高炉出铁量推定装置及方法与流程

本发明涉及高炉设备及方法，更具体地说，涉及一种高炉出铁量推定装置及方法。

背景技术：

在高炉生产过程中，高炉为间断性出铁，每次出铁时间为2小时左右。接收铁水的设备一般为鱼雷型混铁车。常规而言，混铁车下面都有称重计12，以确定每次出铁量数据，将每次出铁量累加起来就可计算出当天出铁量。高炉在生产过程中，始终在产生铁水，但出铁却只能间断出铁，内部产生的铁水可以根据装入原料中的含铁量计算出，如果能知道每次出铁量，那么可以推算出炉内的储铁量。由于铁水是连续产生的，所以储铁量也是在不断增加的，储铁量增加到一定程度就必须及时出铁，否则会烧坏设备或造成生产不顺。可见，出铁量的多少必须及时掌握，否则无法计算储铁量。

如图1所示，一般来说，高炉出铁口下方鱼雷车轨道上都布置有鱼雷车称重计12，鱼雷车口上方还配备有铁水液面计11，铁水液面计11是用来测量混铁车铁水液面高度的。操作工根据不断增加的储铁量的多少来判断何时打开铁口出铁。但由于场地及环境投资限制，某些高炉未建设混铁车称量装置，只是根据铁水液面计11来判断出铁量多少，继而判断何时打开铁口，由于混铁车装铁水过程中会对混铁车造成侵蚀及凝固，使得单纯依靠液面计11测量估算出铁量多少很不准确，影响了高炉生产操作，有时甚至造成严重后果，使企业出现大的损失。

例如，专利公开号cn101339429a，名称为一种铁水称量操作管理与信息传递装置。该发明属于物理部技术领域，公开了一种铁水称量管理与信息传递装置，特别涉及一种与铁水罐车运输路径无关的车载式称重操作管理与信息传递装置。该发明由每座高炉配置专有铁水称量信息管理服务器、标准称量现场操作盘和铁水接收数据包组成，现场操作盘间的数据传递不需要网络物理传输介质，依靠铁水车运输司机携带的唯一识别卡为载体进行高炉与炼钢区域和铸铁机室间往复数据包传递。该发明不仅满足了铁水“一罐到底”工艺流程要求，也适用于普通钢铁厂尤其是大型钢铁厂复杂物流输配信息互通。该发明主要是混铁车称量数据在炼铁厂和炼钢厂之间的传输，技术基础也是基于称量数据，所以现场称量设备也是必不可少的。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的铁水重量管理必须有称量设备的问题，本发明的目的是提供一种高炉出铁量推定装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高炉出铁量推定装置，包括相关性确定模块和计算模块。相关性确定模块包括液面高度单元和确定量单元，液面高度单元读取高炉侧的液面高度，确定量单元读取炼钢侧每罐铁水的确定量，相关性确定模块根据液面高度单元和确定量单元的数据计算铁水液面高度和铁水确定量的对应关系。计算模块包括出铁量推定单元和出铁量校正单元。出铁量单元读取混铁车内部的实际液面高度，将实际液面高度代入铁水液面高度和铁水确定量的对应关系，得到混铁车内部实际的铁水确定量。出铁量校正单元根据实际的铁水确定量来修正铁水液面高度和铁水确定量的对应关系。

根据本发明的一实施例，还包括数据收集模块，数据收集模块从高炉侧自动控制系统中读取铁水液位信息和混铁车号信息，从炼钢侧自动控制系统收集铁水的确定量，从基础自动化系统读取实际液面高度，并将所有数据发送至相关性确定模块和计算模块。

根据本发明的一实施例，铁水液面高度和铁水确定量的对应关系为：其中，y为铁水确定量，x为液面高度，α1,β1,γ1,为系数。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种高炉出铁量推定方法，包括以下步骤：步骤1，收集铁水液面高度和铁水确定量信息；步骤2，计算铁水液面高度和铁水确定量的对应关系；步骤3，读取实际液面高度，代入对应关系，计算实际的铁水确定量；步骤4，根据计算得到的实际的铁水确定量修正铁水液面高度和铁水确定量的对应关系。

根据本发明的一实施例，铁水液面高度从高炉侧自动控制系统中读取，铁水确定量信息从炼钢侧自动控制系统中收集，实际液面高度从基础自动化系统中读取。

根据本发明的一实施例，铁水液面高度和铁水确定量的对应关系为：其中，y为铁水确定量，x为液面高度，α1,β1,γ1,为系数。

在上述技术方案中，本发明的高炉出铁量推定装置及方法在未设置高炉混铁车称量设备的前提下，模拟计算出混铁车铁水装入量，即单次高炉出铁量。这样，既有利于既降低钢铁厂建设成本，同时又能有效推测出出铁量，对保持高炉操作的整体水平，稳定高炉炉况，对于提高产品的产量与质量，降低生产故障具有重要的现实意义。

附图说明

图1是现有的铁水车辆装置的示意图；

图2是本发明高炉出铁量推定装置的结构示意图；

图3是铁水重量和液位关系图；

图4是本发明高炉出铁量推定方法的流程图；

图5a和5b是实施本发明前后的铁水偏差分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明给出了一种无称重计条件下的出铁量模拟测量方法，在现场不设混铁车的条件下，根据液面计测量数据及炼钢厂返回铁量，自动推算出混铁车装铁量，也就是出铁量，从而有效指导操作工出铁，提高了高炉操作控制的准确性和稳定性。由于混铁车的出铁量，即铁水重量或铁水确定量与混铁车的液面高度有直接的联系，因此这种联系是本发明技术方案的关键所在。

参照图2，本发明首先公开一种高炉出铁量推定装置，在高炉过程控制室设置一套控制服务器，在中央控制室设置显示终端，服务器其主要包括数据收集模块21、相关性确定模块22和计算模块23等，进行出铁量推理计算。系统通过网络读取已有自动化系统中的过去铁水确定量和混铁车液面高度。通过理论计算及逻辑推理得出相应出铁量大小，自动设置到原有自动化系统。

如图2所示，数据收集模块21从高炉侧自动控制系统中读取铁水液位信息和混铁车号信息，写入数据库。从炼钢侧自动控制系统收集铁水的确定量，从基础自动化系统读取实际液面高度，并将所有数据发送至相关性确定模块22和计算模块23。

参照图3，铁水液面高度和铁水确定量之间存在一种相关关系，这种相关关系可以通过可以模拟得到。因此，相关性确定模块22包括液面高度单元24和确定量单元25，液面高度单元24读取高炉侧的液面高度，确定量单元25读取炼钢侧每罐铁水的确定量，相关性确定模块22根据液面高度单元24和确定量单元25的数据计算铁水液面高度和铁水确定量的对应关系。每罐混铁车都有固定的编号，在高炉侧可以根据液面计测得液面高度，在炼钢侧每罐铁水也都能称量出具体确定量。如图3所示，将这两种数据拟合起来就能得到两者的拟合曲线，也就相应地确定了两者之间的关系，即：

公式(1)。

其中，y为铁水确定量，x为液面高度，α1,β1,γ1,为系数。

计算模块23包括出铁量推定单元27和出铁量校正单元26。当一炉铁水出完后，计算机从基础自动化读取相应液面高度，同时也读入混铁车号，将液面高度代入相应混铁车对应的公式(1)，这样就计算出相应混铁车的铁水重量，也就是得到了原来需要称重计才能确定的铁水重量。因此，铁量推定单元27读取混铁车内部的实际液面高度，将实际液面高度代入铁水液面高度和铁水确定量的对应关系，得到混铁车内部实际的铁水确定量。

此外，由于混铁车内部不断发生铁水侵蚀或凝固现象，所以既使同一混铁车液面高度和铁水重量之间的相关关系也不是凝固不变的。它们的关系曲线需要不断修正，具体办法是根据炼钢最新的铁水确定量来重新拟合，得出新的拟合公式(2)：

公式(2)

其中y为铁水确定量，x为液面高度，α2,β2,γ2,为系数。

因此，出铁量校正单元26根据实际的铁水确定量来修正铁水液面高度和铁水确定量的对应关系。当下次新的铁水液面高度测量后，系统根据自学习确定的新铁水量、铁水液面关系(即公式2)，计算出相应混铁车的铁水重量。

除了上述主要装置，计算模块23还连接有电铃28和提示灯29，在输出出铁量数据时，计算模块23同时触发电铃28和提示灯29，从而起到声光警示的作用。

另一方面，参照图4，本发明还公开一种高炉出铁量推定方法，对应上述本发明的装置，其主要包括以下步骤：

s1：收集铁水液面高度和铁水确定量信息；

s2：计算铁水液面高度和铁水确定量的对应关系；

s3：读取实际液面高度，代入对应关系，计算实际的铁水确定量；

s4：开展自学习修正对应关系系数，即根据计算得到的实际的铁水确定量修正铁水液面高度和铁水确定量的对应关系。

s5：等待接收下次信号。

与现有的技术相比，本发明的主要特点是消除了个体差异，实时性强。参照图5a和5b，在应用本发明后铁水si含量稳定性明显提高，没有超过0.8％的，如图5b所示。而之前主要控制在1％之内，如图5a所示，说明铁水si的稳定性得到提高，进而说明高炉生产运行的稳定性得以提高。由此可知，通过及时了解高炉出铁量，从而在提高稳定性方面达到了一定的效果。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。