高炉多周期装料过程炉喉料面形状混杂控制

为了解决高炉多周期装料过程中料面形状变化的问题,设计出一套高炉料面形状控制系统。对于该控制系统,首先,以单容水箱为对象,研究以间歇进水和连续出水为特征的混杂控制问题。然后,在液位位式控制的基础上,将液位混杂系统扩展至用泛函描述的高炉炉料料面形状控制。由于炉料在炉喉径向方向上的实际下降速度存在差异,借鉴非均匀炉料下降模型,并通过仿真实验准确建立出该模型。以多环布料模型、非均匀炉料下降模型和布料矩阵逆计算模型为基础,提出了高炉多周期装料过程中料面形状控制方案,将间歇装料过程与连续下料过程相结合。最终,通过仿真实验实现了料面形状混杂控制,为高炉实际装料过程提供了理论依据。

无钟炉顶多环布料料面形状的模拟

运用相似理论建立实验室无钟炉顶布料模型,通过模拟实验修正布料轨迹方程,即n=[l_0~2cos^2β+2l_0cosβL_x+ (1+4π~2ω~2l_0~2/C_1~2)L_x^2]^(1/2)-α,实验测得焦与矿的自然堆角分别为30.2°与29.1°,焦与矿的堆密度分别为0.65与1.97t/m^3,并用tanα-tanα_0-kh/R确定内堆角,用α_(ore)=79.77-2.04α和α_(coal)=73.12-1.97α确定外堆角,进而建立数学模型并开发布料界面,计算机模拟结果能够直观地反映高炉内料面形状,对高炉操作起到重要作用.

高炉料面形状双驱动模型研究

高炉料面形状是指导高炉布料决策的重要依据.本文在已开发的新型雷达检测手段的基础上将雷达检测数据和布料机理进行融合.首先根据牛顿运动规律计算炉料颗粒从料流调节阀至料面的运动过程,然后根据体积约束原则建立料面形状模型,最后通过高斯过程回归模型将机理模型和摆动雷达测量得到的料面信息融合,建立了基于雷达数据和机理模型双驱动的高炉料面形状模型.仿真结果表明,本文提出的数据融合的方法在结合雷达检测数据和机理模型的基础上能够更好的拟合出高炉料面形状,可以为高炉稳定运行,节能减排提供可靠指导.

武钢4号高炉料面形状的测定

武钢4号高炉(2516m^3)第二次大修后采用了串罐无料钟炉顶设备。在高炉开炉装料过程中,对下料罐的最大装料能力、料流调节阀开度与料流量之间的关系、焦炭和矿石的布料轨迹以及料面形状等进行了测定,并观察了十字测温装置对高炉布料的影响。通过料面形状的测定,选择了合适的布料矩阵,初步掌握了无钟布料的规律,为4号高炉顺利开炉和达产创造了条件。

COREX-3000熔化气化炉料面形状预测模型

COREX-3000熔化气化炉内煤气流分布直接影响炉内煤气利用率及炉料顺行,而布料制度是调节煤气流分布的主要手段。为探讨熔化气化炉布料模式,通过对物料在布料过程中的运动和受力分析,确定物料的落点位置并根据物料的安息角和质量守恒,建立了料面形状预测模型。在此基础上,结合数学知识和计算机技术,开发了COREX-3000气化炉的料面预测仿真软件,可预测万向布料器和DRI-flap布料器不同布料制度下形成的料流轨迹、落点位置以及料面形状,为现场选择和调整布料制度提供参考。

基于布料数学模型分析球团比例对料面形状的影响

结合鞍钢2580 m^(3)高炉布料规律和炉料结构,建立了无料钟高炉布料模型,计算了球团比例增加后高炉料面形状,分析了中心加焦比例和批重对料面形状的影响。得出随着球团比例的增加,炉喉中心无矿区半径减小,边缘O/C也相应减小。为了保证高比例球团冶炼炉况顺行,可适当提高中心加焦量,但矿石批重不宜过大。

冲天炉钟式料桶布料料面形状影响因素的研究

通过对冲天炉钟式料桶布料炉料堆尖位置及料面形状的分析表明，形成炉料料面下凹的主要影响因素有钟式料桶直径及倾角、料线深度、批料加入顺序及批料重量。对其分析与研究为合理制定装料制度和选择料桶结构提供了依据。

高炉原料及布料矩阵对高炉料面形状的影响

首先对入炉焦炭进行了工业分析,通过测定矿石堆密度来确定矿石批重,分析了烧结矿的低温粉化性。在此基础上,通过改变布料矩阵的最大矿焦角来研究其对料面形状的影响。结果表明:入炉焦炭达到二级焦炭的标准,满足冶炼要求;烧结矿RDI+3. 15质量分数为70. 13%,符合国内标准;随着布料矩阵的最大矿焦角逐渐减小,矿石及焦平台逐渐向高炉中心移动,中心漏斗越来越小,边缘坡度越来越大;当最大矿石角度介于36. 5°～38°时,料面形成的漏斗深度大小适中,边缘坡度较为平缓,能够保证高炉的稳定顺行。

高炉用YAG激光器探测料面形状

在高炉操作中,控制炉料的合理分布十分重要.为此,近十年来在发展可调炉喉和无料钟装料设备的同时,还研制了各种探测炉料的方法,包括机械探尺、微波,光学,γ-射线和超声波等探料方法,由于这些方法在精度、检测速度和设备寿命等方面都存在各种各样的问题,不能满足现代化高炉生产的要求.因此,日本新日铁公司新近研制了一种大脉冲钇铝石榴石(YAG)激光探料仪,并于1982年3月在日本室兰一号高炉上投入使用,效果良好.这种激光探料仪与计算机配合,能够显示炉料分布,并能提供其它的操作参数,如炉料下降速度、矿石层与焦炭层的厚度分布以及异常情况(如崩料)的早期报警.其精度在±30毫米之内,且易于维修.

利用高炉炉喉料面形状仪建立的布料模型探讨炉内状况

一、前言高炉炉料分布控制是高炉炉内状况控制的最重要因素。为了满足低燃料比或保护炉体的操作要求,进行了新的布料试验。特别是在最近限产操作的条件下,为了防止炉身下部、炉腹中部等部位因炉墙附近温度下降而出现的不活性区,正试图通过调整炉料分布以确保边缘气流。鉴于炉料分市调整的重要性,很早以来,对诸如料斗内的炉料流动;料钟内炉料的落下轨迹;表现为炉喉中心焦层倾角减小的焦层塌落现象。

高炉上部料面形状模型的影响因素分析

建立了一套炉料下降过程中动态预测料面形状的数学模型。通过与实际开炉实验结果的对比分析,验证了模型的准确性。另外,对影响模型结果的重要参数进行了综合分析,明晰了不同因素对料面形状的影响机制。模型还对前人文献中6种内/外堆角模型进行了综合分析,结果表明,模型A、B计算量相对较小,可实现快速预测的功能,适用于小型高炉常用的布料制度;模型C不适用于中心加焦操作的预测情况;模型D、E、F更符合实际布料过程的料面形状规律,较适用于国内的烧结矿与球团矿混合炉料结构下的预测,而F模型更适合于高比例球团矿下的布料制度。

考虑气流因素的高炉料面形状DEM模拟分析

随着计算机软硬件技术的快速发展,离散单元法(DEM)在高炉布料领域得到了广泛应用,其高效准确的计算模型得到了国内外学者的认可。使用离散单元法模拟气流因素对料面的影响,从力学分析角度将气流因素的作用等效到摩擦因数的增加上。结果表明,考虑气流因素后的焦炭料面内外堆角有了一定增大,且内堆角增幅大于外堆角增幅,同时,料面的平台宽度、漏斗深度均有不同程度的增加,考虑气流因素后的焦炭、矿石料面更接近现场实测数据;气流因素对粒径分布也有一定影响,在距炉喉中心1.0 m的圆周范围内,10 mm矿石所占比例减少,17、32 mm矿石所占比例有所增加,炉喉中心附近孔隙率得到提高;在0.85~1.80 m圆周范围内的矿焦比有一定程度的增大,在1.80~3.45 m圆周范围内的矿焦比有一定程度的减小。

无钟炉顶料面形状检测及平台的形成

根据无钟炉顶颗粒运动数学模型,结合炉料在高炉内的堆角,建立了高炉内料面形状数学模型。针对高炉布料过程生产者无法直接观察炉内料面形状和料层厚度等信息,利用激光测试技术,提出新的料面形状测量方法。结合国内某钢厂2 580m3高炉的参数,利用激光测试新方法,测试高炉开炉过程中的料面形状。根据料面形状的测试结果,得到高炉不同布料矩阵对应的料面平台。

料罐中料面形状及颗粒偏析对布料的影响

由于炉料颗粒尺寸不均,使得炉料装入料罐以及高炉内出现偏析情况。料罐内颗粒的偏析会影响高炉内颗粒的分布,颗粒的偏析会对高炉内的煤气流的分布以及高炉顺行产生影响。为了研究高炉装料中的颗粒分布情况,本文结合高炉模型实验,在实际高炉开炉装料过程中,分别测试了料罐内的料面形状,颗粒分布以及高炉内的颗粒分布情况。并根据测试的结果,提出了减少颗粒偏析的方法。

干熄炉预存段内料面堆积形状的研究

焦炭在干熄炉预存段内料面形状的分布对焦炭的下降和焦炭与冷却气体间的换热具有重要的影响。考察了3种料钟布料情况,从实验和理论两个方面对不同料线深度条件下焦炭堆积形成的料面形状进行了研究。理论计算结果与实验数据吻合较好,验证了数学模型的正确性和实验的可靠性。

无钟高炉布料过程料面形状的数学模型

高炉装料过程中炉料在炉喉的空间分布是影响生铁产量、煤气流分布和炉况稳定顺行的主要因素。布料矩阵是调节炉料在炉喉空间分布的操作变量,是一个同时包含连续变量和有界离散变量的控制序列,高炉装料过程所形成空间分布是一个由分布函数描述的料面。由于缺少布料矩阵与装料形状之间的过程模型,布料矩阵往往为定常参数,布料矩阵的制定和调整仍由炉长凭经验操作。这种操作模式不能及时地调节炉况实时运行状态,给高炉稳定顺行和高炉稳产带来较大的负面影响。针对高炉装料过程中布料矩阵与装料形状之间的数学描述,在深入了解高炉装料过程的基础上,根据质量守恒规则,料堆形状描述和炉料落点位置构建了一种基于布料矩阵描述的高炉装料过程模型。最后,通过基于工业过程的仿真实验对本文所提的模型进行了测试,结果表明该模型可以有效地描述高炉装料过程布料矩阵与料面形状之间的关系。

高炉料面结构对煤气流分布影响的模拟

高炉上部操作引起的料面形状变化会直接影响炉内煤气流的分布,而煤气流的分布也会直接影响炉内煤气利用率及高炉顺行.为研究高炉不同料面形状对炉内煤气分布的影响规律,建立三维高炉数学模型,对不同形状的料层分布情况进行了计算.结果表明:“V”形料面和“平台+漏斗”形料面都是发展中心气流的料面结构;在“V”形料面下,随着料面倾角的增大,高炉炉顶中心的煤气流速也增大;与“V”形料面相比,“平台+漏斗”形料面的高炉中心煤气流速减小,而边缘煤气流速增大,整体上煤气流分布更加均匀.

无钟炉顶高炉“漏斗形”料面建立与维护方法的探讨

高炉解剖研究成果表明,软熔带一般是倒“V”形,软熔带中的“焦窗”起“透气”作用“。平坦形”和“馒头形”料面均影响高炉透气性,不利于高炉顺行,分析溜槽布料与料面形状的关系也表明“漏斗形”料面是炉况稳定的合理料面。并提出通过使用附加焦或正常料焦批等建立与维“护漏斗形”料面的简易方法。

鞍钢2580m^3高炉布料料面数值模拟与分析

根据鞍钢高炉布料溜槽的特点,开发了高炉炉料落点数学模型,提出了料面形状数学模型求解方法,并应用该模型定量分析了鞍钢5^#高炉(2580 m^3)料面形状和径向矿焦比情况,得出高炉炉喉中心部位焦层厚度大,中心加焦面积广,中心区域矿焦比高,易造成高炉燃耗高、稳定性差,甚至引起高炉崩料或悬料。

高炉炉顶料面的雷达定位监测

独联体首次采用雷达定位系统监测高炉炉顶料面形状。所用的雷达无线电测距仪随高炉冶炼进程连续发出信号，根据这些信号的算法处理结果确定出装料表面形状，炉料下降速度及装料层厚度。