高炉布料模型的开发与应用

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1、冶金之家网站高炉布料模型的开发与应用徐萌1，张汝望2，丁汝才2(1．首钢技术研究院，北京100043；2．首秦公司，河北秦皇岛264404)摘要：本文基于布料模型提出中心边缘相对负荷LC／LE的概念，修正了高炉煤气中心边缘相对分布Z／W的定义，建立布料与煤气分布之间的日常动态趋势管理，并结合高炉实际的炉况分析布料对高炉操作的影响规律。统计分析得到首钢某高炉长期稳定的Z／W、LC／LE和焦炭负荷区间，为高炉实际操作提供了有意义的参考。并结合布料与煤气分布之间的关系对首秦2号高炉的炉况波动进行了分析。关键词：高炉布料模型

2、；中心边缘相对负荷；煤气分布；趋势管理1引言目前高炉布料模型比较普及，但是真正能够为生产提供指导作用的并不多，可能存在以下原因：一、布料模型模拟结果不够准确，如对炉料粒度的偏析、料流宽度、内外堆角都很少有准确的试验依据和描述，另外对径向炉料运动以及对炉料分布的影响也没有相应的描述；二、模型缺少实际的应用效果，大多模型编制完成后并没有作为有效的分析工具，即后续的工作很少有人深入并坚持去进行，因此也造成现场生产技术和操作者对该类模型的不重视。然而不可否认的是，高炉炉内的任何模型模拟结果都不可能达到绝对地与实际一致，首先，

3、模型都依赖于初始界面条件的选择和大量的试验及监测数据，试验及监测结果的可靠和准确性本身就是对模型结果具有很大的影响，其次，高炉在长期生产的过程中炉内炉外的条件都在发生变化，这是模型本身不可控制的。也正是因为如此，需要模型工作者更加努力地去做到尽量达到与实际更为接近地效果，最为重要的是，应长期坚持模型结果与高炉实际的结合，坚持日常管理和长期趋势管理。对于高炉布料模型来说，需要使用模拟结果建立起高炉布料中心、边缘负荷与炉喉煤气分布之间的对应关系，通过日常的数据管理制度建立两者之间长期的趋势管理曲线，并和当时的原燃料条件、

4、操作制度、炉况等相结合。通过长期的趋势管理上的积累和分析，就有可能利用布料模型实现对高炉布料制度的合理有效的调整。为此，开发了某高炉布料模型，基于模型理论分析布料与高炉煤气分布之间的对应关系，总结规律，为日常高炉布料调整提供指导。2高炉布料模型功能该高炉布料模型可实现以下功能：(1)落点计算；(2)料面形状和矿焦比曲线；(3)料面形状和矿焦比对比。不同之处在于(1)抛物形堆尖：用料流宽度系数和抛物形堆尖高度系数分别表示抛物形堆尖的宽度和高度，可根据实际情况任意调整。(2)优先填充抛物形堆尖，然后再分别填充两侧，解决了

5、简单的直线三角填充时将小堆角物料优先填充到中心导致模拟料面中心高的问题。(3)设置了料面对比功能，可快速了解布料调整前后的料面形状和径向矿焦比的变化程度。冶金之家网站3基于模型的布料理论3．1等面积档位布料按档位布料是现代高炉布料的趋势，当前普遍按等面积划分布料档位，矿焦同角。根据炉容，该高炉可以分8个档位，最大档位41°。3．2中心和边缘煤气相对强度用Z值表示中心煤气相对强度，通常定义为炉喉十字测温中心和次中心五点煤气温度平均值与炉顶煤气平均温度的比值。用W值表示边缘煤气相对强度，通常定义为炉喉十字测温边缘四点煤气

6、温度平均值与炉顶煤气平均温度的比值。由于中心加焦导致中心无矿区较宽，如果选择中心完全处于无矿区，即矿焦比为0，则无法比较中心边缘相对负荷的变化。因此，为便于将负荷与煤气分布关联起来，选择了范围较宽的中心区域，需对应考察中心九点的权重平均煤气温度。因此将Z值定义修正如下：Z=(aT1＋b(T2＋T3＋T4＋T5)／4＋c(T6＋T7＋T8＋T9)／4))／Ttop冶金之家网站式中，a、b、c分别为中心、次中心及第三环(由中心到炉壁方向)煤气温度对Z值的影响权重系数，本研究中暂定为0．6、0．3、0．1。如果不考虑第三环

7、，则c为0，a和b可分别定为0．6、0．4或者0．7、0．3；T1为中心点炉顶煤气温度；T2～T5分别为次中心点温度；T6～T9分别为第三环温度；Ttop为炉顶煤气平均温度。从图3所示的高炉炉喉煤气中心5点和中心9点权重平均温度比较看，两者基本一致。3．3中心边缘煤气相对分布和相对中心边缘负荷用Z／W表示中心边缘煤气分布的相对强弱程度。将中心或边缘平均矿焦比定义为：将LC／LE定义为相对中心边缘负荷，从而可在炉料的LC／LE与煤气的Z／W之间建立起对应的关系。4高炉布料制度与煤气流分布的关系研究4．1总体趋势图4为2

8、006年开炉至2011年5月日均中心边缘相对负荷和日均中心边缘相对煤气温度的变化。从宏观角度看，中心边缘相对负荷呈现逐渐减小的趋势，反之，中心边缘煤气温度分布随之呈现提高的趋势。即中心边缘相对负荷与中心边缘相对煤气温度呈负相关关系。大致可以分为四个阶段：第一阶段开炉至2007年10月，基本以开放边缘为主要方针；第二阶段为2007年11月至200