[发明专利]利用扫描雷达优化高炉煤气流分布的方法

说明书

本发明提供了一种利用扫描雷达优化高炉煤气流分布的方法，其特征在于包括以下步骤：利用扫描雷达测量炉顶料面形状，通过不同时间内测得的料面形状估算炉料下降速度，根据数据库比对分析判定当前估算的炉料下降速度对应的炉内气流分布，根据判定的结果调整布料矩阵。本发明的目的就是提升煤气利用率，优化高炉煤气流分布。

技术领域

本发明涉及高炉煤气流调控技术领域，具体涉及一种利用扫描雷达优化高炉煤气流分布的方法。

背景技术

高炉是当今世界最大的单体化学反应器，通过在炉顶装入散料矿石和焦炭，在高炉下部鼓入热风来实现高炉的正常生产，高炉生产过程中下部鼓入热风和焦炭燃烧，产生大量的CO和氮气，并将产生的煤气加热到2200-2400℃，热煤气一方面在炉内上升，另一方面加热炉料，通过CO、H2将Fe、Si、Mn、S、P、Ti、K、Na、Zn等元素还原出来，共同构成液态铁水，还原出的铁水、炉渣从高炉中部逐渐汇聚到炉缸中定期排除炉外，实现高炉的正常生产。

从本质上说，高温煤气流在炉内的分布状况决定了炉内温度场分布，从而决定了炉内炉料还原、融化、运动状态及分布，决定了高炉生产的稳定与顺行。

炉内影响气流分布的因素很多，有炉料厚度、炉墙状况、炉缸中渣铁堆积状况、炉料的高温特性、粒度组成等，非常复杂，在生产过程中一般是通过布料矩阵(炉料品种、重量、布料方式等)来实现对气流的调控。

由于高炉是一个密闭的高温高压反应器，上述调节气流的方法只能对气流分布进行大尺度定性调节，布料调整后气流分布是否达到了调节目标只能靠很多手段来间接进行评价。

文献“赵鸿波，炉顶十字测温技术在本钢2号高炉的应用，高炉技术通讯，2003年第9期，P11-13.”中采用十字测温的温度分布来评价气流变化，当炉料分布调整以后，气流分布发生变化，导致炉顶温度分布发生变化，由十字测温装置测量出炉顶混合煤气的温度变化情况来评价气流变化，测量结果受十字测温水冷及煤气混合状况的影响，只能很粗浅地评价煤气流分布，不直接、不精确。

文献“张卫东，高炉炉身煤气自动取样及成分分析系统在攀钢4号高炉上的应用，钢铁，1992年8月，Vol.27，No.8。”中提供了用水平探尺来评价煤气流分布的技术，攀钢1号高炉上的高炉炉身煤气自动取样及成分分析系统,取样探杆在炉身上部水平插人炉内取样侧温。该系统可在10min内检测出沿高炉半径方向上各点CO、CO2、H2的百分含量和温度分布状况，取样管路上设置的三次除尘过滤装置有效地解决了同类设备取样气路易堵塞的问题，该系统在生产和炉况调剂中起到了重要作用。这种方法需要一个庞大的装备，高炉内存有大量炉料，将探杆插入炉内需要巨大的动力，同时需要考虑炉身煤气密封，探杆在炉内收到高温煤气加热、炉料重量挤压等极易发生变形、该方法费时费力，成本高、效果有限。

现有技术还会采用基于红外图像像素矩阵的特征值处理煤气流分布的方法。红外摄像受粉尘、溜槽运动、布料的影响较大，所测得的温度分布波动大，该温度属于炉料温度，和煤气流分布没有必然的联系。模式识别受红外测量效果及分类标准模式的影响。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种利用扫描雷达优化高炉煤气流分布的方法，提升煤气利用率，优化高炉煤气流分布。

本发明提供了一种利用扫描雷达优化高炉煤气流分布的方法，其特征在于包括以下步骤：

利用扫描雷达测量炉顶料面形状，通过不同时间内测得的料面形状估算炉料下降速度，根据数据库比对分析判定当前估算的炉料下降速度对应的炉内气流分布，根据判定的结果调整布料矩阵。

上述技术方案中，具体包括以下步骤：

每小时对同一批炉料在装料后、下次装料前，用扫描雷达对料面形状进行测量，将测量结果保存于数据库中；

采用5次曲线对扫描雷达获取的离散料面形状进行料面拟合；