高爐布料形態(tài)的模擬方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高爐布料形態(tài)的模擬方法。所述方法通過監(jiān)測含鐵原料的實際總下料時間和焦炭的實際總下料時間并修正含鐵原料和焦炭每環(huán)的實際下料時間，計算得到含鐵原料和焦炭的實際下料圈數(shù)，并在含鐵原料布料各環(huán)的布料傾斜角度位置，按對應的實際布料圈數(shù)，繪制含鐵原料分布示意圖；在焦炭布料各環(huán)的布料傾斜角度位置，按對應的實際布料圈數(shù)乘以焦炭體積和含鐵原料體積的比值，繪制焦炭分布示意圖。本發(fā)明只考慮布料角度和下料時間的相對變化，模擬方法簡單并緊貼生產(chǎn)實際，圖形化顯示可以更加直觀的觀察實際布料形態(tài)，對生產(chǎn)判斷和調(diào)整的指導意義更強。
【專利說明】高爐布料形態(tài)的模擬方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金【技術領域】，更具體地講，涉及一種高爐無料鐘爐頂布料形態(tài)的模擬方法。
【背景技術】
[0002]高爐裝料制度(又稱為布料制度)是高爐重要的操作制度之一，其決定高爐爐料在爐內(nèi)分布的初始形態(tài)，繼而影響高爐爐內(nèi)煤氣流分布及高爐順行狀態(tài)，對高爐正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。模擬高爐布料情況，結(jié)合實際生產(chǎn)指標，從而評價布料的合理性、裝料制度的合理性，才能找到裝料制度的改進調(diào)整方向，進而促進高爐煤氣流分布更加合理、高爐順行狀況和技術經(jīng)濟指標持續(xù)改善。目前行業(yè)內(nèi)模擬高爐布料情況的方法一般采用根據(jù)高爐布料設備參數(shù)，運用牛頓運動定律計算爐料運動軌跡和落點位置，該方法具有計算復雜、結(jié)果準確性影響因素多等不利之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術中存在的一個或多個問題。例如，本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠簡單模擬高爐爐頂布料形態(tài)的方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高爐布料形態(tài)的模擬方法。所述高爐布料采用多環(huán)布料，每一個布料環(huán)位對應于一個布料傾斜角度，布料溜槽在所述每一個布料環(huán)位以其所對應的布料傾斜角度進行360°的多圈回轉(zhuǎn)，所述爐料包括含鐵原料和焦炭，所述方法包括:設定含鐵原料和焦炭在不同布料環(huán)位下的預定下料時間，監(jiān)測含鐵原料的實際總下料時間和焦炭的實際總下料時間；以所述預定下料時間作為含鐵原料和焦炭除最后一環(huán)之外的每一個布料環(huán)位的實際下料時間，以含鐵原料的實際總下料時間與含鐵原料去除最后一環(huán)之外的其它布料環(huán)位的實際下料時間之和的差值作為含鐵原料最后一環(huán)的實際下料時間，并以焦炭的實際總下料時間與焦炭去除最后一環(huán)之外的其它布料環(huán)位的實際下料時間之和的差值作為焦炭最后一環(huán)的實際下料時間；根據(jù)含鐵原料和焦炭每環(huán)的實際下料時間和溜槽轉(zhuǎn)速，計算得到含鐵原料和焦炭每環(huán)的實際布料圈數(shù)；繪制含鐵原料和焦炭分布示意圖，包括以下步驟:在第一坐標軸上每隔預定的距離繪制刻度線并以所述布料傾斜角度作為第一坐標軸的單位，在距所述第一坐標軸預定距離的位置以爐料每個布料環(huán)位所對應的布料傾斜角度確定的點為中心沿平行于所述第一坐標軸的方向繪制爐料在預定日期的分布線，其中，含鐵原料每個布料環(huán)位所對應的分布線的長度等于含鐵原料每個布料環(huán)位的實際布料圈數(shù)乘 以系數(shù)N，N≥1，焦炭每個布料環(huán)位所對應的分布線的長度等于焦炭每個布料環(huán)位的實際布料圈數(shù)與所述每批爐料中焦炭和含鐵原料的體積比之積再乘以所述系數(shù)N;按所述繪制爐料在預定日期的的分布線的步驟繪制多個上料日期的爐料的分布線。
[0005]根據(jù)本發(fā)明高爐布料形態(tài)的模擬方法的一個示例性實施例，所述系數(shù)N能夠保證爐料各環(huán)的分布線長度均不小于所述第一坐標軸上相鄰刻度線之間的距離且各環(huán)分布線不重合。
[0006]根據(jù)本發(fā)明高爐布料形態(tài)的模擬方法的一個示例性實施例，所述系數(shù)N為64。
[0007]根據(jù)本發(fā)明高爐布料形態(tài)的模擬方法的一個示例性實施例，所述分布線具有預定的寬度。
[0008]根據(jù)本發(fā)明高爐布料形態(tài)的模擬方法的一個示例性實施例，在所述繪制多個上料日期的爐料的分布線步驟中，每個上料日期的爐料的分布線與所述第一坐標軸之間的距離按照上料日期的先后順序變大。
[0009]根據(jù)本發(fā)明高爐布料形態(tài)的模擬方法的一個示例性實施例，所述含鐵原料的分布線和所述焦炭的分布線以不同顏色標示。
[0010]根據(jù)本發(fā)明高爐布料形態(tài)的模擬方法的一個示例性實施例，所述含鐵原料的布料環(huán)位為3個，所述焦炭的布料環(huán)位為5個。
[0011]根據(jù)本發(fā)明高爐布料形態(tài)的模擬方法的一個示例性實施例，所述布料傾斜角度為
13~53°。
[0012]根據(jù)本發(fā)明高爐布料形態(tài)的模擬方法的一個示例性實施例，所述含鐵原料的布料傾斜角度為30.8~33.8°，所述焦炭的布料傾斜角度為16.8~34.V。
[0013]根據(jù)本發(fā)明高爐布料形態(tài)的模擬方法的一個示例性實施例，所述方法通過EXCEL和VBA編程軟件配合實現(xiàn)所述含鐵原料和焦炭分布示意圖的繪制。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果包括:只考慮布料角度和下料時間的相對變化，模擬方法簡單并緊貼生產(chǎn)實際，圖形化顯示可以更加直觀的觀察實際布料形態(tài)，對生產(chǎn)判斷和調(diào)整的指導意義更強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中:
[0016]圖1是高爐無料鐘爐頂布料的示意圖。
[0017]圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例高爐布料形態(tài)的模擬方法所涉及的參數(shù)。
[0018]圖3是本發(fā)明示例性實施例高爐布料形態(tài)的模擬方法得到的礦石和焦炭分布示意圖。
【具體實施方式】
[0019]在下文中，將結(jié)合附圖和示例性實施例詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的高爐布料形態(tài)的模擬方法。
[0020]圖1是高爐無料鐘爐頂布料的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例高爐布料形態(tài)的模擬方法所涉及的參數(shù)。圖3是本發(fā)明示例性實施例高爐布料形態(tài)的模擬方法得到的礦石和焦炭分布不意圖。
[0021] 如圖1所示，高爐布料采用多環(huán)布料，多環(huán)布料是指布料環(huán)位的數(shù)量大于等于2，最多可達10多環(huán)，具體地，在布料溜槽位于不同的布料傾斜角度(即圖1中的α角，可簡稱為布料角度)的條件下將爐料布到爐內(nèi)，形成以高爐中心為圓心的數(shù)個圓環(huán)，其中，每一個布料環(huán)位(簡稱為環(huán)位)對應于一個布料傾斜角度，無料鐘爐頂布料設備-溜槽允許的布料傾角范圍:正常生產(chǎn)時13~53°，檢修時70°，機械限位54°，所以布料傾角范圍可以按13~53°取值，布料溜槽在某一個布料環(huán)位以其所對應的布料傾斜角度進行360°回轉(zhuǎn)(即圖1中的回轉(zhuǎn)角度β為360° )的圈數(shù)稱為布料圈數(shù)，爐料主要包括含鐵原料(例如，鐵礦石)和焦炭，并且在本實施例中，布料時將礦石全部布完后再布焦炭，礦石的布料環(huán)位可以為3個，焦炭的布料環(huán)位可以為5個。
[0022]根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的高爐布料形態(tài)的模擬方法包括以下步驟:
[0023](I)對無料鐘爐頂?shù)母郀t裝料制度進行解析，裝料制度包括多個礦石(即鐵礦石)下料角度(多環(huán))和對應的下料時間、多個焦炭下料角度(多環(huán))和對應的下料時間，即根據(jù)現(xiàn)有的裝料制度得到礦石和焦炭在不同布料環(huán)位下的預定下料時間(或稱為設定下料時間)。
[0024](2)根據(jù)實測的礦石總下料時間和焦炭總下料時間，得到礦石和焦炭每個下料角度(或者說每環(huán))對應的實際下料時間，其中，礦石和焦炭除最后一環(huán)之外的每一個布料環(huán)位的實際下料時間等于現(xiàn)有裝料制度中礦石和焦炭的預定下料時間；礦石最后一環(huán)實際下料時間是由測得的礦石總下料時間減去前面所有設定下料時間(即礦石除最后一環(huán)之外的其它環(huán)位的實際下料時間之和)，而不是最后一環(huán)的設定下料時間；焦炭最后一環(huán)實際下料時間是由測得的焦炭總下料時間減去前面所有設定下料時間(即焦炭除最后一環(huán)之外的其它環(huán)位的實際下料時間之和)，而不是最后一環(huán)的設定下料時間。
[0025](3)根據(jù)礦石和焦炭每環(huán)的實際下料時間和布料溜槽的轉(zhuǎn)速，計算礦石和焦炭每環(huán)的實際布料圈數(shù)。
[0026](4)計算每批爐料中焦炭體積和礦石體積的比值。
[0027](5)繪制高爐布料形態(tài)的模擬顯示圖，即繪制含鐵原料和焦炭分布示意圖，包括以下步驟:在第一坐標軸(例 如，橫軸)上每隔預定的距離繪制刻度線并以布料傾斜角度作為第一坐標軸的單位，在距第一坐標軸預定距離的位置以爐料每個布料環(huán)位所對應的布料傾斜角度確定的點為中心沿平行于所述第一坐標軸的方向繪制爐料在預定日期的分布線，其中，含鐵原料每個布料環(huán)位所對應的分布線的長度等于含鐵原料每個布料環(huán)位的實際布料圈數(shù)乘以系數(shù)N，N ^ 1，焦炭每個布料環(huán)位所對應的分布線的長度等于焦炭每個布料環(huán)位的實際布料圈數(shù)與每批爐料中焦炭和含鐵原料的體積比之積再乘以所述系數(shù)N。
[0028]優(yōu)選地，系數(shù)N能夠保證焦炭和礦石各環(huán)的分布線長度均不小于橫軸上相鄰刻度線之間的距離，并且系數(shù)N也不能過大，以避免相鄰分布線重合，從而能夠清楚反應爐料的分布狀態(tài)。
[0029](6)按步驟(5)的方式繪制多個上料日期的爐料的分布線，其中，每個上料日期的爐料的分布線與所述第一坐標軸之間的距離按照上料日期的先后順序逐漸變大。
[0030]進一步地，所述分布線具有預定的寬度，以便于觀察，并且與實際生產(chǎn)中焦炭和礦石在高爐中呈層狀分布的情況接近。
[0031]另外，為便于分辨，可以將礦石和焦炭的分布線(或矩形圖)以不同顏色標示。為與實際情況接近，以紅色矩形(即圖3中的灰色矩形)表示礦石分布，黑色矩形表示焦炭分布。紅色矩形和黑色矩形的顯示位置與裝料制度中各環(huán)的布料傾斜角度相對應。另外，紅色矩形和黑色矩形顯示的載體包括但不限于EXCEL電子表格、各種高級語言編程環(huán)境等。[0032]在一個示例中，按照上述步驟對高爐無料鐘爐頂布料進行模擬，根據(jù)實測礦石和焦炭的實際總下料時間，修正礦石和焦炭各環(huán)的實際下料時間，并計算礦石和焦炭各環(huán)爐料的實際布料圈數(shù)，在EXCEL電子表格中，錄入裝料制度的各種參數(shù)，具體如圖2所示。
[0033]另外，每批爐料焦炭體積和礦石體積的比值為0.68，系數(shù)N取為64，根據(jù)EXCEL電子表格中錄入的數(shù)據(jù)并通過VBA編程，運行結(jié)果(部分)如下圖3所示，其中，EXCEL單元格的寬度為24像素、高度為26像素，即橫軸上相鄰刻度線之間的距離值為24像素。圖3顯示了 5天的布料模擬情況，從上到下依次為某年的8月I日至8月5日。橫軸顯示的一排數(shù)字是布料 變化。
[0034]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的高爐布料形態(tài)的模擬方法，無須大量復雜的計算，可以非常方便地顯示每天高爐裝料制度調(diào)整方向，緊貼生產(chǎn)實際，只考慮布料角度和下料時間的相對變化，模擬結(jié)果對生產(chǎn)判斷和調(diào)整的指導意義更強。
[0035]盡管上面已經(jīng)通過結(jié)合示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員應該清楚，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明的示例性實施例進行各種修改和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種高爐布料形態(tài)的模擬方法，所述高爐布料采用多環(huán)布料，每一個布料環(huán)位對應于一個布料傾斜角度，布料溜槽在所述每一個布料環(huán)位以其所對應的布料傾斜角度進行360°的多圈回轉(zhuǎn)，所述爐料包括含鐵原料和焦炭，所述方法包括: 設定含鐵原料和焦炭在不同布料環(huán)位下的預定下料時間，監(jiān)測含鐵原料的實際總下料時間和焦炭的實際總下料時間； 以所述預定下料時間作為含鐵原料和焦炭除其各自最后一個布料環(huán)位之外的其它每一個布料環(huán)位的實際下料時間，以含鐵原料的實際總下料時間與含鐵原料去除其最后一個布料環(huán)位之外的其它布料環(huán)位的實際下料時間之和的差值作為含鐵原料最后一個布料環(huán)位的實際下料時間，并以焦炭的實際總下料時間與焦炭去除其最后一個布料環(huán)位之外的其它布料環(huán)位的實際下料時間之和的差值作為焦炭最后一個布料環(huán)位的實際下料時間； 根據(jù)含鐵原料和焦炭每個布料環(huán)位的實際下料時間和布料溜槽的轉(zhuǎn)速，計算得到含鐵原料和焦炭每個布料環(huán)位的實際布料圈數(shù)； 在第一坐標軸上每隔預定的距離繪制刻度線并以所述布料傾斜角度作為第一坐標軸的單位，在距所述第一坐標軸預定距離的位置以爐料每個布料環(huán)位所對應的布料傾斜角度確定的點為中心沿平行于所述第一坐標軸的方向繪制爐料在預定日期的分布線，其中，含鐵原料每個布料環(huán)位所對應的分布線的長度等于含鐵原料每個布料環(huán)位的實際布料圈數(shù)乘以系數(shù)N，焦炭每個布料環(huán)位所對應的分布線的長度等于焦炭每個布料環(huán)位的實際布料圈數(shù)與所述每批爐料中焦 炭和含鐵原料的體積比之積再乘以所述系數(shù)N ； 按所述繪制爐料在預定日期的的分布線的步驟繪制多個上料日期的爐料的分布線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐布料形態(tài)的模擬方法，其特征在于，所述系數(shù)N能夠保證爐料各環(huán)的分布線長度均不小于所述第一坐標軸上相鄰刻度線之間的距離且各環(huán)分布線不重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高爐布料形態(tài)的模擬方法，其特征在于，所述系數(shù)N為64。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐布料形態(tài)的模擬方法，其特征在于，所述分布線具有預定的覽度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐布料形態(tài)的模擬方法，其特征在于，在所述繪制多個上料日期的爐料的分布線步驟中，每個上料日期的爐料的分布線與所述第一坐標軸之間的距離按照上料日期的先后順序變大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐布料形態(tài)的模擬方法，其特征在于，所述含鐵原料的分布線和所述焦炭的分布線以不同顏色標示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐布料形態(tài)的模擬方法，其特征在于，所述含鐵原料的布料環(huán)位為3個，所述焦炭的布料環(huán)位為5個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐布料形態(tài)的模擬方法，其特征在于，所述布料傾斜角度為13~53°。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高爐布料形態(tài)的模擬方法，其特征在于，所述含鐵原料的布料傾斜角度為30.8~33.8°，所述焦炭的布料傾斜角度為16.8~34.V。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐布料形態(tài)的模擬方法，其特征在于，所述方法通過EXCEL和VBA編程軟件配合實現(xiàn)所述含鐵原料和焦炭分布示意圖的繪制。
【文檔編號】C21B5/00GK103981309SQ201410155588
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】張岳, 陳定鈞 申請人:攀鋼集團成都鋼釩有限公司