[发明专利]一种利用高炉渣铁热量指数确定炉热的方法

说明书

本发明涉及一种利用高炉渣铁热量指数确定炉热的方法，属于高炉操作控制技术领域，解决对高炉炉热做出正确的判断的技术问题。本发明的主要原理是：利用高炉高温区热平衡和碳‑氧平衡方程，求解能反映炉渣和铁水热状态的渣铁热量指数，然后根据历史数据构建高炉蓄热指数，确定炉内的总体热量水平，再结合高炉的化学热和物理热参数，构造了高炉的炉热指数，从而可以确定高炉的炉热水平，进而指导高炉炉热判断和调整，以提高铁水质量，稳定炉况。

技术领域

本发明属于高炉操作控制技术领域，具体涉及一种利用高炉渣铁热量指数确定炉热的方法。

背景技术

对于高炉操作而言，控制适宜的炉热水平是高炉操作的重点和难点，炉热水平太高或太低不仅会造成高炉炉况波动，而且对高炉生产技术指标和铁水质量造成不利影响。由于高炉生产过程是一个复杂的高温反应过程，影响高炉炉热的参数众多，且各个参数之间有较强的相关性，而且高炉炉热变化具有较长时间的滞后性，这对炉热的控制带来了难度。

目前国内外炉热控制方法主要有：自回归矢量模型、水江模型、Wu模型、Ec指数模型、GO-STOP模型、神经网络模型等，这些模型存在的问题有：基于高炉冶炼原理计算的控制模型提出的概念复杂，现场高炉操作者难以掌握；基于数据推理的模型过于依赖历史数据推理，当操作参数大幅变化后实用性差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决对高炉炉热做出正确的判断与准确的预测的技术问题，本发明提供及一种利用高炉渣铁热量指数确定炉热的方法，能够指导高炉操作者预测与控制炉热。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种利用高炉渣铁热量指数确定炉热的方法，包括以下步骤：

步骤一：采集代表高炉运行状态的参数作为基准参数，利用高炉碳-氧平衡方程确定理论煤比；

高炉碳-氧平衡方程为：

根据上式得理论煤比M为：

式中，η_CO为高炉煤气利用率；O_料为产生每吨铁由炉料带入煤气的总氧量，单位为kg/tFe；C_dFe为每吨铁直接还原耗碳量；η_H2为高温区氢的利用率，一般取值30％～55％；ω(C_焦)为焦炭固定碳，单位为％；n(H_煤)为每kg煤粉中含H的摩尔量：n(H_煤)＝[ω(H_煤)/100/2+ω(H₂O_煤)/100/(1-ω(H₂O_煤)/100)/18]，单位为kmol/kg；M为理论煤比，单位为kg/tFe；ω(C_煤)为煤粉中固定碳，单位为％；ω(H₂O_煤)为煤粉水份，单位为％；

通过比较理论煤比M和实际煤比M^实核算基准参数的有效性，如果偏差不大(小于5～8％)，则可直接进行后续步骤；若果偏差超出偏差允许区间，则需检查计算数据是否有误或运行参数是否失真，重复执行步骤一直至理论煤比M和实际煤比M^实的偏差在偏差允许区间内；

步骤二：计算基准状态下的高炉高温区热平衡参数，将热平衡参数代入高温区的热平衡方程，确定可以反映基准状态下炉热水平的渣铁热量指数Q_热，单位为kJ/tFe：

Q_热＝q_{C_燃}×C_{燃_焦炭}+q_煤×M-q_dFe×C_dFe-Q_损；