[发明专利]一种定量评价高炉炉缸活跃指数的方法

说明书

本发明属于高炉炼铁技术领域，涉及一种定量评价高炉炉缸活跃指数的方法，包括：利用风口回旋区活跃性来表征高炉炉缸活跃指数；首先通过高炉风口鼓风的基本参数计算风口的鼓风动能E、风口回旋区深度D_R、风口回旋区宽度W_R；其次再通过风口回旋区面积占比及风口回旋区宽度占高炉炉缸圆周比例，分别计算风口回旋区穿透性指数K₁和炉缸横截面透气性指数K₂；综合构建高炉炉缸活跃指数HAI，且HAI＝K₁*K₂，实现对炉缸活跃性的定量表征。本方法克服了传统炉缸活跃性计算结果失真、滞后的情况，能够准确、合理、有效反映炉缸区域活跃程度及状态，为指导高炉下部调剂提高重要的判断依据和技术基础。

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，特别是涉及一种定量评价高炉炉缸活跃指数的方法。

背景技术

高炉炉缸状态是高炉稳定顺行的基础。近年来，由于原燃料质量劣化、停开炉频繁。对从操作理论认识不足等原因，导致高炉炉缸活性失常事故频发，给生产过程带来了极大的安全隐患及经济损失。因此，量化高炉炉缸活性对指导高炉生产操作有重要意义。

目前关于炉缸活跃性的评价，炼铁操作者主要是通过炉底中心温度与炉缸侧壁温度的比值进行表征，但该评价指标存在较大的滞后性，不能及时发现炉缸活性的波动；而直接利用炉芯温度来反映炉缸活跃性也是间接滞后的，当炉芯温度明显降低时，就表面炉缸中心死料柱透液性处于崩溃状态，炉缸已经失去活性。

炉缸活跃性与高炉下部调剂，即风口鼓风参数直接相关。下部调剂是通过调整风口尺寸和鼓风参数，保持合适的风口回旋区尺寸和理论燃烧温度，使高炉炉缸活跃，并且圆周工作均匀。高炉风口处的气流特征决定了煤气流的初始分布以及炉缸的活跃程度。在高炉实际生产过程中，风口回旋区的形状特征及在风口圆周方向的均匀程度反映了风口的气体流动特征，并且直接影响到高炉炉料的稳定顺行、煤气流分布和炉缸活跃性。因此，下部调剂是实现高炉炉缸圆周工作均匀性和活跃性的重要措施之一，如何及时快速掌握风口回旋区的形状特征对指导高炉操作有重要意义。

然而，目前利用鼓风动能作为表征风口回旋区形状特征变化的指标，存在一定的不足，即可以通过调整风口直径、风口深度、风口面积、风量、风压、风温等鼓风参数维持相同的鼓风动能，而得到不同的回旋区形状特征，鼓风动能与回旋区形状特征存在不匹配的缺陷，而且仅依靠风口回旋区深度来表征风口回旋区的活跃性存在不足，没有考虑风口圆周方向的均匀性，因此需要提出一种更为合理的评价方法来表征风口回旋区的形状特征，即一种新的高炉炉缸活跃指数，来正确指导高炉下部调剂。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种定量评价高炉炉缸活跃指数的方法，可有效避免现有鼓风动能指标与风口回旋区形状特征不匹配的缺陷，进而更准确、合理反应高炉炉缸的活跃程度，为正确指导高炉下部调剂和高炉操作提供了重要判断依据和技术基础。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种定量评价高炉炉缸活跃指数的方法，是利用风口回旋区活跃性来表征高炉炉缸活跃指数；首先通过高炉风口鼓风的基本参数计算风口的鼓风动能E、风口回旋区深度D_R、风口回旋区宽度W_R；其次再通过风口回旋区面积占比及风口回旋区宽度占高炉炉缸圆周比例，分别计算风口回旋区穿透性指数K₁和炉缸横截面透气性指数K₂，综合构建高炉炉缸活跃指数HAI，且HAI＝K₁*K₂，实现对炉缸活跃性的定量表征。

进一步，鼓风动能E为：

其中，