CN117604177A - 一种高炉封炉方法 - Google Patents

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CN117604177A CN202311446746.0A CN202311446746A CN117604177A CN 117604177 A CN117604177 A CN 117604177A CN 202311446746 A CN202311446746 A CN 202311446746A CN 117604177 A CN117604177 A CN 117604177A
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邱贵宝
刘晓兰
蒋玉波
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Chongqing University
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KUNMING VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE OF INDUSTRY
Chongqing University
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Abstract

本发明提供一种高炉封炉方法，包括下列步骤：A)封炉前冶炼时，向高炉内投入正常炉料；B)封炉期冶炼时，向炉内投入提高w([Si])、降低煤比的入炉料；C:一个冶炼周期后，向高炉内送入封炉料，并控制布料、冶炼；D)封炉料入炉冶炼后，计算停止投放封炉料的时间；E）计算计划末次出铁时间；F）计算计划休风时间；G）计算停煤停氧时间；H）完成高炉休风后的炉外操作，即完成封炉。确保炉料正常强化冶炼，使封炉料精确落入既定位置，确保炉内料出尽时间与封炉料准确停到风口上沿时间相一致，实现高炉精准封炉，显著缩短封炉进程，提升精准封炉控制，并为后序高炉开炉、快速恢复冶炼强度和各项经济指标提供技术支持。

Description

一种高炉封炉方法
技术领域
本发明属于生铁制备方法操作技术领域，特别涉及高炉在不同封炉料条件下，进行短期、中长期精准封炉的方法，以缩短后续开炉恢复冶炼进程，降低封炉、开炉期生铁成本。
背景技术
高炉在不同封炉料条件下进行短期、中长期封炉时，需要经过一系列繁杂的操作才能完成。其中涉及：封炉料的配料及排料计算的准确性，以及封炉末次出铁时间、封炉过程停止下料时间的精准性等控制要素，这些控制要素对封炉质量、后续开炉并恢复冶炼进程等，具有非常重要的意义。此外，封炉过程中涉及的关联环节、影响因素众多，并且每一个环节、因素一旦出现不准确、不匹配、不协调，都会对整个封炉冶炼进程、尤其是封炉质量以及后续的指标控制，甚至炉龄产生重大影响。封炉质量的好坏大多体现在：封炉料的配料、排料计算，以及填充封炉料至炉内上部空出容积、封炉参数、封炉休风前末次出铁时间、停止下料时间、炉内渣铁出尽后的休风时间等，特别是封炉末次出铁时间、封炉停止下料时间、封炉休风时间、封炉停煤停氧时间等的控制，是决定封炉质量的重要操作节点，且对后续开炉并快速恢复冶炼、降低能耗、延长高炉使用寿命具有重大意义。
受外界市场或资源条件影响，高炉生产需要或短或长的停炉，并在实际生产中根据需要再次开炉、尽快恢复正常的高炉生产，并使高炉生产指标达到正常值。因此需要采取适宜的封炉操作才能顺利且高效完成封炉、停炉。在高炉的封炉操作过程中，最终要实现下列两个目标：一是封炉料入炉后能在休风时准确到达并停留在高炉风口上沿，二是上部炉料料线要达到既定位置。但在实际封炉操作中，仅凭借操作经验高质量实现这两个目标是极为困难的，这涉及到众多关联因素的复杂计算，不仅要求封炉相关计算具有系统性、全面性，更要求计算具有快速性、即时性和准确性。对于高炉冶炼尤其是封炉期冶炼来说，封炉停止下料、封炉休风、封炉停煤停氧等重要操作节点的控制等方面，若出现计算或装料偏差，关键控制节点提前或滞后，特别是因计算或者关键节点控制时间不准确，都会导致封炉料提前被熔炼或是距离风口过远而无源满足上述两个封炉目标，大大增加高炉再次开炉并恢复正常冶炼的难度，影响开炉并恢复正常冶炼进程，对后续炉况发展、成本控制、甚至高炉使用寿命产生不利。随着现代高炉冶炼和操作技术的发展与进步，高炉冶炼技术得到较大提升，但需要在具体的高炉容积、不同原燃料条件下，让高炉精准完成短期、中长期封炉，不仅需要有精准的配料、排料计算，而且需要对封炉过程末次出铁时间、停止下料时间、停煤停氧时间等关键节点进行控制，这样才能实现精准封炉，而这些却是现有技术所没有的，因此有必要对现有技术加以改进。
发明内容
为实现精准封炉，一方面，要确保炉内原有炉料的正常冶炼，使配好的封炉料能够精准落入既定位置；另一方面，要确保炉内原有炉料的出尽时间与封炉料准确停留到风口上沿的时间一致，本发明提供一种高炉封炉方法。
本发明根据实时采集的数据，通过精准计算，得出相应情况下的解决方案和最佳选择，且计算过程简单、可操控性强、快速准确。
本发明所要解决的技术问题是：如何在具体高炉装备、原燃料条件下，实现短期、中长期精准封炉，并为后序开炉、快速恢复正常高炉冶炼、提高高炉冶炼各项经济指标提供技术支持。
本发明通过下列技术方案实现：一种高炉封炉方法，其特征在于包括下列步骤：
B、封炉前冶炼，向高炉内送入下列炉料：
矿石按下列质量比配料：
所述烧结矿、小粒度烧结矿、球团矿和块矿的质量比总和为100％；
每批炉料的单独投入量如下；
B、封炉期冶炼，按下列情况B1)、B2)，向高炉内送入下列提高w([Si])、降低煤比的入炉料：
矿石按下列质量比配料：
所述烧结矿、小粒度烧结矿、球团矿和块矿的质量比总和为100％；
每批炉料的单独投入量如下；
所述情况B1)：当正常冶炼的矿石原料为钒钛矿时，需提前1～2天转为普通矿冶炼，之后投放上述提高w([Si])、降低煤比的入炉料，直至完成一个冶炼周期；
所述情况B2)：当正常冶炼的矿石为普通矿时，直接投放上述提高w([Si])、降低煤比的入炉料，直至完成一个冶炼周期；
所述封炉期冶炼是指：封炉料送入高炉中直至到达风口上沿之前，对炉内原有炉料进行的冶炼，该原有炉料是步骤A提供的原料；
C、步骤B完成一个冶炼周期后，向高炉内送入下列封炉料：
矿石按下列质量比配料：
所述烧结矿、小粒度烧结矿、球团矿和块矿的质量比总和为100％；
每批炉料的单独投入量如下；
其中：
C1、封炉料按下列进行布料：
焦炭重量900～1500kg/环，
矿石重量4000～6000kg/环；
边缘负荷Fb减少到封炉料入炉前的0.50～0.65倍，
中心负荷Fz减少到封炉料入炉前的0.70～0.90倍，
焦矿综合角差增加0.5～1.5°；
C2、封炉料入炉后在下列参数下进行冶炼：风温1160～1180℃、风量3250～4750m3/min、风压0.32～0.45Mpa、炉顶压力0.16～0.20Mpa、炉顶温度100～300℃、小时富氧量10000～18000m3/h，富氧率3.5～4.5％、小时喷煤量19000～37500kg/h，控制喷煤比为：煤比设定值±5kg，理论燃烧温度2370～2400℃；喷吹煤粉、富氧量在停煤停氧时间到达后归于为0；
D、封炉料入炉冶炼后，停止投放封炉料的时间通过下列计算得出：
Vkc＝(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；
Pkc＝Vkc/Vpzlq；
式中：Vkc为正常料线至封炉料计划填充到料线之间的容积，单位：m3；Pkc为Vkc容积下的入炉正料批数，单位：批；Vlwtc为料线零位至封炉料计划填充到位之间的容积，单位：m3；Vh为高炉炉喉容积，单位：m3；hh为高炉炉喉高度，单位：m；lZl为具体高炉正常料线，单位：m；Vpzlq为封炉料入炉前炉内料批容积，单位：m3；其中：
料线零位至封炉料计划填充到位之间的容积Vlwtc按下式计算：
Vlwtc＝PI()×(hjhtc-hh)×(dh×dh+dh×djhtc+djhtc×djhtc)/12+Vh；
式中：hjhtc为封炉料计划填充料线，单位：m；Vh同上述；dh为炉喉直径，单位：m；djhtc为封炉料计划填充到位截面的直径，单位：m；
封炉料计划填充到位截面的直径djhtc按下式计算：
djhtc＝(hjhtc-hh)/(TAN(β×PI()/180))×2+dh；
式中：djhtc为封炉料计划填充到位截面的直径，单位：m；hjhtc、hh、dh同上述；β为高炉炉身角，单位：°；
封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积Vtclx按下式计算：
Vtclx＝Vzclx-(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；
式中：Vtclx为封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积，单位：m3；Vzclx为正常料线至高炉风口上沿之间的容积，单位：m3；Vlwtc为料线零位至封炉料计划填充料线之间的容积，单位：m3；Vh为具体高炉炉喉容积，单位：m3；Vh、hh、lZl同上述；
停止下料时炉内料冶炼对应的料批数Ptzxl按下式计算：
Ptzxl＝(Pllls1+Pllls2+Pllls3+Pllls4)-((Vlnltc4-Vtclx)/Vpzlq)；
式中：Ptzxl为停止下封炉料时原炉料对应料批数，单位：批；Pllls1～Pllls4为封炉料入炉后第1至第4小时的炉内料理论料速，单位：批/h；Vlnltc4为封炉料入炉后炉内料冶炼4小时累计腾出的容积，单位：m3；Vtclx为封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积，单位：m3；Vpzlq为封炉料入炉前炉内料批料容积，单位：m3；
封炉料入炉后炉内料冶炼四小时累计腾出的容积按下式计算：
Vlnltc4＝Pllls1×Vpzlq+Pllls2×Vpzlq+Pllls3×Vpzlq+Pllls4×Vpzlq；
式中：Vlnltc4为封炉料入炉后炉内料冶炼四小时累计腾出的容积，单位：m3；Pllls1-Pllls4为封炉料入炉后第一至第四小时的炉内料理论料速，单位：批/h；Vpzlq为封炉料入炉前炉内料的批料容积，单位：m3；
对应停止下料的料批数的时间timetzxl按下式计算：
timetzxl＝timelnlyl4 -Prjczs×timepjllls4；
式中：timetzxl为对应停止下料批数的时间，单位：h:min；timelnlyl4为累计下料四个小时所对应的时间，单位，h:min；Prjczs为封炉料入炉4个小时炉内料冶炼腾出容积与封炉料计划填充容积之差折算出的需要的炉内料批数，单位：批；timepjllls4为封炉料入炉后4个小时的炉内料平均理论料速计算出的下一批料需要的时间，单位：min/批；
E、封炉料入炉后，计划末次出铁时间通过下列计算：
timemcct＝timemcjhcj-timemcctxs；
式中：timemcct为计划末次出铁时间，单位：h:min；timemcjhcj为封炉料入炉至风口上沿之前原有炉料计划出尽时间，单位：h:min；timemctlcj为末次出铁铁量出尽需要的时间，单位：h：min；其中：
封炉料入炉至风口上沿之前原有炉料计划出尽时间timemcjhcj按下式计算：
timemcjhcj＝timefllrl+timepjylzq；
式中：timefllrl为封炉料开始入炉的时间，单位：h:min；timepjylzq为封炉料入炉的理论平均冶炼周期，单位：h或min；
所述封炉料入炉的理论平均冶炼周期timepjylzq按下式计算：
timepjylzq＝Prldfk/Ppjllls；
式中：Prldfk为封炉料入炉至风口上沿所需要的正料批数，单位：批；该Prldfk由高炉有效容积(即料线零位到炉缸的容积)除以封炉料批正料容积而得；Ppjllls为封炉料入炉后冶炼四个小时的平均理论料速，单位：批/h；
末次出铁铁量出尽需要的时间timemctlcj按下式计算：
timemctlcj＝Femctyc/Fectlg；
式中：timemctlcj为末次出铁铁量出尽需要的时间，单位:min；Femctyc为末次出铁应出的理论铁量，单位：t；Fectlg为封炉料入炉后前三次出铁的平均流股，单位：t/min；该平均流股Fectlg为前三次出铁的实际出铁量除以出铁时长平均而得；其中：
封炉料入炉后前三次出铁的平均流股Fectlg按下式计算：
timemctlcj＝(Fesjct1/timesjct1/60+Fesjct2/timesjct2/60+Fesjct3/timesjct3/60)/3；
式中；Fectlg为封炉料入炉后前三次出铁的平均流股，单位：t/min；Fesjct1为封炉料入炉后第一次出铁实际产量，单位：t；timesjct1为封炉料入炉后第一次出铁需要的时间，单位：min；Fesjct2为封炉料入炉后第二次出铁实际产量，单位：t；timesjct2为封炉料入炉后第二次出铁需要时间，单位：min；Fesjct3为封炉料入炉后第三次出铁实际产量，单位：t；timesjct3为封炉料入炉后第三次出铁需要时间，单位：min；
末次出铁应出的理论铁量Femctyc按下式计算：
Femctyc＝Felnltl—Feqcthj；
式中；Femctyc为末次出铁应出的理论铁量，单位：t；Felnltl为炉内原炉料理论铁量，单位：t；Feqcthj为末次出铁之前的实际出铁量合计，单位：t；
末次出铁之前的出铁为常规出铁；
F、封炉料入炉后，计划休风时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风开始时间后的15～30min为休风计划结束时间；
G、封炉料入炉后，停煤停氧时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风计划开始时间前的0～10min为停煤停氧时间；
H、按常规完成高炉休风后的炉外操作，即完成封炉。
所述正料是指仅含有矿石和焦炭的炉料。
所述炉外操作为常规操作，具体参照(周传典，高炉炼铁工艺生产技术手册[M]，北京：北京冶金工业出版社，2008，P454)。
所述烧结矿化学成分如下列质量百分比：51.0～55.0％的TFe、5.0～7.0％的SiO2、12.5～13.8％的CaO、1.40～2.20％的Al2O3、2.10～3.00％的MgO、0.10～1.00％的MnO、0.50～1.50的TiO2、S<0.06，堆比重为1.850～2.20t/m3。
所述球团矿化学成分如下列质量百分比：53.0～60.0％的TFe、4.5～9.5％的SiO2、0.6～1.5％的CaO、2.0～2.8％的Al2O3、0.5～2.7％的MgO、0.10～0.50％的MnO、2.0～10.5％的TiO2，堆比重2.1～2.8t/m3。
述块矿化学成分如下列质量百分比：64.0～66.0％的TFe、3.0～5.0％的SiO2、0.03～0.08％的CaO、0.90～1.60％的Al2O3、0.01～0.07％的MgO、0.1～0.3％的MnO、TiO2<1.0％，堆比重2.2～2.4t/m3。
所述锰矿化学成分如下列质量百分比：20.0～30.0％的TFe、30.0～35.0％的SiO2、5.0～10.0％的CaO、11.0～13.0％的Al2O3、0.4～0.7％的MgO、30.0～35.0％的MnO、0.3～0.6％的TiO2％，堆比重1.7～2.0t/m3。
所述焦炭化学成分如下列质量百分比：84.0～86.0％的C、13.2～14.5％的Ash，堆比重0.55～0.65t/m3。
所述焦炭灰分化学成分如下列质量百分比：6.0～9.0％的Fe2O3、53.0～55.0％的SiO2、2.0～3.0％的CaO、24.0～26.0％的Al2O3、0.1～0.8％的MgO、0.20～0.50％的MnO。
所述高炉喷吹煤粉化学成分如下列质量百分比：75.0～78.0％的C、12.0～13.5％的Ash。
所述喷吹煤粉灰分化学成分如下列质量百分比：7.0～10.0％的Fe2O3、45.0～55.0％的SiO2、3.0～8.0％的CaO、23.0～26.0％的Al2O3、0.8～3.0％的MgO、0.20～0.50％的MnO；各成分质量百分比之和为100％。
发明与现有的高炉封炉方法相比具有下列优点和效果：可在高炉封炉过程中，准确把握各类复杂参数、数据的内在联系，精确选择最佳、最合适的控制参数及关键节点时间控制，使封炉料准确填充至高炉风口上沿位置，实现高炉精准封炉，彻底杜绝封炉期炉况不顺、封炉料未达到或是封炉料提前进入炉缸冶炼的不良情况，实现了计划腾出容积与实际腾出容积、封炉料计划填充容积与实际填充容积、实际填充料线等偏差<3.0％，不仅确保了炉内料的正常强化冶炼，配好的封炉料精确落入既定位置，同时还确保炉内料出尽时间与封炉料准确停到风口上沿时间相一致，实现高炉精准封炉，显著缩短封炉进程，提升精准封炉控制，并为后序高炉开炉、快速恢复冶炼强度和各项经济指标提供技术支持。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
本实施例1的高炉容积为1200m3，封炉25天，钒钛矿冶炼，其封炉方法如下列步骤：
A、封炉前冶炼，向高炉内送入下列炉料：
矿石按下列质量比配料：烧结矿63％、小粒度烧结矿2％、球团矿35％、块矿0％；
每批炉料的单独投入量如下；矿石33000kg、焦炭(湿)7600kg、焦丁(湿)500kg、锰矿0kg、喷吹煤比131.3kg/t铁；
所述炉料的化学成分及堆比重见表1.1～表1.3，结合矿石批重、焦炭批重、高炉有效容积、基准料速(本实施例1为9.0批)、基准小时煤量(喷吹实际值)、基准w([Si])(本实施例1为0.16％)，焦比、燃料比、冶炼周期、渣铁成分、炉渣碱度等见表1.4～表1.5；
表1.1封炉前正常炉料矿石化学成分和堆比重
本例封炉前正常炉料综合入炉品位52.88％。
表1.2封炉前正常炉料焦煤化学成分和堆比重
品种 H2O A S H2O结 V C 堆比重 -200目
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ t/m3 ％
焦炭 3.99 14.21 0.69 0.27 0.73 85.02 0.61
喷吹煤粉 0.84 12.23 0.47 1.03 11.98 77.03 72.21
表1.3封炉前正常炉料焦煤灰分化学成分和堆比重
品种 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO TiO2
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
焦炭灰分 8.463 54.836 2.286 0.750 25.256 0.390 1.550
煤粉灰分 8.760 47.245 5.475 2.380 23.850 0.390 1.550
表1.4封炉前正常炉料计算输出指标
表1.5封炉前正常炉料计算输出渣铁成分、钛负荷
B、封炉期冶炼，按下列B1)情况，向高炉内送入下列提高w([Si])、降低煤比的入炉料：
矿石按下列质量比配料：烧结矿66％、小粒度烧结矿2％、球团矿27％、块矿5％；
每批炉料的单独投入量如下：矿石33000kg、焦炭(湿)8040kg、焦丁(湿)500kg、锰矿0kg、喷吹煤比120.0kg/t铁；
所述情况B1)：正常冶炼的矿石原料为钒钛矿时，提前1天转为普通矿冶炼，之后投放上述提高w([Si])、降低煤比的入炉料，直至完成一个冶炼周期；
所述封炉期冶炼是指：封炉料送入高炉中直至到达风口上沿之前，对炉内原有炉料进行的冶炼，该原有炉料是步骤A提供的原料；
所述提高w([Si])、降煤比的炉料化学成分及堆比重见表1.6～表1.8、降低煤比前后原燃料主要成分变化见表1.9，基准料速(本例为9.0批)、基准小时煤量(由设定的喷吹煤比120kg/t计算而得)、基准w([Si])(本例设定为0.70％)，焦比、燃料比、冶炼周期、渣铁成分、炉渣碱度等见表1.10～表1.11；
表1.6封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料矿石化学成分和堆比重
本例封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的综合入炉品位54.62％。
表1.7封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料焦煤化学成分和堆比重
品种 H2O A S H2O结 V C 堆比重 -200目
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ t/m3 ％
焦炭 3.88 14.24 0.67 0.25 0.80 85.63 0.62
喷吹煤粉 0.80 12.28 0.52 1.02 11.90 76.25 72.6
表1.8封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料焦煤灰分化学成分和堆比重
品种 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO TiO2
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
焦炭灰分 8.27 54.88 2.26 0.77 25.64 0.40 1.52
煤粉灰分 8.99 48.45 5.57 2.97 23.01 0.40 1.57
表1.9提高w([Si])、降煤比前后的炉料化学成分变化
品种 熟料率 品位 焦灰分 煤灰分
单位 ％ ％ ％ ％
封炉前正常炉料 100.00 52.88 14.21 12.23
提高w([Si])降煤比炉料 95.00 55.04 14.24 12.28
变化值 -5.00 2.17 0.03 0.05
表1.10封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料计算输出指标
表1.11封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料计算输出渣铁成分、钛负荷
C、步骤B完成一个冶炼周期后，向高炉内送入下列封炉料：
烧结矿70.4％、小粒度烧结矿0％、球团矿25.5％、块矿4％；
每批炉料的单独投入量如下；矿石27500kg、焦炭(湿)10730kg、焦丁(湿)0kg、锰矿560kg、喷吹煤比0kg/t铁；
所述封炉料化学成分及堆比重见表1.12～表1.14、降低煤比前后原燃料主要成分变化见表1.15，基准料速(本例为8.8批)、小时煤量0t、基准w([Si])(本例设定为0.70％)，焦比、燃料比、冶炼周期、渣铁成分、炉渣碱度等见表1.16～表1.17；
表1.12封炉料(全焦冶炼)入炉炉料矿石化学成分和堆比重
品种 TFe SiO2 CaO MgO S P Al2O3 TiO2 MnO R 堆比重 配比
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ t/m3 ％
烧结矿 52.710 5.660 11.886 2.920 0.035 0.055 2.190 0.730 0.144 2.10 2.01 66.00
球团矿 60.480 7.250 0.670 0.720 0.011 0.013 1.400 1.546 0.040 0.09 2.30 27.00
块矿 65.340 3.830 0.030 0.010 0.018 0.051 1.080 0.010 0.199 0.01 2.300 5.00
锰矿 26.00 32.25 8.88 2.29 1.05 0.01 12.84 0.74 33.98 0.28 1.90
本例封炉料(全焦冶炼)入炉的综合入炉品位54.62％。
表1.13封炉料(全焦冶炼)入炉炉料焦煤化学成分和堆比重
品种 H2O A S H2O结 V C 堆比重 -200目
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ t/m3 ％
焦炭 3.76 14.04 0.64 0.27 0.75 85.32 0.62
喷吹煤粉 0.81 11.65 0.42 1.04 11.77 77.05 73.0
表1.14封炉料(全焦冶炼)入炉炉料焦煤灰分化学成分和堆比重
品种 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO TiO2
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
焦炭灰分 8.20 53.71 2.54 0.75 24.99 0.40 1.54
煤粉灰分 9.05 49.01 5.87 2.66 22.91 0.40 1.55
表1.15封炉料(全焦冶炼)入炉前后的炉料化学成分变化
表1.16封炉料(全焦冶炼)入炉炉料计算输出指标
表1.17封炉料(全焦冶炼)入炉炉料计算输出渣铁成分、钛负荷
其中：
C1、封炉料布料、排料：
封炉料入炉前后布料见表1.18；
表1.18封炉料(全焦冶炼)入炉前后布料矩阵调整及评价
本实施例1的高炉容积为1200m3>1000m3，封炉料线设定为1.6米，在全风富氧喷煤冶炼至休风时，封炉料装炉料线为6m，由此计算得到的相关容积参数及装料参数见表1.19；
表1.19高炉相关容积参数及装料参数
项目 料线至风口上沿容积 净焦容积 正料容积(含锰矿)
单位 m3 m3 m3
封炉料 1032.9 14.7 26.2
本实施例1高炉封炉时间计划25天，按第1组净焦填充容积需>炉腹容积、第1、2组净焦之间的正料批数计，本例以其理论出铁量装满1罐(60吨)为依据，需要正料批数为3.7批，取整数为4批；在此条件下按封炉料入炉种类料序确定第1组净焦批数、正料批数、第2组净焦批数后，本例得到21.7批，取整数22批，得到封炉料填充容积见表1.20；
表1.20封炉料入炉料序及容积填充情况
项目 输入(计算)批数 容积填充
单位 批 m3
第1组净焦 14 205.34
正料 4 106.08
第2组净焦 10 146.67
正料(填充至料线) 22 583.42
合计 50 1041.50
本例炉腹容积为165.02m3，炉腰容积为153.96m3；第1组净焦填充容积为205.34m3>炉腹容积，第1组净焦批数为第2组净焦批数的1.4倍，根据净焦、正料的输入批数计算的填充容积为1041.5m3，与高炉料线到风口上沿之间容积(1032.9m3)的偏差率0.834％，均满足要求；
C2、封炉料入炉后在下列参数下进行冶炼：风温1170℃、风量3260～3350m3/min、风压0.325～0.345Mpa、炉顶压力0.16～0.17Mpa、炉顶温度140～190℃、小时富氧量10500m3/h，富氧率3.9～4.0％、小时喷煤量19900～20200kg/h，控制喷煤比为：煤比120±5kg，理论燃烧温度2390～2395℃；喷吹煤粉、富氧量在停煤停氧时间到达后归于为0；w([Si])为0.690％～0.720％、渣中w(Al2O3)12.60～12.90％、碱度为1.13～1.16；
D、封炉料入炉冶炼后，停止投放封炉料的时间通过下列计算得出：
Vkc＝(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；
Pkc＝Vkc/Vpzlq；
式中：Vkc为正常料线至封炉料计划填充到料线之间的容积，单位：m3；Pkc为Vkc容积下的入炉正料批数，单位：批；Vlwtc为料线零位至封炉料计划填充到位之间的容积，单位：m3；Vh为具体高炉炉喉容积，单位：m3；hh为具体高炉炉喉高度，单位：m；lZl为具体高炉正常料线，单位：m；Vpzlq为封炉料入炉前炉内料批容积，单位：m3；其中：
料线零位至封炉料计划填充到位之间的容积Vlwtc按下式计算：
Vlwtc＝PI()×(hjhtc-hh)×(dh×dh+dh×djhtc+djhtc×djhtc)/12+Vh；
式中：hjhtc为封炉料计划填充料线，单位：m；Vh同上述；dh为炉喉直径，单位：m；djhtc为封炉料计划填充到位截面的直径，单位：m。
封炉料计划填充到位截面的直径djhtc按下式计算：
djhtc＝(hjhtc-hh)/(TAN(β×PI()/180))×2+dh；
式中：djhtc为封炉料计划填充到位截面的直径，单位：m；hjhtc、hh、dh同上述；β为高炉炉身角，单位：°；
封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积Vtclx按下式计算：
Vtclx＝Vzclx-(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；
式中：Vtclx为封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积，单位：m3；Vzclx为正常料线至高炉风口上沿之间的容积，单位：m3；Vlwtc为料线零位至封炉料计划填充料线之间的容积，单位：m3；Vh为具体高炉炉喉容积，单位：m3；Vh、hh、lZl同上述；
停止下料时炉内料冶炼对应的料批数Ptzxl按下式计算：
Ptzxl＝(Pllls1+Pllls2+Pllls3+Pllls4)-((Vlnltc4-Vtclx)/Vpzlq)；
式中：Ptzxl为停止下封炉料时原炉料对应料批数，单位：批；Pllls1～Pllls4为封炉料入炉后第1至第4小时的炉内料理论料速，单位：批/h；Vlnltc4为封炉料入炉后炉内料冶炼4小时累计腾出的容积，单位：m3；Vtclx为封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积，单位：m3；Vpzlq为封炉料入炉前炉内料批料容积，单位：m3；
封炉料入炉后炉内料冶炼4小时累计腾出的容积按下式计算：
Vlnltc4＝Pllls1×Vpzlq+Pllls2×Vpzlq+Pllls3×Vpzlq+Pllls4×Vpzlq；
式中：Vlnltc4为封炉料入炉后炉内料冶炼4小时累计腾出的容积，单位：m3；Pllls1-Pllls4为封炉料入炉后第1至第4小时的炉内料理论料速，单位：批/h；Vpzlq为封炉料入炉前炉内料的批料容积，单位：m3；
对应停止下料的料批数的时间timetzxl按下式计算：
timetzxl＝timelnlyl4 -Prjczs×timepjllls4；
式中：timetzxl为对应停止下料的料批数的时间，单位：h:min；timelnlyl4为累计下料四个小时所对应的时间，单位，h:min；Prjczs为封炉料入炉4个小时炉内料冶炼腾出容积与封炉料计划填充容积之差折算出的需要的炉内料批数，单位：批；timepjllls4为封炉料入炉后4个小时的炉内料平均理论料速计算出的下一批料需要的时间，单位：min/批；
E、封炉料入炉后，计划末次出铁时间通过下列计算：
timemcct＝timemcjhcj-timemcctxs；
式中：timemcct为计划末次出铁时间，单位：h:min；timemcjhcj为封炉料入炉至风口上沿之前原有炉料计划出尽时间，单位：h:min；timemctlcj为末次出铁铁量出尽需要的时间，单位：h：min；其中：
封炉料入炉至风口上沿之前原有炉料计划出尽时间timemcjhcj按下式计算：
timemcjhcj＝timefllrl+timepjylzq；
式中：timefllrl为封炉料开始入炉的时间，单位：h:min；timepjylzq为封炉料入炉的理论平均冶炼周期，单位：h或min；
所述封炉料入炉的理论平均冶炼周期timepjylzq按下式计算：
timepjylzq＝Prldfk/Ppjllls；
式中：Prldfk为封炉料入炉至风口上沿所需要的正料批数，单位：批；该Prldfk由高炉有效容积(即料线零位到炉缸的容积)除以封炉料批正料容积而得；Ppjllls为封炉料入炉后冶炼四个小时的平均理论料速，单位：批/h；
末次出铁铁量出尽需要的时间timemctlcj按下式计算：
timemctlcj＝Femctyc/Fectlg；
式中：timemctlcj为末次出铁铁量出尽需要的时间，单位:min；Femctyc为末次出铁应出的理论铁量，单位：t；Fectlg为封炉料入炉后前三次出铁的平均流股，单位：t/min；该平均流股Fectlg为前三次出铁的实际出铁量除以出铁时长平均而得；其中：
封炉料入炉后前三次出铁的平均流股Fectlg按下式计算：
timemctlcj＝(Fesjct1/timesjct1/60+Fesjct2/timesjct2/60+Fesjct3/timesjct3/60)/3；
式中；Fectlg为封炉料入炉后前三次出铁的平均流股，单位：t/min；Fesjct1为封炉料入炉后第一次出铁实际产量，单位：t；timesjct1为封炉料入炉后第一次出铁需要的时间，单位：min；Fesjct2为封炉料入炉后第二次出铁实际产量，单位：t；timesjct2为封炉料入炉后第二次出铁需要时间，单位：min；Fesjct3为封炉料入炉后第三次出铁实际产量，单位：t；timesjct3为封炉料入炉后第三次出铁需要时间，单位：min；
末次出铁应出的理论铁量Femctyc按下式计算：Femctyc＝Felnltl—Feqcthj；
式中；Femctyc为末次出铁应出的理论铁量，单位：t；Felnltl为炉内原炉料理论铁量，单位：t；Feqcthj为末次出铁之前的实际出铁量合计，单位：t；
末次出铁之前的出铁为常规出铁；
本实施例1根据上述计算式得到的相关结果见表1.23～表1.25；
表1.21计算得到的容积及料线零位至计划填充料线之间容积折算正料批数
表1.22理论小时料速、小时腾出容积等的计算结果
表1.23封炉休风前三炉数据采集、出铁铁量流股的计算结果
注：末次出铁之前的出铁为常规出铁；
表1.24末次出铁理论铁量及预计出尽时间等要素计算结果
项目 单位 数值
炉内料理论铁量 t 769.41
第1炉实际铁量 t 230.61
第2炉实际铁量 t 191.25
第3炉实际铁量 t 201.81
末次铁理论铁量 t 145.74
末次铁出铁需要的时间 min 41.08
本实施例1计算得到的末次出铁时间11:55，表1.25.
表1.25末次出铁时间点计算结果
项目 单位 开始时间 结束时间
封炉料入炉时间 时：分 8:00
第1炉出铁时间 时：分 8:33 9:32
第2炉出铁时间 时：分 9:45 10:40
第3炉出铁时间 时：分 10:53 11:55
炉内料计划出尽时间 时：分 / 12:36
计划末次出铁时间 时：分 11:55 /
本实施例1，炉内料冶炼周期为40.42批，结合平均理论料速8.76批/h，冶炼周期折合为4.613小时，计划末次铁出铁时间为11:55，即封炉料入炉3小时55分钟后，在封炉休风之前排出的末次铁水，末次出铁的理论铁量为145.74吨；
本实施例1计算得到的停止下料时间为11:54，表1.26.
本实施例1，正常料线1.6米，计划填充所到料线6米，1.6米料线至风口上沿之间的容积875.05m3；1.6米料线到6米料线之间的容积157.83m3，填充其需要料批6.18批；封炉料入炉后冶炼第4个小时后预计腾出的容积总量898.99m3，其与1.6米料线至风口上沿之间计划腾出容积的容积差为23.93m3，填充该容积差折算出需要扣除0.94批料，由此得到的封炉料入炉后休风所对应的批数(即停止下料批数)为34.25批(取整数为34批)；结合封炉料入炉后冶炼3个小时的平均理论料速，按照8:00时封炉料入炉，计算出的停止下料时间为11:54(表1.26)；
表1.26停止下料时间的计算输出
F、封炉料入炉后，计划休风时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风开始时间后的15～30min为休风计划结束时间；
本例1，炉内料理论铁量计划出尽时间为12:36，实际提前10min为休风开始时间。即，实际12：26开始休风操作；实际休风结束时间为开始时间之后20min，即休风计划结束时间为12:46。
G、封炉料入炉后，停煤停氧时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风计划开始时间前的0～10min为停煤停氧时间；
本实施例1，停煤停氧计划开始时间为12:26，实际提前5min为停煤停氧时间，即，12:21停煤停氧；
本实施例1得到的封炉汇总校核结果如表1.27；
表1.27封炉汇总校核结果输出
本实施例1，按照理论料速计算腾出容积1031.0m3，计划腾出容积(1.6米料线至风口上沿之间的容积)1032.9m3，偏差率-0.182％；末次出铁完成时间、炉内料出尽时间和休风完成时间一致，休风完成时封炉料填充至计划料线和到达风口上沿等均准确达到界定范围；其余如表1.30所示，各参数控制均满足要求；
H、按常规完成高炉休风后的炉外操作之后，具体参照(周传典，高炉炼铁工艺生产技术手册[M]，北京：北京冶金工业出版社，2008，P454)，即完成封炉。
下面通过封炉综合校核、高炉开炉校核结果，来验证本实施例1封炉方法的实际效果：
I、封炉综合校核如下：
I1、对封炉料入炉前提高w([Si])、降煤比的炉料冶炼结果校核
封炉料从开始入炉至休风前所出的铁为该炉料冶炼，根据前述计算输出结果，对封炉休风前炉内料冶炼出铁铁水w([Si])、渣中w(Al2O3)及碱度、炉内料理论铁量与实际铁量等进行校核(表1.28)。
表1.28休风前炉内料冶炼出铁综合校核
注：末次出铁之前的出铁为常规出铁；
封炉休风前炉内料冶炼出铁铁水w([Si])、渣中w(Al2O3)及碱度均满足界定范围；炉内料理论铁量与实际铁量偏差率为0.92％；
I2、封炉料入炉填充效果校核
计划填充6米料线至风口上沿为封炉料。根据前述计算输出结果，对计划腾出容积与理论料速计算腾出容积、封炉料计划填充容积与实际填充容积、计划与实际填充料线及封炉焦比进行校核(表1.29)；
表1.29封炉料(全焦冶炼)入炉炉料填充封炉效果校核
项目 腾出容积 填充容积 填充料线 封炉焦比
单位 m3 m3 m t/h
计划值 1032.9 875.1 6.0 1.24
计算值/实际值 1031.0 868.8 5.85 1.25
∣偏差率∣/％ -0.182 -0.72 / 0.81
偏差值/m / / 0.15 /
满足与否 是 是 是 是
计划腾出容积与理论料速计算腾出容积偏差率为-0.182％，封炉料计划填充容积与实际填充容积偏差率为-0.72％，计划填充料线与实际填充料线偏差值为0.15米，依据理论料速计算腾出容积计算的封炉焦比与计划腾出容积配料计算值偏差率为0.81％，实现精准封炉，均达到界定范围；
J、实施例1封炉后25天后又开炉，并通过该开炉校核封炉效果
封炉25天，开炉风量为封炉休风前正常风量的60％，开炉矿批为封炉原矿批的60％，负荷为封炉料负荷。加入净焦2组，2组净焦之间正料批数4批，烧完封炉料第一组净焦所需时间复风后2.76小时，即复风2.76小时后出第一炉铁；烧完第一组正料所带焦炭所需时间为0.78小时，开炉4小时恢复喷煤。复风第一炉铁理论铁量64.2吨，实际出铁60.6吨。第一炉铁水w([Si])0.75％、w([Mn])1.11％，渣中w(Al2O3)13.37％、碱度1.04。
开炉后，出炉参数均在入炉封炉料配料、排料计算界定的范围内，复风6个自然班后高炉冶炼参数恢复正常，证明本实施例1的封炉方法，不仅确保炉内原有炉料的正常冶炼，使配好的封炉料能够精准落入既定位置，更重要的是：确保炉内原有炉料的出尽时间与封炉料准确停留到风口上沿的时间一致，为后序开炉、快速恢复正常高炉冶炼、提高高炉冶炼各项经济指标提供技术支持。
实施例2
本实施例2应用在容积为1550m3的高炉上，计划封炉15天，该高炉为普通矿冶炼，具体封炉方法按下列步骤：
A、封炉前冶炼，向高炉内送入下列炉料：
矿石按下列质量比配料：烧结矿69％、小粒度烧结矿2％、球团矿25％、块矿4％；
每批炉料的单独投入量如下；矿石42000kg、焦炭(湿)9400kg、焦丁(湿)500kg、锰矿0kg、喷吹煤比164.3kg/t铁；
所述炉料的化学成分及堆比重见表2.1～表2.3，结合矿石批重、焦炭批重、高炉有效容积、基准料速(本实施例2为8.5批)、基准小时煤量(喷吹实际值)、基准w([Si])(本实施例2为0.26％)，焦比、燃料比、冶炼周期、渣铁成分、炉渣碱度等见表2.4～表2.5；
表2.1封炉前正常炉料矿石化学成分和堆比重
本例封炉前正常炉料综合入炉品位54.40％。
表2.2封炉前正常炉料焦煤化学成分和堆比重
表2.3封炉前正常炉料焦煤灰分化学成分和堆比重
品种 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO TiO2
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
焦炭灰分 6.76 51.68 2.75 0.195 22.938 0.360 1.560
煤粉灰分 8.99 48.91 5.99 2.990 23.565 0.490 1.570
表2.4封炉前正常炉料计算输出指标
表2.5封炉前正常炉料计算输出渣铁成分、钛负荷
B、封炉期冶炼，按下列B2)情况，向高炉内送入下列提高w([Si])、降低煤比的入炉料：
矿石按下列质量比配料：
烧结矿63％、小粒度烧结矿2％、球团矿28％、块矿7％；
每批炉料的单独投入量如下：矿石42000kg、焦炭(湿)11260kg、焦丁(湿)500kg、锰矿0kg、喷吹煤比120.0kg/t铁；
所述情况B2)：当正常冶炼的矿石为普通矿时，直接投放上述提高w([Si])、降低煤比的入炉料，直至完成一个冶炼周期；
所述封炉期冶炼是指：封炉料送入高炉中直至到达风口上沿之前，对炉内原有炉料进行的冶炼，该原有炉料是步骤A提供的原料；
所述提高w([Si])、降煤比的炉料化学成分及堆比重见表2.6～表2.8、降低煤比前后原燃料主要成分变化见表2.9，基准料速(本例为8.5批)、基准小时煤量(由设定的喷吹煤比120kg/t计算而得)、基准w([Si])(本例设定为0.70％)，焦比、燃料比、冶炼周期、渣铁成分、炉渣碱度等见表2.10～表2.11；
表2.6封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料矿石化学成分和堆比重
本例封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的综合入炉品位55.026％。
表2.7封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料焦煤化学成分和堆比重
品种 H2O A S H2O结 V C 堆比重 -200目
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ t/m3 ％
焦炭 3.60 14.29 0.690 0.437 0.700 85.02 0.63
喷吹煤粉 0.80 12.36 0.53 1.03 13.55 76.33 71.9
表2.8封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料焦煤灰分化学成分和堆比重
品种 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO TiO2
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
焦炭灰分 7.180 52.77 2.44 0.290 25.08 0.550 1.550
煤粉灰分 9.65 49.34 6.09 2.360 23.91 0.490 1.570
表2.9提高w([Si])、降煤比前后的炉料化学成分变化
品种 熟料率 品位 焦灰分 煤灰分
单位 ％ ％ ％ ％
封炉前正常炉料 96.00 54.40 14.26 12.31
提高w([Si])降煤比炉料 93.00 55.03 14.29 12.36
变化值 -3.00 0.63 0.03 0.05
表2.10封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料计算输出指标
表2.11封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料计算输出渣铁成分、钛负荷
C、步骤B完成一个冶炼周期后，向高炉内送入下列封炉料：
烧结矿63.0％、小粒度烧结矿0％、球团矿30.3％、块矿6.60％；
每批炉料的单独投入量如下；矿石37400kg、焦炭(湿)14160kg、焦丁(湿)0kg、锰矿400kg、喷吹煤比0kg/t铁；
所述封炉料化学成分及堆比重见表2.12～表2.14、降低煤比前后原燃料主要成分变化见表1.15，基准料速(本例为8.5批)、小时煤量0t、基准w([Si])(本例设定为0.70％)，焦比、燃料比、冶炼周期、渣铁成分、炉渣碱度等见表2.16～表2.17；
表2.12封炉料(全焦冶炼)入炉炉料矿石化学成分和堆比重
本例封炉料(全焦冶炼)入炉的综合入炉品位55.236％。
表2.13封炉料(全焦冶炼)入炉炉料焦煤化学成分和堆比重
品种 H2O A S H2O结 V C 堆比重 -200目
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ t/m3 ％
焦炭 3.95 14.23 0.590 0.770 0.900 85.16 0.62
喷吹煤粉 0.84 12.22 0.57 1.03 12.66 76.55 73.2
表2.14封炉料(全焦冶炼)入炉炉料焦煤灰分化学成分和堆比重
品种 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO TiO2
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
焦炭灰分 7.330 53.598 2.39 0.243 25.67 0.380 1.510
煤粉灰分 8.924 48.27 6.55 2.110 25.66 0.390 1.550
表2.15封炉料(全焦冶炼)入炉前后的炉料化学成分变化
品种 熟料率 品位 焦灰分 煤灰分
单位 ％ ％ ％ ％
提高w([Si])降煤比炉料 93.00 54.95 14.29 12.36
封炉料及封炉料入炉时煤粉 92.90 55.41 14.04 12.51
变化值 -0.10 0.46 -0.25 0.15
表2.16封炉料(全焦冶炼)入炉炉料计算输出指标
表2.17封炉料(全焦冶炼)入炉炉料计算输出渣铁成分、钛负荷
其中：
C1、封炉料布料、排料：
封炉料入炉前后布料见表2.18；
表1.18封炉料(全焦冶炼)入炉前后布料矩阵调整及评价
本实施例2的高炉容积为1550m3>1000m3，封炉料线设定为1.6米，在全风富氧喷煤冶炼至休风时，封炉料装炉料线为6m，由此计算得到的相关容积参数及装料参数见表2.19；
表2.19高炉相关容积参数及装料参数
项目 料线至风口上沿容积 净焦容积 正料容积(含锰矿)
单位 m3 m3 m3
封炉料 1246.2 19.4 34.8
本例高炉封炉时间计划15天，按第1组净焦填充容积需>炉腹容积、第1、2组净焦之间的正料批数计，本例以其理论出铁量装满2罐(>100吨)为依据，需要正料批数为5.5批，取整数为5批；在此条件下按封炉料入炉种类料序确定第1组净焦批数、正料批数、第2组净焦批数后，本例得到20.0批，取整数20批，得到封炉料填充容积见表2.20；
表2.20封炉料入炉料序及容积填充情况
项目 输入(计算)批数 容积填充
单位 批 m3
第1组净焦 13 252.15
正料 5 175.89
第2组净焦 6 116.38
正料(填充至料线) 20 703.54
合计 44 1247.95
本例，炉腹容积为244.23m3，炉腰容积为154.30m3。第1组输入净焦填充容积为252..15m3(>炉腹容积)，第1组净焦批数为第2组净焦批数的2.17倍，根据净焦、正料的输入批数计算的填充容积1247.95m3，与高炉料线到风口上沿之间容积(1246.24m3)的偏差率绝对值0.137％，均满足界定要求。
C2、封炉料入炉后在下列参数下进行冶炼：风温1160℃、风量4152～42120m3/min、风压0.358～0.371Mpa、炉顶压力0.172～0.179Mpa、炉顶温度166～179℃、小时富氧量13500m3/h，富氧率3.98～4.03％、小时喷煤量24702～24952kg/h，控制喷煤比为：煤比118～119kg/t铁，理论燃烧温度2391～2392℃；喷吹煤粉、富氧量在停煤停氧时间到达后归于为0；w([Si])为0.670％～0.730％、渣中w(Al2O3)11.79～11.95％、碱度为1.10～1.13；
D、封炉料入炉冶炼后，停止投放封炉料的时间通过下列计算得出：
Vkc＝(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；
Pkc＝Vkc/Vpzlq；式中各项如实施例1；其中：
料线零位至封炉料计划填充到位之间的容积Vlwtc按下式计算：
Vlwtc＝PI()×(hjhtc-hh)×(dh×dh+dh×djhtc+djhtc×djhtc)/12+Vh；式中各项如实施例1；
封炉料计划填充到位截面的直径djhtc按下式计算：
djhtc＝(hjhtc-hh)/(TAN(β×PI()/180))×2+dh；式中各项如实施例1；
封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积Vtclx按下式计算：
Vtclx＝Vzclx-(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；式中各项如实施例1；
停止下料时炉内料冶炼对应的料批数Ptzxl按下式计算：
Ptzxl＝(Pllls1+Pllls2+Pllls3+Pllls4)-((Vlnltc4-Vtclx)/Vpzlq)；式中各项如实施例1；
封炉料入炉后炉内料冶炼4小时累计腾出的容积按下式计算：
Vlnltc4＝Pllls1×Vpzlq+Pllls2×Vpzlq+Pllls3×Vpzlq+Pllls4×Vpzlq；式中各项如实施例1；
对应停止下料的料批数的时间timetzxl按下式计算：
timetzxl＝timelnlyl4 -Prjczs×timepjllls4；式中各项如实施例1；
E、封炉料入炉后，计划末次出铁时间通过下列计算：
timemcct＝timemcjhcj-timemcctxs；式中各项如实施例1；其中：
封炉料入炉至风口上沿之前原有炉料计划出尽时间timemcjhcj按下式计算：
timemcjhcj＝timefllrl+timepjylzq；式中各项如实施例1；
所述封炉料入炉的理论平均冶炼周期timepjylzq按下式计算：
timepjylzq＝Prldfk/Ppjllls；式中各项如实施例1；
末次出铁铁量出尽需要的时间timemctlcj按下式计算：
timemctlcj＝Femctyc/Fectlg；式中各项如实施例1；其中：
封炉料入炉后前三次出铁的平均流股Fectlg按下式计算：
timemctlcj＝(Fesjct1/timesjct1/60+Fesjct2/timesjct2/60+Fesjct3/timesjct3/60)/3；
式中各项如实施例1；
末次出铁应出的理论铁量Femctyc按下式计算：
Femctyc＝Felnltl—Feqcthj；式中各项如实施例1；
末次出铁之前的出铁为常规出铁；
本实施例2计算得到的相关结果见表2.21～表2.24
表2.21计算输出相关容积及料线零位至计划填充料线之间容积折算正料批数
表2.22理论小时料速、小时腾出容积等的计算输出
表2.23封炉休风前三炉数据采集、出铁铁量流股的计算输出
注：末次出铁之前的出铁为常规出铁。
表2.24末次出铁理论铁量及预计出尽时间等要素计算输出
项目 单位 数值
炉内料理论铁量 t 910.96
第1炉实际铁量 t 269.34
第2炉实际铁量 t 248.46
第3炉实际铁量 t 291.98
末次铁理论铁量 t 101.18
末次铁需时 min 26.201
本实施例2计算得到的末次出铁时间11:57，表2.25
表2.25末次出铁时间点计算输出
项目 单位 开始时间 结束时间
封炉料入炉时间 时：分 8:00
第1炉出铁时间 时：分 8:08 9:15
第2炉出铁时间 时：分 9:20 10:25
第3炉出铁时间 时：分 10:33 11:51
炉内料计划出尽时间 时：分 / 12:23
计划末次出铁时间 时：分 11:57 /
本实施例2，炉内料冶炼周期为37.616批，结合平均理论料速8.571批/h，冶炼周期折合为4.389小时，计算输出的末次铁出铁时间为11:57，即封炉料入炉3小时57分钟后出封炉休风前末次铁，末次铁理论铁量为101.18吨。
本实施例2计算得到的停止下料时间为11:49，表2.26
本实施例2，正常料线1.6米，计划填充所到料线6米，1.6米料线至风口上沿之间的容积1246.2m3；1.6米料线到6米料线之间的容积164.98m3，填充其需要料批4.98批；封炉料入炉后冶炼第4个小时后预计腾出的容积总量1137.8m3，其与1.6米料线至风口上沿之间计划腾出容积的容积差为56.51m3，填充该容积差折算出需要扣除1.71批料，由此得到的封炉料入炉后休风所对应的批数(即停止下料批数)为32.64批(取整数为33批)。结合封炉料入炉后冶炼3个小时的平均理论料速，按照8:00时封炉料入炉，计算输出停止下料时间为11:49(表2.26)。
表2.26停止下料时间的计算结果
F、封炉料入炉后，计划休风时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风开始时间后的15～30min为休风计划结束时间；
本例2，炉内料理论铁量计划出尽时间为12:23，实际提前10min为休风开始时间。即，实际12：13开始休风操作；实际休风结束时间为开始时间之后15min，即休风计划结束时间为12:28。
G、封炉料入炉后，停煤停氧时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风计划开始时间前的0～10min为停煤停氧时间；
本实施例2，停煤停氧计划开始时间为12:13，实际提前5min为停煤停氧时间，即：12:08停煤停氧；
本实施例2得到的封炉汇总校核结果如表2.27；
表2.27封炉汇总校核结果输出
本例，按照理论料速计算腾出容积1243.0m3，计划腾出容积(1.6米料线至风口上沿之间的容积)1246.2m3，偏差率-0.26％；末次出铁完成时间、炉内料出尽时间和休风完成时间一致，休风完成时封炉料填充至计划料线和到达风口上沿等均准确达到界定范围；其余如表2.30所示，各参数控制均满足要求。
H、按常规完成高炉休风后的炉外操作(如实施例1)后，即完成封炉。
下面通过封炉综合校核、高炉开炉校核结果，来验证本实施例2封炉方法的实际效果：
II、封炉综合校核如下：
I1、对封炉料入炉前提高w([Si])、降煤比的炉料冶炼结果校核
封炉料从开始入炉至休风前所出的铁为该炉料冶炼，根据前述计算输出结果，对封炉休风前炉内料冶炼出铁铁水w([Si])、渣中w(Al2O3)及碱度、炉内料理论铁量与实际铁量等进行校核(表2.28)。
表2.28休风前炉内料冶炼出铁综合校核
注：末次出铁之前的出铁为常规出铁。
本实施例2，封炉休风前炉内料冶炼出铁铁水w([Si])、渣中w(Al2O3)及碱度均满足界定范围；炉内料理论铁量与实际铁量偏差率为0.83％。
I2、封炉料(全焦冶炼)入炉炉料填充封炉效果校核
计划填充6米料线至风口上沿为封炉料。根据前述计算输出结果，对计划腾出容积与理论料速计算腾出容积、封炉料计划填充容积与实际填充容积、计划与实际填充料线及封炉焦比进行校核(表2.29)。
表2.29封炉料(全焦冶炼)入炉炉料填充封炉效果校核
本实施例2，计划腾出容积与理论料速计算腾出容积偏差率为-0.260％，封炉料计划填充容积与实际填充容积偏差率为1.11％，计划填充料线与实际填充料线偏差值为0.27米，依据理论料速计算腾出容积计算的封炉焦比与计划腾出容积配料封炉焦比计算值偏差率为0.91％，实现精准封炉，均达到界定范围。
J、高炉开炉校核
本实施例2封炉15天，开炉风量为封炉休风前正常风量的65％，开炉矿批为封炉原矿批的65％，负荷为封炉料负荷。本例加入净焦2组，2组净焦之间正料批数5批，烧完封炉料第一组净焦所需时间复风后2.36小时，即复风2.36小时后出第一炉铁；烧完第一组正料所带焦炭所需时间为0.89小时，开炉3.5小时恢复喷煤。复风第一炉铁理论铁量109.5吨，实际出铁116.1吨。第一炉铁水w([Si])0.71％、w([Mn])1.09％，渣中w(Al2O3)13.27％、碱度1.02。
开炉后，出炉参数均在入炉封炉料配料、排料计算界定的范围内，复风6个自然班后高炉冶炼参数恢复正常，证明本实施例1的封炉方法，不仅确保炉内原有炉料的正常冶炼，使配好的封炉料能够精准落入既定位置，更重要的是：确保炉内原有炉料的出尽时间与封炉料准确停留到风口上沿的时间一致，为后序开炉、快速恢复正常高炉冶炼、提高高炉冶炼各项经济指标提供技术支持。
实施例3
本实施例3应用在容积为2500m3的高炉上，计划封炉10天，普通矿冶炼，具体封炉按下列步骤：
A、封炉前冶炼，向高炉内送入下列炉料：
矿石按下列质量比配料：烧结矿66％、小粒度烧结矿2％、球团矿27％、块矿5％；每批炉料的单独投入量如下；矿石58000kg、焦炭(湿)12000kg、焦丁(湿)700kg、锰矿0kg、喷吹煤比131.3kg/t铁；
所述炉料的化学成分及堆比重见表3.1～表3.3，结合矿石批重、焦炭批重、高炉有效容积、基准料速(本实施例3为9.0批)、基准小时煤量(喷吹实际值)、基准w([Si])(本实施例3为0.28％)，焦比、燃料比、冶炼周期、渣铁成分、炉渣碱度等见表3.4～表3.5；
表31封炉前正常炉料矿石化学成分和堆比重
本例封炉前正常炉料综合入炉品位56.04％。
表3.2封炉前正常炉料焦煤化学成分和堆比重
品种 H2O A S H2O结 V C 堆比重 -200目
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ t/m3 ％
焦炭 3.53 13.43 0.72 0.27 0.73 85.94 0.62
喷吹煤粉 0.80 12.34 0.61 1.03 13.76 77.33 72.1
表3.3封炉前正常炉料焦煤灰分化学成分和堆比重
品种 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO TiO2
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
焦炭灰分 7.351 54.352 2.636 0.463 24.897 0.390 1.560
煤粉灰分 8.79 47.91 5.495 2.390 23.19 0.430 1.550
表3.4封炉前正常炉料计算输出指标
表3.5封炉前正常炉料计算输出渣铁成分、钛负荷
B、封炉期冶炼，按下列情况B2)，向高炉内送入下列提高w([Si])、降低煤比的入炉料：
矿石按下列质量比配料：烧结矿63％、小粒度烧结矿2％、球团矿28％、块矿7％；
每批炉料的单独投入量如下：矿石58000kg、焦炭(湿)13600kg、焦丁(湿)700kg、锰矿0kg、喷吹煤比120.0kg/t铁；
所述情况B2)：当正常冶炼的矿石为普通矿时，直接投放上述提高w([Si])、降低煤比的入炉料，直至完成一个冶炼周期；
所述封炉期冶炼是指：封炉料送入高炉中直至到达风口上沿之前，对炉内原有炉料进行的冶炼，该原有炉料是步骤A提供的原料；
所述提高w([Si])、降煤比的炉料化学成分及堆比重见表3.6～表3.8、降低煤比前后原燃料主要成分变化见表3.9，基准料速(本例为9.0批)、基准小时煤量(由设定的喷吹煤比120kg/t计算而得)、基准w([Si])(本例设定为0.60％)，焦比、燃料比、冶炼周期、渣铁成分、炉渣碱度等见表3.10～表3.11；
表3.6封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料矿石化学成分和堆比重
本例封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的综合入炉品位56.345％。
表3.7封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料焦煤化学成分和堆比重
品种 H2O A S H2O结 V C 堆比重 -200目
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ t/m3 ％
焦炭 3.55 13.46 0.72 0.27 0.73 86.01 0.62
喷吹煤粉 0.84 12.39 0.61 1.03 13.76 77.33 72.0
表3.8封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料焦煤灰分化学成分和堆比重
品种 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO TiO2
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
焦炭灰分 7.530 53.17 2.24 0.270 24.98 0.560 1.550
煤粉灰分 9.855 51.01 5.79 2.160 24.09 0.530 1.550
表3.9提高w([Si])、降煤比前后的炉料化学成分变化
品种 熟料率 品位 焦灰分 煤灰分
单位 ％ ％ ％ ％
封炉前正常炉料 95.00 56.04 13.43 12.34
提高w([Si])降煤比炉料 93.00 56.35 13.46 12.39
变化值 -2.00 0.31 0.03 0.05
表3.10封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料计算输出指标
表3.11封炉期冶炼提高w([Si])、降煤比的炉料计算输出渣铁成分、钛负荷
C、步骤B完成一个冶炼周期后，向高炉内送入下列封炉料：烧结矿64.0％、小粒度烧结矿0％、球团矿30.5％、块矿5.50％；
每批炉料的单独投入量如下；矿石54300kg、焦炭(湿18660kg、焦丁(湿)0kg、锰矿820kg、喷吹煤比0kg/t铁；
所述封炉料化学成分及堆比重见表3.12～表3.14、降低煤比前后原燃料主要成分变化见表1.15，基准料速(本例为9.0批)、小时煤量0t、基准w([Si])(本例设定为0.60％)，焦比、燃料比、冶炼周期、渣铁成分、炉渣碱度等见表3.16～表3.17；
表3.12封炉料(全焦冶炼)入炉炉料矿石化学成分和堆比重
本例封炉料(全焦冶炼)入炉的综合入炉品位56.326％。
表3.13封炉料(全焦冶炼)入炉炉料焦煤化学成分和堆比重
品种 H2O A S H2O结 V C 堆比重 -200目
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ t/m3 ％
焦炭 3.55 13.88 0.63 0.27 0.73 85.76 0.62
喷吹煤粉 0.80 12.11 0.62 1.03 12.98 77.24 72.0
表3.14封炉料(全焦冶炼)入炉炉料焦煤灰分化学成分和堆比重
品种 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO TiO2
单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％
焦炭灰分 7.830 53.28 2.29 0.240 24.98 0.380 1.550
煤粉灰分 8.767 49.97 6.95 2.310 25.11 0.390 1.550
表3.15封炉料(全焦冶炼)入炉前后的炉料化学成分变化
品种 熟料率 品位 焦灰分 煤灰分
单位 ％ ％ ％ ％
提高w([Si])降煤比炉料 93.00 56.35 13.46 12.39
封炉料及封炉料入炉时煤粉 94.50 56.33 13.88 12.11
变化值 1.50 -0.02 0.42 -0.28
表3.16封炉料(全焦冶炼)入炉炉料计算输出指标
表3.17封炉料(全焦冶炼)入炉炉料计算输出渣铁成分、钛负荷
其中：
C1、封炉料布料、排料：
封炉料入炉前后布料见表3.18；
表3.18封炉料(全焦冶炼)入炉前后布料矩阵调整及评价
本实施例3的高炉容积为2500m3>1000m3，封炉料线设定为1.6米，在全风富氧喷煤冶炼至休风时，封炉料装炉料线为6m，由此计算得到的相关容积参数及装料参数见表3.19；
表3.19高炉相关容积参数及装料参数
项目 料线至风口上沿容积 净焦容积 正料容积(含锰矿)
单位 m3 m3 m3
封炉料 2054.5 26.6 48.7
本例高炉封炉时间计划10天，按第1组净焦填充容积需>炉腹容积、第1、2组净焦之间的正料批数计，本例以其理论出铁量装满2罐(>150吨)为依据，需要正料批数为5.3批，取整数为5批；在此条件下按封炉料入炉种类料序确定第1组净焦批数、正料批数、第2组净焦批数后，本例得到22.3批，取整数22批，得到封炉料填充容积见表1.20；
表1.20封炉料入炉料序及容积填充情况
项目 输入(计算)批数 容积填充
单位 批 m3
第1组净焦 14 372.6
正料 5 248.3
第2组净焦 6 159.7
正料(填充至料线) 26 1291.2
合计 51 2021.79
本例炉腹容积为360.48m3，炉腰容积为282.6m3。第1组输入净焦填充容积为272.59m3(>炉腹容积)，第1组净焦批数为第2组净焦批数的2.33倍，根据净焦、正料的输入批数计算的填充容积2071.79m3，与高炉料线到风口上沿之间容积(2054.5m3)的偏差率绝对值0.841％，均满足界定要求。
C2、封炉料入炉后在下列参数下进行冶炼：风温1160℃、风量5744～5852m3/min、风压0.388～0.393Mpa、炉顶压力0.187～0.190Mpa、炉顶温度129～149℃、小时富氧量17500m3/h，富氧率3.73～3.79％、小时喷煤量36684～37586kg/h，控制喷煤比为：煤比120～122kg/t铁，理论燃烧温度2377～2382℃；喷吹煤粉、富氧量在停煤停氧时间到达后归于为0；w([Si])为0.602％～0.620％、渣中w(Al2O3)11.69～11.85％、碱度为1.10～1.13；
D、封炉料入炉冶炼后，停止投放封炉料的时间通过下列计算得出：
Vkc＝(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；
Pkc＝Vkc/Vpzlq；式中各项如实施例1；其中：
料线零位至封炉料计划填充到位之间的容积Vlwtc按下式计算：
Vlwtc＝PI()×(hjhtc-hh)×(dh×dh+dh×djhtc+djhtc×djhtc)/12+Vh；式中各项如实施例1；
封炉料计划填充到位截面的直径djhtc按下式计算：
djhtc＝(hjhtc-hh)/(TAN(β×PI()/180))×2+dh；式中各项如实施例1；
封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积Vtclx按下式计算：
Vtclx＝Vzclx-(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；式中各项如实施例1；
停止下料时炉内料冶炼对应的料批数Ptzxl按下式计算：
Ptzxl＝(Pllls1+Pllls2+Pllls3+Pllls4)-((Vlnltc4-Vtclx)/Vpzlq)；式中各项如实施例1；
封炉料入炉后炉内料冶炼4小时累计腾出的容积按下式计算：
Vlnltc4＝Pllls1×Vpzlq+Pllls2×Vpzlq+Pllls3×Vpzlq+Pllls4×Vpzlq；式中各项如实施例1；
对应停止下料的料批数的时间timetzxl按下式计算：
timetzxl＝timelnlyl4 -Prjczs×timepjllls4；式中各项如实施例1；
E、封炉料入炉后，计划末次出铁时间通过下列计算：
timemcct＝timemcjhcj-timemcctxs；式中各项如实施例1；其中：
封炉料入炉至风口上沿之前原有炉料计划出尽时间timemcjhcj按下式计算：
timemcjhcj＝timefllrl+timepjylzq；式中各项如实施例1；
所述封炉料入炉的理论平均冶炼周期timepjylzq按下式计算：
timepjylzq＝Prldfk/Ppjllls；式中各项如实施例1；
末次出铁铁量出尽需要的时间timemctlcj按下式计算：
timemctlcj＝Femctyc/Fectlg；式中各项如实施例1；其中：
封炉料入炉后前三次出铁的平均流股Fectlg按下式计算：
timemctlcj＝(Fesjct1/timesjct1/60+Fesjct2/timesjct2/60+Fesjct3/timesjct3/60)/3；
式中各项如实施例1；
末次出铁应出的理论铁量Femctyc按下式计算：
Femctyc＝Felnltl—Feqcthj；式中各项如实施例1；
末次出铁之前的出铁为常规出铁；
本实施例3计算得到的相关结果见表3.21～表3.24
表3.21计算的相关容积及料线零位至计划填充料线之间容积折算正料批数
表3.22理论小时料速、小时腾出容积等的计算输出
表3.23封炉休风前三炉数据采集、出铁铁量流股的计算输出
注：末次出铁之前的出铁为常规出铁；
表3.24末次出铁理论铁量及预计出尽时间等要素计算输出
项目 单位 数值
炉内料理论铁量 t 1554.02
第1炉实际铁量 t 399.17
第2炉实际铁量 t 481.24
第3炉实际铁量 t 372.85
末次铁理论铁量 t 300.76
末次铁需时 min 56.576
本实施例3计算得到的末次出铁时间12:16，表3.25.
表3.25末次出铁时间点计算输出
项目 单位 开始时间 结束时间
封炉料入炉时间 时：分 8:00
第1炉出铁时间 时：分 8:00 9:10
第2炉出铁时间 时：分 9:13 10:41
第3炉出铁时间 时：分 10:33 11:51
炉内料计划出尽时间 时：分 / 13：12
计划末次出铁时间 时：分 12:16 /
本例1，炉内料冶炼周期为46.78批，结合平均理论料速8.996批/h，冶炼周期折合为5.20小时，计算输出的末次铁出铁时间为12:16，即封炉料入炉4小时16分钟后出封炉休风前末次铁，末次铁理论铁量为300.76吨。
本实施例3计算得到的停止下料时间为12:29，表3.26.
本例3，正常料线1.6米，计划填充所到料线6米，1.6米料线至风口上沿之间的容积2054.5m3；1.6米料线到6米料线之间的容积262.84m3，填充其需要料批5.985批；封炉料入炉后冶炼第4个小时后预计腾出的容积总量1576.44m3，其与1.6米料线至风口上沿之间计划腾出容积的容积差为-215.22m3，填充该容积差折算出需要扣除-4.90批料(即还需要增加4.90批)，由此得到的封炉料入炉后休风所对应的批数(即停止下料批数)为40.80批(取整数为41批)。结合封炉料入炉后冶炼3个小时的平均理论料速，按照8:00时封炉料入炉，计算输出停止下料时间为12:29(表3.26)。
表3.26停止下料时间的计算输出
F、封炉料入炉后，计划休风时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风开始时间后的15～30min为休风计划结束时间；
本例3，炉内料理论铁量计划出尽时间为13：12，实际提前10min为休风开始时间。即，实际13：02开始休风操作；实际休风结束时间为开始时间之后20min，即休风计划结束时间为12：22。
G、封炉料入炉后，停煤停氧时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风计划开始时间前的0～10min为停煤停氧时间；
本实施例3，停煤停氧计划开始时间为13:02，实际提前5min为停煤停氧时间，即：12:57停煤停氧；
本实施例3得到的封炉汇总校核结果如表3.27；
表3.27封炉汇总校核结果输出
本例，按照理论料速计算腾出容积2067.48m3，计划腾出容积(1.6米料线至风口上沿之间的容积)2054.50m3，偏差率0.63％；末次出铁完成时间、炉内料出尽时间和休风完成时间一致，休风完成时封炉料填充至计划料线和到达风口上沿等均准确达到界定范围；其余如表3.30所示，各参数控制均满足要求。
H、按常规完成高炉休风后的炉外操作(同实施例1)后，完成封炉。
下面通过封炉综合校核、高炉开炉校核结果，来验证本实施例2封炉方法的实际效果：
III、封炉综合校核如下：
I1、对封炉料入炉前提高w([Si])、降煤比的炉料冶炼结果校核
封炉料从开始入炉至休风前所出的铁为该炉料冶炼，根据前述计算输出结果，对封炉休风前炉内料冶炼出铁铁水w([Si])、渣中w(Al2O3)及碱度、炉内料理论铁量与实际铁量等进行校核(表3.28)；
表3.28休风前炉内料冶炼出铁综合校核
注：末次出铁之前的出铁为常规出铁；
本例3，封炉休风前炉内料冶炼出铁铁水w([Si])、渣中w(Al2O3)及碱度均满足界定范围；炉内料理论铁量与实际铁量偏差率为0.52％。
I2、封炉料(全焦冶炼)入炉炉料填充封炉效果校核
计划填充6米料线至风口上沿为封炉料。根据前述计算输出结果，对计划腾出容积与理论料速计算腾出容积、封炉料计划填充容积与实际填充容积、计划与实际填充料线及封炉焦比进行校核(表3.29)。
表329封炉料(全焦冶炼)入炉炉料填充封炉效果校核
本实施例3，计划腾出容积与理论料速计算腾出容积偏差率为0.632％，封炉料计划填充容积与实际填充容积偏差率为0.48％，计划填充料线与实际填充料线偏差值为14米，依据理论料速计算腾出容积计算的封炉焦比与计划腾出容积配料封炉焦比计算值偏差率为1.05％，实现精准封炉，均达到界定范围；
J、本实施例3封后，通过再次开炉来验证校核封炉的效果
本实施例3封炉10天，开炉风量为封炉休风前正常风量的70％，开炉矿批为封炉原矿批的70％，负荷为封炉料负荷。本例加入净焦2组，2组净焦之间正料批数5批，烧完封炉料第一组净焦所需时间复风后2.39小时，即复风2.39小时后出第一炉铁；烧完第一组正料所带焦炭所需时间为0.87小时，开炉3.5小时恢复喷煤。复风第一炉铁理论铁量162.6吨，实际出铁160.9吨。第一炉铁水w([Si])0.69％、w([Mn])0.83％，渣中w(Al2O3)11.92％、碱度1.04。
开炉后，出炉参数均在入炉封炉料配料、排料计算界定的范围内，复风6个自然班后高炉冶炼参数恢复正常，证明本实施例1的封炉方法，不仅确保炉内原有炉料的正常冶炼，使配好的封炉料能够精准落入既定位置，更重要的是：确保炉内原有炉料的出尽时间与封炉料准确停留到风口上沿的时间一致，为后序开炉、快速恢复正常高炉冶炼、提高高炉冶炼各项经济指标提供技术支持。

Claims (4)

1.一种高炉封炉方法，其特征在于包括下列步骤：
A、封炉前冶炼，向高炉内送入下列炉料：
矿石按下列质量比配料：
所述烧结矿、小粒度烧结矿、球团矿和块矿的质量比总和为100％；
每批炉料的单独投入量如下；
B、封炉期冶炼，按下列情况B1)、B2)，向高炉内送入下列提高w([Si])、降低煤比的入炉料：
矿石按下列质量比配料：
所述烧结矿、小粒度烧结矿、球团矿和块矿的质量比总和为100％；
每批炉料的单独投入量如下；
所述情况B1)：当正常冶炼的矿石原料为钒钛矿时，需提前1～2天转为普通矿冶炼，之后投放上述提高w([Si])、降低煤比的入炉料，直至完成一个冶炼周期；
所述情况B2)：当正常冶炼的矿石为普通矿时，直接投放上述提高w([Si])、降低煤比的入炉料，直至完成一个冶炼周期；
所述封炉期冶炼是指：封炉料送入高炉中直至到达风口上沿之前，对炉内原有炉料进行的冶炼，该原有炉料是步骤A提供的原料；
C、步骤B完成一个冶炼周期后，向高炉内送入下列封炉料：
矿石按下列质量比配料：
所述烧结矿、小粒度烧结矿、球团矿和块矿的质量比总和为100％；
每批炉料的单独投入量如下；
其中：
C1、封炉料按下列进行布料：
焦炭重量900～1500kg/环，
矿石重量4000～6000kg/环；
边缘负荷Fb减少到封炉料入炉前的0.50～0.65倍，
中心负荷Fz减少到封炉料入炉前的0.70～0.90倍，
焦矿综合角差增加0.5～1.5°；
C2、封炉料入炉后在下列参数下进行冶炼：
风温1160～1180℃、
风量3250～4750m3/min、
风压0.32～0.45Mpa、
炉顶压力0.16～0.20Mpa、
炉顶温度100～300℃、
小时富氧量10000～18000m3/h，富氧率3.5～4.5％、
小时喷煤量19000～37500kg/h，
控制喷煤比为：煤比设定值±5kg，理论燃烧温度2370～2400℃；
喷吹煤粉、富氧量在停煤停氧时间到达后归于为0；
D、封炉料入炉冶炼后，停止投放封炉料的时间通过下列计算得出：
Vkc＝(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；
Pkc＝Vkc/Vpzlq；式中：
Vkc为正常料线至封炉料计划填充到料线之间的容积，单位：m3；
Pkc为Vkc容积下的入炉正料批数，单位：批；
Vlwtc为料线零位至封炉料计划填充到位之间的容积，单位：m3；
Vh为高炉炉喉容积，单位：m3；
hh为高炉炉喉高度，单位：m；
lZl为具体高炉正常料线，单位：m；
Vpzlq为封炉料入炉前炉内料批容积，单位：m3；
其中：
料线零位至封炉料计划填充到位之间的容积Vlwtc按下式计算：
Vlwtc＝PI()×(hjhtc-hh)×(dh×dh+dh×djhtc+djhtc×djhtc)/12+Vh；式中：
hjhtc为封炉料计划填充料线，单位：m；
Vh同上述；
dh为炉喉直径，单位：m；
djhtc为封炉料计划填充到位截面的直径，单位：m。
封炉料计划填充到位截面的直径djhtc按下式计算：
djhtc＝(hjhtc-hh)/(TAN(β×PI()/180))×2+dh；式中：
djhtc为封炉料计划填充到位截面的直径，单位：m；
hjhtc、hh、dh同上述；
β为高炉炉身角，单位：°；
封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积Vtclx按下式计算：
Vtclx＝Vzclx-(Vlwtc-Vh+(hh-lZl)/hh×Vh)；式中：
Vtclx为封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积，单位：m3；
Vzclx为正常料线至高炉风口上沿之间的容积，单位：m3；
Vlwtc为料线零位至封炉料计划填充料线之间的容积，单位：m3；
Vh为具体高炉炉喉容积，单位：m3；
Vh、hh、lZl同上述；
停止下料时炉内料冶炼对应的料批数Ptzxl按下式计算：
Ptzxl＝(Pllls1+Pllls2+Pllls3+Pllls4)-((Vlnltc4-Vtclx)/Vpzlq)；式中：
Ptzxl为停止下封炉料时原炉料对应料批数，单位：批；
Pllls1～Pllls4为封炉料入炉后第1至第4小时的炉内料理论料速，单位：批/h；
Vlnltc4为封炉料入炉后炉内料冶炼4小时累计腾出的容积，单位：m3；
Vtclx为封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积，单位：m3；
Vpzlq为封炉料入炉前炉内料批料容积，单位：m3；
封炉料入炉后炉内料冶炼四小时累计腾出的容积按下式计算：
Vlnltc4＝Pllls1×Vpzlq+Pllls2×Vpzlq+Pllls3×Vpzlq+Pllls4×Vpzlq；式中：
Vlnltc4为封炉料入炉后炉内料冶炼四小时累计腾出的容积，单位：m3；
Pllls1-Pllls4为封炉料入炉后第一至第四小时的炉内料理论料速，单位：批/h；
Vpzlq为封炉料入炉前炉内料的批料容积，单位：m3；
对应停止下料的料批数的时间timetzxl按下式计算：
timetzxl＝timelnlyl4 -Prjczs×timepjllls4；式中：
timetzxl为对应停止下料批数的时间，单位：h:min；
timelnlyl4为累计下料四个小时所对应的时间，单位，h:min.
Prjczs为封炉料入炉4个小时炉内料冶炼腾出容积与封炉料计划填充容积之差折算出的需要的炉内料批数，单位：批；
timepjllls4为封炉料入炉后4个小时的炉内料平均理论料速计算出的下一批料需要的时间，单位：min/批；
E、封炉料入炉后，计划末次出铁时间通过下列计算：
timemcct＝timemcjhcj-timemcctxs；式中：
timemcct为计划末次出铁时间，单位：h:min；
timemcjhcj为封炉料入炉至风口上沿之前原有炉料计划出尽时间，单位：h:min；
timemctlcj为末次出铁铁量出尽需要的时间，单位：h：min；
其中：
封炉料入炉至风口上沿之前原有炉料计划出尽时间timemcjhcj按下式计算：
timemcjhcj＝timefllrl+timepjylzq；式中：
timefllrl为封炉料开始入炉的时间，单位：h:min；
timepjylzq为封炉料入炉的理论平均冶炼周期，单位：h或min；
所述封炉料入炉的理论平均冶炼周期timepjylzq按下式计算：
timepjylzq＝Prldfk/Ppjllls；式中：
Prldfk为封炉料入炉至风口上沿所需要的正料批数，单位：批；
该Prldfk由高炉有效容积(即料线零位到炉缸的容积)除以封炉料批正料容积而得；
Ppjllls为封炉料入炉后冶炼四个小时的平均理论料速，单位：批/h；
末次出铁铁量出尽需要的时间timemctlcj按下式计算：
timemctlcj＝Femctyc/Fectlg；式中：
timemctlcj为末次出铁铁量出尽需要的时间，单位:min；
Femctyc为末次出铁应出的理论铁量，单位：t；
Fectlg为封炉料入炉后前三次出铁的平均流股，单位：t/min；
该平均流股Fectlg为前三次出铁的实际出铁量除以出铁时长平均而得；
其中：
封炉料入炉后前三次出铁的平均流股Fectlg按下式计算：
timemctlcj＝(Fesjct1/timesjct1/60+Fesjct2/timesjct2/60+Fesjct3/timesjct3/60)/3；式中；
Fectlg为封炉料入炉后前三次出铁的平均流股，单位：t/min；
Fesjct1为封炉料入炉后第一次出铁实际产量，单位：t；
timesjct1为封炉料入炉后第一次出铁需要的时间，单位：min；
Fesjct2为封炉料入炉后第二次出铁实际产量，单位：t；
timesjct2为封炉料入炉后第二次出铁需要时间，单位：min；
Fesjct3为封炉料入炉后第三次出铁实际产量，单位：t；
timesjct3为封炉料入炉后第三次出铁需要时间，单位：min；
末次出铁应出的理论铁量Femctyc按下式计算：
Femctyc＝Felnltl-Feqcthj；式中；
Femctyc为末次出铁应出的理论铁量，单位：t；
Felnltl为炉内原炉料理论铁量，单位：t；
Feqcthj为末次出铁之前的实际出铁量合计，单位：t；
末次出铁之前的出铁为常规出铁；
F、封炉料入炉后，计划休风时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风开始时间后的15～30min为休风计划结束时间；
G、封炉料入炉后，停煤停氧时间按下列计算：
炉内料理论铁量计划出尽时间提前0～20min为休风计划开始时间，休风计划开始时间前的0～10min为停煤停氧时间；
H、按常规完成高炉休风后的炉外操作，即完成封炉。
2.如权利要求1所述的高炉封炉方法，其特征在于所述正料是指仅含有矿石和焦炭的炉料。
3.如权利要求1所述的高炉封炉方法，其特征在于：
所述烧结矿化学成分如下列质量百分比：51.0～55.0％的TFe、5.0～7.0％的SiO2、12.5～13.8％的CaO、1.40～2.20％的Al2O3、2.10～3.00％的MgO、0.10～1.00％的MnO、0.50～1.50的TiO2、S<0.06，堆比重为1.850～2.20t/m3；
所述球团矿化学成分如下列质量百分比：53.0～60.0％的TFe、4.5～9.5％的SiO2、0.6～1.5％的CaO、2.0～2.8％的Al2O3、0.5～2.7％的MgO、0.10～0.50％的MnO、2.0～10.5％的TiO2，堆比重2.1～2.8t/m3；
所述块矿化学成分如下列质量百分比：64.0～66.0％的TFe、3.0～5.0％的SiO2、0.03～0.08％的CaO、0.90～1.60％的Al2O3、0.01～0.07％的MgO、0.1～0.3％的MnO、TiO2<1.0％，堆比重2.2～2.4t/m3；
所述锰矿化学成分如下列质量百分比：20.0～30.0％的TFe、30.0～35.0％的SiO2、5.0～10.0％的CaO、11.0～13.0％的Al2O3、0.4～0.7％的MgO、30.0～35.0％的MnO、0.3～0.6％的TiO2％，堆比重1.7～2.0t/m3。
4.如权利要求1所述的高炉封炉方法，其特征在于：
所述焦炭化学成分如下列质量百分比：84.0～86.0％的C、13.2～14.5％的Ash，堆比重0.55～0.65t/m3；
所述焦炭灰分化学成分如下列质量百分比：6.0～9.0％的Fe2O3、53.0～55.0％的SiO2、2.0～3.0％的CaO、24.0～26.0％的Al2O3、0.1～0.8％的MgO、0.20～0.50％的MnO；
所述高炉喷吹煤粉化学成分如下列质量百分比：75.0～78.0％的C、12.0～13.5％的Ash；
所述喷吹煤粉灰分化学成分如下列质量百分比：7.0～10.0％的Fe2O3、45.0～55.0％的SiO2、3.0～8.0％的CaO、23.0～26.0％的Al2O3、0.8～3.0％的MgO、0.20～0.50％的MnO；各成分质量百分比之和为100％。
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