一种无料钟布料中心加焦补偿方法

摘要

本发明涉及一种无料钟布料中心加焦补偿方法，包括以下步骤：1)计算每次焦炭布料制度总圈数、总耗时、每秒钟焦炭布料重量速度；2)计算中心加焦炭数量：3)判断具体布料制度焦炭最内环位溜槽倾角：βin＝βi；4)计算中心加焦炭补偿数量。优点是：在炉顶中心区域焦炭堆大小固定，稳定中心煤气流，维持高炉炉况稳定顺行；径向O/C分布达到设计目标、料面形状稳定，中心无矿石滚入。

权利要求

1.一种无料钟布料中心加焦补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)计算每次焦炭布料制度总圈数、总耗时、每秒钟焦炭布料重量速度计算一次布料制度焦炭布料总圈数Ct：式(1)中，Ci是每个布料环位布焦炭圈数，Ci，i＝1,2,3…11；

溜槽旋转速度为每旋转1圈耗时7.5s，则每1次布料总耗时t，单位s：t＝7.5Ct                   (2)每秒钟焦炭布料重量速度v，单位t/s：式(3)中，Pc是高炉具体布料制度焦炭批重，单位t；

2)计算中心加焦炭数量P1，单位t：

3)判断具体布料制度焦炭最内环位溜槽倾角βin，单位°：βin＝βi                 (5)此时满足Ci>0，而且Ci‑1＝0；

式(5)中，βi是每个布料环位溜槽倾角，单位°，i＝1,2,3…11；

4)计算中心加焦炭补偿数量

由于从最内环位螺旋式转动到中心加焦环位，溜槽倾角将由大变小，倾角变化幅度Δβ，单位°：

Δβ＝βin‑β1                  (6)由于传动机械原因，溜槽倾角变动速度ω，单位°/s，即溜槽从最内环位螺旋式转动到中心加焦环位时，溜槽转动需要时间Δt，单位s，为：Δt＝Δβ/ω                       (7)式(7)中，ω＝1.2°/s～1.5°/s溜槽转动需要时间Δt内，焦炭落在最内环位到中心环位数量P1，单位t：P1＝vΔt                       (8)因此，P1就是需要补偿的中心加焦数量。

说明书

一种无料钟布料中心加焦补偿方法

技术领域

[0001] 本发明属于高炉炉顶布料领域，尤其涉及一种无料钟布料中心加焦补偿方法。

背景技术

[0002] 中心加焦技术就是高炉在布料过程中从炉顶在某种布料矩阵基础上，在布焦炭末端选择合适倾角向中心加入一定数量的焦炭，在中心区域形成固定大小焦炭堆，降低中心
区域的矿焦比，改善炉内中心透气性，保证中心气流稳定，增大中心区域CO分压，抑制高温
区域中心碳素溶损反应，加速中心死料柱很好地更新，改善死料柱的透气性和透液性，保证
炉缸工作状态活跃、维持高炉炉况稳定顺行。但在具体执行中心加焦布料操作时，由于需要
溜槽倾角从最内外环位转动到中心加焦环位，转动时间需要18s～38s，在该时间段内，由于
部分焦炭落入最内环位到中心加焦环位之间区域，结果造成实际中心加焦数量不足，效果
往往达不到预期目的。

[0003] 中国专利一种用于高炉炉内中心加焦炭的方法(专利号：CN201410124675.7)，设定高炉正常加料和中心加焦的周期比为3:1，即在正常加料3个周期后把1整批焦炭1次性加
到中心。文献“中心加焦技术的理论性研究”(作者：余乐安、方颖，《浙江冶金》2009年1期)介
3
绍杭钢750m 高炉采用周期性中心加焦所取得实际效果。上述方法存在的不足是，由于周期
性中心加焦，中心加焦连续性数量不固定，容易造成中心煤气流量、速度和温度波动。

[0004] 中国专利高炉无 钟炉顶多环矩阵 布料中心加焦方法 (专 利号 ：CN201010197018.7)，高炉在多环矩阵布料方法的基础上，先在中心区域布入超过50％的焦
炭量，使中心焦炭厚度大于边缘焦炭厚度。该方法存在的不足，中心加焦数量过多，造成中
心料柱肥大，大量煤气从中心流出，煤气利用率低，高炉焦炭消耗高。

[0005] 文献“高炉中心加焦炉料分布机理及布料方式探讨”(作者：赵国磊、程树森、徐文轩等，《钢铁》2016年6期)，采用炉料颗粒复合运动的三维数学模型，计算了13°完全中心加
焦和20°小角度中心加焦时炉料落点分布和径向矿焦比分布，认为中心加焦过程中部分炉
料会分布在中间环带，使得实际中心加焦量减少，两者有效的中心加焦率分别为49.4％和
70.4％，且在前者模式下形成了直径约为1.2m的贯通的中心焦柱区域，而在后者条件下形
成中心直径约为2.5m的较大范围。文献“首钢京唐2号高炉适宜中心加焦量的探索”(作者：
郑玉平《，炼铁》2016年4期)介绍京唐2号高炉不同中加焦量对高炉炉缸工作状态、煤气利用
率和燃料消耗的影响，当中心加焦量增大到20％～25％时，炉况明显恶化，煤气利用率降
低，燃料比升高，炉缸活跃度降低；中心加焦量稳定在10％～12％时，高炉炉况稳定顺行，煤
气利用率提高到48％～49％。上述文献仅介绍中心加焦合适环位倾角以及中心加焦设计的
数量。

发明内容

[0006] 为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无料钟布料中心加焦补偿方法，拟补溜槽倾角在从最内外环位转动到中心加焦环位时间内，部分焦炭落入中间区域所
造成的实际中心加焦数量不足。在中心区域形成固定大小焦炭堆，保证中心气流稳定，改善
死料柱的透气性和透液性，维持高炉炉况稳定顺行。

[0007] 为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

[0008] 一种无料钟布料中心加焦补偿方法，包括以下步骤：

[0009] 1)计算每次焦炭布料制度总圈数、总耗时、每秒钟焦炭布料重量速度

[0010] 计算一次布料制度焦炭布料总圈数Ct：

[0011]

[0012] 式(1)中，Ci是每个布料环位布焦炭圈数，Ci，i＝1,2,3…11；

[0013] 溜槽旋转速度为每旋转1圈耗时7.5s，则每1次布料总耗时t，单位s：

[0014] t＝7.5Ct                   (2)

[0015] 每秒钟焦炭布料重量速度v，单位t/s：

[0016]

[0017] 式(3)中，Pc是高炉具体布料制度焦炭批重，单位t；

[0018] 2)计算中心加焦炭数量P1，单位t：

[0019]

[0020] 3)判断具体布料制度焦炭最内环位溜槽倾角βin，单位°：

[0021] βin＝βi                 (5)

[0022] 此时满足Ci>0，而且Ci‑1＝0；

[0023] 式(5)中，βi是每个布料环位溜槽倾角，单位°，i＝1,2,3…11；

[0024] 4)计算中心加焦炭补偿数量

[0025] 由于从最内环位螺旋式转动到中心加焦环位，溜槽倾角将由大变小，倾角变化幅度Δβ，单位°：

[0026] Δβ＝βin‑β1                  (6)

[0027] 由于传动机械原因，溜槽倾角变动速度ω，单位°/s，即溜槽从最内环位螺旋式转动到中心加焦环位时，溜槽转动需要时间Δt，单位s，为：

[0028] Δt＝ωΔβ                       (7)

[0029] 式(7)中，ω＝1.2°/s～1.5°/s

[0030] 溜槽转动需要时间Δt内，焦炭落在最内环位到中心环位数量P1，单位t：

[0031] P1＝vΔt                       (8)

[0032] 因此，P1就是需要补偿的中心加焦数量。

[0033] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0034] 高炉布料制度采用中心加焦数量补偿方法，拟补焦炭落入中间区域数量。在炉顶中心区域焦炭堆大小固定，稳定中心煤气流，维持高炉炉况稳定顺行。实验室实验和模拟计
算结果表明，径向O/C分布达到设计目标、料面形状稳定，中心无矿石滚入。

具体实施方式

[0035] 下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

[0036] 实施例一：

[0037] 无料钟布料中心加焦补偿方法：设定焦炭批重Pc＝12.7t，溜槽11个环位(i＝1,2,3…11)溜槽倾角分别为：β1＝13°、β2＝18.8°、β3＝21.8°、β4＝24.8°、β5＝27°、β6＝29.5°、β7
＝32°、β8＝34.3°、β9＝36.5°、β10＝38.8°、β11＝40.1°；溜槽11个环位布料圈数：C1＝4、C2＝
0、C3＝0、C4＝0、C5＝0、C6＝2、C7＝2、C8＝3、C9＝3、C10＝2、C11＝0。

[0038] 1、布料制度焦炭布料总圈数Ct，代入式(1)：

[0039]

[0040] 溜槽旋转速度为每旋转1圈耗时7.5s，代入式(2)，则每1次布料总耗时t＝7.5Ct＝120s；

[0041] 每秒钟焦炭布料重量速度，代入式(3)，

[0042]

[0043] 2、计算中心加焦炭数量，代入式(4)：

[0044]

[0045] 3、判断焦炭最内环位溜槽倾角，代入式(5)：

[0046] βin＝29.5°。

[0047] 4、从最内环位螺旋式转动到中心加焦环位倾角变化幅度：

[0048] Δβ＝βin‑β1＝16.5°；由于传动机械原因，溜槽倾角变动速度为1.2°/s～1.5°/s，溜槽转动需要时间，带入式(7)：

[0049] Δt＝ωΔβ＝19.80s(本例ω＝1.2°/s)

[0050] 溜槽转动需要时间Δt内，焦炭落在最内环位到中心环位数量，带入式(8)：

[0051] P1＝vΔt＝2.099t

[0052] 因此，需要重新设定焦炭批重:

[0053] Pt＝Pc+P1＝14.799t，取14.8t。

[0054] 实施例二：

[0055] 无料钟布料中心加焦补偿方法：

[0056] 设定焦炭批重Pc＝13.4t，溜槽11个环位(i＝1,2,3…11)，溜槽倾角分别为：β1＝11.5°、β2＝18.3°、β3＝21.3°、β4＝24.3°、β5＝26.5°、β6＝29.0°、β7＝31.5°、β8＝33.8°、β9＝
36.0°、β10＝38.3°、β11＝39.6°；溜槽11个环位布料圈数：C1＝3、C2＝0、C3＝0、C4＝0、C5＝2、
C6＝2、C7＝2、C8＝2、C9＝2、C10＝2、C11＝0。

[0057] 1、布料制度焦炭布料总圈数(Ct)：

[0058]

[0059] 溜槽旋转速度为每旋转1圈耗时7.5s，则每1次布料总耗时t＝7.5Ct＝112.5s；

[0060] 每秒钟焦炭布料重量速度

[0061] 2、计算中心加焦炭数量：

[0062]

[0063] 3、判断焦炭最内环位溜槽倾角：βin＝26.5°。

[0064] 4、从最内环位螺旋式转动到中心加焦环位倾角变化幅度：

[0065] Δβ＝βin‑β1＝15.5°；

[0066] 由于传动机械原因，溜槽倾角变动速度为1.2°/s～1.5°/s，溜槽转动需要时间：

[0067] Δt＝ωΔβ＝23.25s(本例ω＝1.5°/s)

[0068] 溜槽转动需要时间Δt内，焦炭落在最内环位到中心环位数量：

[0069] P1＝vΔt＝2.767t

[0070] 因此，需要重新设定焦炭批重：

[0071] Pt＝Pc+P1＝16.167t，取16.2t。