一种并罐式无钟炉顶布料控制方法与流程

本发明涉及高炉冶炼技术领域，具体涉及一种并罐式无钟炉顶布料控制方法。

背景技术：

并罐式无钟炉顶由于设备的特点，在布料过程中不可避免的存在“蛇形”偏移，造成炉料在高炉内分布不均匀。而炉料在高炉内分布不均匀会对高炉内煤气分布产生影响：由于矿石和焦炭对煤气的阻力大小不同，焦炭多的地方透气性好，相对煤气量分布较多，引起炉内煤气分布不均匀；并且，焦炭与煤气不发生间接还原，通过焦炭的煤气利用率差，从而造成高炉内煤气利用率降低，高炉燃料消耗增加；另外，周向上煤气分布不均匀会影响软熔带形状，对周向上铜冷却壁的渣皮厚度均匀性也有影响，从而影响操作炉型的合理性。

因此，高炉内长时间存在炉料分布不均匀的情况，对于高炉正常冶炼存在很大的影响，最后造成高炉炉况失常。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种并罐式无钟炉顶布料控制方法，以在并罐式无钟炉顶布料过程中保证炉料分布的均匀性。

本发明实施例提供了一种并罐式无钟炉顶布料控制方法，所述方法包括：

利用左侧料罐和右侧料罐在并罐式无钟炉顶向高炉中装料；其中，在进行周期性倒罐处理之前，所述左侧料罐中的物料为矿石，所述右侧料罐中的物料为焦炭；

以第一周期长度，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理，将所述左侧料罐中的物料与所述右侧料罐中的物料相互进行交换。

在一种可能的实施例中，所述利用左侧料罐和右侧料罐在并罐式无钟炉顶向高炉中装料之后，所述方法还包括：

以第二周期长度，周期性改变溜槽的旋转方向；其中，所述溜槽用于所述左侧料罐和所述右侧料罐向高炉中装料，所述溜槽的旋转方向为顺时针方向或逆时针方向。

在一种可能的实施例中，所述以第一周期长度，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理，将所述左侧料罐中的物料与所述右侧料罐中的物料相互进行交换之后，所述方法还包括：

判断高炉中左侧料线深度与右侧料线深度的差值是否超过第一数值；若是，则减小控制料线深度，以使所述左侧料线深度与所述右侧料线深度保持一致。

在一种可能的实施例中，所述以第一周期长度，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理，将所述左侧料罐中的物料与所述右侧料罐中的物料相互进行交换之后，所述方法还包括：

判断高炉中所述左侧料线深度大于所述右侧料线深度的数值是否超过第二数值；若是，则在所述右侧料罐的物料为矿石时，延长周期性倒罐处理的周期长度，并在所述右侧料罐的物料为焦炭时，将周期性倒罐处理的周期长度恢复为所述第一周期长度；

判断高炉中所述右侧料线深度大于所述左侧料线深度的数值是否超过第二数值；若是，则在所述左侧料罐的物料为矿石时，延长周期性倒罐处理的周期长度，并在所述左侧料罐的物料为焦炭时，将周期性倒罐处理的周期长度恢复为所述第一周期长度。

在一种可能的实施例中，所述以第一周期长度，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理，将所述左侧料罐中的物料与所述右侧料罐中的物料相互进行交换之后，所述方法还包括：

判断高炉中左侧料线深度与右侧料线深度的差值是否超过第三数值；若是，则在本步骤中较深一侧附加设定数量的焦炭，以使所述左侧料线深度与所述右侧料线深度保持一致。

在一种可能的实施例中，所述在本步骤中较深一侧附加设定数量的焦炭，以使所述左侧料线深度与所述右侧料线深度保持一致，包括：

以所述本步骤中较深一侧的高炉半圆区域作为布料区域，以扇形布料作为布料方式，在所述本步骤中较深一侧附加设定数量的焦炭。

在一种可能的实施例中，所述在所述右侧料罐的物料为矿石时，延长周期性倒罐处理的周期长度，包括：

在所述左侧料罐的物料为矿石时，将周期性倒罐处理的周期长度延长为第三周期长度；其中，所述第三周期长度为所述第一周期长度的1.5倍至2倍。

在一种可能的实施例中，所述在所述左侧料罐的物料为矿石时，延长周期性倒罐处理的周期长度，包括：

在所述左侧料罐的物料为矿石时，将周期性倒罐处理的周期长度延长为第三周期长度；其中，所述第三周期长度为所述第一周期长度的1.5倍至2倍。

在一种可能的实施例中，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理的总次数为偶数次；所述第二周期长度为所述第一周期长度的一半。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明利用左侧料罐和右侧料罐在并罐式无钟炉顶向高炉中装料，周期性地交换左侧料罐和右侧料罐中的物料，在不更改并罐式无钟炉顶原有结构的前提下，利用矿石和物料在高炉中对煤气阻力不同的特性，巧妙地将矿石和煤炭均匀地分布在了高炉中，从而在并罐式无钟炉顶布料过程中，高效、低成本地实现了均匀地分布炉料。

进一步地，本发明还通过周期性改变溜槽的旋转方向，将因现有设备结构导致的“蛇形”偏移对称出现，从而巧妙地消除了“蛇形”偏移对均匀布料的影响，保证了并罐式无钟炉顶布料过程中炉料分布的均匀性。

进一步地，本发明在检测到左侧料线深度与右侧料线深度相差较大，达到第一数值时，使用控制料线深度技术，来使两侧料线深度保持一致。

进一步地，本发明在检测到左侧料线深度与右侧料线深度相差较大，达到第二数值时，改变周期性倒罐处理过程中的周期长度，来使两侧料线深度保持一致。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种可能的并罐式无钟炉顶布料控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

本发明实施例提供的一种可能的高炉冶炼中的煤气控制方法。请参阅图1，图1为该方法实施例的流程图，具体包括步骤11至步骤12。

步骤11，利用左侧料罐和右侧料罐在并罐式无钟炉顶向高炉中装料；其中，在进行周期性倒罐处理之前，所述左侧料罐中的物料为矿石，所述右侧料罐中的物料为焦炭。

具体的，本实施例中，左侧料罐和右侧料罐分别位于并罐式无钟炉顶的左右两侧，在进行后续的周期性倒罐处理之前，左侧料罐中存放的物料为矿石，具体可以为烧结矿、球团矿、块矿和焦丁等，右侧料罐中存放的物料为焦炭。

步骤12，以第一周期长度，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理，将所述左侧料罐中的物料与所述右侧料罐中的物料相互进行交换。

具体的，第一周期长度代表的意义是：每间隔第一周期长度，就对左侧料罐和右侧料罐进行一次倒罐处理。

具体的，第一周期长度可以是具体的时长，例如每装料30分钟，就进行一次倒罐处理；还可以是装料的批次，例如每装料10批次，就进行一次倒罐处理。

具体的，倒罐处理是指，交换左侧料罐和右侧料罐中装载的物料，例如左侧料罐中的物料是矿石，右侧料罐中的物料是焦炭，那么经过一次倒罐处理，左侧料罐中的物料就是焦炭，右侧料罐中的物料就成了矿石。

本实施例采用这种周期性倒罐处理的方案，利用设备存在的且不可避免的缺陷，在左右两侧料罐多个周期的装料过程中，使矿石物料和焦炭物料交替出现“蛇形”偏移，保证了左右两侧物料深度的一致，使布料过程均匀进行。

为了更均匀稳定地控制高炉中炉料的分布，本发明还提供了一种可能的实施例中。

具体方案为：所述利用左侧料罐和右侧料罐在并罐式无钟炉顶向高炉中装料之后，所述方法还包括步骤13。

步骤13，以第二周期长度，周期性改变溜槽的旋转方向；其中，所述溜槽用于所述左侧料罐和所述右侧料罐向高炉中装料，所述溜槽的旋转方向为顺时针方向或逆时针方向。

具体的，第二周期长度代表的意义是：每间隔第二周期长度，就改变一次溜槽的旋转方向。

具体的，第二周期长度可以是具体的时长，例如每装料15分钟，就进行一次改变旋转方向处理；还可以是装料的批次，例如每装料5批次，就进行一次改变旋转方向处理。

具体的，本实施例中，高炉内只有一个溜槽，左侧料罐和右侧料罐的料通过一个y型管进入溜槽，通过溜槽布到高炉里面。左侧料罐和右侧料罐均是使用溜槽结构向高炉中进行装料的。溜槽能够沿顺时针方向或逆时针方向转动，使料罐中的物料均匀分布在高炉中。但是由于溜槽结构固有的缺陷，使得布料过程中会出现分布不均匀的问题。本实施例通过周期性地改变溜槽的旋转方向，使布料过程中的不均匀沿顺时针方向和逆时针方向反复出现，用顺时针方向的不均匀抵消逆时针方向的不均匀，从而保证布料过程中的均匀性。

在一种优选的例子中，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理的总次数为偶数次；所述第二周期长度为所述第一周期长度的一半。

这样设置有如下两点好处：

1、周期性倒罐处理的总次数为偶数次，能够保证左侧料罐装载矿石的次数以及装载焦炭的次数与右侧料罐装载矿石的次数以及装载焦炭的次数均相同，从而较优地保证两侧料罐在装料时炉料的均匀分布；

2、第二周期长度为第一周期长度的一半大小，使得每次倒罐处理过程中，均包含两次溜槽旋转方向改变，也即每次倒罐处理过程中，均包含溜槽相同时长或批次的顺时针方向装料操作以及相同时长或批次的逆时针方向装料操作，从而较优地保证两侧料罐在装料时炉料的均匀分布。

在实际生产中，通过上述的装料控制，还是有可能会出现炉料分布不均匀的情况，为了快速灵活地使左右两侧的炉料深度保持一致，本发明还提供了一种可能的实施例中。

具体方案为：所述以第一周期长度，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理，将所述左侧料罐中的物料与所述右侧料罐中的物料相互进行交换之后，所述方法还包括步骤14。

步骤14，判断高炉中左侧料线深度与右侧料线深度的差值是否超过第一数值；若是，则减小控制料线深度，以使所述左侧料线深度与所述右侧料线深度保持一致。

具体的，本实施例中具体使用机械探尺来测量高炉中炉料的料线深度。本实施例中在高炉左侧设置了左侧机械探尺，用以测量左侧料线深度，在高炉右侧设置了右侧机械探尺，用以测量右侧料线深度。当然，还可以使用激光式料面计或微波式料面计来测量炉料的料线深度。

具体的，高炉中左侧料线深度与右侧料线深度的差值是个绝对值，左侧料线深度可以大于右侧料线深度，也可以小于右侧料线深度。

具体的，第一数值可以根据实际生产需要和设备能力灵活选择。

具体的，控制料线深度是指高炉内的料面降低到该值时就需要向高炉中加料。实际操作中，炉料分布与控制料线深度的关系是：在其他条件一定时，控制料线深度越深，堆尖越靠近边缘，边缘分布的炉料越多。本实施例中减小控制料线深度，可以使堆尖逐渐靠近较浅的一侧，从而使左右两侧料线深度保持一致。

在实际生产中，通过上述的装料控制，还是有可能会出现炉料分布不均匀的情况，为了快速灵活地使左右两侧的炉料深度保持一致，本发明还提供了一种可能的实施例中。

具体方案为：所述以第一周期长度，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理，将所述左侧料罐中的物料与所述右侧料罐中的物料相互进行交换之后，所述方法还包括步骤15至步骤16。

步骤15，判断高炉中所述左侧料线深度大于所述右侧料线深度的数值是否超过第二数值；若是，则在所述右侧料罐的物料为矿石时，延长周期性倒罐处理的周期长度，并在所述右侧料罐的物料为焦炭时，将周期性倒罐处理的周期长度恢复为所述第一周期长度。

具体的，本实施例中具体使用机械探尺来测量高炉中炉料的料线深度。本实施例中在高炉左侧设置了左侧机械探尺，用以测量左侧料线深度，在高炉右侧设置了右侧机械探尺，用以测量右侧料线深度。当然，还可以使用激光式料面计或微波式料面计来测量炉料的料线深度。

具体的，高炉中左侧料线深度大于右侧料线深度，则说明左侧炉料中焦炭量相对于右侧炉料较少，因此通过延长左侧料罐装焦炭的时长，便可使两侧料线深度重新保持一致。

在一种优选的例子中，所述在所述右侧料罐的物料为矿石时，延长周期性倒罐处理的周期长度，包括步骤1.1。

步骤1.1，在所述左侧料罐的物料为矿石时，将周期性倒罐处理的周期长度延长为第三周期长度；其中，所述第三周期长度为所述第一周期长度的1.5倍至2倍。

具体的，第三周期长度的选择对于减小两侧料线深度差来说非常重要，第三周期长度数值过小，每个倒罐处理周期中减小两侧料线深度差的效果不明显，恢复时长过慢，影响高炉中煤气的分布，导致煤气的浪费；而第三周期长度数值过大，每个倒罐处理周期中减小两侧料线深度差的效果过于明显，容易出现过调整的情况，从而导致新的两侧料线深度差的出现。本实施例将第三周期长度定为第一周期长度的1.5倍至2倍，能够稳定且快速地减小两侧料线深度差，使两侧料线深度恢复一致。

步骤16，判断高炉中所述右侧料线深度大于所述左侧料线深度的数值是否超过第二数值；若是，则在所述左侧料罐的物料为矿石时，延长周期性倒罐处理的周期长度，并在所述左侧料罐的物料为焦炭时，将周期性倒罐处理的周期长度恢复为所述第一周期长度。

具体的，高炉中右侧料线深度大于左侧料线深度，则说明右侧炉料中焦炭量相对于右侧炉料较少，因此通过延长右侧料罐装焦炭的时长，便可使两侧料线深度重新保持一致。

在一种优选的例子中，所述在所述左侧料罐的物料为矿石时，延长周期性倒罐处理的周期长度，包括步骤2.1。

步骤2.1，在所述左侧料罐的物料为矿石时，将周期性倒罐处理的周期长度延长为第三周期长度；其中，所述第三周期长度为所述第一周期长度的1.5倍至2倍。

具体的，第三周期长度的选择对于减小两侧料线深度差来说非常重要，第三周期长度数值过小，每个倒罐处理周期中减小两侧料线深度差的效果不明显，恢复时长过慢，影响高炉中煤气的分布，导致煤气的浪费；而第三周期长度数值过大，每个倒罐处理周期中减小两侧料线深度差的效果过于明显，容易出现过调整的情况，从而导致新的两侧料线深度差的出现。本实施例将第三周期长度定为第一周期长度的1.5倍至2倍，能够稳定且快速地减小两侧料线深度差，使两侧料线深度恢复一致。

在实际生产中，通过上述的装料控制，还是有可能会出现炉料分布不均匀的情况，为了快速灵活地使左右两侧的炉料深度保持一致，本发明还提供了一种可能的实施例中。

具体方案为：所述以第一周期长度，对所述左侧料罐和所述右侧料罐进行周期性倒罐处理，将所述左侧料罐中的物料与所述右侧料罐中的物料相互进行交换之后，所述方法还包括步骤17。

步骤17，判断高炉中左侧料线深度与右侧料线深度的差值是否超过第三数值；若是，则在本步骤中较深一侧附加设定数量的焦炭，以使所述左侧料线深度与所述右侧料线深度保持一致。

具体的，由于焦炭层具有较好的透气性，附加焦炭后对深尺区域气流影响较小，在控制料尺深度时还需保持煤气的稳定性，本实施例通过直接在深尺附加焦炭，使两侧料线恢复一致。另外，焦炭层还能改善其他原因造成的煤气不均匀的情况。

在一种较优的例子中，所述在本步骤中较深一侧附加设定数量的焦炭，以使所述左侧料线深度与所述右侧料线深度保持一致，包括步骤3.1。

步骤3.1，以所述本步骤中较深一侧的高炉半圆区域作为布料区域，以扇形布料作为布料方式，在所述本步骤中较深一侧附加设定数量的焦炭。

具体的，本实施例给出了一种较优的附加焦炭的方式，方便恢复两侧料线深度相一致。

具体的，本实施例中具体使用机械探尺来测量高炉中炉料的料线深度。本实施例中在高炉左侧设置了左侧机械探尺，用以测量左侧料线深度，在高炉右侧设置了右侧机械探尺，用以测量右侧料线深度。具体附加焦炭的数量的计算方式为较深一侧机械探尺所在圆环的面积的一半乘以两侧料线深度的差值再乘以焦炭的堆密度。

下面以5500m³高炉并罐式无钟炉顶布料为例，说明本实施例的控制过程。

应用案例1

高炉冶炼周期为40批料，则倒罐周期长度定为10批料；开始统计时，右侧装焦炭，左侧料罐装矿石；10批料之后倒罐，将左侧料罐矿石放空后，开始装焦炭；右侧料罐开始装矿石；10批料之后继续切换料罐的装料方式，循环交替；

另外，开始统计时溜槽的旋转方向为顺时针旋转；装完5批料后，溜槽的旋转方向改为逆时针旋转；5批料后切回顺时针旋转，循环交替。

应用案例2

当左侧机械探尺测到料线深度为1.5m，右侧机械探尺料线深度为2.1m，此时东西方向料面深度相差0.6m，超过第一数值0.5m，则高炉控制料线深度由1.5m改为1.4m，即当两尺深度都达到1.4m时，高炉开始装料；当两侧料尺偏差小于0.5m时，恢复1.5m料线控制。

应用案例3

当左侧机械料尺深度比右侧机械料尺深度大0.5m以上时，将右侧料罐装矿石的周期由原来的10批延长为15批，即左侧料罐装矿10批后改为右侧料罐装矿；右侧料罐装矿15批后改为左侧料罐装矿；10批后改为右侧料罐装矿，如此交替循环，当偏尺小于0.5m后恢复正常倒罐。

应用案例4

当左侧料线深度比右侧料线深度深1m以上时，在高炉左半侧附加半批焦炭，采用扇形布料的方式，加料角度为落点在料线区域对应的焦炭角度40°。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例利用左侧料罐和右侧料罐在并罐式无钟炉顶向高炉中装料，周期性地交换左侧料罐和右侧料罐中的物料，在不更改并罐式无钟炉顶原有结构的前提下，利用矿石和物料在高炉中对煤气阻力不同的特性，巧妙地将矿石和煤炭均匀地分布在了高炉中，从而在并罐式无钟炉顶布料过程中，高效、低成本地实现了均匀地分布炉料。

进一步地，本发明实施例还通过周期性改变溜槽的旋转方向，将因现有设备结构导致的“蛇形”偏移对称出现，从而巧妙地消除了“蛇形”偏移对均匀布料的影响，保证了并罐式无钟炉顶布料过程中炉料分布的均匀性。

进一步地，本发明实施例在检测到左侧料线深度与右侧料线深度相差较大，达到第一数值时，使用控制料线深度技术，来使两侧料线深度保持一致。

进一步地，本发明实施例在检测到左侧料线深度与右侧料线深度相差较大，达到第二数值时，改变周期性倒罐处理过程中的周期长度，来使两侧料线深度保持一致。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。