本发明属于炼铁
技术领域：
，特别涉及一种改善高炉炉内煤气利用率的下部调剂方法。
背景技术：
：高炉在日常炼铁生产过程中，最为关注的就是生产低成本化及炉况的稳定顺行，而要想实现以上两点目标，就需要在有良好原燃料的前提下，优化现有高炉操作，尤其是下部制度的改善调整，来减少不必要的燃料消耗，以获得高炉良好的指标，以赢得高炉炼铁在传统工艺中的优势地位。在现代高炉日常冶炼过程中，最为核心的操作参数与指标就是煤气利用率，而从国内外众多企业的实际生产经验来看，这些获得良好经济指标的高炉，无一例外的都是具有较好的煤气利用率，而在高炉内部，最终煤气的形成需要三个阶段，一是初始煤气流，主要产生于风口回旋区内部，与下部操作具有直接关联，是决定高炉煤气利用率好坏的根本；二是二次煤气流，发生在炉内反应区域，与炉内反应状态好坏有莫大关系；再有就是三次煤气流，即块状态的煤气分布，其分布状态与上部布料密不可分。高炉操作的经典方针就是“下部调剂为基础，上下部调剂相结合”来进行高炉冶炼作业，因此，从这个角度来看，国内外诸多企业因地制宜，根据企业高炉实际情况，均较为重视高炉的上下部调剂制度的建立，如通过采用改变风口长度和面积、富氧、加湿鼓风、高风温、控制压差等的不同措施，这些方案在高炉上的实施应用，也都取得了不错的效果，大幅度的改进了煤气利用率，降低高炉日常消耗。但这里也需要指出，尽管各大企业都较为重视炉内煤气利用率问题，并且也建立起了很多操作模型，虽有一定程度上的应用，但效果未能够达到最佳，也未能够实现多因素，尤其是下部操作指标之间关系的数学关联的建立，因此也就未能够做到优化下的操作高炉，从而实现改善煤气利用率，降低燃料消耗，做到最为经济性冶炼。现有技术中一些试图通过工艺分析及数学计算，来说明煤气利用效果和煤气量方面的技术，如：中国专利“高反应性焦炭下高炉直接还原度及煤气利用率的计算方法”专利申请号：cn102876823a“基于生产工况的高炉煤气产生量与消耗量的标定方法”专利申请号：cn104238483a，“基于因素分析的高炉煤气受入流量预测方法”专利申请号：cn103514486a等，此类发明创造采用数学模型等方法，实现炉内煤气变化的预测与计算，但这里需要说明的是，此类专利仅仅是炉内煤气利用状态的解释，并未能给出如何改进高炉煤气利用率的方案。依据高炉实际情况，进行炉况分析和调节之类的措施，如：中国专利“高炉炉况评价方法”专利申请号：cn101881955a，“一种高炉炉下部透液性的判断方法”专利申请号：cn104805240a，“一种根据静压差判断高炉异常炉况的预警方法”，专利申请号：cn105219899a，“利用模式识别技术对炉况整体状态进行评估的方法”，专利申请号：cn103544273a等，此类专利技术，通过对炉况和操作手段的评估和改进，以达到改善高炉炉况的目的，但这些技术通常只提及到如何对高炉现有操作条件进行评价，没有达到能够改善高炉煤气利用率的效果，因此应用到实际中，还有很长的道路要走。还有就是国内外的一些可查阅的文献，如：期刊《内蒙古科技大学学报》“基于高炉炉喉煤气分布的煤气利用率预测模型”，2016年，35卷，2期，122；《炼铁》“马钢2500m3高炉提高煤气利用率的措施”，2003年，22卷，增刊，22；《武钢技术》“提高武钢5号高炉煤气利用率的实践”2012年，50卷，2期，9等，这些文献阐述到了通过一些操作经验和数学模拟手段来实现高炉内的煤气利用率改善，但这些也仅是通过数学模拟和经验数据来进行高炉冶炼，从效果上来看，也未能够实现煤气利用率的最优化。技术实现要素：为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种改善高炉炉内煤气利用率的下部调剂方法，在高炉日常冶炼生产过程中，依据高炉自身装备和不同的入炉原燃料条件，通过建立高炉不同的下部控制标准以及不同控制标准之间的关联，以获得良好高炉操作水平，从而实现炉内煤气利用率的改善，达到减少燃料消耗，炉况稳定顺行的效果，达到降低炼铁生产成本的目的。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种改善高炉炉内煤气利用率的下部调剂方法，包括调整高炉下部调风口面积，调整高炉下部调单个风口长度，调整高炉鼓入热风压力，调整高炉鼓入热风上下部压差；具体步骤为：1)以高炉的风温、风量、富氧率作为基础参考数据，调整高炉下部调风口面积：sfkmj＝a1+a1×fw+a2×fl+a3×fyl(1)式(1)中：fw为高炉鼓入热风温度，单位：℃；fl为高炉鼓入热风总量，单位：m3/min；fyl为高炉鼓入热风中的富氧率，单位：％；sfkmj为高炉风口总面积，单位：m2；a1为常数，取值为0.047，单位：m2；a1为系数，取值范围为1.51×10-5～1.69×10-5，单位：m2/℃；a2为系数，取值范围为5.72×10-5～5.88×10-5，单位：min/m；a3为系数，取值范围为0.280～0.290，单位：m2；2)以高炉的风温、风量、富氧率作为基础参考数据，调整高炉下部调单个风口长度：lfkcd＝b1+b1×fw+b2×fl+b3×fyl(2)式(2)中：lfkcd为单个风口长度，单位：mm；b1为常数，取值为205，单位：mm；b1为系数，取值范围为0.105～0.115，单位：mm/℃；b2为系数，取值范围为5.31×10-2～5.43×10-2，单位：mm·min/m3；b3为系数，取值范围为-730～-766，单位：mm。3)以高炉的风温、风量、富氧率作为基础参考数据，调整高炉鼓入热风压力：wrfyl＝c1+c1×fw+c2×fl+c3×fyl(3)式(3)中：wreyl为鼓入热风压力，单位：kpa；c1为常数，取值为298，单位：kpa；c1为系数，取值范围为-0.128～-0.136，单位：kpa/℃；c2为系数，取值范围为4.70×10-2～4.82×10-2，单位：kpa·min/m3；c3为系数，取值范围为-115～-129，单位：kpa；4)以高炉的风温、风量、富氧率作为基础参考数据，调整高炉鼓入热风上下部压差：pyc＝d1+d1×fw+d2×fl+d3×fyl(4)式(4)中：pyc为高炉内压差，单位：kpa；d1为常数，取值为117，单位：kpa；d1为系数，取值范围为1.50×10-2～1.70×10-2，单位：kpa/℃；d2为系数，取值范围为3.69×10-3～3.81×10-3，单位：kpa·min/m3；d3为系数，取值范围为-11.5～-13.1，单位：kpa。该方法适用于采用中心加焦布料方式的高炉，高炉有效炉容范围为2000m3～4500m3。高炉鼓入的热风温度范围为1100℃～1250℃。高炉鼓入风量范围为4000m3/min～6500m3/min。高炉鼓入热风中的富氧率范围为0.0％～5.0％。与现有技术相比，本发明的有益效果是：依据本发明方法进行高炉日常冶炼下部冶炼制度的调整，实现了高炉良好的炉内反应，使炉内煤气利用率得到改善，达到减少燃料消耗，炉况稳定顺行，进而降低炼铁生产成本的效果。具体实施方式下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。一种改善高炉炉内煤气利用率的下部调剂方法，包括调整高炉下部调风口面积，调整高炉下部调单个风口长度，调整高炉鼓入热风压力，调整高炉鼓入热风上下部压差；具体步骤为：1)以高炉的风温、风量、富氧率作为基础参考数据，调整高炉下部调风口面积：sfkmj＝a1+a1×fw+a2×fl+a3×fyl(1)式(1)中：fw为高炉鼓入热风温度，单位：℃；fl为高炉鼓入热风总量，单位：m3/min；fyl为高炉鼓入热风中的富氧率，单位：％；sfkmj为高炉风口总面积，单位：m2；a1为常数，取值为0.047，单位：m2；a1为系数，取值范围为1.51×10-5～1.69×10-5，单位：m2/℃；a2为系数，取值范围为5.72×10-5～5.88×10-5，单位：min/m；a3为系数，取值范围为0.280～0.290，单位：m2；2)以高炉的风温、风量、富氧率作为基础参考数据，调整高炉下部调单个风口长度：lfkcd＝b1+b1×fw+b2×fl+b3×fyl(2)式(2)中：lfkcd为单个风口长度，单位：mm；b1为常数，取值为205，单位：mm；b1为系数，取值范围为0.105～0.115，单位：mm/℃；b2为系数，取值范围为5.31×10-2～5.43×10-2，单位：mm·min/m3；b3为系数，取值范围为-730～-766，单位：mm。3)以高炉的风温、风量、富氧率作为基础参考数据，调整高炉鼓入热风压力：wrfyl＝c1+c1×fw+c2×fl+c3×fyl(3)式(3)中：wreyl为鼓入热风压力，单位：kpa；c1为常数，取值为298，单位：kpa；c1为系数，取值范围为-0.128～-0.136，单位：kpa/℃；c2为系数，取值范围为4.70×10-2～4.82×10-2，单位：kpa·min/m3；c3为系数，取值范围为-115～-129，单位：kpa；4)以高炉的风温、风量、富氧率作为基础参考数据，调整高炉鼓入热风上下部压差：pyc＝d1+d1×fw+d2×fl+d3×fyl(4)式(4)中：pyc为高炉内压差，单位：kpa；d1为常数，取值为117，单位：kpa；d1为系数，取值范围为1.50×10-2～1.70×10-2，单位：kpa/℃；d2为系数，取值范围为3.69×10-3～3.81×10-3，单位：kpa·min/m3；d3为系数，取值范围为-11.5～-13.1，单位：kpa。本发明方法适用于采用中心加焦布料方式的高炉，高炉有效炉容范围为2000m3～4500m3。高炉鼓入的热风温度范围为1100℃～1250℃。高炉鼓入风量范围为4000m3/min～6500m3/min。高炉鼓入热风中的富氧率范围为0.0％～5.0％。实施例以某钢铁厂有效炉容2580m3高炉为例说明1)高炉下部调剂制度参数高炉下部调剂制度基础参数见表1。表1高炉下部调剂制度参数项目数值风量m3/min4500风温，℃1180富氧率，％1.002)新方案的下部调剂制度对比依据高炉原有下部调剂制度的基础参数，在新方案下，对下部调剂制度进行优化调整，调整后的风口总面积、单个风口长度、鼓入热风压力和高炉控制压差对比见表2。表2调整后的炉顶布料系统参数3)高炉实施效果采用新方案下的高炉生产指标见表3。表3优化下部调剂制度后的高炉生产指标从表2中可以看出，高炉在采用改善炉内煤气利用率的操作方法后，能够实现高炉良好的炉内反应，炉况稳定顺行，使同时取得了高炉燃料消耗下降8.0kg/t，煤气利用率上升1.4％，吨铁生产成本降低了38元/吨的良好生产效果。实施例2以某钢铁厂有效炉容3200m3高炉为例说明1)高炉下部调剂制度参数高炉下部调剂制度基础参数见表4。表4高炉下部调剂制度参数项目数值风量m3/min5600风温，℃1200富氧率，％3.802)新方案下的下部调剂制度对比依据高炉原有下部调剂制度的基础参数，在新方案下，对下部调剂制度进行优化调整，调整后的风口总面积、单个风口长度、鼓入热风压力和高炉控制压差对比见表5。表5调整后的炉顶布料系统参数3)高炉实施效果采用新方案下的高炉生产指标见表6。表6优化下部调剂制度后的高炉生产指标项目燃料比，kg/t煤气利用率，％吨铁生产成本，元/吨实施前53345.92088实施后52447.82044效果-9.0+1.9-44从表6中可以看出，高炉在采用改善炉内煤气利用率的操作方法后，能够实现高炉良好的炉内反应，炉况稳定顺行，使同时取得了高炉燃料消耗下降9.0kg/t，煤气利用率上升1.9％，吨铁生产成本降低了44元/吨的良好生产效果。实施例3以某钢铁厂有效炉容4038m3高炉为例说明1)高炉下部调剂制度参数高炉下部调剂制度基础参数见表7。表7高炉下部调剂制度参数项目数值风量m3/min5800风温，℃1220富氧率，％2.902)新方案下的下部调剂制度对比依据高炉原有下部调剂制度的基础参数，在新方案下，对下部调剂制度进行优化调整，调整后的风口总面积、单个风口长度、鼓入热风压力和高炉控制压差对比见表8。表8调整后的炉顶布料系统参数3)高炉实施效果采用新方案下的高炉生产指标见表9。表9优化下部调剂制度后的高炉生产指标项目燃料比，kg/t煤气利用率，％吨铁生产成本，元/吨实施前52346.52030实施后50748.91978效果-16.0+2.4-52从表9中可以看出，高炉在采用改善炉内煤气利用率的操作方法后，能够实现高炉良好的炉内反应，炉况稳定顺行，使同时取得了高炉燃料消耗下降16kg/t，煤气利用率上升2.4％，吨铁生产成本降低了52元/吨的良好生产效果。当前第1页12