CN113265498A - 一种高炉炉型管控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉炉型管控方法，在一个采集周期内采集高炉炉况信息；根据采集到的高炉炉况信息构建高炉炉型管理量化标准；实时采集高炉炉缸的水温差；根据水温差计算高炉炉缸的热流强度；将热流强度与高炉炉型管理亮化标准进行对比，根据对比结果进行维护操作；本发明首先根据采集高炉炉况信息构建高炉炉型管理量化标准，在通过该高炉炉型管理量化标准与高炉炉缸的实时水温差进行对比，最后根据对比结果采取对应的维护操作，可以结合炉况运行的顺行状态，保证高炉的长期稳定顺行，提高焦炭负荷，降低燃料比，减少废气排放改善环境。
Description
技术领域
本发明属于高炉管控技术领域，尤其涉及一种高炉炉型管控方法。
背景技术
高炉操作炉型指的是在高炉正常操作时,高炉内侧炉墙工作面的工作状况。正常的操作炉型应该是既能维持生产高效、稳定、低耗、优质，又能使高炉长寿的内型，即内壁表面光洁、下料顺畅，渣皮稳定，本体温度变化小，在一定范围波动。但在实际高炉生产中，因造渣制度、装料制度、送风制度、热制度及外界原料等因素变化的影响，高炉操作炉型会发生粘结或渣皮脱落等变化，影响高炉顺行和正常生产，严重的渣皮脱落，还会导致冷却壁大面积的损坏。
目前，在高炉操作只能通过间接的方法获取炉内信息，虽然在炉型管理上建立一套监控体系，但也只是通过炉身温度的变化、煤气流分布及炉料分布的信息，用渣皮形成及脱落、炉墙温度变化来判断炉型的变化。但是，由于判断滞后，不能及时发现炉型变化并采取措施，会对炉况造成较大的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种高炉炉型管控方法，根据炉体温度及时调节维护操作。
本发明采用以下技术方案：一种高炉炉型管控方法，包括以下步骤：
在一个采集周期内采集高炉炉况信息；
根据采集到的高炉炉况信息构建高炉炉型管理量化标准；
实时采集高炉炉缸的水温差；
根据水温差计算高炉炉缸的热流强度；
将热流强度与高炉炉型管理亮化标准进行对比，根据对比结果进行维护操作。
进一步地，采集周期至少为连续24小时；
采集高炉炉况信息包括：
根据高炉炉缸的温度分布将高炉炉缸由下至上进行分段，并在每个分段设立采集点；
采集高炉炉底的水温差。
进一步地，根据采集到的高炉炉况信息构建高炉炉型管理量化标准包括：
高炉炉型管理量化标准包括第一炉缸报警阈值、第二炉缸报警阈值和炉缸警戒阈值，且炉缸警戒阈值＞第二炉缸报警阈值＞第一炉缸报警阈值。
进一步地，实时采集高炉炉缸的水温差包括：
采集高炉炉底的水温差；
在高炉炉缸的每个采集点采集水温差。
进一步地，根据水温差计算高炉炉缸的热流强度具体通过
得出，其中，q为热流强度，M为水量，C为比热容，Δt为水温差。
进一步地，根据对比结果进行维护操作包括：
当高炉炉缸的热流强度大于第一炉缸报警阈值时实行维护操作；
维护操作包括减风、增加冷却水量、提钛维护和降冶强中的至少一种操作。
进一步地，实时采集高炉炉缸的水温差之后还包括：
将水温差大于炉缸水温差阈值时，进行维护操作。
进一步地，还包括采集高炉炉底的水温差，当高炉炉底的水温差小于炉底水温差阈值时，进行维护操作。
进一步地，进行维护操作之前，获取热电偶内环温度，将热电偶内环温度与内环温度阈值进行比较，并根据比较结果进行维护操作。
本发明的有益效果是：本发明首先根据采集高炉炉况信息构建高炉炉型管理量化标准，在通过该高炉炉型管理量化标准与高炉炉缸的实时水温差进行对比，最后根据对比结果采取对应的维护操作，可以结合炉况运行的顺行状态，保证高炉的长期稳定顺行，提高焦炭负荷，降低燃料比，减少废气排放改善环境。
附图说明
图1为本发明实施例一种高炉炉型管控方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明通过炉型管理应用，对炉体热负荷、温差变化、管道、崩悬料情况进行统计和管理，及时分析高炉操作炉型的变化特点和变化规律，掌控关键影响因素，将不稳定、易波动的生产炉型转变为正常状态，
具体为，完善高炉本体各部位监测，通过采集在线水温差、炉壳温度、冷却壁温度、热浪强度、温度频次等数据，建立炉型变化模型，可以判断高炉操作过程本体炉型的运行状态。通过分析阶段性炉型变化特点和变化规律，为高炉操作调整提供方向，有利于促进炉内煤气流的重新分布，从而形成稳产高产、低耗、长寿、高效冶炼制度下的最佳的操作炉型，实现高炉长周期稳定顺行状态。
本发明实施例公开了一种高炉炉型管控方法，包括以下步骤：
S110、在一个采集周期内采集高炉炉况信息；S120、根据采集到的高炉炉况信息构建高炉炉型管理量化标准；S130、实时采集高炉炉缸的水温差；S140、根据水温差计算高炉炉缸的热流强度；S150、将热流强度与高炉炉型管理量化标准进行对比，根据对比结果进行维护操作。
本发明首先根据采集高炉炉况信息构建高炉炉型管理量化标准，在通过该高炉炉型管理量化标准与高炉炉缸的实时水温差进行对比，最后根据对比结果采取对应的维护操作，可以结合炉况运行的顺行状态，保证高炉的长期稳定顺行，提高焦炭负荷，降低燃料比，减少废气排放改善环境
具体的，首先需要对高炉所有的水量、水压、水温差、热电偶温度、炉壳贴片等数据进行了校对和检查，增加部分监测点，并对各炉冷却水泵进行优化改造，提升冷却水量。
接着依靠铁前大数据平台建设，以高炉安全稳定生产为核心，建立各高炉炉型管理模型，不断完善高炉炉型管理量化标准。主要有高炉各层冷却壁壁体温度、热流强度、波动频次、标准偏差等数据进行采集，并根据炉型趋势时时对操作参数进行调整，活跃炉缸，形成适合高炉原燃料的炉型管控制度。同时建立炉型管控台帐，形成周、月炉况分析评价制度，实现高炉炉型管理常态化和顺行目标。更为具体的，采集周期至少为连续的24小时，进而可以形成8小时、16小时、24小时的数据模型；并且在一个采集周期内采集高炉炉况信息包括：根据高炉炉缸的温度分布将高炉炉缸由下至上进行分段，并在每个分段设立采集点；采集高炉炉底的水温差。在本发明实施例中，实时采集高炉炉缸的水温差包括：采集高炉炉底的水温差以及在高炉炉缸的每个采集点采集水温差。再根据水温差计算高炉炉缸的热流强度具体通过
得出，其中，q为热流强度，x为水量，C为比热容，Δt为水温差。
在高炉炉型管理量化标准中，包括第一炉缸报警阈值、第二炉缸报警阈值和炉缸警戒阈值，且炉缸警戒阈值＞第二炉缸报警阈值＞第一炉缸报警阈值。在本发明实施例中，高炉炉型管理量化标准中，还包括水温差报警阈值、预警阈值，热流强度报警阈值、预警阈值，冷却壁温度报警阈值，炉壳温度报警阈值。
在本发明实施例中，根据对比结果进行维护操作包括：
当高炉炉缸的热流强度大于第一炉缸报警阈值时实行维护操作；当高炉本体某点或某区域的热流强度大于报警阈值时实行维护操作；维护操作包括减风、增加冷却水量、提钛护炉和降冶强中的至少一种操作。根据计算得到的热流强度值不同，所选择的操作也不相同。
在本发明的一个实施例中，实时采集高炉炉缸的水温差之后还包括：将水温差大于炉缸水温差阈值时，进行维护操作。还包括采集高炉炉缸、炉底的水温差，当高炉炉缸、炉底的水温差、热流强度大于报警阈值时，必须进行维护操作。
可以进一步增加高炉炉型控制。另外，还包括采集高炉炉底的水温差，当高炉炉底的水温差小于炉底水温差阈值时，进行维护操作。
以下以某1800m3高炉炉型控制为例做进一步说明。
1、如下表1所示，设定了炉体温度控制标准(属于高炉炉型管理量化标准的一部分)。
表1
2、高炉维护标准(高炉炉型管理量化标准的另一部分)。
3、炉缸热负荷控制标准(高炉炉型管理量化标准的另一部分)。
4、维护操作管控标准(维护操作说明)。
在本实施例中，在某高炉完成炉型标准量化模型和炉型管控台帐，形成周、月炉况分析评价制度，实现高炉炉型的有效监督和管控，2020年因炉型变化造成的炉况波动仅出现1次，比2019年减少了4次；高炉利用系数平均2.87t/m3d天，比2019年提高了0.149t/m3d，年增产约36.7万吨。
参考另一未运行本方法的高炉，本实施例的高炉实施炉型量化模型后降低燃料比约3kg，取一半计算，按5-11月产量110万吨，实施炉型量化管理后燃料比降低1.5kg，燃料单价平均1486.13元，产生效益约110*1.5/1000*1486.13＝245.21万元。
而且各炉炉况稳定性提高，焦炭负荷提高，燃料比降低，减少废气排放改善环境。
本发明通过对高炉操作炉型进行动态管理，特别是对高炉下部冷却壁与高炉本体界面温度的测定，可以有效控制炉墙结厚现象。从管理角度上来说髙炉炉墙结厚的原因就是缺乏对高炉操作炉型进行动态管理，当高炉休风时间较长，特别是有部分冷却壁漏水情况下，炉墙会有不同程度黏结，在休风复风后，可适当疏松边缘几个班次，以消除炉墙结厚。
科学的操作炉型管理是防止边缘气流过盛，烧坏冷却壁的重要手段。结合冷却壁界面温度，在稳定、合适边缘气流情况下，炉体温度应是稳定的，可容许在小范围内有所波动，偶尔在某个方向有较大变化，估计是渣皮滑落引起的。而边缘气流发展时，一个或几个方向炉体温度不稳定，有时突升，但很快又下来，并且温度随边缘气流而频繁波动。
炉墙结厚与侵蚀是一对矛盾，此消彼长，通过合理的炉型管理可有效控制炉墙结厚与侵蚀。搞好上下部调剂，加强对高炉操作炉型的动态管理，特别是对冷却壁与高炉本体界面温度的检测与控制，以保持气流稳定，维持合适的边缘气流是统一炉墙结厚与侵蚀矛盾的一个重要措施，是炉型管理的重点方面。
正常的操作炉型应该是既能维持生产高效、稳定、低耗、优质，又能使高炉有长寿的内型。即内壁表面光洁、下料顺畅，渣皮稳定。维持一个合理的高炉操作炉型，尽量减少炉况波动，是实现高炉长寿的关键。
综合分析高炉操作炉型变化特点、调控手段，并结合炉型变化导致高炉炉况失常的实例，能有效促进高炉稳定顺行和指标提升。高炉是一个极其复杂的化学反应器，在同一时间起作用的因素很多，炉型变化的形式多种多样，正常渣皮脱落，不会对炉况顺行造成一定的影响，但当发生炉墙粘结或渣皮大面积脱落等炉型变化时，如不尽快采取措施则会造成炉况失常，并对产量造成一定的影响，通过炉型管理及各点温度变化，及时采取措施消除不适，促进长期顺行和稳定。
Claims (9)
1.一种高炉炉型管控方法，其特征在于，包括以下步骤：
在一个采集周期内采集高炉炉况信息；
根据采集到的高炉炉况信息构建高炉炉型管理量化标准；
实时采集高炉炉缸的水温差；
根据所述水温差计算高炉炉缸的热流强度；
将所述热流强度与所述高炉炉型管理亮化标准进行对比，根据对比结果进行维护操作。
2.如权利要求1所述的一种高炉炉型管控方法，其特征在于，所述采集周期至少为连续24小时；
采集高炉炉况信息包括：
根据高炉炉缸的温度分布将高炉炉缸由下至上进行分段，并在每个所述分段设立采集点；
采集高炉炉底的水温差。
3.如权利要求2所述的一种高炉炉型管控方法，其特征在于，根据采集到的高炉炉况信息构建高炉炉型管理量化标准包括：
所述高炉炉型管理量化标准包括第一炉缸报警阈值、第二炉缸报警阈值和炉缸警戒阈值，且炉缸警戒阈值＞第二炉缸报警阈值＞第一炉缸报警阈值。
4.如权利要求1-3任一所述的一种高炉炉型管控方法，其特征在于，实时采集高炉炉缸的水温差包括：
采集所述高炉炉底的水温差；
在所述高炉炉缸的每个所述采集点采集水温差。
5.如权利要求4所述的一种高炉炉型管控方法，其特征在于，根据所述水温差计算高炉炉缸的热流强度具体通过
得出，其中，q为热流强度，M为水量，C为比热容，Δt为水温差。
6.如权利要求5所述的一种高炉炉型管控方法，其特征在于，根据对比结果进行维护操作包括：
当所述高炉炉缸的热流强度大于所述第一炉缸报警阈值时实行维护操作；
所述维护操作包括减风、增加冷却水量和降冶强中的至少一种操作。
7.如权利要求6所述的一种高炉炉型管控方法，其特征在于，实时采集高炉炉缸的水温差之后还包括：
将所述水温差大于炉缸水温差阈值时，进行维护操作。
8.如权利要求6或7所述的一种高炉炉型管控方法，其特征在于，还包括采集高炉炉底的水温差，当高炉炉底的水温差小于炉底水温差阈值时，进行维护操作。
9.如权利要求8所述的一种高炉炉型管控方法，其特征在于，进行维护操作之前，获取热电偶内环温度，将所述热电偶内环温度与内环温度阈值进行比较，并根据比较结果进行维护操作。
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