一种含钛物料护炉经济性评价模型制造技术

本发明专利技术属于高炉长寿护炉技术领域，具体涉及一种含钛物料护炉经济性评价模型，所述含钛物料护炉经济性评价模型通过获取铁水中钛含量下限和钛分配比最大值计算得到炉渣中的钛含量，进而根据所述铁水钛含量下限和所述炉渣中的钛含量，由钛平衡计算护炉经济钛负荷；在基础原料用量不变的条件下，计算高炉护炉成本。所述含钛物料护炉经济性评价模型能够系统评价含钛物料的经济性，为炼铁操作者选择经济高效的含钛物料提供指导。

An economic evaluation model for furnace protection of titanium containing materials

The invention belongs to the technical field of blast furnace longevity furnace protection, in particular relates to an economic evaluation model for furnace protection of titanium-containing materials. The economic evaluation model for furnace protection of titanium-containing materials obtains the titanium content in slag by obtaining the lower limit of titanium content in molten iron and the maximum value of titanium distribution ratio, and then obtains the titanium content in slag according to the lower limit of titanium content in molten iron and the said lower limit of titanium content in molten iron The titanium content in slag is calculated by titanium balance, and the cost of blast furnace protection is calculated under the condition that the amount of basic raw materials remains unchanged. The economic evaluation model for furnace protection of titanium-containing materials can systematically evaluate the economy of titanium-containing materials and provide guidance for iron-making operators to select economical and efficient titanium-containing materials.

【技术实现步骤摘要】
一种含钛物料护炉经济性评价模型
本专利技术属于高炉长寿护炉
，具体涉及一种含钛物料护炉经济性评价模型。
技术介绍
高炉是用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。随着炼铁技术水平的不断提升，高炉高效化、长寿化逐渐成为现代化高炉的发展趋势，延长高炉寿命、增加单位炉容产铁量是炼铁领域未来追求的主要目标。影响高炉长寿的区域有两个：一是炉腰炉腹冷却壁的损坏；二是炉缸侧壁炭砖的侵蚀。其中炉缸侧壁炭砖的侵蚀是限制高炉长寿的关键因素，绝大多数高炉都因此而停炉大修。高炉炉缸侧壁炭砖侵蚀后，热电偶温度升高、冷却壁热流强度升高，加入含钛物料使炭砖热面形成保护层是高炉护炉采取的普遍措施。但高炉护炉会增加铁水成本，如何选择经济高效的含钛物料是炼铁操作者关注的焦点。由于含钛物料成分、单价等因素存在差异，通过建立含钛物料护炉经济性评价模型为炼铁操作者选择经济高效的护炉原料提供指导，对于降低护炉成本意义重大。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种含钛物料护炉经济性评价模型，所述含钛物料护炉经济性评价模型能够系统评价含钛物料的经济性，为炼铁操作者选择经济高效的含钛物料提供指导。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种含钛物料护炉经济性评价模型，所述含钛物料护炉经济性评价模型通过获取铁水中钛含量下限和钛分配比最大值计算得到炉渣中的钛含量，进而根据所述铁水钛含量下限和所述炉渣中的钛含量，由钛平衡计算护炉经济钛负荷；在基础原料用量不变的条件下，计算高炉护炉成本。进一步地，所述含钛物料护炉经济性评价模型按如下步骤进行：步骤1，获取铁水中钛含量下限：根据高炉护炉时热电偶温度与铁水钛含量的匹配关系，得到护炉时铁水中钛含量的范围，取铁水中钛含量的下限；步骤2，获取钛分配比最大值：根据高炉的操作参数报表中的数据，计算并统计钛分配比，从而得到钛分配比的最大值，即钛元素由炉渣中最大程度进入铁水中时的情况；步骤3，计算炉渣中的钛含量：根据所述铁水中钛含量的下限和所述钛分配比的最大值计算得到所述炉渣中的钛含量，计算式如下式(3-1)，γ＝[Ti]/(TiO2)式(3-1)其中：γ为钛分配比的最大值；[Ti]为铁水中钛含量的下限，％；(TiO2)为炉渣中的钛含量，％；步骤4，计算护炉经济钛负荷：根据所述炉渣中的钛含量和所述铁水中钛含量的下限，由钛平衡计算所述护炉经济钛负荷，计算式如下：吨铁炉渣钛负荷(kg/t)＝渣比×炉渣中的钛含量/100，(该式中，除以100是百分号)吨铁水钛负荷(kg/t)＝铁水中钛含量的下限/100×(二氧化钛分子量/钛分子量)×1000，(该式中，除以100是百分号，乘以1000是为了要换算成吨铁)护炉经济钛负荷(kg/t)＝吨铁炉渣钛负荷+吨铁水钛负荷；所述渣比为高炉冶炼每吨生铁的出渣量，单位kg/t。步骤5，计算高炉护炉成本：由所述护炉经济钛负荷计算得到含钛物料的吨铁加入量，进而计算在基础原料的组成和用量不变的条件下，加入含钛物料后计算高炉护炉支出成本，将所述高炉护炉支出成本相加，得到高炉护炉支出总成本；所述基础原料包括烧结矿、球团和块矿。所述含钛物料包括承德钛球、进口钛矿和高品钛矿中的任意一种或任意两种或三种。步骤6，比较经济性：将不同种类的含钛物料经步骤1～步骤5得到各含钛物料的高炉护炉支出总成本，比较不同含钛物料的经济性。进一步地，步骤1所述匹配关系是由高炉热电偶数据与护炉时铁水钛含量的数据统计结果；即铁水钛含量控制在什么范围时，热电偶温度下降；所述匹配关系与高炉自身有关，每座高炉的情况不同。进一步地，所述高炉护炉支出成本包括含钛物料原料成本、熔剂消耗成本、节约的铁水成本和焦炭消耗成本。进一步地，所述含钛物料原料成本是由所述护炉经济钛负荷结合钛平衡计算得到的，所述含钛物料原料成本的计算如下式(5-1)所示：P1＝m1×p1式(5-1)其中：P1为含钛物料原料成本，元/t；m1为含钛物料吨铁加入量，kg/t；p1为含钛物料单价，元/kg；所述护炉经济钛负荷和所述含钛物料的吨铁加入量的关系如下式(5-1-1)所示：其中：mL为护炉经济钛负荷，kg/t；m1为含钛物料吨铁加入量，kg/t；TT1i为含钛物料中二氧化钛的含量，％；mi为单种基础原料吨铁加入量，kg/t；为基础原料中二氧化钛的含量，％。进一步地，所述熔剂消耗成本在保证炉渣碱度不变的前提下，结合含钛物料成分、原料各自的吨铁加入量与炉渣碱度，计算加入含钛物料后导致CaO质量的变化量，进而计算所述熔剂消耗成本，所述熔剂消耗成本即CaO的成本，所述熔剂消耗成本的计算如下式(5-2)所示：P2＝ΔmCaO×p2式(5-2)其中：ΔmCaO为加入含钛物料后CaO质量的变化量，kg/t；P2为熔剂消耗成本，元/t；p2为CaO的单价，元/kg；式(5-3)中ΔmCaO的计算式如下式(5-2-1)所示：其中：mP-CaO为护炉时原料中CaO的总质量，kg/t；ΔmCaO为加入含钛物料后CaO质量的变化量，kg/t；为护炉时原料中SiO2的总质量，kg/t；R为炉渣碱度；所述式(5-2-1)中，mP-CaO和的计算如下式(5-2-1.1)和式(5-2-1.2)所示：其中：mP-CaO为护炉时原料中CaO的总质量，kg/t；为护炉时原料中SiO2的总质量，kg/t；为护炉时单种原料的吨铁加入量，kg/t；为护炉时单种原料中的CaO含量，％；为护炉时单种原料中的SiO2含量，％。进一步地，所述单种原料包括基础原料和含钛物料。进一步地，所述基础原料包括烧结矿、球团和块矿。进一步地，所述含钛物料包括承德钛球、进口钛矿和高品钛矿中的任意一种或任意两种或三种。进一步地，所述节约的铁水成本是含钛物料吨铁加入量结合含钛物料品位来计算产铁量，进而得到所述节约的铁水成本(由于含钛物料本身含铁，由含钛物料吨铁加入量及含钛物料品位，可以计算额外获得生铁质量，计算所述节约的铁水成本)，所述节约的铁水成本的计算如下式(5-3)和式(5-3-1)所示：P3＝miron×p3式(5-3)m1×TFe/100＝miron式(5-3-1)其中：m1为含钛物料吨铁加入量，TFe为含钛物料含铁品位，％；miron为吨铁含钛物料加入后增加的铁产量，kg/t；P3为节约的铁水成本，元/t；p3为单位生铁成本，元/kg。进一步地，所述焦炭消耗成本是结合加入所述含钛物料的成分及其吨铁加入量，计算由渣量及脱硫带来的焦炭消耗成本(所述含钛物料的加入带来的杂质会增加渣量，脱硫也会消耗热量，而消耗的热量由焦炭提供；由所述含钛物料的加入量计算消耗的热量，再根据得到的所述消耗的热量计算得到所述焦炭消耗成本)，所述焦炭消耗成本的计算如式(5-4)所示：P4＝mCoke×p4式(5-4)；其中：P4为渣量增加后增加的成本，元/t；mCoke为渣量增加后多消耗焦炭的质量，kg/t；p4为焦炭的单价，元/kg；所述含钛物料的加入带来的杂质会增加渣量，脱硫也会消耗热量，而消耗的热量由焦炭提供，因此，所述式(5-4)中，mCoke的计算由下式(5-4-1)所示：其中：Q为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含钛物料护炉经济性评价模型，其特征在于，所述含钛物料护炉经济性评价模型通过获取铁水中钛含量下限和钛分配比最大值计算得到炉渣中的钛含量，进而根据所述铁水钛含量下限和所述炉渣中的钛含量，由钛平衡计算护炉经济钛负荷；在基础原料用量不变的条件下，计算高炉护炉成本。

【技术特征摘要】
1.一种含钛物料护炉经济性评价模型，其特征在于，所述含钛物料护炉经济性评价模型通过获取铁水中钛含量下限和钛分配比最大值计算得到炉渣中的钛含量，进而根据所述铁水钛含量下限和所述炉渣中的钛含量，由钛平衡计算护炉经济钛负荷；在基础原料用量不变的条件下，计算高炉护炉成本。2.根据权利要求1所述的一种含钛物料护炉经济性评价模型，其特征在于，所述含钛物料护炉经济性评价模型按如下步骤进行：步骤1，获取铁水中钛含量下限：根据高炉护炉时热电偶温度与铁水钛含量的匹配关系，得到护炉时铁水中钛含量的范围，取铁水中钛含量的下限；步骤2，获取钛分配比最大值：根据高炉的操作参数报表中的数据，计算并统计钛分配比，从而得到钛分配比的最大值；步骤3，计算炉渣中的钛含量：根据所述铁水中钛含量的下限和所述钛分配比的最大值计算得到所述炉渣中的钛含量，计算式如下式(3-1)，γ＝[Ti]/(TiO2)式(3-1)其中：γ为钛分配比的最大值；[Ti]为铁水中钛含量的下限，％；(TiO2)为炉渣中的钛含量，％；步骤4，计算护炉经济钛负荷：根据所述炉渣中的钛含量和所述铁水中钛含量的下限，由钛平衡计算所述护炉经济钛负荷，计算式如下：护炉经济钛负荷，kg/t＝吨铁炉渣钛负荷+吨铁水钛负荷，吨铁炉渣钛负荷，kg/t＝渣比×炉渣中的钛含量/100，吨铁水钛负荷，kg/t＝铁水中钛含量的下限/100×(二氧化钛分子量/钛分子量)×1000；步骤5，计算高炉护炉成本：由所述护炉经济钛负荷计算得到含钛物料的吨铁加入量，进而计算在基础原料组成和用量不变的条件下，加入含钛物料后高炉护炉支出成本，将所述高炉护炉支出成本相加，得到高炉护炉支出总成本；步骤6，比较经济性：将不同种类的含钛物料经步骤1～步骤5得到各含钛物料的高炉护炉支出总成本，比较不同种类含钛物料的经济性。3.根据权利要求1或2所述的一种含钛物料护炉经济性评价模型，其特征在于，所述高炉护炉支出成本包括含钛物料原料成本、熔剂消耗成本、节约的铁水成本和焦炭消耗成本。4.根据权利要求3所述的一种含钛物料护炉经济性评价模型，其特征在于，所述护炉经济钛负荷与所述含钛物料的吨铁加入量的关系如下式(5-1-1)所示：其中：mL为护炉经济钛负荷，kg/t；m1为含钛物料吨铁加入量，kg/t；为含钛物料中二氧化钛的含量，％；mi为单种基础原料吨铁加入量，kg/t；为基础原料中二氧化钛的含量，％。5.根据权利要求4所述的一种含钛物料护炉经济性评价模型，其特征在于，所述含钛物料原料成本是由所述护炉经济钛负荷结合钛平衡计算得到的，所述含钛物料原料成本的计算如下式(5-1)所示：P1＝m1×p1式(5-1)其中：P1为含钛物料原料成本，元/t；m1为含钛物料吨铁加入量，kg/t；p1为含钛物料单价，元/kg。6.根据权利要求4所述的一种含钛物料护炉经济性评价模型，其特征在于，所述熔剂消耗成本在保证炉渣碱度不变的前提下，结合含钛物料成分、原料各自的吨铁加入量与炉渣碱度，计算加入含钛物料后导致CaO质量的变化量，进而计算所述熔剂消耗成本，所述熔剂消耗成本即CaO的成本，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦克新，邓勇，张建良，刘征建，王广伟，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11