.100~0.365%，w(TiO2)2.80~16.0%，w(MnO)0.30~1.30%，w(MgO)7.70~10.70%，镁铝比0.60~0.90，炉渣碱度1.10~1.19，铁水温度1450～1480℃；料速8.3~9.3批/h，冶炼周期40~50批；
调整方法：入炉品位上升、渣量下降，热风压力、顶压、风量、氧气含量、透气性指数、理论燃烧温度、喷吹煤粉、中心平均温度、矿批、炉渣碱度依照上限方向调整，每次调整幅度<10.0%，相邻两次调整时间间隔一冶炼周期；边缘平均温度、w([Si])、镁铝比依照下限方向调整；每次调整幅度<10.0%，相邻两次调整时间间隔一冶炼周期；热风温度均使用高炉所能达到最高温度；
反之则反之。
9.根据权利要求8所述的高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，对综合送风参数进行调整时，当渣中w(TiO2)>10%时，在入炉品位下降<1.00%/次时，除炉渣碱度依照下限方向调整外，其他冶炼参数按照入炉品位上升的情况做调整。
10.根据权利要求1所述的高炉煤气流诊断及改善冶炼技术指标的方法，其特征在于，步骤F中，误差允许范围为＜5%。
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