[发明专利]一种高炉矿焦比分布调整的模型试验方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种高炉矿焦比分布调整的模型试验方法，属于冶金行业试验研究技术领域。

背景技术

矿焦比是指在高炉炉喉处矿的厚度与焦的厚度比值，用O/C表示。合理矿焦比分布是高炉布料的两个关键因素之一，矿焦比分布与料面形状是无钟炉顶布料控制的两个既独立又相互影响的关键因素，主要对炉身下部煤气流的分布起主导调节作用，对高炉煤气流调节的综合作用而言，以矿焦比的调节作用为主，以料面形状的调节作用为辅。合理的矿焦比分布为形成合理的料面形状提供了条件，控制好矿焦比分布高炉定会获得较好的操作指标。由于高炉的自身特点，生产中不可能进去测量它们的厚度，然后再计算矿焦比。目前，背景技术矿焦比的算法就是在高炉操作中，用布矿圈数与布焦圈数之比作为矿焦比，这个算法比较理想化，是理论上的计算方法，在实际操作高炉布料时，矿与焦往往会朝着对方相互滚动，造成矿中有焦，焦中有矿的现象，这时候还纯粹简单的用这样的计算方法显然不能反映实际生产中矿焦分布情况。

发明内容

本发明目的是提供一种高炉矿焦比分布调整的模型试验方法，测量准确，方便直观，得到准确的矿焦比，真实反映实际生产中矿焦分布情况，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种高炉矿焦比分布调整的模型试验方法，包含如下步骤：

①建立实验模型；根据相似第三定理单值条件完全相似的原则，按照实际高炉炉身上部尺寸缩小十倍制作高炉模型，沿高炉模型纵向断面切下两刀，得到一个四棱台型高炉布料模型；这样做的最大优点是可以将空间直角坐标系直接建立于高炉模型上，为快速准确解析高炉布料料制的径向参数带来了诸多便利；将料线标在高炉布料模型上，以高炉布料模型的中心线为纵坐标、高炉布料模型中心至炉墙的距离为横坐标，将直角坐标系建立于高炉布料模型之上；相似理论第三定理规定：为了保证两个现象相似，必须保证两个现象的单值量决定的相似准则相等；

②为了便于布料操作，同时也按相似理论要求，在布料料面上截取某个平面作为横坐标的水平面截取线，制作高炉布料模型内置隔板，该隔板宽度与四棱台型的高炉布料模型宽度相等，并在隔板上铺垫与隔板面积相当的软胶皮，隔板由通过高炉布料模型上部框架上的滑轮系统上下移动，对应不同的料线进行模拟布料；

③试验操作，按照现场料制布完料后，测量隔板上所布矿石和焦炭的厚度值，测量径向料面高度，然后绘出该料制的料面形状曲线，计算出该料制的矿焦比。

沿高炉模型纵向断面切下两刀，形成宽度为25cm的四棱台型高炉布料模型。

所说的试验操作，首先进行试验炉料的备制，严格遵循相似理论第三定理单值相似的要求，试验炉料粒度组成应按实际生产高炉炉料粒度组成的平均重量和平均体积缩小相应倍数；本发明按实际生产高炉炉料粒度组成的平均重量和平均体积缩小十倍，寻找符合该要求的试验炉料，试验炉料包括烧结矿、焦炭、球团和块矿。

具体工艺方法：计算生产现场高炉某料线以上容积与高炉布料模型相对应的料线以上的容积，从中计算出实际高炉与高炉布料模型同料线以上空间的体积倍数，并分别测定出生产现场炉料堆比重和高炉布料模型试验炉料堆比重，然后再依据生产现场批重所占的体积缩小相应的体积倍数，计算出高炉布料模型相应料线以上的体积；依据这个体积及试验炉料的堆比重，换算出高炉布料模型批重，依据上面原则，选择高炉布料模型试验炉料批重。

所说的试验操作，首先用布料圈数之比分析拟定出布料矩阵，然后通过试验室无钟布料高炉布料模型试验验证，优化出合理的布料矩阵。对高炉操作而言，命中率较高，对炉况的掌握为有的放矢。无钟炉顶多环布料可以在不同环位，布不同的圈数，能方便快捷地调整矿焦比的分布。

具体优化步骤：将高炉布料模型确定的布料环位划分为三部分，即边缘环带、中间环带、中心区域，布料矩阵用布料圈数控制炉喉半径上的O/C分布，遵循如下规律：中间环带O/C布料圈数之比为1.0，边缘环带的O/C圈数之比为1.5-3.0，矿焦比的分布调整同时与中心加焦量和矿批的变化相配合。

所说的试验操作，试验操作时根据生产料制进行矿批确定，安排配料，称出所布每批料的重量，升降调整隔板至其上沿为料线高度，按料制要求调整布料溜槽角度，把称好的批重料运至高炉布料模型炉顶倒进上料装置，炉料经过炉顶上料装置、料罐、布料溜槽堆积在隔板上，隔板上炉料分布结构为一层焦炭一层烧结矿；布料结束后，测量出矿的厚度和焦炭的厚度，即可算出矿焦比O/C。