一種高爐爐下部透液性的判斷方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種針對高爐爐下部透液性的判斷方法與判斷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]用于煉鐵的高爐為包含氣態(tài)、液態(tài)及固態(tài)的反應器。在高爐內的爐下部中，爐蕊(deadman)堆積尚未參與反應的焦炭固體。爐蕊的堆積孔隙度和鐵渣凝固情形會影響爐下部的氣流分布和鐵水的流動，進而影響高爐內爐床內襯的蝕耗狀況、出鐵狀況和鐵水的質量。簡而言之，爐蕊狀況與出鐵產(chǎn)能及爐床的爐代壽命相關。若能有效掌握爐蕊狀況并做好爐床的管理，可有效提高產(chǎn)能且延長爐代壽命。然而，爐蕊狀況在逐漸惡化的過程中，不會有明顯的表征，直到爐蕊狀況已嚴重惡化。
[0003]通過實際測量的方式，直接測量可供評斷的數(shù)據(jù)，可準確判斷爐蕊狀況。實際測量的方法為，在高爐暫停運作的狀態(tài)下，利用鐵棒由鼓風嘴深入高爐內測量風徑區(qū)的深度，同時測試風徑區(qū)的松散程度，且進行爐蕊焦炭的取樣分析，通過觀察焦炭粉粒徑大小及徑向分布的情形、未燃粉煤的聚集量和滯留的鐵渣量，以判斷爐蕊的狀況及評估焦炭質量與粉煤燃燒狀況。然而，上述方法必須在高爐暫停運作的狀態(tài)下，無法達到實時監(jiān)控高爐爐蕊狀況的效果。
[0004]實際測量的另一方法為，在高爐運作的狀態(tài)下，利用微波測距從鼓風嘴高層的徑向溫度分布及量測深度，或者以放射性物質作追蹤劑，觀察鐵水在爐蕊區(qū)的流徑與不同位置的焦炭置換速度來判斷爐蕊狀況。然而，上述方法會因干擾因素多而降低判斷爐蕊狀況的準確性。
[0005]另一方面，在缺乏直接測量可供評斷的數(shù)據(jù)下，只通過觀察爐蕊狀況已嚴重惡化時所呈現(xiàn)的表征，已無法再通過調整高爐操作方式維持良好爐況。
[0006]有鑒于上述課題，目前已有推估爐蕊狀況的方法，判斷爐蕊狀況是否已開始惡化，以利及時調整高爐操作方式，進而維持良好爐況。
[0007]為此，人們設計了第一種方法，利用鐵水實際碳含量與飽和碳含量之差、鐵水溫度及鹽基度來定義爐蕊清凈度指標(deadman cleanliness index ;DCI)。其中，以鐵水碳含量與飽和碳含量之差表示爐蕊的清凈程度，且以鐵水溫度及鹽基度來呈現(xiàn)鐵渣于爐蕊中的流動性。此方法的缺點為爐蕊清凈度指針變動幅度較大，和爐蕊狀況的相關性不高。
[0008]第二種方法，利用鐵渣流進及排出的流動阻力數(shù)之差來衡量爐床的活躍性。此方法的缺點為鐵渣流進及排出的流動阻力數(shù)無法在高爐運作的狀態(tài)下準確得到，故不適用于實時監(jiān)控。
[0009]第三種方法，以爐底溫度權值與爐床溫度權值的比值定義爐床活性指數(shù)，作為爐下部氣體分布調整的參考，進而判斷爐蕊狀況。然而，爐底溫度與爐床溫度除了與鐵水溫度有相關外，還受到爐內殘留碳磚的厚度、碳磚表面的鐵渣凝固層的組成及厚度、和冷卻條件等影響，故利用此方法無法準確評估爐蕊狀況。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀，提供一種高爐爐下部透液性的判斷方法及其系統(tǒng)，其可根據(jù)在線鐵水溫度來判斷高爐的爐下部透液性，用以作為高爐調整的參考，進而維持良好爐況和高產(chǎn)能。
[0011]本發(fā)明解決所述技術問題所采用的技術方案為:一種高爐爐下部透液性的判斷方法，其特征在于，包含:
[0012]進行模型建立階段，用以根據(jù)多個歷史鐵水溫度數(shù)據(jù)以及多個歷史高爐操作條件數(shù)據(jù)來建立鐵水溫度與高爐操作條件關方程式，其中該模型建立階段包含:提供所述歷史鐵水溫度數(shù)據(jù)；提供所述歷史高爐操作條件數(shù)據(jù)，其中所述歷史鐵水溫度數(shù)據(jù)一一對應所述歷史高爐操作條件數(shù)據(jù)，每一所述歷史高爐操作條件數(shù)據(jù)包含歷史鼓風溫度、歷史鼓風濕度、歷史鼓風富氧量、歷史高爐噴煤率、歷史鼓風量、歷史火焰溫度、歷史高爐焦炭率以及歷史鐵水硅含量；以及對所述歷史鐵水溫度數(shù)據(jù)以及所述歷史高爐操作條件數(shù)據(jù)進行回歸分析算法，以獲得該鐵水溫度與高爐操作條件關方程式；以及進行在線分析階段，以利用該鐵水溫度與高爐操作條件關方程式來判斷該高爐爐下部透液性，其中該在線分析階段包含:偵測該高爐的在線鐵水溫度；取得該在線鐵水溫度所對應的在線高爐操作條件數(shù)據(jù)，其中該在線高爐操作條件數(shù)據(jù)包含在線鼓風溫度、在線鼓風濕度、在線鼓風富氧量、在線高爐噴煤率、在線鼓風量、在線火焰溫度、在線高爐焦炭率以及在線鐵水硅含量；利用該在線高爐操作條件數(shù)據(jù)和該鐵水溫度與高爐操作條件關方程式來計算出鐵水溫度參考值；以及進行透液性判斷步驟，以根據(jù)該鐵水溫度參考值和該在線鐵水溫度來判斷該高爐爐下部透液性。
[0013]進一步地，所述鐵水溫度與高爐操作條件關方程式為:
[0014]HMTcal = 1508+0.00796*ΒΤ_0.188*ΒΜ+2.526*02R-0.237*PCR+0.0113*BV_0.000681*TFT-0.176*CR+73.48*Si ;其中，HMTcal為鐵水溫度參考值，BT為鼓風溫度，BM為鼓風濕度，02R為鼓風富氧量，PCR為高爐噴煤率，BV為鼓風量，TFT為高爐火焰溫度，CR為高爐焦炭率，且Si為鐵水含硅量。
[0015]更進一步，所述透液性判斷步驟包含:以該在線鐵水溫度減去該鐵水溫度參考值，以獲得鐵水溫差指標；以及根據(jù)該鐵水溫差指標來判斷該高爐爐下部透液性。
[0016]更進一步，所述透液性判斷步驟還包含:當該鐵水溫差指標值為負值時，進行爐蕊活化步驟，以活化該高爐的爐蕊。
[0017]另外，本發(fā)明還提供了一種高爐爐下部透液性的判斷系統(tǒng)，其特征在于，包含:模型建立模塊，用以對多個歷史鐵水溫度數(shù)據(jù)以及多個歷史高爐操作條件數(shù)據(jù)進行回歸分析算法，以獲得鐵水溫度與高爐操作條件關方程式，其中所述歷史鐵水溫度數(shù)據(jù)一一對應所述歷史高爐操作條件數(shù)據(jù)，每一所述歷史高爐操作條件數(shù)據(jù)包含歷史鼓風溫度、歷史鼓風濕度、歷史鼓風富氧量、歷史高爐噴煤率、歷史鼓風量、歷史火焰溫度、歷史高爐焦炭率以及歷史鐵水硅含量；數(shù)據(jù)擷取模塊，用以取得該高爐的在線鐵水溫度以及該在線鐵水溫度所對應的在線高爐操作條件數(shù)據(jù)，其中該在線高爐操作條件數(shù)據(jù)包含在線鼓風溫度、在線鼓風濕度、在線鼓風富氧量、在線高爐噴煤率、在線鼓風量、在線火焰溫度、在線高爐焦炭率以及在線鐵水硅含量；以及透液性判斷模塊，用以根據(jù)該鐵水溫度與高爐操作條件關方程式、該在線高爐操作條件數(shù)據(jù)以及在線鐵水溫度來判斷該高爐爐下部透液性。
[0018]進一步地，所述鐵水溫度與高爐操作條件關方程式為:
[0019]HMTcal = 1508+0.00796*ΒΤ_0.188*ΒΜ+2.526*02R-0.237*PCR+0.0113*BV_0.000681*TFT-0.176*CR+73.48*Si ;其中，HMTcal為鐵水溫度參考值，BT為鼓風溫度，BM為鼓風濕度，02R為鼓風富氧量，PCR為高爐噴煤率，BV為鼓風量，TFT為高爐火焰溫度，CR為高爐焦炭率，且Si為鐵水含硅量。
[0020]更進一步地，所述透液性判斷模塊包含:鐵水溫差指針計算模塊，用以將該在線鐵水溫度減去該鐵水溫度參考值，以獲得鐵水溫差指標；以及鐵水溫差指針處理模塊，用以根據(jù)該鐵水溫差指標來判斷該高爐的爐下部透液性。
[0021]更進一步地，當所述鐵水溫差指標值為負值時，該透液性判斷模塊判斷該高爐爐下部透液性變差并發(fā)出警告訊息。
[0022]更進一步地，所述警告訊息為聲音訊息或文字訊息。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，由于本發(fā)明的優(yōu)點在于:通過進行模型建立階段，以利用模型建立模塊來根據(jù)多筆歷史鐵水溫度數(shù)據(jù)以及多筆歷史高爐操作條件數(shù)據(jù)建立鐵水溫度與高爐操作條件關方程式；進行在線分析階段，以利用數(shù)據(jù)擷取模塊擷取在線鐵水溫度數(shù)據(jù)與相應的在線高爐操作條件，并利用鐵水溫度與高爐操作條件關方程式來計算出鐵水溫度參考值，以判斷高爐的爐下部透液性。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明中高爐的示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實施例高爐爐下部的透液性判斷方法流程的示意圖；
[0026]圖3A是本發(fā)明實施例進行的驗證所得到的鐵水溫差指標的示意圖；
[0027]圖3B是本發(fā)明實施例進行的驗證所得到的焦炭強度的示意圖；
[0028]圖3C是本發(fā)明實施例進行的驗證所得到的焦炭平均粒徑的示意圖；
[0029]圖3D是本發(fā)明實施例進行的驗證所得到的爐床溫度的示意圖；
[0030]圖3E是本發(fā)明實施例進行的驗證所得到的爐底溫度的示意圖；
[0031]圖4是本發(fā)明實施例高爐爐下部的透液性判斷系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0033]如圖1所示，高爐100主要包含加料裝置102、鼓風嘴104、爐床106和出鐵口 108。高爐100的主體結構為鐵殼內砌耐火材及冷卻系統(tǒng)的中空反應器。加料裝置102位于高爐100的爐頂，而鼓風嘴104、爐床106和出鐵口 108則是位于高爐100的爐下部。加料裝置102提供例如燒結礦、塊鐵礦或球結礦等含鐵原料、焦炭和助熔劑等煉鐵原料進入高爐100爐內的路徑。鼓