CN113470768A - 一种高炉开炉料联合计算中测算填充料线的方法 - Google Patents

Abstract

一种高炉开炉料联合计算中测算填充料线的方法，属于冶金领域，它包括：高炉开炉装料过程中填充物料体积、压缩率与填充料线之间的关系，推导出高炉开炉料计算中判断填充料线的判断方法和计算公式，各段压缩率计算公式如下：

；ε_i：第i段压缩率，i的取值范围1～n，单位%；n：从高炉零料线至风口中心线划分的单元空间数，n取值范围6～15。本发明可在进行开炉料联合计算过程中准确判断填充料线，确保实际开炉料无差错装入高炉，保证开炉装料的整体矿焦比与总焦比与计划一致。

Description

一种高炉开炉料联合计算中测算填充料线的方法

技术领域

本发明涉及一种钢铁冶金高炉开炉料联合计算过程中测算填充料线的方法。

背景技术

高炉开炉料联合计算过程中准确测算填充料线是一个重要的环节，开炉装料理论计算结果要无差错地装入高炉内，就必须保证计算中填充料线的准确，如果理论计算填充料线不够准确，则会出现实际装料会出现与计划装料不符的情况，为了满足料线的要求，不是多装就是少装几批料，造成的结果就会影响到开炉装料的整体矿焦比与总焦比，也对开炉进程造成一定程度影响。因此在计算开炉料过程中需要精确计算出填充料体积，以便有效地确保装料阶段的精度。

现有技术中判断开炉料填充料线的方法是预先将高炉自上而下划分为几段，并设定好每段的压缩率，在由每段装入物料量体积和压缩率得到每批料的填充体积，最后由高炉剩余填充体积计算出料线。这种方法的弊端是没有到考虑炉料压缩率在炉内高度层面上是线性变化的，并不是一个固定值，而由传统方法计算出料填充后的料线往往与实际装入情况变差较大，在实际装开炉料过程中，一旦发现偏差，为了不影响开炉装料总体矿焦比和总焦比，就需要进行复杂的调整量计算，影响炉料装入和开炉准备进程。因此，如何能够更加准确、方便而稳定地判断高炉开炉料填充料线是本领域技术人员一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的是：在进行开炉料计算过程中准确判断填充料线，确保实际开炉料无差错装入高炉，保证开炉装料的整体矿焦比与总焦比与计划一致。

为了准确测算高炉开炉料联合计算过程中填充料线，保证实际装入炉料与计划装入炉料一致，提高填充料线计算准确度和实际装料的炉料位置，如净焦结束位置、空焦结束位置、负荷1.0结束位置，减少装料过程中为了校正料线进行的复杂计算，从而保证高炉顺利开炉，本发明提供一种高炉开炉料联合计算过程中测算填充料线的方法。

本发明的构思是首先确定料线与压缩率之间的关系。其次确定装料至不同料线位置时可容纳的炉料体积，并由此推导出已经填充体积和料线回归方程。最后由联合计算中每段料的装入体积测算出该段炉料开始装入和装入结束的准确位置。

一种高炉开炉料联合计算过程中测算填充料线的方法，其特征是包括如下步骤：

1、从高炉零料线至风口中心线的高度上沿着竖直方向划分为n段及对应料线，并计算每段的体积，n取值6～15；

2、将料线零位的第1段压缩率ε₁设定为5％，风口中心线处的第n段压缩率ε_n设定为15％，从第二段开始压缩率等差增加，各段压缩率计算公式如下：

ε_i：第i段压缩率，i的取值1～n，单位％；

3、计算各单元空间体积和可容纳炉料体积，计算公式如下：

V_{i可容纳物料体积}：第i段单元空间可容纳物料体积，i的取值范围1～n，单位m³；

V_i：第i段单元空间体积，单位m³；

4、计算高炉零料线至风口中心线可容纳炉料总体积，由高炉零料线至风口中心线体积与可容纳炉料总体积的比值，求出全炉压缩率；

ε_全炉：高炉零料线至风口中心线的平均压缩率，

V_{高炉工作容积}：高炉零料线至风口中心线总体积，单位m³；

V_{高炉工作容积可容纳物料体积}：高炉零料线至风口中心线可容纳炉料总体积，单位m³；

5、确定ε_全炉值的计算结果是否在11±0.5％之间，如ε_全炉＜10.5％，则在步骤1-2中计算出的2-14段ε值基础上增加该值，增加幅度为“5％÷(n-1)”，计算中如某该段ε值等于15％时，该段ε值不在增加，并按照步骤1-4步的方法重新计算ε_全炉，如果依然ε_全炉＜10.5％，则在最新一次各段ε值计算的基础上再次增加“5％÷(n-1)”，再次计算ε_全炉，如此类推，一直到ε全炉值的计算结果在11±0.5％之间。如ε_全炉＞10.5％，则在步骤1-2中计算出的2-14段ε值基础上减少该值，减少幅度为“5％÷(n-1)”，计算中如某该段ε值等于5％时，该段ε值不在减少，并按照步骤1-4步的方法重新计算ε_全炉，如果依然ε_全炉＞10.5％，则在最新一次各段ε值计算的基础上再次减少“5％÷(n-1)”，再次计算ε_全炉，如此类推，一直到ε全炉值的计算结果在11±0.5％之间。

6、由最终由料线对应高炉体积和1-5中确定的各段ε值可以求出该料线下可装入炉料体积。

i：为料线所处段数。

V_i:为各段体积，单位m³。

7、由不同料线和料线对应可填充物料体积可回归出料线方程(可容纳体积在开炉料联合计算中就是已装入炉料体积)，如下所示：

料线：y＝ax³+bx²+cx+d (5)

y：料线；x:可填充物料体积，a、b、c、d为常数，依据高炉不同常数不同。

8、联合计算中计算各段炉料装入前炉料体积和装入后的炉料体积，利用1-7步骤中回归的料线方程即可计算出炉料填充料线。

本发明在开炉炉料联合计算中可准确计算填充后料线，确保实际开炉料无差错装入高炉，保证开炉实际装料的整体矿焦比和总焦比与开炉料联合计算值一致，是高炉顺利开炉的有效保证。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2是料线与填充物料体积回归方程图。图2中，y：料线；x:可填充物料体积。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于以下实施例。

以某高炉开炉料联合计算过程为例，该高炉从高度上划分为15段，每段体积和每段压缩率如下表所示：

表1高炉压缩率计算

1、第1次计算

(1)各段压缩率计算

如表1所示，高炉沿高度划分15段，各段料线如表1所示，第1段压缩率ε₁为5％，第15段压缩率ε₁₅为15％，利用计算公式(1)计算各段压缩率：

第2段压缩率：

第3段压缩率：

以此类推

第14压缩率：

各段压缩率第1次计算结果见表1。

(2)各段单元可容纳物料体积计算

由计算公式(2)计算各段单元体积可容纳物料体积

第1段可容纳物料体积：

第2段可容纳物料体积：

以此类推

第15段可容纳物料体积：

(3)全炉压缩率计算

由公式(3)计算全炉压缩率：

因ε_全炉值＞11.5％，需要进行第2次计算。

2、第2次计算

(1)各段压缩率计算

在第1次计算2-14段ε值结果的基础上减少该值，减少幅度为“5％÷(n-1)”，计算中如某该段ε值等于5％时，该段ε值不在减少，计算过程如下：

第2段压缩率：ε₂＝ε_1(第1次)-5％÷(15-1)＝5.7-5÷14＝5.4％

第3段压缩率：ε₂＝ε_2(第1次)-5％÷(15-1)＝6.4-5÷14＝6.1％

以此类推

第14段压缩率：ε₁₄＝ε_14(第1次)-5％÷(15-1)＝14.3-5÷14＝13.9％

各段压缩率第2次计算结果见表1。

(2)各段单元可容纳物料体积计算

由计算公式(2)计算各段单元体积可容纳物料体积

第1段可容纳物料体积：

第2段可容纳物料体积：

以此类推

第15段可容纳物料体积：

(3)全炉压缩率计算

由公式(3)计算全炉压缩率：

因ε_全炉值在11±0.5％范围内，符合要求，则选择第2计算结果为各段压缩率最终值。

3、计算料线与对应可容纳体积的回归方程

(1)计算各段料线在可容纳物料体积

第2次压缩率计算结果为最终结果，在第2次计算过程中，已经计算出各段可容纳物料体积，见表1，利用公式(4)可计算得到不同料线下可填充物料体积：

料线0处：

料线1.5处：

以此类推

料线23.5处：

由此得料线与可填充物料体积关系，见表2。

表2料线与可填充物料体积关系表

料线	0.0	1.5	3.1	4.7	6.3	8.0	9.5	11.1
									可填充物料体积	4989	4831	4672	4481	4288	4061	3832	3579
料线	12.6	14.1	15.6	17.1	18.6	20.5	23.5
									可填充物料体积	3325	3046	2765	2447	2127	1667	969

(2)计算料线对应可填充物料体积回归方程

由表2数据可得到回归3次方程

y＝-2E-10x³+8E-07x²-0.005x + 28.34 (5)

y:料线，单位m

x:可填充物料体积，单位m³。

4、联合计算中测算各段炉料填充后料线

根据联合计算中各段料批数和炉料体积，利用上一步计算结果公式(5)可测算出各段物料填充后料线，在该高炉实际装料过程中测得的料线如表3所示，从表中可以看出，在使用该方法测算的填充后料线与实际装料基本一致，测算准确，保证了开炉料无差错装入高炉，实际装料的整体矿焦比和总焦比与开炉料联合计算值一致。

表3炉料联合计算测算料线与实际装入料线对比

	各段批数	测算填充物料体积	测算填充后料线	实际装入后料线
					1	2	4750	1.20	1.01
2	2	4600	2.80	2.64
					3	3	4400	4.79	4.90
4	3	4160	6.99	7.13
					5	3	3912	9.05	8.90
6	3	3664	10.92	10.92
					7	3	3416	12.62	12.72
8	3	3191	14.04	13.83
					9	3	2965	15.33	15.59
10	3	2740	16.53	16.29
					11	3	2503	17.70	17.63
12	3	2266	18.79	18.88
					13	6	2097	19.53	19.70
14	16	1691	21.21	21.17
					15	20	902	24.33	24.41

。

Claims (1)

1.一种高炉开炉料联合计算过程中测算填充料线的方法，其特征是包括如下步骤：

(1)从高炉零料线至风口中心线的高度上沿着竖直方向划分为n段单元空间数及对应料线，并计算每段的体积，n取值6～15；

(2)将料线零位的第1段压缩率ε₁设定为5％，风口中心线处的第n段压缩率ε_n设定为15％，各段压缩率计算公式如下：

ε_i：第i段压缩率，i的取值1～n，单位％；

(3)计算各单元空间体积和可容纳炉料体积，计算公式如下：

V_{i可容纳物料体积}：第i段单元空间可容纳物料体积，i的取值范围1～n，单位m³；

V_i：第i段单元空间体积，单位m³；

(4)计算高炉零料线至风口中心线可容纳炉料总体积，由高炉零料线至风口中心线体积与可容纳炉料总体积的比值，求出全炉压缩率；

ε_全炉：高炉零料线至风口中心线的平均压缩率；

V_{高炉工作容积}：高炉零料线至风口中心线总体积，单位m³；

V_{高炉工作容积可容纳物料体积}：高炉零料线至风口中心线可容纳炉料总体积，单位m³；

(5)确定ε_全炉值的计算结果是否在11±0.5％之间，如ε_全炉＜10.5％，则在步骤(1)-(2)中计算出的第2-14段的压缩率ε值基础上增加“5％÷(n-1)”，计算中如某该段压缩率ε值等于15％时，该段压缩率ε值不增加，并按照步骤(1)-(4)重新计算ε_全炉；如果依然ε_全炉＜10.5％，则在最新一次各段压缩率ε值计算的基础上再次增加“5％÷(n-1)”，再次计算ε_全炉，如此类推，一直到ε全炉值的计算结果在11±0.5％之间；

如ε_全炉＞10.5％，则在步骤(1)-(2)中计算出的第2-14段压缩率ε值基础上减少“5％÷(n-1)”，计算中如某该段压缩率ε值等于5％时，该段压缩率ε值不在减少，并按照步骤(1)-(4)重新计算ε_全炉，如果依然ε_全炉＞10.5％，则在最新一次各段压缩率ε值计算的基础上再次减少“5％÷(n-1)”，再次计算ε_全炉，如此类推，一直到ε全炉值的计算结果在11±0.5％之间；

(6)由最终由料线对应高炉体积和步骤(1)-(5)中确定的各段压缩率ε值可以求出该料线下可装入炉料体积；

i：为料线所处段数；

V_i:为各段体积，单位m³；

(7)由不同料线和料线对应可填充物料体积可回归出料线方程：

料线：y＝ax³+bx²+cx+d

y：料线；x:可填充物料体积，a、b、c、d为常数，依据高炉不同常数不同。

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