[发明专利]高炉上部炉料径向下降速度分布的确定方法

说明书

本发明公开了一种高炉上部炉料径向下降速度分布的确定方法，该方法首先在高炉炉顶上安装扫描雷达，并将扫描雷达的上位机与高炉现场PLC系统连接，每次雷达扫描结束后，得到监测信号，监测信号输到上位机中，上位机软件系统对上述信号进行识别；在布完一次料后，雷达对高炉料面进行扫描；计算布料后的高炉料面的形状；下一次布料前雷达再次对高炉料面进行扫描，并计算下一次布料前的高炉料面的形状；计算炉料沿径向下降速度分布。本发明提供的方法计算和判断及时准确，有利于及时调整高炉布料，减少高炉炉况波动，提高高炉操作水平和节约生产成本。

技术领域

本发明涉及高炉炼铁技术领域，具体涉及一种高炉上部炉料径向下降速度分布的确定方法。

背景技术

高炉是公认的“黑匣子”和最复杂反应器之一，冶炼过程复杂，内部的状态难以直接监测，对其内部状态的判断一直是高炉冶炼工艺研究的重点和难点，高炉的运行仍然需要依靠经验进行操作，通过科学的方法和量化的检测数据对高炉冶炼过程状态进行分析和计算对于指导高炉生产操作十分重要。

高炉要实现稳定顺行，需要根据高炉的运行状态的变化及时对高炉进行调整，高炉操作的主要内容是高炉的上、下部调剂，下部调剂主要是指调节高炉送风制度和出铁制度，上部调剂主要是指调节高炉布料制度。高炉上部炉料料速是高炉控制布料制度的重要参考依据，高炉上部炉料周向下降速度均匀和径向下降速度分布合理是稳定运行的基础。

目前高炉操作人员判断上部炉料下降速度一般是通过高炉布料制度和炉顶安装的探尺测得料线位置估算，例如公开号为“CN111274523A”的专利“高炉料速的计算方法和计算系统”就是根据高炉探尺检测数据和布料过程中的信号计算料速。这种方法数据可靠准确，但是由于高炉一般炉顶只在靠近炉墙处周向均匀安装2个或3个探尺，也就是这种方法只能得到料面边缘位置处的2个或3个位置的下料速度，可以根据下料量估算平均下料速度，也可以大致判断高炉周向料速的均匀性，但无法计算高炉径向料速分布。

有的高炉技术人员根据布料制度和炉顶红外测温成像系统估算炉顶料面形状和料速，认为温度越低的区域料层越厚，这是方法有一定的道理，但误差太大，不够准确。要计算高炉径向上部炉料下降速度分布可以首先通过测距，得到高炉料面形状，再采取一定的方法由料面形状计算炉料下降速度。目前正要研究和应用的测量高炉料面的手段有激光检测、扫描雷达检测和可见光检测，由于高炉料面上方粉尘较多，而且高炉料面面积大，测距不需要很大的精度，所以扫描雷达检测更具有优势。但扫描雷达检测一次得到是料面的测距信号，可以由此得到料面形状，并不能直接得到炉料下降速度。根据扫描雷达检测的料面形状计算炉料下降速度还需要一定的方法，例如2017年北京科大大学关心的博士论文中根据料面形状和数学算法模拟和预测下料速度，该方法是基于数据统计计算，存在一定的假设，预测的准确性和可靠性不好把控。

因此，有必要提供一种准确可靠的方法，计算高炉上部炉料下径向降速度分布，为高炉上部调剂提供帮助。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高炉上部炉料径向下降速度分布的确定方法，该方法是在高炉炉顶安装扫描雷达，根据探尺信号和料罐下料阀信号控制雷达进行连续两次监测高炉料面，并进行料面数据筛选，得到料面基准点坐标，再由基准点坐标计算得到炉料沿径向的下降速度分布，用于指导高炉布料操作。

为实现上述目的，本发明所设计一种高炉上部炉料径向下降速度分布的确定方法，包括以下步骤：

步骤一：在高炉炉顶上安装扫描雷达，并将扫描雷达的上位机(上位机为高炉控制室安装的计算机)与高炉现场PLC系统连接，每次雷达扫描结束后，得到监测信号(信号超过1万个)，监测信号输到上位机中，上位机软件系统对上述信号进行识别；

步骤二：布完一次料后，雷达对高炉料面进行扫描；

步骤三：计算布料后的高炉料面的形状；

步骤四：下一次布料前雷达再次对高炉料面进行扫描，