一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法与流程

本发明属于高炉冶炼设备和，具体涉及一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法。

背景技术：

1、高炉开炉是个复杂的系统工程，牵扯面很广，尤其是大型高炉开炉，对各系统的正常运行和开炉方案提出更为严格的要求，其中高炉开炉后首次出铁是否正常，关系到整个开炉过程的成功与否。早期高炉开炉出首次铁困难较大，主要原因是出铁计算不够准确，只是通过大体估算铁口打开时间，铁口打开后一般不见铁水，都要预排放初渣，由于铁水温度低、炉渣流动性较差，主沟渣沟都很容易凝死，给炉前作业和渣铁沟系统造成较大困难，同时排放的干渣也会造成大量人力物力的消耗和浪费。

2、申请号为：cn202010366038.6的发明申请，公开了“一种头次出铁时间的计算方法及高炉开炉方法”，该方法包括如下步骤：配料、高炉布料规律及基础矩阵确定、开炉配料计算及装料确定、头次出铁时间确定、开炉后冶炼进程控制、冶炼进程中上下部操作制度及综合冶炼参数控制、正常强化冶炼。

技术实现思路

1、为解决以上问题，本发明提供了一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其技术方案具体如下：

2、一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

3、通过控制首次铁口打开的时间，实现开炉后铁口打开即出铁，形成先排铁水后排初渣的首次出铁。

4、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

5、所述的控制首次铁口打开的时间通过建立对炉内生成的铁水量的监控实现，

6、当炉内生成的铁水量到达铁口中心线位置时，即将该时刻作为首次铁口打开的时刻。

7、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

8、还通过建立对生成的炉渣量的监控，建立对炉内生成的铁水量的监控的补强监控，据此补强监控形成安全监控机制；

9、若生成的铁水量到达铁口中心线位置时，相应生成的炉渣量超出炉渣安全容纳量，则以生成的炉渣量达到炉渣安全容纳量时的时刻作为首次铁口打开的时刻；

10、否则，以炉内生成的铁水量到达铁口中心线位置所对应的时刻作为首次铁口打开的时刻。

11、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

12、对炉内生成的铁水量是否到达铁口中心线位置的监控通过对加料次数的监控实现，具体如下：

13、当加料次数达到目标加料次数时，计算相应消耗的焦炭量对应的累计送风时间，并同时计算生成的炉渣量达到炉渣安全容纳量所需的送风时间；

14、若消耗的焦炭量对应的累计送风时间小于等于生成的炉渣量达到炉渣安全容纳量所需的送风时间，则以加料次数达到目标加料次数时的相应消耗的焦炭量所对应的累计送风时间为首次铁口打开的时间，否则以生成的炉渣量达到炉渣安全容纳量时所需的送风时间为首次铁口打开的时间。

15、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

16、所述的目标加料次数，根据下式确定：

17、n＝(v2×ρ1×k1-p1)/p2+(c1-v3×ρ3×k3)/c2

18、式中，

19、n：目标加料次数；

20、v2：高炉死铁层区域的体积，单位：m3；

21、ρ1：高炉铁水密度，单位：t/m3；

22、k1：高炉死铁层容铁系数；

23、p1：高炉预装开炉料铁水生成量，t；

24、p2：高炉点火后装入正常料铁水生产量，单位：t/ch。

25、c2：高炉点火后装入正常料的焦批，单位：t/ch；

26、c1：高炉预装开炉料中焦炭总量，单位：t；

27、v3：置换炉芯焦的体积，单位：m3；

28、ρ3：焦炭堆密度，单位：t/m3；

29、k3：焦炭压缩系数。

30、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

31、相应加料次数所对应的累计送风时间，根据下式确定：

32、∑t1＝(n×c2×w)/b

33、式中：

34、∑t1：生成的铁水量到达铁口中心线位置时的相应累积送风时间，单位：min；

35、n：目标加料次数；

36、c2：高炉点火后装入正常料的焦批，单位：t/ch；

37、w：燃烧一吨焦炭需要的风量，单位：m3/t；

38、b：高炉加权平均送风量，单位：m3/min。

39、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

40、生成的炉渣量根据下式确定，

41、y＝[(∑bt)/w-c1+v3×ρ3×k3]/c2×s2+s1，

42、式中，

43、y：当前生成的炉渣量，单位：t；

44、b：高炉实际送风量，单位：m3/min；

45、t：当前风量下送风时间，单位：min；

46、w：燃烧一吨焦炭需要的风量，单位：m3/t；

47、c1：高炉预装开炉料中焦炭总量，单位：t；

48、v3：置换炉芯焦的体积，单位：m3；

49、ρ3：焦炭堆密度，单位：t/m3；

50、k3：焦炭压缩系数；

51、c2：高炉点火后装入正常料的焦批，单位：t/ch；

52、s2：高炉点火后装入正常料炉渣生产量，单位：t/ch；

53、s1：高炉预装开炉料炉渣生成量，单位：t。

54、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

55、生成的炉渣量达到炉渣安全容纳量时所需的送风时间，根据下式确定：

56、∑t2＝{[(v1×ρ2×k2-s1)×c2]/s2-v3×ρ3×k3+c1}×w/b，

57、式中，

58、∑t2：生成的炉渣量达到炉渣安全容纳量时的相应累积送风时间，单位：min；

59、v1：高炉铁口中心线到风口下沿的体积，单位：m3；

60、ρ2：高炉炉渣密度，单位：t/m3；

61、k2：高炉炉缸容铁系数；

62、s1：高炉预装开炉料炉渣生成量，单位：t；

63、c2：高炉点火后装入正常料的焦批，单位：t/ch；

64、s2：高炉点火后装入正常料炉渣生产量，单位：t/ch；

65、v3：置换炉芯焦的体积，单位：m3；

66、ρ3：焦炭堆密度，单位：t/m3；

67、k3：焦炭压缩系数；

68、c1：高炉预装开炉料中焦炭总量，单位：t；

69、w：燃烧焦炭需要的风量，单位：m3/t；

70、b：高炉加权平均送风量，单位：m3/min。

71、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

72、公式中的置换炉芯焦的体积v3，根据下式确定：

73、v3＝(π/3)×l1×(d1/2-l2)2+v1+v2，

74、式中，

75、v3：置换炉芯焦的体积，单位：m3；

76、l1：炉芯焦的高度，单位：m；

77、d1：高炉炉缸实际直径，单位：m；

78、l2：风口循环区的长度，单位：m；

79、v1：高炉铁口中心线到风口下沿的体积，单位：m3；

80、v2：高炉死铁层区域的体积，单位：m3。

81、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

82、公式中的炉芯焦的高度l1，根据下式确定：

83、

84、式中，

85、l1：炉芯焦的高度，单位：m；

86、d1：高炉炉缸实际直径，单位：m；

87、d2：焦炭的当量直径，单位：m；

88、l2：风口循环区的长度，单位：m。

89、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

90、还通过建立对处于不同工况段的铁口的适配控制，建立基于铁口控制的均匀出铁。

91、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

92、还基于对砂口过道高度、排渣口与铁沟头液面差、排渣口的筑坝高度三因素的各自设置，综合形成对渣铁分离的正向影响。

93、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

94、对铁口的适配控制，具体如下：

95、当处于点火送风前设定时间的工况段时，对铁口进行封堵与基于泥泡的密封；

96、当处于送风后设定时间的工况段时，解除对铁口的封堵并由铁口处向外进行煤气空喷；直至目测到有初渣排出，则对铁口进行再次封堵。

97、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

98、所述的砂口过道高度设置为248-252mm；

99、所述的排渣口与铁沟头液面差设置为300mm-320mm；

100、所述的排渣口的筑坝高度设置为50-70mm；

101、并通过设于砂口前端的挡渣板，形成与砂口过道高度的适配设置。

102、根据本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，其特征在于：

103、当加料次数达到目标加料次数时，相应累计送风时间的计算，

104、实时生成的炉渣量的计算，

105、生成的炉渣量达到炉渣安全容纳量时所需的送风时间的计算，

106、以及当加料次数达到目标加料次数时相应的累计送风时间与生成的炉渣量达到炉渣安全容纳量时所需的送风时间两者的比较计算，均于基础自动化控制机l1中进行；

107、加料次数及上述各计算结果，均通过人机交互界面显示。

108、本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，由设立的两级机制实现，第一层机制中，首先通过建立对首次铁口打开时间的控制，实现开炉后铁口打开即出铁，形成先排铁水后排初渣的首次出铁；然后分别对铁口及用于输送渣铁的通道及配件或建立控制或进行设置，经此一方面为均匀出铁服务，另一方面为渣铁顺利分离提供一个物理分离机制；通过上述综合设置，整体上实现了铁口打开即见铁水，不需预排放初渣，同时保障了均匀出铁及渣铁易于分离，极大减轻了开炉过程中大量人力物力的消耗。第二层机制的建立为第一层中的铁口打开时间的精准计算服务，其中，通过建立对目标加料次数的精准计算，使得对铁口打开时间的控制得以实现，并在此计算过程中将对于高炉冶炼至关重要的炉芯焦的置换量考虑进来；通过设立对生成的炉渣量的基于炉渣安全容纳量的监控，为精准控制提供了安全机制与保障。

109、综述，本发明的一种控制大型高炉开炉首次出铁的方法，在控制实现了首次出铁正常出铁的同时，还实现了均匀出铁及渣铁易于分离，为大型高炉成功开炉提供了保障。