【技术实现步骤摘要】
铁前诊断系统及方法
本专利技术涉及高炉炼铁生产
，特别涉及一种铁前诊断系统及方法。
技术介绍
铁前生产是冶金行业对包括矿山、烧结、球团、焦化、原料、炼铁生产运输系统的统称，也就是高炉冶炼前所需的总和。由于铁前生产的原辅料种类繁多，前后道工序生产工艺复杂，使得铁前生产极易因为原料和前、后道工序的生产工艺的波动造成高炉生产失常。同时，由于前后道工序之间缺乏交流，并且取样、检化验周期及加工成品入炉时间难以确定，因此当高炉出现异常时，难以准确地将异常的原因归结到对应到前道工序的原辅料、或该原辅料对应的工艺问题上，导致需要花费很长的时间去寻找高炉异常的根本原因，很多时候甚至都无法找到根本原因。例如，炼焦煤出现质量问题，焦化厂作出对策后制得符合标准的焦炭，使用该焦炭导致了高炉异常，但是由于并不确定该高炉对应的焦炭来自于有问题的炼焦煤，也就无法发现是该炼焦煤的原因导致了异常。当前的现状是无法实现原料质量的及时报警与应对措施跟踪，又无法在高炉生产出现异常时，快速发现是上游原料质量、配料、生产工艺还是高炉操作等哪个环节出了问题，往往出现高炉失常多日，还调查不出失常的根本原因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铁前诊断系统及方法。为实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供一种铁前诊断系统，所述系统包括：数据采集模块，其用于采集炼焦相关参数、烧结相关参数和高炉相关参数的数据，所述炼焦相关参数包括炼焦煤质量参数、炼焦配煤工艺参数、炼焦生产工艺参数和焦炭质量参数，所...
【技术保护点】
1.一种铁前诊断系统，其特征在于，所述系统包括：/n数据采集模块，其用于采集炼焦相关参数、烧结相关参数和高炉相关参数的数据，所述炼焦相关参数包括炼焦煤质量参数、炼焦配煤工艺参数、炼焦生产工艺参数和焦炭质量参数，所述烧结相关参数包括烧结原料质量参数、烧结工艺参数和烧结矿质量参数，所述高炉相关参数包括高炉输入参数、过程参数和输出参数，所述数据包括历史数据和实时数据；/n条线跟踪模块，其用于建立炼焦煤质量参数、炼焦配煤参数、炼焦生产工艺参数和焦炭质量参数的炼焦时间对应关系；建立烧结原料质量参数、烧结工艺参数和烧结矿质量参数的烧结时间对应关系；建立高炉输入参数、过程参数和输出参数的高炉时间对应关系；建立高炉输入参数、炼焦质量参数和烧结矿质量参数的上下道工序对应关系；/n数据分析模块，其用于将炼焦相关参数的数据依照炼焦时间对应关系建立炼焦数据库，并通过对炼焦数据库中的历史数据进行分析，得到各个炼焦相关参数的合理范围和报警范围；将烧结相关参数的数据依照烧结时间对应关系建立烧结数据库，并通过对烧结数据库中的历史数据进行分析，得到各个烧结相关参数的合理范围和报警范围；将高炉相关参数的数据依照高炉时间对...
【技术特征摘要】
1.一种铁前诊断系统，其特征在于，所述系统包括：
数据采集模块，其用于采集炼焦相关参数、烧结相关参数和高炉相关参数的数据，所述炼焦相关参数包括炼焦煤质量参数、炼焦配煤工艺参数、炼焦生产工艺参数和焦炭质量参数，所述烧结相关参数包括烧结原料质量参数、烧结工艺参数和烧结矿质量参数，所述高炉相关参数包括高炉输入参数、过程参数和输出参数，所述数据包括历史数据和实时数据；
条线跟踪模块，其用于建立炼焦煤质量参数、炼焦配煤参数、炼焦生产工艺参数和焦炭质量参数的炼焦时间对应关系；建立烧结原料质量参数、烧结工艺参数和烧结矿质量参数的烧结时间对应关系；建立高炉输入参数、过程参数和输出参数的高炉时间对应关系；建立高炉输入参数、炼焦质量参数和烧结矿质量参数的上下道工序对应关系；
数据分析模块，其用于将炼焦相关参数的数据依照炼焦时间对应关系建立炼焦数据库，并通过对炼焦数据库中的历史数据进行分析，得到各个炼焦相关参数的合理范围和报警范围；将烧结相关参数的数据依照烧结时间对应关系建立烧结数据库，并通过对烧结数据库中的历史数据进行分析，得到各个烧结相关参数的合理范围和报警范围；将高炉相关参数的数据依照高炉时间对应关系建立高炉数据库，并通过对高炉数据库中的历史数据进行分析，得到各个高炉相关参数的合理范围和报警范围；
综合诊断模块，其用于通过各个炼焦相关参数的报警范围，结合炼焦数据库中的实时数据，对各个炼焦相关参数进行监控和报警；通过各个烧结相关参数的报警范围，结合烧结数据库中的实时数据，对各个烧结相关参数进行监控和报警；通过各个高炉相关参数的报警范围，结合高炉数据库中的实时数据，对各个高炉相关参数进行监控和报警；通过所述上下道工序对应关系，诊断高炉相关参数的报警与炼焦相关参数或烧结相关参数的关系。
2.根据权利要求1所述铁前诊断系统，其特征在于，所述条线跟踪模块还用于：
通过对炼焦煤的检化验数据、到厂时间、到货量、仓位变化、配煤速度、煤塔料位、焦炉装煤量、焦炭产量、焦炭取样时间的动态监控，计算或通过示踪试验得出炼焦煤质量参数、炼焦配煤参数、炼焦生产工艺参数和焦炭质量参数的炼焦时间对应关系；
通过对烧结原料的检化验数据、到厂时间、到货量、配料速度、仓位变化、烧结上料量、烧结矿产量、烧结矿取样时间的动态监控，计算或通过示踪试验得到烧结原料质量参数、烧结工艺参数和烧结矿质量参数的烧结时间对应关系；
通过对高炉原料的检化验数据、到厂时间、到货量、成品仓位变化、从成品仓至高炉原料仓的皮带转运速度和转运量、高炉原料仓仓位、高炉原料上料后的转运速度和转运量、高炉原料在高炉中的冶炼周期的动态监控，计算或通过示踪试验得出高炉的输入参数、过程参数和输出参数的高炉时间对应关系；
通过记录高炉原料作为产品时的产品批号和高炉原料取样时的原料批号的对应关系，建立高炉输入参数、炼焦质量参数和烧结矿质量参数的上下道工序对应关系。
3.根据权利要求1所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述数据分析模块还用于：
使用区间分析法，对炼焦数据库中的数据进行分析，得到一个炼焦相关参数与另一个或多个炼焦相关参数的线性回归关系，并结合其中一个炼焦相关参数的已知指标，得到其它炼焦相关参数的合理范围和报警范围；
使用区间分析法，对烧结数据库中的数据进行分析，得到一个烧结相关参数与另一个或多个烧结相关参数的线性回归关系，并结合其中一个烧结相关参数的已知指标，得到其它烧结相关参数的合理范围和报警范围；
使用区间分析法，对高炉数据库中的数据进行分析，得到一个高炉相关参数与另一个或多个高炉相关参数的线性回归关系，并结合其中一个高炉相关参数的已知指标，得到其它高炉相关参数的合理范围和报警范围。
4.根据权利要求3所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述数据分析模块还用于：
使用区间分析法，对炼焦数据库中的数据进行分析，得到每个其它炼焦相关参数与M40和/或CSR的线性回归关系，并结合所述M40和/或CSR的已知指标，确定每个其它炼焦相关参数的合理范围和报警范围，其中所述炼焦相关参数包括M40、CSR和其它炼焦相关参数；
使用区间分析法，对烧结数据库中的数据进行分析，得到每个其它烧结相关参数与烧结矿转鼓强度和/或烧结矿亚铁含量的线性回归关系，并结合所述烧结矿转鼓强度和/或烧结矿亚铁含量的已知指标，确定每个其它烧结相关参数的合理范围和报警范围，其中所述烧结相关参数包括烧结矿转鼓强度、烧结矿亚铁含量和其它烧结相关参数；
使用区间分析法，对高炉数据库中的数据进行分析，得到每个其它高炉相关参数与产量和/或燃料比的线性回归关系，并结合所述产量和/或燃料比的已知指标，确定每个其它高炉相关参数的合理范围和报警范围，其中所述高炉相关参数包括产量、燃料比和其它高炉相关参数。
5.根据权利要求3所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述数据分析模块还用于：
获取多个参数在不同时间点的样本数据，将第一参数的样本数据的波动范围进行区间划分；
根据其它参数与所述第一参数的时间对应关系，将所有其它参数的样本数据进行相同的区间划分，并计算每个参数在每个区间中的平均值；
分别以第一参数和其它参数在每个区间中的平均值作为两个坐标轴的坐标值，分别计算所述第一参数和其它参数的线性回归关系。
6.根据权利要求1所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述综合诊断模块还用于：
根据炼焦相关参数、烧结相关参数和高炉相关参数的合理范围和报警范围，对炼焦相关参数、烧结相关参数和高炉相关参数的取值进行区段划分，对炼焦相关参数、烧结相关参数和高炉相关参数的实时数据进行分区段报警，针对不同区段的报警制定不同的应对措施。
7.根据权利要求1所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述综合诊断模块还用于：
在焦炭质量参数出现报警时，通过所述炼焦数据库，确定焦炭质量参数出现报警前后，炼焦煤质量参数、炼焦配煤工艺参数或炼焦生产工艺参数的变化导致焦炭质量参数出现报警；
在烧结矿质量参数出现报警时，通过所述烧结数据库，确定烧结矿质量参数出现报警前后，烧结原料质量参数或烧结工艺参数的变化导致烧结矿质量参数出现报警；
在高炉过程参数或输出参数出现报警时，通过所述炼焦数据库、烧结数据库和高炉数据库，确定所述报警前后，焦炭相关参数、烧结相关参数、高炉输入参数或其它过程参数的变化导致高炉过程参数或输出参数出现报警。
8.根据权利要求1所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述系统还包括：
短期异常诊断模块，其用于通过分析高炉数据库中的气流分布、下料信息、冷却壁热电偶温度、炉缸碳砖温度、铁水温度和渣铁流动性的实时数据，诊断高炉是否出现短期异常；以及在判定高炉出现短期异常时，诊断炉况短期异常的类型，其中，所述短期异常类型包括管道、渣皮脱落、崩滑料和炉缸不活。
9.根据权利要求8所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述短期异常诊断模块还用于：
在确定高炉的短期异常类型后，通过调整净焦、轻料或硅石的量，调整高炉内异常热量和渣成分波动，对炉况短期异常进行治理。
10.根据权利要求1所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述系统还包括：
长期异常诊断模块，其用于诊断高炉是否出现长期异常，以及出现长期异常时的长期异常类型，所述长期异常类型包括炉墙结厚、高炉结瘤、炉缸堆积、炉缸冻结。
11.根据权利要求10所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述长期异常诊断模块还用于：
在确定炉况长期异常类型后，调整布料制度、送风制度和原料配比，同时通过相关性分析，得到与所述炉况长期异常相关的相关性参数，调整所述相关性参数的取值至对应的合理范围内。
12.根据权利要求1所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述数据分析模块还用于：
使用归一化区间分析法，对炼焦相关参数的关键参数和焦炭质量参数的数据进行分析，分别得到以所述炼焦相关参数的关键参数为自变量、以焦炭质量参数为因变量的归一化线性方程；
使用归一化区间分析法，对烧结相关参数的关键参数和烧结矿质量参数的数据进行分析，分别得到以所述烧结相关参数的关键参数为自变量、以烧结矿质量参数为因变量的归一化线性方程；
使用归一化区间分析法，对高炉相关参数的关键参数和重要技经参数的数据进行分析，分别得到以所述高炉相关参数的关键参数为自变量、以重要技经参数为因变量的归一化线性方程。
13.根据权利要求12所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述数据分析模块还用于：
获取多个参数在不同时间点的样本数据，将第一参数的样本数据的波动范围进行区间划分；
根据其它参数与所述第一参数的时间对应关系，将所有其它参数的样本数据进行相同的区间划分；
计算每个参数在每个区间的平均值，并对每个参数的各个平均值进行归一化处理，得到每个参数的各个归一化平均值；
分别以第一参数和其它参数在每个区间的归一化平均值作为两个坐标轴的坐标值，分别计算以其它参数为自变量、以所述第一参数为因变量的归一化线性方程。
14.根据权利要求12所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述系统还包括生产管理模块，所述生产管理模块用于：
根据所述归一化线性方程中以焦炭质量参数为因变量的因变量系数绝对值的大小，确定对应炼焦相关参数的关键参数对炼焦系统的评分权重；以及根据所有炼焦相关参数的关键参数的评分权重和每个炼焦相关参数的关键参数的取值等级，对炼焦系统进行量化评价；
根据所述归一化线性方程中以烧结矿质量参数为因变量的因变量系数绝对值的大小，确定对应烧结相关参数的关键参数对烧结系统的评分权重；以及根据所有烧结相关参数的关键参数的评分权重和每个烧结相关参数的关键参数的取值等级，对烧结系统进行量化评价；
根据所述归一化线性方程中以重要技经参数为因变量的因变量系数绝对值的大小，确定对应高炉相关参数的关键参数对高炉炉况的评分权重；以及根据所有高炉相关参数的关键参数的评分权重和每个高炉相关参数的关键参数的取值等级，对高炉炉况进行量化评价。
15.根据权利要求14所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述生产管理模块还用于：
将炼焦系统、烧结系统和高炉炉况的评分设定不同的评分区间，针对不同评分区间制定不同的应对方案。
16.根据权利要求14所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述生产管理模块还用于：
在某个炼焦相关参数的关键参数出现失分时，通过所述关键参数与焦炭质量参数的线性回归关系，计算所述关键参数对焦炭质量参数的影响；
在某个烧结相关参数的关键参数出现失分时，通过所述关键参数与烧结矿质量参数的线性回归关系，计算所述关键参数对烧结矿质量参数的影响；
在某个高炉相关参数的关键参数出现失分时，通过所述关键参数与重要技经参数的线性回归关系，计算所述关键参数对重要技经参数的影响。
17.根据权利要求14所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述生产管理模块还用于：
计算炼焦系统在一时间段内每个班次的评分，得到每个班次在所述时间段的总体评分，根据所述总体评分对炼焦系统的每个班次对应的工人进行管理；
计算烧结系统在一时间段内每个班次的评分，得到每个班次在所述时间段的总体评分，根据所述总体评分对烧结系统的每个班次对应的工人进行管理；
计算高炉炉况在一时间段内每个班次的评分，得到每个班次在所述时间段的总体评分，根据所述总体评分对高炉的每个班次对应的工人进行管理。
18.根据权利要求1所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述数据采集模块还用于：
采集炼焦煤的供应商、到港时间、堆放场地和炼焦煤的检化验数据，得到炼焦煤质量参数的数据；
采集配煤单和现场实时配煤数据，得到炼焦配煤工艺参数的数据；
采集焦炉用煤气流量、装煤量、结焦温度、结焦时间、干熄焦工序的生产工艺数据，得到炼焦生产工艺参数的数据；
采集焦炭的检化验数据、焦炭仓位和焦炭产量，得到焦炭质量参数的数据；
采集烧结矿粉、溶剂和固体燃料的供应商、到港时间、堆放场地和质量数据，得到烧结原料质量参数数据；
采集现场实时配矿监控数据、烧结点火温度、料层厚度、烧结负压和机速，得到烧结工艺参数数据；
采集烧结矿质量数据、筒仓料位和烧结矿产量，得到烧结矿质量参数数据；
采集焦炭、烧结矿、球团矿和块矿的检化验数据、配料结构和仓位信息，得到高炉输入参数的数据；
采集高炉操作参数、炉况表征参数和炉体管理参数的数据，得到高炉过程参数的数据；
采集高炉的技术经济指标参数的数据，得到高炉的输出参数的数据。
19.根据权利要求1所述的铁前诊断系统，其特征在于，所述数据处理模块还用于：
对炼焦数据库、烧结数据库和高炉数据库中的数据进行数据清洗、数据挖掘和数据融合，使用炼焦数据库、烧结数据库和高炉数据库中融合后的数据进行数据分析、监控和报警，其中，所述数据清洗是指剔除采集的数据中的异常点，所述数据挖掘是指在数据的基础上，通过已有公式计算得到间接参数的数据，所述数据融合是指统一所有参数的数据频率或数据周期，得到周期数据。
20.一种铁前诊断方法，其特征在于，所述方法包括：
采集炼焦相关参数、烧结相关参数和高炉相关参数的数据，所述炼焦相关参数包括炼焦煤质量参数、炼焦配煤工艺参数、炼焦生产工艺参数和焦炭质量参数，所述烧结相关参数包括烧结原料质量参数、烧结工艺参数和烧结矿质量参数，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜屏，赵华涛，翟明，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，张家港宏昌钢板有限公司，江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。