一种高炉布料过程料面形状估计方法及系统.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CN106011350A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610523551.5(22)申请日2016.07.05(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人周平尤磊刘记平王宏柴天佑(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人胡晓男(51)Int.Cl.C21B7/24(2006.01)C21B5/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称一种高炉布料过程料面形状估计方法及系统(57)摘要本发明提供一种高炉布料过程料面形状估计方法及系统，该方法包括获取高炉布料过程参数、炉料参数和布料矩阵；计算各溜槽倾角下炉料所形成料堆堆尖点横坐标；计算第一个溜槽倾角下的料面形状；根据各溜槽倾角下炉料满足的体积约束、前一个溜槽倾角下的料面形状和基本料面的料面形状，依次迭代求出第二个溜槽倾角到布完第n个各溜槽倾角下的料面形状，得到高炉布料过程料面形状估计结果。该系统包括采集模块、横坐标计算模块模块、第一料面形状计算模块、料面形状估计模块。本发明为不同布料制度下料面形状提供计算依据，根据本发明实现高炉内部料面形状准确估计，根据炉况实时调整布料制度，改变炉料分布，提高煤气利用率，使高炉稳定顺行。CN106011350ACN106011350A权利要求书1/2页1.一种高炉布料过程料面形状估计方法，其特征在于，包括：步骤1、获取高炉布料过程参数、炉料参数和布料矩阵；步骤2、计算各溜槽倾角下炉料所形成料堆堆尖点横坐标；步骤3、计算第一个溜槽倾角下的料面形状；步骤4、根据各溜槽倾角下炉料满足的体积约束、前一个溜槽倾角下的料面形状和基本料面的料面形状，依次迭代求出第二个溜槽倾角到布完第n个各溜槽倾角下的料面形状，求得的最后一个溜槽倾角下的料面形状，即高炉布料过程料面形状估计结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高炉布料过程参数包括：炉料批重、中心喉管长度、节流阀开度、组成节流阀的半球形料阀的半径、炉喉半径、溜槽长度、溜槽转速、溜槽倾动距、溜槽摩擦系数、料线深度和炉料通过节流阀的时间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述炉料参数包括：炉料的平均密度、炉料的内堆角和外堆角。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述布料矩阵包括：溜槽倾角以及每个溜槽倾角所对应的溜槽旋转圈数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2计算各溜槽倾角档位下炉料所形成料堆堆尖点横坐标，包括：步骤2-1、根据节流阀开度、组成节流阀的半球形料阀的半径、炉料的批重、炉料的密度、炉料通过节流阀的时间计算炉料离开节流阀的初始速度；步骤2-2、根据炉料离开节流阀的初始速度计算炉料在中心喉管末端的速度；步骤2-3、根据炉料在中心喉管末端的速度计算炉料到达溜槽时的速度；步骤2-4、根据炉料到达溜槽时的速度计算炉料在溜槽末端的速度；步骤2-5、根据炉料在溜槽末端的速度计算当前溜槽倾角档位下炉料所形成料堆堆尖点横坐标。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3计算第一个溜槽倾角下的料面形状，包括：步骤3-1、构建基本料面形状；步骤3-2、构建料面形状与基本料面形状之间的关系即料面形状函数，料面形状函数所描述的料面形状为基本料面形状的叠加；步骤3-3、构建每个溜槽倾角下的布料体积约束条件，即每个溜槽倾角下的布料体积等于该溜槽倾角下料面形状与上一溜槽倾角下料面形状间隔的体积积分；步骤3-4、根据第一个溜槽倾角下的布料体积约束条件，计算第一个溜槽倾角下炉料所形成料堆堆尖点纵坐标；步骤3-5、根据第一个溜槽倾角下炉料所形成料堆堆尖点坐标和料面形状函数，求解第一个溜槽倾角下的料面形状。7.一种高炉布料过程料面形状估计系统，其特征在于，包括：采集模块，用于获取高炉布料过程参数、炉料参数和布料矩阵；横坐标计算模块模块，用于计算各溜槽倾角下炉料所形成料堆堆尖点横坐标；第一料面形状计算模块，用于计算第一个溜槽倾角下的料面形状；料面形状估计模块，用于根据各溜槽倾角下炉料满足的体积约束、前一个溜槽倾角下2CN106011350A权利要求书2/2页的料面形状和基本料面的料面形状，依次迭代求出第二个溜槽倾角到布完第n个各溜槽倾角下的料面形状，求得的最后一个溜槽倾角下的料面形状，即高炉布料过程料面形状估计结果。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述横坐标计算模块，包括：第一计算模块，用于根据节流阀开度、组成节流阀的半球形料阀的半径、炉料的批重、炉料的密度、炉料通过节流阀的时间计算炉料离开节流阀的初始速度；第二计算模块，用于根据炉料离开节流阀的初始速度计算炉料在中心喉管末端的速度；第三计算模块