[发明专利]一种高炉上部富碱焦炭孔隙率及结构强度计算方法

权利要求书

1.一种高炉上部富碱焦炭孔隙率及结构强度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取目标高炉内碱金属浓度与焦炭指标的关系，所述高炉内碱金属包括K和Na；

S11、取目标高炉的焦炭原始样品，利用高温气相吸附法制备富碱焦炭；

S12、测定富碱焦炭的焦炭孔隙率及结构强度，得到试验碱金属浓度、试验焦炭孔隙率与试验结构强度；

S13、根据不同试验碱金属浓度数据与试验焦炭孔隙率、试验结构强度的关系，分别得出焦炭孔隙率与不同碱金属浓度的关系式、结构强度与不同碱金属浓度的关系式；

S2、计算高炉内碱金属浓度；

采集目标高炉的碱金属入炉负荷、铁水日产量与焦炭日消耗量，计算得到近期高炉内形成的碱金属蒸汽浓度；

S3、计算富碱焦炭孔隙率及结构强度；

将所述目标高炉内形成的碱金属蒸汽浓度带入至焦炭孔隙率与不同碱金属浓度的关系式中，得到目标高炉内富碱焦炭的孔隙率；

将所述目标高炉内形成的碱金属蒸汽浓度带入至结构强度与不同碱金属浓度的关系式中，得到目标高炉内富碱焦炭的结构强度。

2.根据权利要求1所述的高炉上部富碱焦炭孔隙率及结构强度计算方法，其特征在于，所述高温气相吸附法包括：

采用竖式电阻炉，在1300℃高温惰性气氛下，由无水碳酸钾或无水碳酸钠和碳粉发生还原反应生成钾或钠蒸汽，用于熏蒸一定量的焦炭球1小时，得到富碱焦炭。

3.根据权利要求2所述的高炉上部富碱焦炭孔隙率及结构强度计算方法，其特征在于，采用图像识别法测定富碱焦炭的焦炭孔隙率，包括如下步骤：

取富碱焦炭，将富碱焦炭镶样后从中间剖切开，经磨样、抛光后，用光学显微镜对整个断面拍照，从而获取完整的富碱焦炭内部剖面图片；

图片预处理，先将富碱焦炭内部剖面图片由彩色图像转换成灰度图，删除图像中外部无关区域的像素点，仅保留焦炭材料及其内部区域的像素点，得到预处理后图片；

读取预处理后图片的像素点总数pix_all；

根据预处理后图片的灰度梯度，调整到使图片清晰的阀值，标记焦炭剖面所有内部孔隙所在的区域为红色；

读取红色区域像素点数pix_red；

计算焦炭孔隙率ε，计算公式为：ε＝pix_red/pix_all×100％。

4.根据权利要求2所述的高炉上部富碱焦炭孔隙率及结构强度计算方法，其特征在于，富碱焦炭的结构强度计算方法为：

记录制备富碱焦炭实验前的焦炭质量M_f；

实验结束后，清除脱落的焦炭碎渣，称量剩余的富碱焦炭质量M_b；

计算富碱焦炭结构强度，计算公式为：P＝M_b/M_f×100％。

5.根据权利要求1所述的高炉上部富碱焦炭孔隙率及结构强度计算方法，其特征在于，高炉内形成的碱金属蒸汽浓度的计算公式为：

其中：L_K表示碱金属K入炉负荷，L_Na表示碱金属Na入炉负荷，n_K表示碱金属K在目标高炉内的循环富集倍数，n_Na表示碱金属Na在目标高炉内的循环富集倍数，M_Fe表示铁水日产量，M_C表示焦炭日消耗量。

6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时，执行所述权利要求1至5中任一项权利要求所述的高炉上部富碱焦炭孔隙率及结构强度计算方法。

7.一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器通过所述计算机程序运行执行所述权利要求1至5中任一项权利要求所述的高炉上部富碱焦炭孔隙率及结构强度计算方法。