申请/专利权人：重庆大学;昆明工业职业技术学院

申请日：2023-11-02

公开（公告）日：2024-02-27

公开（公告）号：CN117604178A

主分类号：C21B5/00

分类号：C21B5/00;C22B1/245;C22B1/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.03.15#实质审查的生效;2024.02.27#公开

摘要：本发明提供一种高炉封炉前的炉料控制方法，其特征在于包括下列步骤：A、封炉前正常炉料控制；B、封炉料入炉前的提高w[Si]、降煤比炉料控制；C、封炉料控制；D、封炉料排料控制；E、封炉料入炉后冶炼参数控制；按常规完成封炉。系统解决高炉短期、中期、中长期封炉前的入炉参数调整、封炉料及料种、配比、矩阵等装料参数的综合计算及评价校核、高炉封炉综合冶炼参数确定，对整个封炉进度进行有效控制，使封炉料落入位置精确，封炉渣铁成分及焦比控制精确，显著缩短封炉进程和提升封炉控制精度，封炉开炉后1~2天内即恢复正常冶炼参数及指标，显著降低封炉、开炉成本。

主权项：1.一种高炉封炉前的炉料控制方法，其特征在于包括下列步骤：A、封炉前正常炉料控制：A1、矿石按下列质量比混合： 上述混合矿石的质量比总和为100％；A2、每批炉料的单独投入量如下： A3、正常炉料布料如下：焦炭重量840～1500kg环；矿石重量4000～6000kg环；边缘负荷Fb为2.10～3.50倍；中心负荷Fz为1.50～4.50倍；焦矿综合角差为-1.30～0.20°；A4、正常炉料入炉后冶炼参数控制如下：风温1170～1200℃、风量3250～5900m3min、风压0.32～0.45Mpa、顶压0.16～0.20Mpa、顶温100～300℃、小时富氧量10000～19000m3h、富氧率3.5～5.0％、小时喷煤量20000～48500kgh、过程中喷煤比控制为煤比设定值±5kg、理论燃烧温度2330～2410℃、w[Si]：0.15～0.30％、碱度为1.14～1.20；A5、其余均为常规控制；B、封炉料入炉前的提高w[Si]、降煤比炉料控制：B1、矿石按下列质量比混合： 上述混合矿石的质量比总和为100％；B2、每批炉料的单独投入量如下： B3、提高w[Si]、降煤比炉料布料如下：矿石重量4000～6000kg环；焦炭重量950～1500kg环；边缘负荷Fb为2.10～3.00倍；中心负荷Fz为1.50～3.90倍；焦矿综合角差为-1.30～0.20°；B4、提高w[Si]、降煤比炉料的煤粉灰分变化时的小时煤量按下式计算：mhb＝mj-Amhjy-Amhfy×0.015×mj；式中：mhb为提高w[Si]、降煤比炉料的煤粉灰分变化时的小时煤量，单位：th；mj为基准煤比，单位：kgt；Amhjy为正常冶炼时的煤粉灰分，单位：％；Amhfy为提高w[Si]、降煤比炉料所用煤粉的灰分，单位：％；B5、提高w[Si]、降煤比炉料的小时煤量按下式计算：mhn＝mn×Tplyl1000×Lfgls；式中：mhn为提高w[Si]、降煤比炉料的小时煤量，单位：th；mn为提高w[Si]、降煤比炉料的煤比，单位：kgt；Tplyl为提高w[Si]、降煤比炉料冶炼的理论铁量，单位：kg批；Lfgls为提高w[Si]、降煤比炉料冶炼的料速，单位：批h；B6、提高w[Si]、降煤比炉料的冶炼理论焦比按下式计算：Kflyl＝TFezcyl-TFeflyl×0.02×Kzcyl-Szcyl-Sflyl5×1×Kzcyl100-w[Si]jz-w[Si]flq0.1×0.01×Kzcyl-Ajhjy-Ajhfy×0.015×Kzcyl+Kzcyl+mj-mhnTplyl×1000Lhgls；式中：Kflyl为提高w[Si]、降煤比炉料的冶炼理论焦比，单位：th；TFezcyl为正常炉料冶炼综合入炉品位，％；TFeflyl为提w[Si]、降煤比炉料的综合入炉品位，％；Kzcyl为正常炉料冶炼理论焦比，单位：kgt铁；Szcyl为正常炉料熟料率，％；Sflyl为提w[Si]、降煤比炉料熟料率，％；w[Si]jz为正常炉料冶炼时的w[Si]，％；w[Si]flq为提w[Si]、降煤比炉料冶炼时的w[Si]，％；Ajhjy为正常冶炼时焦炭的灰分，％；Ajhfy为提w[Si]、降煤比炉料所用焦炭灰分，％；mj为基准煤比，单位为：kgt铁；mhn为封炉前提w[Si]、降低煤比后的小时煤量，单位：th；Tplyl为封炉料入炉前冶炼批料理论铁量，单位：kg批；Lfgls为封炉料入炉前冶炼规定料速，批h；正常炉料冶炼理论焦比Kzcyl为现有技术，是由正常炉料的矿石、焦批、批料理论铁量计算而得；B7、提高w[Si]、降煤比炉料的冶炼理论焦丁比按下式计算：Dflyl＝TFezcyl-TFeflyl×0.02×Dzcyl-Szcyl-Sflyl5×1×Dzcyl100-w[Si]jz-w[Si]flq0.1×0.01×Dzcyl-Ajhjy-Ajhfy×0.015×Dzcyl+Dzcyl+mj-mhnTplyl×1000Lhgls；式中：Dflyl为封炉料入炉时的焦比，单位：th；TFezcyl为正常炉料冶炼综合入炉品位，％；TFeflyl为提w[Si]、降煤比炉料的综合入炉品位，％；Dzcyl为正常炉料冶炼理论焦丁比，单位：kgt铁；Szcyl为正常炉料熟料率，％；Sflyl为提w[Si]、降煤比炉料熟料率，％；w[Si]jz为正常炉料冶炼时的w[Si]，％；w[Si]flq为提w[Si]、降煤比炉料冶炼时的w[Si]，％；Ajhjy为正常冶炼时焦炭的灰分，％；Ajhfy为提w[Si]、降煤比炉料所用焦炭灰分，％；mj为基准煤比，单位：kgt铁；mhn为封炉前提w[Si]、降低煤比后的小时煤量，单位：th；；Tplyl为封炉料入炉前批料理论铁量，单位：kg批；Lfgls为封炉料入炉前冶炼规定料速，批h；正常炉料冶炼理论焦丁比Dzcyl为现有技术，是由正常炉料的矿石、焦批、批料理论铁量计算而得；B8、提高w[Si]、降煤比炉料的干基焦批按下式试算：Jpn＝Kflyl+Dflyl×Tplyl1000-Dpz+mhb-mjLfgls×1；式中：Jpn为提高w[Si]、降煤比炉料的干基焦批，单位：th；Kflyl为封炉料入炉时的焦比，单位：th；Dflyl为封炉料入炉时的焦丁比，单位：th；Tplyl为封炉冶炼期批料理论铁量，单位：kg批；Dpz为正常炉料时每批干基焦丁，单位：kg批；mhb为封炉料入炉前的小时煤量，单位：th；mj为基准小时煤量，单位：th；Lfgls为封炉料入炉前冶炼规定料速，批h；B9、按下列情况B91、B92，按步骤B1、B2、B3向高炉内送入提高w[Si]、降低煤比的炉料：B91：当正常冶炼的矿石原料为钒钛矿时，需提前1～2天转为普通矿冶炼，之后投放上述提高w[Si]、降低煤比的入炉料，直至完成一个冶炼周期；B92：当正常冶炼的矿石为普通矿时，直接投放上述提高w[Si]、降低煤比的入炉料，直至完成一个冶炼周期；B10、提高w[Si]、降煤比炉料入炉后冶炼参数控制如下：风温1160～1180℃、风量3250～5900m3min、风压0.32～0.45Mpa、顶压0.16～0.20Mpa、顶温100～300℃、小时富氧量10000～18500m3h、富氧率3.5～4.5％、小时喷煤量19000～42000kgh、过程中喷煤比控制为煤比设定值±5kg、理论燃烧温度2370～2400℃、w[Si]为0.60％～0.75％、碱度为1.10～1.18；B11、其余均为常规控制；C、封炉料控制：C1、矿石按下列质量比混合： 上述混合矿石的质量比总和为100％；C2、每批封炉料的单独投入量如下： C3、封炉料布料如下：焦炭重量900～1500kg环；矿石重量4000～6000kg环；边缘负荷Fb减少到封炉料入炉前的0.50～0.65倍；中心负荷Fz减少到封炉料入炉前的0.70～0.90倍；焦矿综合角差增加0.5～1.5°；C4、封炉料入炉时的理论焦比按下式计算：Kfll＝TFeflyl-TFefll×0.02×Kflyl-Sflyl-Sfll5×1×Kflyl100-w[Si]flq-w[Si]fll0.1×0.01×Kflyl-Ajhfl-Ajhf×0.015×Kflyl+Kflyl+mhn-0Tfpf×1000Lfls；式中：Kfll为封炉料入炉时的理论焦比，单位：kgt；TFeflyl为封炉前提w[Si]、降煤比炉料综合入炉品位，单位：％；TFefll为封炉料综合入炉品位，％；Kflyl为封炉前提w[Si]、降煤比炉料冶炼理论焦比，单位：kgt铁；Sflyl为封炉前提w[Si]、降煤比炉料熟料率，％；Sfll为封炉料熟料率，％；w[Si]flq为封炉前提w[Si]、降煤比炉料冶炼的铁水的w[Si]，％；w[Si]fll为封炉料冶炼的铁水的w[Si]，％；Ajhfy为封炉前提w[Si]、降煤比炉料冶炼时焦炭灰分，％；Ajhf为封炉料的焦炭灰分，％；mhn为封炉期间降低煤比后的小时煤量，单位：th；Tfpf为封炉料批料理论出铁量，单位：kgt铁；Lfls为封炉料入炉时的料速，单位：批hC5、封炉料入炉时的理论焦丁比按下式计算：Dfll＝TFeflyl-TFefll×0.02×Dflyl-Sflyl-Sfll5×1×Dflyl100-w[Si]flq-w[Si]fll0.1×0.01×Dflyl-Ajhfl-Ajhf×0.015×Dflyl+Dflyl+mhn-0Tfpf×1000Lfls；式中：Dfll为封炉料入炉时的理论焦丁比，单位：kgt铁；Dflyl为封炉前提w[Si]、降煤比炉料冶炼理论焦丁比，单位：kgt铁；其余与C4相同；C6、封炉料入炉时的干基焦批按下式计算：Jfl＝Kfl+Dfll×Tfpf1000-Dpy；式中：Jfl为封炉料每批干基焦，单位：kg批；Kfll为封炉料的理论焦比，单位：kgt铁；Dfll为封炉料理论焦丁比，单位：kgt铁；Tfpf为封炉料理论出铁量，单位：kgt铁；Dpy为封炉料每批干基焦丁，kg批；C7、封炉料矿批按下式计算：Oflz＝Oflyl×Xskp；式中：Oflz为封炉料矿批，单位：kg批；Oflyl为提w[Si]、降煤比炉料矿批，单位：kg批；Xskp为封炉料缩矿批系数，％；C8、封炉料干基焦批按下式计算：Jflz＝OflzOflylJfl×1+Xtfh+Dpy；式中：Jflz为封炉料干基焦批，单位：kg批；Oflz为封炉料矿批，单位：kg批；Oflyl为提w[Si]、降煤比炉料矿批，单位：kg批；Jfl为封炉料每批干基焦，单位：kg批；Dpy为封炉料每批干基焦丁，kg批；Xtfh为封炉料退负荷系数，单位：倍；C9、封炉料出铁铁水锰含量按下式计算：w[Mn]fll＝[MnO]fll55.85+16×55.85Tfpz×100；式中：w[Mn]fll为封炉料出铁铁水锰含量，％；[MnO]fll为封炉料中被还原进入铁水中的氧化锰含量，％；Tfpz为封炉料批料理论出铁量，单位：t批；其中：[MnO]fll为封炉料带入炉内的氧化锰总量与封炉料入炉控制硅条件对应的锰还原率相乘计算而得；封炉料炉渣中wAl2O3由封炉料带入炉内的氧化铝总量与入炉封炉料生成的渣量相除计算而得；D、封炉料排料控制：D1、入炉封炉料的品种、料序、批数按下列封炉时间确定：封炉时间≦5.0天，封炉不加净焦；封炉时间5天，需要分两组加入净焦，且两组净焦之间需要加一组正料，且第1组净焦批数是第2组净焦批数的1.4倍以上；封炉时间20天的，需要分两组加入净焦，两组净焦之间需要加一组正料，且第1组净焦填充容积炉腹容积，具体视高炉容积大小以其理论出铁量装满1～3罐60吨～180吨为宜，具体如下：容积2000m3的高炉，2组净焦之间的正料理论出铁量为1～2罐铁60吨～120吨；容积≧2000m3的高炉，2组净焦之间的正料理论出铁量为2～3罐铁120吨～180吨；所述封炉料正料包括烧结矿、球团矿、块矿、锰矿、焦炭；D2、入炉封炉料相关计算如下：D21、正常料线至高炉风口上沿之间的容积按下式计算：Vzclx＝Vu-Vg-lzl×Vhhh；式中：Vzclx为正常料线至高炉风口上沿之间的容积，单位：m3；Vu为高炉容积料线零位至炉缸铁口中心线的容积，单位：m3；Vg为高炉炉缸容积，单位：m3；lzl为高炉正常料线，单位：m；Vh为高炉炉喉容积，单位：m3；hh为高炉炉喉高度，单位：m；D22、封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积按下列计算：Vtclx＝Vzclx-Vlwtc-Vh+hh-lzlhh×Vh；式中：Vtclx为封炉料计划填充料线至风口上沿之间的容积，单位：m3；Vzclx为正常料线至高炉风口上沿之间的容积，单位：m3；Vlwtc为料线零位至封炉料计划填充料线之间的容积，单位：m3；Vh为高炉炉喉容积，单位：m3；hh为高炉炉喉高度，单位：m；lzl为高炉正常料线，单位：m；D23、料线零位至封炉料计划填充料线之间的容积按下式计算：Vlwtc＝PI×hjhtc-hh×dh×dh+dh×djhtc+djhtc×djhtc12+Vh；式中：Vlwtc为料线零位至封炉料计划填充料线之间的容积，单位：m3；hjhtc为封炉料计划填充料线，单位：m；Vh为高炉炉喉容积，单位：m3；dh为炉喉直径，单位：m；djhtc为封炉料计划填充料线截面的直径，单位：m；D24、封炉料计划填充料线截面的直径按下式计算：djhtc＝hjhtc-hhTANβ×PI180×2+dh；式中：djhtc为封炉料计划填充料线截面的直径，单位：m；hjhtc为封炉料计划填充料线，单位：m；hh为实际高炉炉喉高度，单位：m；dh为炉喉直径，单位：m；β为高炉炉身角，单位：°；D25、净焦、料批数量计算应填充容积按下式计算：Vftc＝ΣPjj×Vpjj-+Pzl×Vpzl；式中：Vftc为净焦、料批数量计算应填充容积，单位：m3；Pjj为净焦批数，单位：批；Vpjj为批净焦容积，单位：m3；Pzl为料批数量，单位：批；Vpzl为批料容积，单位：m3；D26、批净焦容积、批料容积计算为常规计算；D27、第1、2组净焦之间的正料批数Pzl12按下式计算：Pzl12＝Tf1Tfpf；式中：Pzl12为第1、2组净焦之间的正料批数，单位：批；Pzl12计算结果取整数；Tf1为封炉料第1、2组净焦之间的正料应达理论出铁量，取值为60～180t；Tfpf为封炉料正料批料理论出铁量，单位：t批；D28、第2组净焦之后的正料批数Pzl2h按下式计算：Pzl2h＝Vzclx-Pzl12×Vpzl-Pjj×VpjjVpzl；式中：Pzl2h为第2组净焦之后的正料批数，单位：批；Pzl2h计算结果取整数；Vzclx为正常料线至高炉风口上沿之间的容积，单位：m3；Pzl12为第1、2组净焦之间的正料批数，单位：批；Vpzl为入炉批正料体积，单位：m3；Pjj为第1、2组净焦的批数，单位：批；Vpjj为入炉批净焦体积，单位：m3；D29、封炉总焦比Kfz按下式计算：Kfz＝ΣPjj×Zpjj+Pzl×ZpzlPjj×Tfpzj+Pzl×Tfpz；式中：Kfz为封炉总焦比，单位：kgt铁；Pjj为输入的净焦批数，单位：批；Zpjj为入炉批净焦质量，单位：kg批；Pzl为输入的正料批数，单位：批；Zpzl为入炉批正料所带焦炭质量，单位：kg批；Tfpzj为入炉封炉料净焦批料理论出铁量，单位：t批；Tfpz为入炉封炉料正料批料理论出铁量，单位：t批；批净焦、批正料理论铁量计算为常规计算；D210、正常料线至计划填充料线之间容积Vkc的计算、该容积折合正料批数Pkc的计算为：Vkc＝Vlwtc-Vh+hh-lzlhh×Vh；Pkc＝VkcVpzlq；式中：Vkc为正常料线至计划填充料线之间容积，单位：m3；Vlwtc为料线零位至封炉料计划填充料线之间的容积，单位：m3；Vh为高炉炉喉容积，单位：m3；hh为高炉炉喉高度，单位：m；lzl为高炉正常料线，单位：m；Vpzlq为封炉料入炉前炉内料批容积，单位：m3；E、封炉料入炉后冶炼参数控制如下：风温1160～1180℃、风量3250～5850m3min、风压0.32～0.45Mpa、顶压0.16～0.20Mpa、顶温100～300℃、小时富氧量10000～18500m3h、富氧率3.5～4.5％、小时喷煤量19000～42000kgh、过程中喷煤比控制为煤比设定值±5kg、理论燃烧温度2370～2400℃、w[Si]为0.60％～0.75％、渣中wAl2O315.0％、碱度为1.0～1.06；按常规完成封炉。

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