一种高炉炉缸工作不均匀的判断方法
阅读说明：本技术 一种高炉炉缸工作不均匀的判断方法 (Method for judging uneven work of blast furnace hearth ) 是由 卢瑜 赵华涛 杜屏 朱华 于 2021-06-01 设计创作，主要内容包括：一种高炉炉缸工作不均匀的判断方法,采集高炉每炉铁水的实际出铁和出渣信息,并记录高炉出铁的出铁次数、实际出铁量、实际出渣量、出铁时间、出渣时间、铁口深度、铁水温度、铁水成分,然后计算每次出铁时的铁流速度和见渣率,并去掉高炉修沟期间的数据,建立高炉每天各铁口的出渣出铁信息,根据目标铁口实际出铁量、实际出渣量、硅含量、铁水温度、铁流速度和见渣率条件,判断高炉的各个铁口是否存在工作不均匀的情况。本发明以每次出铁时每个铁口的出铁出渣参数为基础,结合下部风口送风均匀性、炉顶布料设置,对炉缸工作均匀性进行诊断,并找到炉缸工作不均匀的原因,从而对出铁制度、送风制度和布料制度进行优化,快速、准确。(A method for judging the uneven work of blast furnace hearth includes such steps as collecting the actual tapping and slag-off information of molten iron in each blast furnace, recording the tapping times, actual tapping quantity, actual slag-off quantity, tapping time, slag-off time, tap hole depth, molten iron temperature and molten iron composition, calculating the iron flow speed and slag-seeing rate of each tapping, removing the data of blast furnace during repairing the channel, creating the slag-off tapping information of each tap hole in each day, and judging if each tap hole in blast furnace has uneven work according to the conditions of target tap hole actual tapping quantity, actual slag-off quantity, silicon content, molten iron temperature, iron flow speed and slag-seeing rate. The invention diagnoses the working uniformity of the furnace hearth based on the tapping and slag tapping parameters of each tap hole in each tapping process by combining the air supply uniformity of the lower tuyere and the distribution arrangement of the furnace top, and finds out the reason of the non-uniform working of the furnace hearth, thereby optimizing the tapping system, the air supply system and the distribution system quickly and accurately.)
技术领域
本发明涉及钢铁冶金
技术领域
，具体涉及一种高炉炉缸工作不均匀的判断方法。
背景技术
高炉炉缸工作均匀性指的是炉缸工作时在圆周方向上的差异。当炉缸圆周方向的差异越小时，圆周工作均匀性越好，主要表现为各个铁口出渣出铁差异小，各个铁口的铁水温度、Si、S差异小，铁水流动性好，无铁水环流，炉缸耐材发生异常侵蚀的概率越小，这对炉缸寿命和高炉长寿都有重要的意义，对特大型高炉更是如此。目前，由于炉缸内部高温、高压环境，炉缸的工作状态难以直接观测，因此，关于定量化评价高炉炉缸圆周工作均匀性的研究还很少。
李洋龙等人（京唐5500 m³高炉炉缸工作状态研究，北京科技大学博士论文）结合 京唐5500m³高炉炉缸炉底圆周方向热电偶历史数据和操作参数，提出了炉缸圆周工作均匀 性指数模型，其主要内容选取了炉底中心热电偶TB1,内环热电偶TB2-i, 外环热电偶TB3-i和 象脚区热电偶TH4-I, TH5-i，侧壁区域热电偶 TH1-i, TH2-i, TH3-i（铁口以下）等111个热电偶作 为分析数据，根据热电偶位置，沿炉缸径向和高度方向、圆周方向将炉缸炉底总共分为了56 个不同位置的区域，再根据划分的区域热电偶数据计算高炉整个圆周方向上的炉缸圆周工 作均匀性指数 式中：
Ｎ——圆周方向划分的炉缸区域，炉缸炉底沿圆周方向划分为８个区域；
——圆周方向所有区域的相同标高和插入深度的热电偶温度平均值；
——圆周方向某一区域的相同标高和插入深度的热电偶温度平均值。
但是这种通过评价炉缸热电偶温度均匀性的方法来判断炉缸工作均匀性的方法是间接的，而且片面的。同时，因为只有炉缸在某个方向上长期存在差异，才会造成该方向耐材侵蚀程度较大，从而出现在该方向上的炉缸热电偶温度较高的现象，所以，炉缸炉底热电偶温度对炉缸工作状态的反映也是滞后的，延时的。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种高炉炉缸工作不均匀的判断方法，根据该方法找到炉缸圆周方向工作存在差异的原因，对出渣出铁制度、送风制度和布料制度进行优化，从而改善炉缸工作的均匀性。
技术方案：一种高炉炉缸工作不均匀的判断方法，所述判断方法步骤如下：步骤一.采集高炉每炉铁水的实际出铁和出渣信息，并记录高炉出铁的出铁次数、实际出铁量、实际出渣量、出铁时间、出渣时间、铁口深度、铁水温度、铁水成分，然后计算每次出铁时的铁流速度和见渣率，并去掉高炉修沟期间的数据，建立高炉每天各铁口的出渣出铁信息，铁流速度的计算公式：每炉的实际出铁量÷每炉的实际出铁时间，见渣率的计算公式：每炉的实际出渣时间÷每炉的实际出铁时间；
步骤二.选取高炉生产过程中的目标时间段，根据以下特征分析高炉在目标时间段内炉缸工作的均匀性：
a）在目标时间段内，某一个铁口的实际出铁量（t）一直比其他铁口的实际出铁量小，且差值大于单铁口理论出铁量的8%；
b）在目标时间段内，上述铁口的实际出渣量（t）一直比其他铁口的实际出渣量小，且差值大于单铁口理论出渣量的8%；
c）在目标时间段内，上述铁口的铁水硅含量（wt%）一直也比其他铁口的硅含量小，且差值不低于目标硅含量的8%；
d）在目标时间段内，上述铁口的铁水温度（℃）一直比其他铁口的铁水温度低，且差值不低于5℃；
e）在目标时间段内，上述铁口的铁流速度（t/min）明显比其他铁口的铁流速度小，且差值大于0.5t/min；
f）在目标时间段内，上述铁口的见渣率小于0.9，而其他铁口的见渣率大于0.9；
若a)、b)、c)、d)、e)和 f)同时满足，则判断高炉的各个铁口存在工作不均匀的情况。
作为优选，所述目标时间段不低于5天。
作为优选，在目标时间段内，当高炉的某一个铁口存在工作不均匀的情况时，
①如果上述铁口的铁口深度（m）比其他铁口的铁口深度小，且差值大于0.1m，则通过提高炮泥质量、增加打泥量或增加炮手培训以提高炮手水平，改善上述某一个铁口的铁口深度，从而增加该铁口的出铁量和出渣量，改善炉缸工作不均匀性；
②如果上述铁口的出铁次数比其他铁口少，则通过优化出铁制度，增加上述铁口的出铁次数，从而增加上述铁口的出铁量和出渣量，使炉缸工作变均匀；
③如果上述铁口的铁口深度和其他铁口相当，上述铁口的出铁次数和其他铁口也相当，上述铁口的出铁量还是比其它铁口少，则通过增加钻杆直径，进而增加该铁口的出铁量，改善炉缸工作均匀性；
④如果上述铁口所在方向对应炉喉的矿焦比大于其它铁口所在方向对应的炉喉矿焦比，则通过优化倒罐周期和溜槽正反转周期来减小上述铁口所在方向的炉喉矿焦比，从而改善炉喉矿焦比的均匀性，保证下料速度的周向均匀性；
⑤如果上述铁口所在方向的小风口较多或者喷煤煤枪个数较少，则通过减小上述铁口对应的小风口个数或者调整煤枪角度，增加喷煤煤枪个数，从而改善风口工作状态的周向均匀性，调整下料速度的均匀性。
作为优选，所述步骤一中每炉铁水的实际出铁和出渣信息采集方法如下：1）采集每包铁水的重量、成分和铁水温度信息，根据包号将每包铁水的重量和成分、铁水温度进行一一对应，并记录在数据库中；2）按照炉号进行汇总和统计，得到每炉铁水的实际重量、成分和温度，并记录在数据库中；3）采集每炉铁水的实际出渣量、出铁时间、出渣时间、铁口深度，并将其记录在数据库中；4）将步骤2）的统计数据和步骤3）采集的数据，按照炉号进行一一对应，得到每炉铁水的实际出铁和出渣信息；5）出铁次数、出铁量、实际出渣量按照每个铁口进行求和，得到每天各铁口的相应参数；出铁时间、出渣时间、铁流速度、见渣指数、铁水温度、铁口深度、铁水成分按照每个铁口计算平均值，得到每天各铁口的相应参数。
作为优选，所述高炉包括至少2个铁口。
有益效果：
1.本发明所述方法能够定量、准确且快速的评价现场高炉炉缸圆周工作均匀性情况，并且能够及时反馈信息，减少因信息不匹配及常规经验判断方法带来的处理时间上的延迟，极大地增加了经济效益。
2.现有评价炉缸圆周工作均匀性的方法是利用炉缸炉底热电偶温度的圆周均匀性来进行判断和计算的，存在很大的滞后性。而本发明所述方法以每次出铁时每个铁口的出铁出渣参数为基础，结合下部风口送风均匀性、炉顶布料设置，对炉缸工作均匀性进行诊断，并找到炉缸工作不均匀的原因，从而对出铁制度、送风制度和布料制度进行优化，快速、准确，且本领域技术人员很难想到。
附图说明
图1 为5800m³高炉铁口、风口布置图；
图2为5800m³高炉各铁口出铁量变化趋势图；
图3为5800 m³高炉各铁口出渣量变化趋势图；
图4为5800 m³高炉各铁口Si变化趋势图；
图5为5800 m³高炉各铁口铁水温度变化趋势图；
图6为5800 m³高炉各铁口铁流变化趋势图；
图7为5800 m³高炉各铁口见渣指数变化趋势图；
图8为5800 m³高炉各铁口的铁口深度图；
图9为5800 m³高炉各风口直径和喷煤状态图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种高炉炉缸工作不均匀的判断方法，所述诊断方法步骤如下：步骤一.采集高炉每炉铁水的实际出铁和出渣信息，并记录高炉出铁的出铁次数、实际出铁量、实际出渣量、出铁时间、出渣时间、铁口深度、铁水温度、铁水成分，然后计算每次出铁时的铁流速度和见渣率，并去掉高炉修沟期间的数据，建立高炉每天各铁口的出渣出铁信息；
步骤二.选取高炉生产过程中的目标时间段（不低于5天），根据以下特征分析高炉在目标时间段内炉缸工作的均匀性：
a）在目标时间段内，某一个铁口的实际出铁量一直比其他铁口的实际出铁量小，且差值大于单铁口理论出铁量的8%；
b）在目标时间段内，上述铁口的实际出渣量一直比其他铁口的实际出渣量小，且差值大于单铁口理论出渣量的8%；
c）在目标时间段内，上述铁口的铁水硅含量一直也比其他铁口的硅含量小，且差值不低于目标硅含量的8%；
d）在目标时间段内，上述铁口的铁水温度一直比其他铁口的铁水温度低，且差值不低于5℃；
e）在目标时间段内，上述铁口的铁流速度明显比其他铁口的铁流速度小，且差值大于0.5t/min；
f）在目标时间段内，上述铁口的见渣率小于0.9，而其他铁口的见渣率大于0.9；
若a)、b)、c)、d)、e)和 f)同时满足，则判断高炉的各个铁口存在工作不均匀的情况。
作为优选，在目标时间段内，当高炉的某一个铁口存在工作不均匀的情况时，
①如果上述铁口的铁口深度比其他铁口的铁口深度小，且差值大于0.1m，则通过提高炮泥质量、增加打泥量或增加炮手培训以提高炮手水平，改善上述某一个铁口的铁口深度，从而增加该铁口的出铁量和出渣量，改善炉缸工作不均匀性；
②如果上述铁口的出铁次数比其他铁口少，则通过优化出铁制度，增加上述铁口的出铁次数，从而增加上述铁口的出铁量和出渣量，使炉缸工作变均匀；
③如果上述铁口的铁口深度和其他铁口相当，上述铁口的出铁次数和其他铁口也相当，上述铁口的出铁量还是比其它铁口少，则通过增加钻杆直径，进而增加该铁口的出铁量，改善炉缸工作均匀性；
④如果上述铁口所在方向对应炉喉的矿焦比大于其它铁口所在方向对应的炉喉矿焦比，则通过优化倒罐周期和溜槽正反转周期来减小上述铁口所在方向的炉喉矿焦比，从而改善炉喉矿焦比的均匀性，保证下料速度的周向均匀性；
⑤如果上述铁口所在方向的小风口较多或者喷煤煤枪个数较少，则通过减小上述铁口对应的小风口个数或者调整煤枪角度，增加喷煤煤枪个数，从而改善风口工作状态的周向均匀性，调整下料速度的均匀性。
实施例2
同实施例1，区别在于，所述步骤一中每炉铁水的实际出铁和出渣信息采集方法如下：1）采集每包铁水的重量、成分和铁水温度信息，根据包号将每包铁水的重量和成分、铁水温度进行一一对应，并记录在数据库中；2）按照炉号进行汇总和统计，得到每炉铁水的实际重量、成分和温度，并记录在数据库中；3）采集每炉铁水的实际出渣量、出铁时间、出渣时间、铁口深度，并将其记录在数据库中；4）将步骤2）的统计数据和步骤3）采集的数据，按照炉号进行一一对应，得到每炉铁水的实际出铁和出渣信息；5）出铁次数、出铁量、实际出渣量按照每个铁口进行求和，得到每天各铁口的相应参数；出铁时间、出渣时间、铁流速度、见渣指数、铁水温度、铁口深度、铁水成分按照每个铁口计算平均值，得到每天各铁口的相应参数。
实施例3
同实施例1，具体的来说：以5800 m³高炉炉缸工作不均匀案例来详细描述实施细节：
江苏沙钢集团有限公司某5800高炉的容积为5800m³，配套3个铁口，3个铁口连续出铁（铁口分布图参见图1，图中①~㊵为风口标号），单个铁口的理论出铁量为4250t，理论水渣量为1660t，Si的目标值为0.4，对目标时间段2020年1月5日-2020年1月10日期间的高炉生产信息进行采集（表1~3），高炉炉缸状态存在以下特点：
表1 5800高炉的出铁出渣信息表
表2 5800高炉的出铁出渣信息表（续1）
表3 5800高炉的出铁出渣信息表（续2）
a.在目标时间段内，参见图2，2号铁口的实际出铁量一直比其他铁口的实际出铁量小，且实际差值在425t以上。
b.在目标时间段内，参见图3，上述铁口的实际出渣量一直比其他铁口的实际出渣量小，且实际差值都在166t以上。
c.在目标时间段内，参见图4，上述铁口的铁水硅含量一直也比其他铁口的硅含量小，且实际差值都在0.04以上。
d.在目标时间段内，参见图5，上述铁口的铁水温度一直比其他铁口的铁水温度低，且实际差值在5℃以上。
e.在目标时间段内，参见图6，上述铁口的铁流速度明显比其他铁口的铁流速度小，且实际差值在0.5t/min以上。
f.在目标时间段内，参见图7，上述铁口的见渣率小于0.9，而其他铁口的见渣率大于0.9。
a)、b)、c)、d)、e)和 f)同时满足，则高炉的各个铁口存在工作不均匀。这说明在2020年1月5日到10号期间一直存在2#铁口出铁出渣少、Si低、铁水温度低、铁流量小、见渣晚等特点，符合炉缸工作不均匀的特点，判断2#铁口存在不均匀。
在目标时间段内，当高炉的某一个铁口存在工作不均匀的情况时，进行修复。具体如下：
在2020年1月5日到10号期间，参见图8，2#铁口的铁口深度一直偏浅（图8），可以通过提高炮泥质量或者增加打泥量或者增加炮手培训，提高炮手水平等，改善2#铁口的铁口深度维护。
进一步地，参见表1， 在上述时间段内，1#、2#和3#铁口出铁次数相对均匀，可以维持出铁次数不变，可以适当增加钻杆直径，从而增加2#铁口的出铁出渣量。
进一步地，在上述时间段内， 5800高炉一直采用并罐无料钟炉顶，长期采用西罐焦炭东罐矿石布料模式，溜槽的旋转方向为逆时针，容易造成西偏北方向（2#铁口上方）矿焦比大，下料速度慢，可以采用溜槽换向-（换向+倒罐）-换向-（换向+倒罐）模式进行。
进一步地，在上述时间段内，5800高炉风口直径分布图和煤枪状态分布见图9，大风口的分布和不喷煤的风口分布在东西南北4个方向比较均匀，可以维持风口分布和煤枪状态分布不变。
实施例4
同实施例1，区别在于，具体为江苏沙钢集团有限公司某2680高炉，容积为2680m³，配套东、西2个铁口，2个铁口连续出铁，单个铁口的理论出铁量为3100t，理论水渣量为1800t，Si的目标值为0.4，2020年5月12日至18日为目标时间段（表4~5），高炉炉缸状态存在以下特点：
a.在目标时间段内， 西铁口的实际出铁量一直比其他铁口的实际出铁量小，且实际差值在310t以上。
b.在目标时间段内，上述铁口的实际出渣量一直比其他铁口的实际出渣量小，且实际差值都在180t以上。
c.在目标时间段内，上述铁口的铁水硅含量一直也比其他铁口的硅含量小，且实际差值都在0.04以上。
d.在目标时间段内，上述铁口的铁水温度一直比其他铁口的铁水温度低，且实际差值在5℃以上。
e.在目标时间段内，上述铁口的铁流速度明显比其他铁口的铁流速度小，且实际差值在0.5t/min以上。
f.在目标时间段内，上述铁口的见渣率小于0.9，而其他铁口的见渣率大于0.9。
a)、b)、c)、d)、e)和 f)同时满足，则高炉的各个铁口存在工作不均匀。这说明在2020年5月12日到18号期间一直存在西铁口出铁出渣少、Si低、铁水温度低、铁流量小、见渣晚等特点，炉缸圆周工作存在明显差异，符合炉缸工作不均匀的特点。
在目标时间段内，当高炉的某一个铁口存在工作不均匀的情况时，进行修复。具体如下：
高炉在探尺上表现为西边探尺下料速度慢，西探尺比东探尺要浅50cm左右，十字测温次中心温度在圆周方向上也是呈现西面温度比东边温度低300℃以上，炉身上部36.659m冷却壁温度西面温度比东面温度低30℃左右。
在上述时间段内， 西铁口的铁口深度一直偏浅，可以通过提高炮泥质量或者增加打泥量或者增加炮手培训，提高炮手水平等，改善西铁口的铁口深度维护，从而增加西铁口的出铁出渣量，减小炉缸圆周工作差异。
进一步地，在上述时间段内，西铁口出铁次数相对较少，可以通过增加西铁口出铁次数，从而增加西铁口的出铁出渣量，减小炉缸圆周工作差异。
进一步地， 在上述时间段内，2680高炉一直采用并罐无料钟炉顶，长期采用西罐焦炭东罐矿石布料模式，容易造成西面方向（西铁口上方）矿焦比大，下料速度慢，可以采用溜槽换向-（换向+倒罐）-换向-（换向+倒罐）模式进行，减少炉料在炉喉的圆周偏析，从而进一步改善炉缸工作的圆周偏析。
进一步地，在上述时间段内，2680高炉风口的分布和喷煤煤枪分布在东西南北4个方向比较均匀，可以维持风口分布和煤枪状态分布不变。
表4 2680高炉的出铁出渣信息表
表5 2680高炉的出铁出渣信息表（续1）
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