[发明专利]一种用于调整高炉操作的演算预测方法

说明书

技术领域

本发明属于高炉冶炼技术领域，特别涉及一种用于调整高炉操作的演算预测方法，一种基于Rist操作线理论，用于指导高炉重要操作参数调整的演算预测方法，支持多参数任意组合调整演算。适用于高炉操作参数调整后的演算预测计算。

背景技术

高炉冶炼过程中，伴随着炉料与煤气的逆流运动，炉内完成了多种错综复杂的化学反应和物理变化，多年来冶金工作者一直想通过数学方法对高炉冶炼过程进行描述，法国里斯特(Rist)教授在60年代后期研究高炉过程控制时，从高炉内众多复杂的物理化学反应中突出其主要体系Fe-O-C体系，用简单而又较准确的手段表达出高炉能量消耗及影响焦比诸多因素的作用，即Rist操作线理论。

本发明基于Rist操作线理论，结合生产高炉的特点和条件，提出了一种用于调整高炉操作的演算预测方法，可帮助高炉操作者基于当前的冶炼条件和高炉操作状况，调整高炉各重要参数进行操作线演算预测计算，为进一步改善操作提供方向性的指导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于调整高炉操作的演算预测方法，该方法以Rist操作线理论为基础，结合生产高炉的特点，并充分考虑氢对高炉冶炼的影响，力求真实反映高炉实际操作状况，方便高炉操作者基于当前冶炼条件进行高炉参数调整演算，为进一步改善操作提供方向性的指导。

本发明基于Rist操作线理论，提供了一种用于调整高炉操作的演算预测方法，可分别在Fe-O-C恒定与非恒定模式下，对高炉操作参数调整后的高炉状况进行演算预测计算，包括以下工艺步骤：

(1)根据高炉前8小时的平均冶炼条件，计算实际操作线、理想操作线，将所有原燃料及铁水检化验数据和操作线计算结果保存至数据库；

(2)将原燃料条件和冶炼产出物相关检化验数据作为已知量输入，任意单独或组合调整高炉参数(风量、风温、喷煤量、富氧量、鼓风湿度、焦炭批重)，通过Fe-O-C恒定和非恒定模式下的Rist操作线计算得到调整后的高炉状况；

(3)根据操作参数调整后演算得到的高炉各项指标判断调整方案是否合理，其中炉身工作效率是一个比较直接的评价标准。

本发明提出的一种用于调整高炉操作的演算预测方法，在Fe-O-C恒定模式下的具体实现方法如下：在保证入炉Fe、O、C三元素的量恒定的模式下进行演算，即在Fe、O、C三元素的量恒定及相同产出物(煤气成分、渣铁成分)的条件下演算不同操作方式的冶炼结果，具体方法如下：

(1)调整喷煤量

喷煤主要是为了代替部分焦炭，达到降低焦比的目的。以增加喷煤量为例，应计算出调整后增加的入炉C量(kg/thm)，此部分增加的C需从焦炭中的C减掉，即由增加的C量计算出需减少的焦炭用量(kg/thm)，这样喷煤量和焦炭量调整后进行RIST操作线计算，即可保证入炉总C量恒定。

(2)调整富氧量

以提高富氧量为例，富氧量增加，则鼓风(混合风)中的O量增加，为了保证入炉O量恒定，则需减少风量(混合风)以保证入炉O量恒定，然后按调整后的富氧量和风量进行RIST操作线计算。

因富氧量调整，需调整风量计算方法如下：假设调整前风量为V，风中含氧量为(O₂)_b，调整后风量为V′，风中含氧量为(O₂)_b′，则氧量恒定计算公式为：

V×(O₂)_b＝V′×(O₂)_b′

风中含氧量计算公式如下：

式中，w——1m³鼓风中加入的富氧气体量，即富氧率(m³/m³鼓风)

——鼓风体积湿度，m³/m³

α——富氧气体中氧的纯度(体积百分含量，一般大于95％)，根据高炉实际选取。

根据生产高炉的情况，富氧气体通常以m³/h为单位，高炉风量检测数据常以m³/min为单位，则：

w＝富氧气体量/60/高炉风量

富氧气体量调整后，导致富氧率w的变化，由风中含氧量计算公式即可计算出调整前后鼓风带入的O₂量变化值，再由氧量恒定计算公式可计算出风量需调整的量。

(3)调整风量

与富氧量调整方式类似，当风量调整后，要相应对富氧量进行自动调整，以保证入炉O量恒定。