一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法技术

本发明专利技术公开了一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法，包含以下步骤：计算软熔带根部，通过计算炉身冷却壁温度或静压力的拟合函数的拐点得到软熔带根部位置；获取十字测温温度以及矿石滴落温度，计算软熔带底部、顶部位置；根据软熔带底部、顶部位置识别炉内位置并计算得到软熔带区域的高炉内型体积；计算软熔带焦窗层数；计算软熔带焦窗位置分布；计算不同料线位置的软熔带焦窗厚度。本发明专利技术可以计算出软熔带焦窗层数，确定软熔带焦窗参数之后，可以为高炉操作者调整煤气分布提供依据，从而改善软熔带区域的透气性，有利于高炉实现高效低耗冶炼。炉实现高效低耗冶炼。炉实现高效低耗冶炼。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法


[0001]本专利技术涉及一种焦窗厚度及层数的检测方法，特别是一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法，属于高炉自动控制


技术介绍

[0002]高炉从风口至炉喉煤气温度逐步降低，可分为燃烧带、滴落带、软熔带以及块状带四个区域，其中软熔带是高炉内透气性最差的区域。软熔带由焦炭和熔融态的矿石组成，焦炭和矿石呈层状分布，而煤气主要从焦炭层通过，焦炭层称为焦窗，焦窗的厚度以及层数直接影响软熔带的透气性，焦窗厚度越大，层数越多，煤气在软熔带的通路面积越大，则软熔带透气性越好，高炉可以进一步改善煤气，降低燃料消耗；焦窗厚度过小，层数少会导致高炉压差高，炉况难行，易导致悬料以及管道的发生。因此，需要合理的焦窗厚度以及层数，确保高炉能够在稳定顺序的基础上实现高效低耗的冶炼方式。传统操作理念比较注重软熔带的形状和位置，随着炼铁技术的发展，高炉操作者越来越重视软熔带参数的调整，包括焦窗的厚度以及层数，但是对于怎样定量化的计算焦窗厚度以及层数，尚未见相关研究报道。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法，从而更好地量化软熔带参数，便于高炉操作者调整高炉运行状态。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法，其特征在于包含以下步骤：
[0006]步骤一：计算软熔带根部，通过计算炉身冷却壁温度或静压力的拟合函数的拐点得到软熔带根部位置；
[0007]步骤二：获取十字测温温度以及矿石滴落温度，计算软熔带底部、顶部位置；
[0008]步骤三：根据软熔带底部、顶部位置识别炉内位置并计算得到软熔带区域的高炉内型体积；
[0009]步骤四：计算软熔带焦窗层数；
[0010]步骤五：计算软熔带焦窗位置分布；
[0011]步骤六：计算不同料线位置的软熔带焦窗厚度。
[0012]进一步地，所述步骤一具体为：采集多组高炉炉身冷却壁温度或者静压力，并通过采集的数据拟合出拟合函数y＝χ
(h)
，χ
(h)
表示沿高度方向炉身冷却壁温度或者静压力分布值，计算χ
(h)
的拐点即为软熔带根部位置h
λ
。
[0013]进一步地，所述步骤二具体为：软熔带区域的温度用矿石的滴落温度表征，根据炉喉位置十字测温的在设定时长内的径向不同位置的平均温度T
j
，j＝1,2，
……
k，其中j＝1时表示边缘，j＝k时表示中心；计算软熔带底部、顶部位置，分别用h
L
、h
T
表示，计算过程中假设软熔带至炉顶沿纵向高度的温度梯度相同，包括有：
[0014][0015][0016]式中，t
d
为矿石的滴落温度；h
λ
为软熔带根部的料线位置。
[0017]进一步地，所述步骤三中识别炉内位置包括炉腹、炉腰和炉身，由炉型尺寸计算得到软熔带区域的高炉内型体积
[0018]进一步地，所述步骤四具体为：焦窗层数的计算采用体积法，软熔带区间高炉内型体积与每批料的体积的比值即为软熔带区间包含的焦窗层数：
[0019][0020]式中，n为焦窗层数；V
c
、V
o
分别为焦批体积、矿批体积，且体积由计算得到，M为焦批或矿批重量，ρ为焦炭或矿石堆密度，ξ为炉料的压缩率。
[0021]进一步地，所述步骤五具体为：根据不同料线位置的内型半径，计算横截面积，其中高炉内型半径由设计图纸可以得到；
[0022][0023]其中，h
i
为第i层焦窗的料线位置；为料线h
i
位置的横截面积，位置的横截面积，为h
i
位置的高炉内型半径。
[0024]进一步地，所述步骤五六具体为：不同料线深度位置的软熔带焦层厚度可以使用以下公式计算得到：
[0025][0026]其中，L
i
为软熔带第i层的焦窗厚度，共n层，i＝1，2，3
……
，n。
[0027]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：本专利技术通过炉体参数以及矿石、焦炭批重，可以计算出高炉内部软熔带沿高度方向的厚度分布，结合煤气温度，可以计算出软熔带焦窗层数，确定软熔带焦窗参数之后，可以为高炉操作者调整煤气分布提供依据，从而改善软熔带区域的透气性，有利于高炉实现高效低耗冶炼。
附图说明
[0028]图1是本专利技术的一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法的流程图。
[0029]图2是本专利技术的实施例的炉内软熔带示意图。
[0030]图3是本专利技术的实施例的炉内软熔带焦窗厚度及层数计算结果示意图。
具体实施方式
[0031]为了详细阐述本专利技术为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本专利技术的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0032]如图1所示，本专利技术的一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法，包含以下步骤：
[0033]步骤一：计算软熔带根部。根据炉身冷却壁温度或静压力，可拟合函数y＝χ
(h)
，χ
(h)
表示沿高度方向炉身冷却壁温度或者静压力分布，计算χ
(h)
的拐点即为软熔带根部位置h
λ
。
[0034]步骤二：计算软熔带底部、顶部位置。软熔带区域的温度可以近似用矿石的滴落温度表征根据炉喉位置十字测温的在设定时长内的径向不同位置的平均温度T
j
，j＝1,2，
……
k，其中j＝1时表示边缘，j＝k时表示中心。计算软熔带底部、顶部位置(即软熔带底部距离零料线位置、顶部距离零料线位置)，分别用h
L
、h
T
表示，计算过程中假设软熔带至炉顶沿纵向高度的温度梯度相同，包括有：
[0035][0036][0037]式中，t
d
为矿石的滴落温度；h
λ
为软熔带根部的料线位置。
[0038]如附图2所示，当软熔带呈倒V型分布时，软熔带根部即为软熔带底部；当软熔带呈W型分布时，软熔带根部与软熔带底部不重合，软熔带根部不能代表软熔带最低位置。
[0039]步骤三：根据h
L
到h
T
识别位置，位置包括炉腹、炉腰、炉身，由炉型尺寸可以计算得到软熔带区域的高炉内型体积也就是软熔带区域从h
L
到h
T
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：计算软熔带根部，通过计算炉身冷却壁温度或静压力的拟合函数的拐点得到软熔带根部位置；步骤二：获取十字测温温度以及矿石滴落温度，计算软熔带底部、顶部位置；步骤三：根据软熔带底部、顶部位置识别炉内位置并计算得到软熔带区域的高炉内型体积；步骤四：计算软熔带焦窗层数；步骤五：计算软熔带焦窗位置分布；步骤六：计算不同料线位置的软熔带焦窗厚度。2.根据权利要求1所述的一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法，其特征在于：所述步骤一具体为：采集多组高炉炉身冷却壁温度或者静压力，并通过采集的数据拟合出拟合函数y＝χ
(h)
，χ
(h)
表示沿高度方向炉身冷却壁温度或者静压力分布值，计算χ
(h)
的拐点即为软熔带根部位置h
λ
。3.根据权利要求1所述的一种高炉内部软熔带焦窗厚度及层数的定量化检测方法，其特征在于：所述步骤二具体为：软熔带区域的温度用矿石的滴落温度表征，根据炉喉位置十字测温的在设定时长内的径向不同位置的平均温度T
j
，j＝1,2，
……
k，其中j＝1时表示边缘，j＝k时表示中心；计算软熔带底部、顶部位置，分别用h
L
、h
T
表示，计算过程中假设软熔带至炉顶沿纵向高度的温度梯度相同，包括有：至炉顶沿纵向高度的温度梯度相同，包括有：式中，t

【专利技术属性】
技术研发人员：陈川，张俊杰，徐东升，裴元东，谢立，
申请(专利权)人：中天钢铁集团南通有限公司，
类型：发明
国别省市：