高炉布料工艺评价方法、系统、可读存储介质及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112226557A(43)申请公布日2021.01.15(21)申请号202011035711.4(22)申请日2020.09.27(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人焦克新张建良马洪佑巩黎伟李昊堃王翠范筱玥(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.C21B5/00(2006.01)C21B7/20(2006.01)G06F17/14(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图7页(54)发明名称高炉布料工艺评价方法、系统、可读存储介质及其应用(57)摘要本发明涉及一种高炉布料工艺评价方法、系统、可读存储介质及其应用，本发明基于对高炉布料模型进行数学研究，结合炼铁生产实际，确定了布料参数中布料矩阵、料线高度对布料工艺影响最大，同时也是影响料面平台宽度的重要参数。将平台宽度与炉喉直径相比，得到平台宽度占比。引入数学公式对平台宽度占比进行数值计算，运用控制变量法探究各因素对平台宽度占比的影响。同时，根据计算公式计算得出平台宽度在炉喉部位的位置。基于现场高炉顺行状况及煤气利用情况，结合生产实际大数据分析，确定合适的平台宽度占比和平台位置。为现场布料工作提供指导。CN112226557ACN112226557A权利要求书1/2页1.一种高炉布料工艺评价方法，其特征在于，所述评价方法包括以下步骤：S1：模拟炉料从料仓流出经过中心喉管到达布料溜槽末端的过程，并建立运动模型；S2：模拟炉料从布料溜槽末端离开后，落到高炉内的料面上的过程，并计算炉料在高炉内料面上的位置信息；S3：将焦炭和矿石的参数信息代入S1-S2的模型过程，分别获取焦炭和矿石在高炉内料面上的位置信息和平台宽度占比；S4：在不同规格高炉中进行S1-S3过程或在同一高炉中重复进行S1-S3过程，获取平台宽度占比和平台位置随布料矩阵最小角度的变化以及平台宽度占比和平台位置随料线高度变化的规律；S5：通过S4进行多次布料，根据模拟之后获得的结果，以及每次布料之后高炉的冶炼效率，得到最优的平台宽度占比和平台位置。2.根据权利要求1所述的高炉布料工艺评价方法，其特征在于，所述S1具体包括：S11：炉料从矿焦槽装入，经过皮带机的传送到达料罐；S12：打开料罐的料流节流阀，炉料在重力的作用下落入溜槽，最终经溜槽布入料面；S13：计算炉料从溜槽顶端到料面的布料规律及影响条件，设置布料矩阵和料线高度两个变量，建立炉料运动的计算数学模型具体如下：炉料从料仓流出经过中心喉管到达布料溜槽，在溜槽末端的速度C为：2其中，l0为溜槽长度，单位：m；β为布料槽角度，单位：°；g为重力加速度，单位：m/s；C0为炉料在溜槽顶端的速度；μ为炉料的摩擦系数，e为轻重距。3.根据权利要求2所述的高炉布料工艺评价方法，其特征在于，所述S2具体为：炉料在离开溜槽末端受重力和离心力以及科氏力影响，运动轨迹为一个存在滞后角的抛物线运动；炉料在x-y平面上x方向的投影为：炉料在料面上的落点到高炉中心的距离为：其中，n为炉料落点离高炉中心的距离，单位：m；ω为溜槽转速，单位：r/s；l0为溜槽长度，单位：m；α为溜槽倾角，单位：°；，h为料线高度，单位：m；Lx为炉料离开溜槽末端后在x-y平面上x方向的投影，单位：m；C0为炉料在溜槽顶端的速度；计算得到炉料落点，将布料矩阵的最大角和最小角代入进行计算，获得两个炉料落点离高炉中心的距离n最大角和n最小角；L平台＝2×(n最大角-n最小角)(4)2CN112226557A权利要求书2/2页其中，η为平台宽度占比；L平台为平台宽度；d炉喉为炉喉直径平台和炉墙距离为：平台到高炉中心的距离为：d平台-中心＝n最小角(7)平台宽度占比通过平台宽度、平台到炉墙距离以及平台到中心的距离的比例确定：d平台-炉墙：L平台：d平台-中心(8)。4.根据权利要求3所述的高炉布料工艺评价方法，其特征在于，所述S3中焦炭的摩擦系数为0.53，矿石的摩擦系数为0.71。5.根据权利要求4所述的高炉布料工艺评价方法，其特征在于，所述S5中最优的焦炭平台宽度占比为0.31～0.34；最优的矿石平台宽度占比为0.29～0.32；焦炭的最佳平台位置为：dc平台-炉墙：Lc平台：dc平台-中心＝(0.08～0.12):(0.31～0.34):(0.55～0.58)矿石的最佳平台位置为：do平台-炉墙：Lo平台：do平台-中心＝(0.08～0.12):(0.29～0.32):(0.57～0.60)。6.一种高炉布料工艺评价系统，包括上述权利要求1-5之一所述的评价方法，其特征在于，所述系统包括：模型建立单元，用于模拟炉料从料仓流出经过中