一种高炉铁口深度和铁口打泥量的获取方法

本发明涉及一种计算方法，尤其涉及一种高炉铁口深度和铁口打泥量的计算方法，属于高炉炼铁领域。

背景技术：

1、高炉铁口深度的稳定控制与维护对于高炉安全生产和高炉长寿意义重大。铁口深度变浅，易导致出铁时间短、出不净渣铁，炉缸铁水环流加剧，炉墙内壁冲刷侵蚀加重等问题。因此，维持合理铁口深度是保证炉缸长期稳定运行的重要措施，而欲保持铁口深度稳定，则需要保证适宜的泥包大小与相对稳定。高炉铁口变浅时，首先需要确定铁口实际深度，然后通过铁口实际深度确定铁口孔道填充所需要的打泥量和形成泥包所需要的打泥量，即通过合理打泥量来保证铁口实际深度。

2、由于高温及实际生产条件复杂多变，高炉内的实际状况难以监测，现场铁口实际深度主要依靠经验进行判断，通常确定为炉缸原有内衬加上炉衬厚度的1.2到1.5倍，并未考虑高炉冶炼条件及炉缸状态等因素对铁口深度的影响。事实上，铁口打入炮泥所形成的泥包与炉缸死料柱的相互接触状态对于保证铁口深度起着关键作用，而死料拄与泥包之间的接触程度又与高炉鼓风条件密切相关。此外，目前铁口打泥量一般采用估算方法，通常选择为铁口孔道实际体积的8倍。然而，上述估算铁口深度和打泥量的方法易造成较大偏差，无法实现对铁口深度的精准控制，从而影响高炉的稳产与高产。因此，本发明提出了一种高炉铁口深度和铁口打泥量的计算方法来解决这一问题。

技术实现思路

1、根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种高炉铁口深度和铁口打泥量的计算方法，从而为高炉现场操作人员对打泥量和铁口深度的精准控制提供指导，具体方案包括如下步骤：

2、步骤1：采集高炉生产数据及工艺参数；

3、步骤2：计算铁口深度；依据高炉鼓风数据计算鼓风动能，再依据鼓风动能计算风口回旋区深度；同时，结合风口回旋区、炉缸死料柱和泥包之间的相对位置关系，计算铁口深度。

4、步骤3：计算泥包体积；通过建立泥包外部轮廓数学模型，计算泥包体积。

5、步骤4：计算高炉铁口打泥量：依据铁口孔道直径和长度，计算铁口孔道体积，依据铁口孔道体积计算填充铁口孔道所需要的打泥量；依据泥包体积，计算形成泥包所需要的打泥量；依据填充铁口孔道所需要的打泥量和形成泥包所需要的打泥量，计算高炉铁口打泥量

6、进一步地，步骤1中所述高炉生产数据及工艺参数包括：鼓风量、鼓风温度、鼓风压力、风口数，风口面积、煤比、炉缸区域炉墙厚度、铁口前端耐火砖厚度、铁口孔道直径、铁口倾角、炮泥密度。

7、进一步地，步骤2中鼓风动能计算公式为：

8、

9、其中，e表示风口鼓风动能，kj/s；tblast表示鼓风温度，℃；vblast表示鼓风量，m3/min；pblast表示鼓风压力，kpa；n表示风口数，个；s表示风口面积，m2。

10、风口回旋区深度计算公式为：

11、

12、其中，dr表示风口回旋区深度，m；mcoal表示煤比，kg/t。

13、铁口实际深度计算公式为：

14、

15、其中，l表示铁口深度，m；l1表示炉缸区域炉墙厚度，m；θ表示铁口倾角，°。

16、进一步地，步骤3中泥包外轮廓线上任意点坐标的计算式为：

17、

18、其中，坐标原点为炉缸内铁口孔道前端中心点；x和y表示泥包外轮廓线上任意点的坐标；k为方程参数；α表示泥包外轮廓线任意点位置与x轴正向的夹角，取值范围在0.5π至1.5π之间。

19、方程参数k的计算公式为：

20、

21、其中，l2表示铁口前端耐火砖厚度，m。

22、泥包体积的计算公式为：

23、

24、积分得到泥包体积的具体计算式为：

25、

26、进一步地，步骤④中铁口孔道体积和泥包体积总和的计算公式为：

27、

28、铁口打泥量计算公式为：

29、m＝1000ρv

30、其中，m表示高炉铁口打泥量，kg；ρ表示炮泥密度，t/m3；v1表示泥包体积，m3；v表示铁口孔道体积和泥包体积的总和，m3。

31、与现有技术相比，本发明优点在于：本发明能够对高炉铁口深度和铁口打泥量进行精准计算，可为现场操作人员稳定铁口深度及选择合理打泥量提供可靠指导，保证了高炉稳定运行。

技术特征：

1.一种高炉铁口深度和铁口打泥量的获取方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的一种高炉铁口深度和铁口打泥量的获取方法，其特征在于：根据高炉鼓风数据计算鼓风动能时采用如下方式：

3.根据权利要求1所述的一种高炉铁口深度和铁口打泥量的获取方法，其特征在于：所述铁口实际深度计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种高炉铁口深度和铁口打泥量的获取方法，其特征在于：计算泥包体积时具体采用如下方式：

5.根据权利要求1所述的一种高炉铁口深度和铁口打泥量的获取方法，其特征在于：所述铁口孔道体积和泥包体积的总和为：

6.根据权利要求1所述的一种高炉铁口深度和铁口打泥量的获取方法，其特征在于：所述高炉生产数据及工艺参数包括：鼓风量、鼓风温度、鼓风压力、风口数，风口面积、煤比、炉缸区域炉墙厚度、铁口前端耐火砖厚度、铁口孔道直径、铁口倾角和炮泥密度信息。

技术总结本发明公开了一种高炉铁口深度和铁口打泥量的获取方法，包括：采集高炉生产数据及工艺参数并计算高炉铁口深度；根据高炉鼓风数据计算鼓风动能，再依据鼓风动能计算风口回旋区深度；结合风口回旋区、炉缸死料柱及泥包之间的相对位置关系计算铁口深度；通过建立泥包外轮廓线数学模型计算泥包体积；根据铁口孔道直径和长度信息计算铁口孔道体积，依据铁口孔道体积计算填充铁口孔道所需要的打泥量，依据泥包体积计算形成泥包所需要的打泥量，依据填充铁口孔道所需要的打泥量和形成泥包所需要的打泥量计算高炉铁口打泥量。本发明能够对高炉铁口深度和铁口打泥量进行精准计算，可为现场操作人员稳定铁口深度及选择合理打泥量提供可靠指导。技术研发人员：王楠,农伟民,张晓辉,陈敏受保护的技术使用者：东北大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1