CN116694837B - 一种高比例烟煤喷吹的布料方法 - Google Patents
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Abstract
一种高比例烟煤喷吹的布料方法，属于高炉冶炼技术领域，解决高炉冶炼过程中降低喷吹煤的生产成本、提高烟煤喷吹比例、提高高炉煤气利用率的技术问题，本发明包括以下步骤：S1、确定溜槽倾角角度；S2、实际生产过程中跟踪烟煤比例的实时数据，通过克拉伯龙方程确定因烟煤比例提高对风量的影响；S3、跟踪高炉煤气流变化，稳定高炉风口状态，使鼓风动能E保持不变，避免高炉因提高烟煤比例导致高炉内煤气流不稳定状况发生；S4、通过跟踪提高烟煤比例进而跟踪高炉煤气利用率的变化，稳定高炉气流，确定高比例烟煤喷吹布料矩阵。采用本发明提供的高比例烟煤喷吹的布料方法，高炉煤气流稳定，燃料成本降低，满足社会效益和经济效益的要求。
Description
技术领域
本发明属于高炉冶炼技术领域，具体涉及的是一种高比例烟煤喷吹的布料方法。
背景技术
钢铁工业每年消耗大量喷吹煤，其中主要以无烟煤为主，烟煤比例不足40％，然而在已探明的储量中，烟煤储量远大于无烟煤储量，因此烟煤与无烟煤的差价会越来越大，提高烟煤比例将会产生巨大的社会效益和经济效益。
近些年随着喷吹煤中烟煤占比越来越大，所以喷吹烟煤价格逐渐降低、性价比逐渐升高，导致喷吹煤粉挥发分越来越高，如何在提高烟煤比例情况下，找出一种合理的布料方法，提高高炉煤气利用率是提高烟煤喷吹比例需要解决的关键问题。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，解决高炉冶炼过程中降低喷吹煤的生产成本、提高烟煤喷吹比例、提高高炉煤气利用率的技术问题，本发明提供一种高比例烟煤喷吹的布料方法。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高比例烟煤喷吹的布料方法，包括以下步骤：
S1、确定溜槽倾角角度：由最外环位向最内环位设置8个挡位，当料线高度控制在0.0m～3.5m时，第1挡位到第8挡位按如下表的溜槽倾角角度设置布料矩阵，调节煤气流分布；
S2、实际生产过程中跟踪烟煤比例的实时数据，通过克拉伯龙方程确定因烟煤比例提高对风量的影响，克拉伯龙方程为：
式中，其中L为相变潜热，ΔV为体积的变化；Sα为α相的熵，Sβ为β相的熵，vα为α相的体积，vβ为β相的体积，p为压强，T为温度；
S3、跟踪高炉煤气流变化，稳定高炉风口状态，使鼓风动能E保持不变，避免高炉因提高烟煤比例导致高炉内煤气流不稳定状况发生；其中，高炉鼓风动能计算公式为：
式中，Q为高炉风量，单位为：m3/min；n为高炉风口工作数量；F为风口截面积，单位为：m2；T为热风温度，单位为：K；P为热风压力，单位为：MPa；
S4、通过跟踪提高烟煤比例进而跟踪高炉煤气利用率的变化，稳定高炉气流，确定高比例烟煤喷吹的布料矩阵如下表所示；
上表中C为焦炭放料溜槽，K为烧结矿放料溜槽。
进一步地，在所述步骤S1中，溜槽的初始设定参数：炉腹角为80.32°，炉缸直径为6.1m，炉缸高度为3.3m，溜槽有效长度L为2.15m，溜槽倾动距b为0.715m，节流阀开口距溜槽悬挂点距离h1为4.2m，溜槽悬挂点距离零料线距离h2为2.9m，中心喉管内径为0.65m，溜槽转速ω/rpm为0.133rps。
进一步地，在所述步骤S1中，堆尖位置通过以下公式确定：
v4的分速度为：vx′＝v4 sinα，vy′＝2πωl0 sinα，vz′＝v4 cosα；
Lx＝vxt2＝v4 sinαt2；
Ly＝vyt2；
堆尖位置：
式中：v4为颗粒在溜槽末端的速度，g为重力加速度，α为溜槽倾角，μ为摩擦系数，l0为溜槽长度，ω为溜槽转速度rad/s，v2为节流阀出口初速度；vx`为颗粒在x方向的分速度，vy`为颗粒在y方向的分速度，vz`为颗粒在z方向的分速度；h0为料线深度，v1为颗粒刚进入溜槽的初速度，t2为颗粒运动时间；Lx为入炉料在x方向的移动距离，Ly为入炉料在y方向上的移动距离，n为z轴方向上布料半径。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
采用本发明提供的高比例烟煤喷吹的布料方法，煤比为80％，平均挥发分为30.56％，高炉煤气流最稳定。通过本发明可以降低燃料成本，满足了社会效益和经济效益的要求。
附图说明
图1为高炉料槽空间位置示意图；
图2为高炉料槽落料分解速度原理图；
图3为堆尖位置计算原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1至图3所示的一种高比例烟煤喷吹的布料方法，包括以下步骤：
S1、确定溜槽倾角角度：由最外环位向最内环位设置8个挡位，当料线高度控制在0.0m～3.5m时，第1挡位到第8挡位按如下表的溜槽倾角角度设置布料矩阵，调节煤气流分布；
本实施例中溜槽的初始设定参数：炉腹角为80.32°，炉缸直径为6.1m，炉缸高度为3.3m，溜槽有效长度L为2.15m，溜槽倾动距b为0.715m，节流阀开口距溜槽悬挂点距离h1为4.2m，溜槽悬挂点距离零料线距离h2为2.9m，中心喉管内径为0.65m，溜槽转速ω/rpm为0.133rps；
本实施例中堆尖位置通过以下公式确定：
v4的分速度为：vx′＝v4 sinα，vy′＝2πωl0 sinα，vz′＝v4 cosα；
Lx＝vxt2＝v4 sinαt2；
Ly＝vyt2；
堆尖位置：
式中：v4为颗粒在溜槽末端的速度，g为重力加速度，α为溜槽倾角，μ为摩擦系数，l0为溜槽长度，ω为溜槽转速度rad/s，v2为节流阀出口初速度；vx`为颗粒在x方向的分速度，vy`为颗粒在y方向的分速度，vz`为颗粒在z方向的分速度；h0为料线深度，v1为颗粒刚进入溜槽的初速度，t2为颗粒运动时间；Lx为入炉料在x方向的移动距离，Ly为入炉料在y方向上的移动距离，n为z轴方向上布料半径；
S2、实际生产过程中跟踪烟煤比例的实时数据，用克拉伯龙方程确定因烟煤比例提高对风量的影响，克拉伯龙方程为：
式中，其中L为相变潜热，ΔV为体积的变化；Sα为α相的熵，Sβ为β相的熵，vα为α相的体积，vβ为β相的体积，p为压强，T为温度；
S3、跟踪高炉煤气流变化，稳定高炉风口状态，使鼓风动能E保持不变，避免高炉因提高烟煤比例导致高炉内煤气流不稳定状况发生；其中，高炉鼓风动能计算公式为：
式中，Q为高炉风量，单位为：m3/min；n为高炉风口工作数量；F为风口截面积，单位为：m2；T为热风温度，单位为：K；P为热风压力，单位为：MPa；
本实施例中炉顶压力1为180.77KPa，炉顶压力2为181.50KPa，顶温为159.45℃，冷风流量为2210.58m3/min，冷风压力为328.70KPa，热风压力为327.44KPa，热风温度为1185.01℃，东尺为1.16m，压差为145.94KPa，煤气压力为6.52KPa，机后富氧为5011.10m3/h，西尺为0.60m；
本实施例中高炉鼓风动能为：
S4、通过跟踪提高烟煤比例进而跟踪高炉煤气利用率的变化，稳定高炉气流，确定高比例烟煤喷吹的布料矩阵如下表所示；
上表中C为焦炭放料溜槽，K为烧结矿放料溜槽；例如：表中“C：39.5*2”表示焦炭放料溜槽的角度为“39.5度”，“*2”表示在39.5度焦炭放料溜槽放料转2圈；表中“K：39.5*2”表示烧结矿放料溜槽的角度为“39.5度”，“*2”表示在39.5度烧结矿放料溜槽放料转2圈。
煤气利用率如下表所示；
重力灰C(％)如下表所示；
本发明通过高比例烟煤喷吹的布料工艺方法实践应用，烟煤比例由55％提高到100％过程中，高炉炉况稳定。
经过实践证明，在提高烟煤比例过程中，稳定鼓风动能，高比例烟煤喷吹的布料工艺方法是非常可行的。在实际应用中布料平台控制在C：38.5*2、35.3*2、33.8*2、31.8*2、27.7*2、24.0*3；K：39.0*2、34.3*2、32.3*2、28.3*2。煤比例80％，平均挥发分30.56％，高炉煤气流最稳定，效益最大。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种高比例烟煤喷吹的布料方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定溜槽倾角角度：由最外环位向最内环位设置8个挡位，当料线高度控制在0.0m～3.5m时，第1挡位到第8挡位按如下表的溜槽倾角角度设置布料矩阵，调节煤气流分布；
S2、实际生产过程中跟踪烟煤比例的实时数据，通过克拉伯龙方程确定因烟煤比例提高对风量的影响，克拉伯龙方程为：
式中，其中L为相变潜热，∆v为体积的变化；Sα为α相的熵，Sβ为β相的熵，vα为α相的体积，vβ为β相的体积，p为压强，T为温度；
S3、跟踪高炉煤气流变化，稳定高炉风口状态，使鼓风动能E保持不变，避免高炉因提高烟煤比例导致高炉内煤气流不稳定状况发生；其中，高炉鼓风动能计算公式为：
式中，Q为高炉风量，单位为：m3/min；n为高炉风口工作数量；F为风口截面积，单位为：m2；T为热风温度，单位为：K；P为热风压力，单位为：MPa；
S4、通过跟踪提高烟煤比例进而跟踪高炉煤气利用率的变化，稳定高炉气流，确定高比例烟煤喷吹的布料矩阵如下表所示；
上表中C为焦炭放料溜槽，K为烧结矿放料溜槽，上表中数字为：放料溜槽的角度*放料溜槽放料旋转圈数。
2.根据权利要求1所述的一种高比例烟煤喷吹的布料方法，其特征在于：在所述步骤S1中，溜槽的初始设定参数：炉腹角为80.32°，炉缸直径为6.1m，炉缸高度为3.3m，溜槽有效长度L为2.15m，溜槽倾动距b为0.715m，节流阀开口距溜槽悬挂点距离h1为4.2m，溜槽悬挂点距离零料线距离h2为2.9m，中心喉管内径为0.65m，溜槽转速ω/rpm为0.133rps。
3.根据权利要求1所述的一种高比例烟煤喷吹的布料方法，其特征在于：在所述步骤S1中，堆尖位置通过以下公式确定：
″′
v4的分速度为：vx＝v4sinα，vy＝2πωl0sinα，vz＝v4cosα；
Lx＝vx`t2＝v4 sinαt2；
Ly＝vy`t2；
堆尖位置：
式中：v4为颗粒在溜槽末端的速度，g为重力加速度，α为溜槽倾角，μ为摩擦系数，l0为溜槽长度，ω为溜槽转速度rad/s，v2为节流阀出口初速度；vx`为颗粒在x方向的分速度，vy`为颗粒在y方向的分速度，vz`为颗粒在z方向的分速度；h0为料线深度，v1为颗粒刚进入溜槽的初速度，t2为颗粒运动时间；Lx为入炉料在x方向的移动距离，Ly为入炉料在y方向上的移动距离，n为z轴方向上布料半径。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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