[發(fā)明專利]一種高爐設(shè)計產(chǎn)能的預(yù)估方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910232677.0
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109811097A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶華天工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 王益西

本發(fā)明公開了一種高爐設(shè)計產(chǎn)能的預(yù)估方法，通過設(shè)計燃料比得到噸鐵總碳耗，結(jié)合高爐煤氣利用率得到噸鐵熔損和直接還原碳耗，另高爐除塵灰和鐵水滲碳與爐容及頂壓控制水平相關(guān)，在爐容和頂壓控制裝備一定前提下，該兩項碳耗為定值，從而得到噸鐵風(fēng)口前燃燒碳耗及所需干風(fēng)量，結(jié)合入爐總干風(fēng)量得到高爐設(shè)計產(chǎn)能。本發(fā)明考慮了高爐設(shè)計面對的原燃料結(jié)構(gòu)變化趨勢、裝備能力及操作水平變化等因素對投產(chǎn)后高爐產(chǎn)能水平做了較為準(zhǔn)確的預(yù)估，并能從長周期、中周期、短周期分別得到很好的應(yīng)用，能夠較為準(zhǔn)確預(yù)估新高爐未來一代爐役實(shí)際產(chǎn)能水平，為高爐爐頂上料、爐前渣鐵排放、送風(fēng)及煤氣、設(shè)計爐型及冷卻等系統(tǒng)設(shè)計提供理論依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金高爐技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高爐設(shè)計產(chǎn)能的預(yù)估方法。

背景技術(shù)

高爐產(chǎn)能水平是高爐運(yùn)行狀態(tài)的重要評價指標(biāo)之一，產(chǎn)量水平的高低是高爐設(shè)計經(jīng)濟(jì)性的集中體現(xiàn)，長期產(chǎn)能水平是判斷高爐操作者技術(shù)高低的一種手段，在入爐風(fēng)氧量不變前提下，短期產(chǎn)量水平也是判斷高爐爐況走勢的重要依據(jù)。因此對于高爐產(chǎn)能水平基于爐容、原燃料結(jié)構(gòu)、裝備水平規(guī)劃出的風(fēng)氧量水平所對應(yīng)產(chǎn)能的快速準(zhǔn)確預(yù)估技術(shù)將在高爐建設(shè)決策、高爐設(shè)計施工、高爐操作等全生命周期體現(xiàn)重要作用。

當(dāng)前高爐設(shè)計產(chǎn)能預(yù)估依據(jù)如下：(一)現(xiàn)役同等級高爐實(shí)際產(chǎn)能，不足在于高爐設(shè)計是基于未來10-20年產(chǎn)能水平，現(xiàn)役高爐產(chǎn)能水平經(jīng)驗無法較為準(zhǔn)確的描述未來水平；(二)基于未來原燃料水平、裝備水平及設(shè)計爐型的理論計算產(chǎn)能，該理論計算通過建立高爐生產(chǎn)物料平衡和熱平衡，進(jìn)而得出理論設(shè)計產(chǎn)能，不足在于平衡計算過程中主要依據(jù)焦炭燃燒率也是人為設(shè)定在0.7～0.75，煤粉燃燒率設(shè)定為0.8，結(jié)合入爐總氧量推導(dǎo)高爐設(shè)計產(chǎn)能。

在高爐實(shí)際生產(chǎn)中，風(fēng)口前煤粉并不一直是80％的燃燒，焦炭自入爐至風(fēng)口前端的剩余比例也不是一個固定值，而是由原燃料質(zhì)量、高爐設(shè)計爐型、操作水平等因素耦合的高爐生產(chǎn)實(shí)際中煤氣利用率決定，高爐煤氣利用率越高，直接還原增加，間接還原減少，剩余焦炭比例越高。

因此，如何依據(jù)當(dāng)前設(shè)計裝備水平、原燃料質(zhì)量趨勢、高爐操作技術(shù)發(fā)展較為準(zhǔn)確預(yù)估未來10-20高爐設(shè)計產(chǎn)能是本發(fā)明解決的主要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高爐設(shè)計產(chǎn)能的預(yù)估方法，能夠較為準(zhǔn)確預(yù)估新高爐未來一代爐役實(shí)際產(chǎn)能水平，為高爐爐頂上料、爐前渣鐵排放、送風(fēng)及煤氣、設(shè)計爐型及冷卻等系統(tǒng)設(shè)計提供理論依據(jù)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種高爐設(shè)計產(chǎn)能的預(yù)估方法，包括以下步驟：

步驟1)：建立不同級別高爐爐容及相似原燃料條件下鐵中碳及對應(yīng)不同煤氣利用水平下除塵灰含碳量數(shù)據(jù)庫；

步驟2)：原燃料透氣性數(shù)據(jù)結(jié)合爐容、頂壓控制裝備水平計算出經(jīng)濟(jì)壓差控制值，進(jìn)而確定合理爐腹煤氣量水平，計算得到入爐總干風(fēng)量；

步驟3)：了解業(yè)主當(dāng)前燃料結(jié)構(gòu)及未來燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整趨勢，確定入爐噸鐵總碳耗，在步驟1)中所建數(shù)據(jù)庫提取鐵中碳、高爐除塵灰含碳；

步驟4)：對傳統(tǒng)高爐操作線修正并回歸得到的高爐直接還原耗碳與煤氣利用率公式：y＝-a×x²+b×x+c；式中：y-高爐直接還原耗碳，kg/tFe，x-高爐煤氣利用率，％；

步驟5)：在入爐總碳耗中扣除除塵灰、滲碳及直接還原三項碳耗，可得到高爐風(fēng)口前燃燒碳耗；

步驟6)：由風(fēng)口前燃燒碳耗乘以4.444得到噸鐵干風(fēng)消耗量；

步驟7)：將步驟6)中所得噸鐵干風(fēng)風(fēng)耗除以經(jīng)合理爐腹煤氣量反推得出單位時間入爐總干風(fēng)量，最終得到單位時間高爐設(shè)計產(chǎn)能水平。