[发明专利]用相控阵雷达测量高炉料面矿焦比来控制高炉气流分布的方法

摘要

本发明公开了一种用相控阵雷达测量高炉料面矿焦比来控制高炉气流分布的方法，首先确定不同炉况下的目标O/C比分布曲线及建立气流调剂案例库，然后选择气流调剂案例库及确定调剂原则。在考虑炉料下降、底层料面形状的影响、及炉料塌落影响的前提下，直接计算炉顶布料的O/C比分布状况，通过比较布料和气流分布之间的对应关系，通过有针对性的布料来控制炉顶气流分布，从而实现精准的气流调节，将经验型的高炉炉顶气流控制提升到量化的层次，实现高炉的稳定顺行。

主权项

1.一种用相控阵雷达测量高炉料面矿焦比来控制高炉气流分布的方法，其特征在于：控制方法包括如下步骤：1)确定不同炉况下的目标O/C比分布曲线及建立气流调剂案例库1.1)建立高炉相控阵雷达布料检测数据库：利用相控阵雷达对每批布料进行采样并记录每个测量点的布料检测数据，然后保存在布料检测数据库中；1.2)根据布料检测数据库中的布料检测数据计算每批布料的O/C比分布曲面；所述步骤1.2)的具体过程为：根据计算沿每批布料不同直径位置的下料速度，计算每批布料中每个测量点焦炭下落后的位置坐标信息及同时计算当前计算时所对应时间段的矿石料层的三维坐标位置信息，从而计算每批布料的O/C比分布曲面，并将所有的O/C比分布曲面保存在O/C比分布曲面数据库中；1.3)计算任意方向的O/C比分布曲线：每个O/C比分布曲面取一个方向的矿焦比分布得到一个O/C比分布曲线，然后将得到的所有O/C比分布曲线经离散后保存在离散数据库中；1.4)建立O/C比分布曲线案例库：以预设时间段数据为案例空间，重复步骤1.1)～1.3)建立O/C比分布曲线案例库；1.5)建立标准O/C比分布曲线案例库：利用k‑means算法进行模式识别，对步骤1.4)中各种不同的O/C比分布曲线进行分类，获得M类分布模式，M类分布模式构成标准O/C比分布曲线案例库；1.6)在标准O/C比分布曲线案例库中确定不同炉况下的目标O/C比分布曲线；所述步骤1.6)的具体过程为：以煤气利用率、利用系数及高炉顺行指标为标准，对标准O/C比分布曲线案例库中的O/C比分布曲线进行评判，确定在不同炉况下的目标O/C比分布曲线，并且不同炉况对应着不同的特征炉况参数；1.7)建立高炉气流分布检测数据：将影响高炉气流分布的因素进行采样并将采样的检测数据进行保存；所述步骤1.7)中影响气流分布的因素包括原料质量及性能、高炉冷却壁温度状况、高炉布料矩阵中涉及的布料信息、高炉鼓风参数、下料时间、风压变化、炉顶压力、炉身静压力变化值、炉缸及炉底温度信息、出渣出铁信息，其中高炉布料矩阵中涉及的布料信息包括入炉原料的种类、数量、布料料线深度设定、布料次序、角位及环数；1.8)根据步骤1.7)中高炉气流分布检测数据建立气流分布数据库；所述步骤1.8)的具体过程为：将步骤1.7)中检测数据通过建表的形式保存在气流分布数据库中，并且一类数据建立一个表；1.9)以不同炉况下对应的目标O/C比分布曲线为基准对气流控制模式和范围进行分类：炉况的标准包括四种，炉温波动，炉型波动，炉缸堆积，透气性、顺行恶化；1.10)构建不同炉况下利用O/C比控制气流的气流调剂案例库：(1)炉温波动状况下利用O/C比控制气流的气流调剂案例库；(2)炉型波动状况下利用O/C比控制气流的气流调剂案例库；(3)炉缸堆积状况下利用O/C比控制气流的气流调剂案例库；(4)透气性、顺行恶化状况下利用O/C比控制气流的气流调剂案例库；2)选择气流调剂案例库及确定调剂原则：2.1)建立用于匹配气流调剂案例库的高炉状况监测数据库：将用于描述高炉状况的监测数据保存在高炉状况监测数据库；2.2)根据炉况现状选择所需的气流调剂案例库；所述步骤2.2)的具体过程为：根据影响气流分布的特征因素集识别特征炉况参数，根据特征炉况参数启用对应的气流调剂案例库；并按照“炉缸堆积状况→炉温波动状况→炉型波动状况→透气性、顺行恶化状况”调剂的次序依次进行处理；2.3)确定不同炉况下的气流调剂原则；所述步骤2.3)气流调剂原则具体为：炉温波动状况的气流调剂原则为通过炉料负荷来调节炉温走向；炉型波动状况的气流调剂原则为通过调整边缘、中心两股气流来进行调节；炉缸堆积状况的气流调剂原则为用打通中心气流的方式来活跃炉缸；透气性、顺行恶化状况的气流调剂原则为通过调整边缘、中心两股气流的方式进行调节；2.4)通过布料调剂炉顶O/C比分布达到气流控制的目标：利用相控阵雷达计算出实际O/C比分布曲线，从相应气流调剂案例库中进行曲线匹配，判断当前实际O/C比分布曲线是否处在最佳状态，如果不是，则在气流调剂案例库中选择目标O/C比分布曲线，计算两种O/C比分布曲线的差异，给出布料调剂的原则，从而实现对气流分布的控制。