CN116103453A - 一种高炉连续出铁的方法、系统、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高炉连续出铁的方法、系统、设备及介质，其包括：根据预设高炉用料计划内的预设数据，计算高炉的本次出铁设定速度；选择预设直径的钻头开铁口，调整铁口的开口时间与对向铁口的堵口时间之间的差值，并以预设速度控制铁流；基于出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数，根据修正系数对下一次的设定速度进行修正，直至出铁结束。其能够通过控制出铁次数和出铁时间，尽可能保持不间断的匀速的铁流，使渣铁液面保持稳定。且连续出铁不仅有利于渣铁的排放，使高炉始终有安全可控的容铁空间，还有利于炉料的下降，提高高炉的生产效率。

Description

一种高炉连续出铁的方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明涉及高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种高炉连续出铁的方法、系统、设备及介质。
背景技术
高炉出铁方式有间隔式出铁和连续出铁。间隔式出铁即高炉某铁口出铁结束，对该铁口进行堵口操作，约10至30min后，对已堵口铁口的对向铁口进行开口操作，出下一次铁。连续出铁则是指降低高炉单位时间的排放量，延长出铁时间，使出铁间隔接近0的出铁方式。另外高炉采用间隔式出铁方式时，一天的计划出铁次数为n＝z*p/T安，其中n为出铁次数，z为出铁不均匀系数，p为日产量，T安为高炉安全容铁量。确定每天的出铁次数后，可计划安排每一次出铁的开口时刻，堵口时刻则由有经验的操作人员根据铁口状况及铁流大小来决定，间隔式出铁的出铁时间受到炉况及炉前操作的影响。
现有技术中具体操作分析如下：
1、高炉操作：①高炉原料：炉料的成分影响着高炉的出铁量、出渣量；原料的冶金性能决定着高炉的软融带大小及位置，影响产铁的效率；燃料质量及粒度影响炉内死焦堆的大小及更新周期，决定炉内产铁的空间。②操作制度：布料制度决定炉料在高炉内的初始分布，送风制度影响着煤气流在高炉内的初始分布以及炉料在炉内的行动轨迹，从而影响料层的透气性及软融带的透液性，影响产铁效率。例如3000m3级别的高炉，风量在6000m3/h左右，高炉出铁效率高，可达到短间隔甚至无间隔出铁，但风量低于4000m3/h时，高炉生产效率低，出铁间隔可达50min以上。
2、炉前操作：①泥套质量：完整的泥套可有效控制煤气泄漏、降低冒泥次数，保证高炉按计划堵口，不造成出铁延误。②炮泥质量：炮泥应有足够强度及抗渣铁冲刷和抗侵蚀能力，有良好的导热性、可塑性和透气性，保证可形成有效密实的铁口通道。③铁口深度：铁口过深，死铁层薄，加剧铁水对炉缸炉底的侵蚀；铁口过浅，渣铁出不净，直接冲刷铁口附近冷却壁。铁口深度不合适，将影响铁口区域的生产安全。④铁口直径：铁口孔径影响渣铁流速。过大孔径会加大渣铁流速，缩短本次出铁时间，拉长出铁间隔，高炉达不到均匀出铁的理想状态，流速过大也可能引起铁流溢出主沟或下渣过铁等生产事故。如此次出铁时间过短，可在下次出铁时，缩小钻头，适当延长出铁时间作为补偿，尽量达到均匀出铁。反之亦然。并且间隔式出铁的出铁时间还受铁水罐调度是否及时等外因影响。
而高炉生产过程中，原料基本上是连续入炉的，铁的还原反应是一直在发生的，因此铁水的产出也可视为连续不断的。当高炉上料速度不变，但出铁出渣速度很慢时或停止出铁期间，炉内渣铁液面自然会逐渐升高，其升高的速度与高炉产能成正比。同时，在高炉停止出铁期间，由于铁水的比重远大于焦炭的密度，约为7.2倍，当铁水液面上升时，浸入其中的焦炭料柱将获得较大的浮力，影响炉料的下行。且随着矿石品位的下降，渣比升高，大量渣液堆积易造成憋炉。日产8000t/d的高炉，如1.5小时不出铁，液面将上升至风口附近，可能造成风口灌渣铁或出现安全事故，因此正常冶炼条件下，是不允许长间隔不出铁的。由此需要一种高炉连续出铁的方法、系统、设备及介质。
发明内容
本申请实施例通过提供一种高炉连续出铁的方法、系统、设备及介质，至少部分解决了现有技术中降低渣铁液面上升的负面影响的技术问题，实现了保持不间断的匀速的铁流，使渣铁液面保持稳定的技术效果。
第一方面，为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了如下技术方案：
一种高炉连续出铁的方法，包括：
根据预设高炉用料计划内的预设数据，计算高炉的本次出铁设定速度；
选择预设直径的钻头开铁口，调整上述铁口的开口时间与对向铁口的堵口时间之间的差值，并以预设速度控制铁流；
基于上述出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数，根据上述修正系数对下一次的设定速度进行修正，直至出铁结束。
可选的，上述计算高炉的本次出铁设定速度的步骤，还包括：
基于上述预设数据，计算高炉一天内的理论产铁量；
根据上述理论产铁量和作业时间计算理论出铁速度；
基于本次开铁口前的料批速度和基准料批速度，计算本次的下料效率；
根据上述理论出铁速度和上述下料效率计算本次出铁设定速度。
可选的，在基于上述出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数之前，上述方法还包括：
根据本次实际产铁量和出铁时间，计算实际出铁速度。
可选的，上述根据上述修正系数对下一次的设定速度进行修正的步骤，还包括：
定义本次出铁为第N次出铁，其中N为奇数；
则本次出铁采用第一次出铁的设定速度。
可选的，上述方法还包括：
当N为偶数时，则本次出铁采用第二次出铁的设定速度。
可选的，上述方法还包括：
当原料结构及原料成分，或基准料批的数值未达到预设要求，则重新计算理论产量、理论出铁速度和下料效率，并调整出铁设定速度。
可选的，上述方法还包括：
当进行检修时，重新计算理论产量、理论出铁速度和下料效率，并调整出铁设定速度。
第二方面，提供一种高炉连续出铁的系统，上述系统包括：
设定速度计算模块，用于根据预设高炉用料计划内的预设数据，计算高炉的本次出铁设定速度；
铁流控制模块，用于选择预设直径的钻头开铁口，调整上述铁口的开口时间与对向铁口的堵口时间之间的差值，并以预设速度控制铁流；
修正模块，用于基于上述出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数，根据上述修正系数对下一次的设定速度进行修正，直至出铁结束。
第三方面，提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在上述存储器上并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现一种高炉连续出铁的方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面上述方法对应的步骤。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过对出铁时间、出渣时间、铁流速度、渣流速度、物理热、铁量差等因素的调整，实现高炉出铁期间的平均流速接近设定速度，出铁时间基本控制在120min-150min以内，前后两次出铁的时间间隔在(-8min，5min)的区间内，从而实现了连续出铁。其目的在于通过控制出铁次数和出铁时间，尽可能保持不间断的匀速的铁流，使渣铁液面保持稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种高炉连续出铁的方法的流程图；
图2为本申请中计算高炉的本次出铁设定速度的流程图；
图3为本申请提供的一种高炉连续出铁系统的结构示意图；
图4为本申请提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本申请实施例通过提供一种高炉连续出铁的方法、系统、设备及介质，改善了现有技术中降低渣铁液面上升的负面影响的技术问题，实现了保持不间断的匀速的铁流，使渣铁液面保持稳定的技术效果。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
通过对出铁时间、出渣时间、铁流速度、渣流速度、物理热、铁量差等因素的调整，实现高炉出铁期间的平均流速接近设定速度，出铁时间基本控制在120min-150min以内，前后两次出铁的时间间隔在(-8min，5min)的区间内，从而实现了连续出铁。其目的在于通过控制出铁次数和出铁时间，尽可能保持不间断的匀速的铁流，使渣铁液面保持稳定。且连续出铁不仅有利于渣铁的排放，使高炉始终有安全可控的容铁空间，还有利于炉料的下降，提高高炉的生产效率。
本申请实施例中，提供了如图1所示的一种高炉连续出铁的方法，该方法包括步骤S101～S103：
步骤S101，根据预设高炉用料计划内的预设数据，计算高炉的本次出铁设定速度；
需要说明的是，预设数据包括物料消耗、铁份、返铁系数、铁水中含铁量、作业时间、料批速度和基准料批速度等等，并基于上述数据计算本次出铁设定速度。
步骤S102，选择预设直径的钻头开铁口，调整上述铁口的开口时间与对向铁口的堵口时间之间的差值，并以预设速度控制铁流；
需要说明的是，选择直径合适的钻头开铁口，其中对于钻头直径的选取有对应作业标准，根据作业标准对应实际生产选取即可。而控制开口时间与对向铁口的堵口时间差在10分钟以内，按设定速度控制铁流。
步骤S103，基于上述出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数，根据上述修正系数对下一次的设定速度进行修正，直至出铁结束。
需要说明的是，下一次设定速度的修正是对本次出铁速度与设定速度不完全一致所进行的补偿修正，从而达到通过控制出铁次数和出铁时间，尽可能保持不间断的匀速的铁流，使渣铁液面保持稳定的目的。其中修正系数γN＝V实(N)/V设(N)。V实(N)为实际出铁速度，V设(N)为出铁设定速度。
进一步地，如图2所示，上述计算高炉的本次出铁设定速度的步骤，还包括：
步骤S201，基于上述预设数据，计算高炉一天内的理论产铁量；
需要说明的是，理论产铁量Q理＝∑(物料消耗*铁份)*返铁系数/铁水中含铁量。
步骤S202，根据上述理论产铁量和作业时间计算理论出铁速度；
需要说明的是，理论出铁速度V理＝Q理/作业时间(24小时-休风时间)。
步骤S203，基于本次开铁口前的料批速度和基准料批速度，计算本次的下料效率；
需要说明的是，本次下料效率ηN＝本次开铁口前6小时的料批速度/基准料批速度。
步骤S204，根据上述理论出铁速度和上述下料效率计算本次出铁设定速度。
需要说明的是，本次出铁设定速度V设(N)＝V理*ηN。
进一步地，在基于上述出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数之前，上述方法还包括：
根据本次实际产铁量和出铁时间，计算实际出铁速度。
需要说明的是，本次实际出铁速度V实(N)＝qN/出铁时间。
进一步地，上述根据上述修正系数对下一次的设定速度进行修正的步骤，还包括：定义本次出铁为第N次出铁，其中N为奇数；则本次出铁采用第一次出铁的设定速度。
需要说明的是，下一次设定速度的修正是对本次出铁速度与设定速度不完全一致所进行的补偿。而由于第下一次出铁设定速度已得到修正，那么第N+2次出铁的设定速度仍根据理论速度进行计算，不必叠加补偿，与第N次出铁设定速度的计算方法一致，即V设(N+2)＝V理*ηN+2。
同理，当N为偶数时，则本次出铁采用第二次出铁的设定速度。即N+2n-1次出铁的速度需要进行补偿，而N+2n次出铁的速度不需补偿。
针对上述高炉连续出铁的方法，为便于更为详细地解释说明，以某4000m3高炉为例进行描述：
1、日消耗烧结矿10300t，铁份为56.7％，球团矿1600t，铁份为63.4％，块矿2000t，综合铁份为64.55％，综合计算其理论铁产量为Q＝(10300*56.7％+1600*63.4％+2000*64.55％)*98.67％/94.5％＝8500t；
2、理论出铁速度V理＝8500t/1440min＝5.903t/min；
3、第一次下料效率η1＝6.3/6＝1.05；
4、第一次出铁设定速度V设(1)＝5.903*1.05＝6.198t/min；
5、组织出铁，按6.198t/min的速度控制铁流，00：05开A铁口，2：30堵A铁口，出铁量960t，实际流速为6.621t/min；
6、修正系数γ1＝6.621/6.198＝1.068；
7、第二次下料效率η2＝6.06/6＝1.01；
8、第二次出铁设定速度V设(2)＝5.903*1.01/1.068＝5.582t/min；
9、组织出铁，按5.582t/min的速度控制铁流，2:28开B铁口,5:00堵B铁口，出铁量860t,实际流速5.658t/min；
10、第三、五...九次出铁设定速度计算方法参看第一次出铁设定速度；
11、第四、六...十次出铁设定速度计算方法参看第二次出铁设定速度。
由此达到通过对出铁时间、出渣时间、铁流速度、渣流速度、物理热、铁量差等因素的掌控，高炉基本实现了出铁期间的平均流速接近设定速度，出铁时间基本控制在120min-150min以内，前后两次出铁的时间间隔在(-8min，5min)的区间内，基本实现了连续出铁。下表是某高炉某日的出铁记录，一日内出铁间隔累计为-4min。
Figure BDA0004036314810000081
Figure BDA0004036314810000091
进一步地，上述方法还包括：
当原料结构及原料成分，或基准料批的数值未达到预设要求，则重新计算理论产量、理论出铁速度和下料效率，并调整出铁设定速度。
需要说明的是，对于原料结构(例如烧结、球团、块矿用量比例)及原料成分出现变化，或炉况发生较大变化影响基准料批的数值，则需要重新计算理论产量、理论出铁速度和下料效率，调整出铁设定速度以保证铁流匀速。
进一步地，上述方法还包括：
当进行检修时，重新计算理论产量、理论出铁速度和下料效率，并调整出铁设定速度。
需要说明的是，对于检修，特别是对于损坏等情况下，其需要对高炉的许多部件进行更换和拆卸等操作，也会使得其与原来的部分数据发生变化，由此需要重新计算理论产量、理论出铁速度和下料效率，并调整出铁设定速度以保证铁流匀速。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种高炉连续出铁的系统，如图3所示，包括：
设定速度计算模块301，用于根据预设高炉用料计划内的预设数据，计算高炉的本次出铁设定速度；
铁流控制模块302，用于选择预设直径的钻头开铁口，调整上述铁口的开口时间与对向铁口的堵口时间之间的差值，并以预设速度控制铁流；
修正模块303，用于基于上述出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数，根据上述修正系数对下一次的设定速度进行修正，直至出铁结束。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种电子设备，如图4所示，包括：存储器、处理器及存储在上述存储器上并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现一种高炉连续出铁的方法。
基于同一发明构思，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现一种高炉连续出铁的方法。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高炉连续出铁的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据预设高炉用料计划内的预设数据，计算高炉的本次出铁设定速度；
选择预设直径的钻头开铁口，调整所述铁口的开口时间与对向铁口的堵口时间之间的差值，并以预设速度控制铁流；
基于所述出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数，根据所述修正系数对下一次的设定速度进行修正，直至出铁结束。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算高炉的本次出铁设定速度的步骤，还包括：
基于所述预设数据，计算高炉一天内的理论产铁量；
根据所述理论产铁量和作业时间计算理论出铁速度；
基于本次开铁口前的料批速度和基准料批速度，计算本次的下料效率；
根据所述理论出铁速度和所述下料效率计算本次出铁设定速度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数之前，所述方法还包括：
根据本次实际产铁量和出铁时间，计算实际出铁速度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述修正系数对下一次的设定速度进行修正的步骤，还包括：
定义本次出铁为第N次出铁，其中N为奇数；
则本次出铁采用第一次出铁的设定速度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当N为偶数时，则本次出铁采用第二次出铁的设定速度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当原料结构及原料成分，或基准料批的数值未达到预设要求，则重新计算理论产量、理论出铁速度和下料效率，并调整出铁设定速度。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当进行检修时，重新计算理论产量、理论出铁速度和下料效率，并调整出铁设定速度。
8.一种高炉连续出铁的系统，其特征在于，所述系统包括：
设定速度计算模块，用于根据预设高炉用料计划内的预设数据，计算高炉的本次出铁设定速度；
铁流控制模块，用于选择预设直径的钻头开铁口，调整所述铁口的开口时间与对向铁口的堵口时间之间的差值，并以预设速度控制铁流；
修正模块，用于基于所述出铁设定速度和实际出铁速度获得修正系数，根据所述修正系数对下一次的设定速度进行修正，直至出铁结束。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7中任一所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～7任一项所述方法对应的步骤。
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