一种多高炉有害元素控制方法、装置及存储介质与流程

1.本技术涉及一种多高炉有害元素控制方法、系统及存储介质，属于炼铁过程高炉内有害元素控制方法技术领域。


背景技术：

2.近年来，由于配矿降本和除尘灰等综合利用，高炉入炉原料中钾、钠、锌和硫等有害元素的含量逐步升高。这些有害元素具有降低入炉原料反应强度和软熔温度的特点，促使原料的粉化率提高和炉内软熔带变宽，恶化炉料透气性、提高炉内压差，影响高炉顺行。除此之外，有害元素还会带来高炉内炉墙结瘤、风口上翘、高炉耐火材料侵蚀等问题。
3.因此，对高炉内有害元素的富集量进行控制，成为业界关注的一点重点，而由于拥有多座炉容不同高炉的大型钢铁联合企业其上、下游生产线规模大，在满足对含有害元素的除尘灰、污泥等杂料消纳的同时确保各级别高炉稳定高效生产具有较大难度。
4.综上所述，现在技术方案中缺少一种针对不同容积高炉构成的系统中，有效控制各高炉内有害元素的富集量维持在合理范围内的技术方案。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种多高炉有害元素控制方法、系统及存储介质，以解决现有技术中“缺少一种针对不同容积高炉构成的系统中，有效控制各高炉内有害元素的富集量维持在合理范围内的技术方案”的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：
7.第一方面，根据本技术实施例提供一种多高炉有害元素控制方法，包括：
8.根据各高炉的容积，采用第一数学模型确定各高炉中元素a的入炉标准含量；
9.根据各高炉中元素a的入炉标准含量及含元素a的供入物料的量确定元素a的入炉量，及根据元素a的入炉量和排出量计算预设时间段内预设高炉内元素a的富集量；
10.若预设时间段内至少一个目标高炉内元素a的富集量超过相对应的设定值，则采取相应的方法提高目标高炉内元素a的排出速率。
11.优选地，所述采取相应的方法提高目标高炉内元素a的排出速率，包括：
12.若所述元素a为钾元素、钠元素或锌元素，则发展中心气流，根据目标高炉的当前温度确定目标高炉炉顶温度的提高后的温度，以促使元素a通过煤气进入除尘灰与污泥；和/或
13.若所述元素a为硫元素，则根据目标高炉当前的炉渣流动性确定目标高炉炉渣流动性提高后的目标炉渣流动性，以加快元素a进入炉渣。
14.优选地，所述第一数学模型，为：
15.ω
a
＝a
·
v
炉容
b；
16.其中，v
炉容
为高炉的容量；a、b均为采用第二数学模型求得的常数；ω
a
为元素a的炉容为v
炉容
的高炉的入炉标准含量。
17.优选地，所述第二数学模型为：
[0018][0019][0020]
其中，v1为第一训练炉的炉容，y1为第一训练炉的预设元素入炉含量，v2为第二训练炉的炉容，y2为第二训练炉的预设元素入炉含量。
[0021]
优选地，所述方法，还包括：
[0022]
在多个高炉中，如果至少一个第一高炉中元素a的富集量超过预设值，而第二高炉中元素a的富集量低于预设值，则：
[0023]
降低第一高炉中含元素a的供入物料的供入，提高至少一个第二高炉中含元素a的供入物料的供入。
[0024]
优选地，所述根据各高炉中元素a的入炉标准含量及含元素a的供入物料的量确定元素a的入炉量，包括：
[0025]
采用第三数学模型，根据各高炉中元素a的入炉标准含量及含元素a的供入物料的量确定元素a的入炉量；所述第三数学模型为：
[0026][0027]
其中，m
元素a
为元素a的供入质量，t；m
物料i
为含元素a的供入物料i的质量，t；ω
a
为含元素a的供入物料中元素a的成分，百分数。
[0028]
优选地，所述供入物料i为如下至少一种：
[0029]
烧结矿、球团矿、块矿、焦炭、煤粉及熔剂。
[0030]
第二方面，根据本技术实施例提供一种多高炉有害元素控制装置，包括：
[0031]
入炉标准含量求取模块，用于根据各高炉的容积，采用第一数学模型确定各高炉中元素a的入炉标准含量；
[0032]
富集量计算模块，用于根据各高炉中元素a的入炉标准含量及含元素a的供入物料的量确定元素a的入炉量，及根据元素a的入炉量和排出量计算预设时间段内预设高炉内元素a的富集量；
[0033]
调节模块，用于若预设时间段内至少一个目标高炉内元素a的富集量超过相对应的设定值，则采取相应的方法提高目标高炉内元素a的排出速率。
[0034]
第三方面，根据本技术实施例提供一种多高炉有害元素控制装置，所述装置包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述计算机程序由所述处理器加载并执行，以实现上述任一项所述多高炉有害元素控制方法的步骤。
[0035]
第四方面，根据本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时用于实现上述任一项所述多高炉有害元素控制方法的步骤。
[0036]
本技术的有益效果在于：
[0037]
本技术提供的多高炉有害元素控制方法、装置及存储介质，针对各高炉的炉容确定各高炉的入炉标准含量，从而使得基于求取的入炉标准含量及排出量求取各高炉内元素a的富集量在合理范围内，即，根据不同炉容的高炉对元素a的处理能力差异，采用第一数学模型根据高炉的炉容求取对应的入炉标准含量，从而有效确保各高炉中元素a的富集量控制在合理范围内，有效避免高炉内元素a的富集量超标导致的损害高炉等一系列问题。与此同时，本技术实施例提供的多高炉有害元素控制方法，在预设时间段内至少一个目标高炉内元素a的富集量超过相对应的设定值时，采取相应的方法提高目标高炉内元素a的排出速率，从而进一步确保了高炉内元素a的富集量在合理范围(不大于预设值)内。
[0038]
与此同时，本技术实施例提供的多炉有害元素控制方法，高炉排出的污泥、除尘灰等物料会被加入烧结矿中，再次作为高炉的原料，因此，本技术可完成除尘灰污泥等原料的综合利用，有效减少了固体废弃物排放。
[0039]
上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0040]
图1是本技术一个实施例中提供的包含多个高炉的有害元素迁移协同处理系统的示意图；
[0041]
图2是本技术一个实施例中提供的一种多高炉有害元素控制方法的流程图；
[0042]
图3是本技术一个实施例中提供的步骤s26中包含的子步骤的流程图；
[0043]
图4是本技术一个实施例中提供的再一种多高炉有害元素控制方法的流程图；
[0044]
图5是本技术提供的一种多高炉有害元素控制装置的模块图；
[0045]
图6是本技术一个实施例提供的一种多高炉有害元素控制装置的框图。
具体实施方式
[0046]
如下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0047]
图1是本技术一个实施例中提供的包含多个高炉的有害元素迁移协同处理系统，该有害元素迁移协同系统包括多个高炉，如图1中高炉1、高炉2，
……
，高炉n，其中，每个高炉的供入原料可为烧结矿、球团矿、块矿、焦炭、煤粉和熔剂中的一种或者几种。
[0048]
针对每个高炉，本技术实施例根据各个高炉的容积基于第一数学模型确定各高炉中元素a的入炉标准含量，然后基于不同容积高炉对元素a处理能力的不同，从而设置不同的入炉标准含量，进而使得各个高炉中对元素a的富集量控制在一定范围内，从而高炉生产中由有害元素引起的高炉炉况异常、炉衬侵蚀、吨铁成本上升等问题。
[0049]
参见图2所示，本技术实施例提供一种多高炉有害元素控制方法，包括：
[0050]
步骤s22、根据各高炉的容积，采用第一数学模型确定各高炉中元素a的入炉标准含量；
[0051]
在本技术实施例中，根据每个高炉的容积，确定该高炉针对元素a的入炉标准含量。在此，本技术采用预先设置好的第一训练模型，根据各个高炉的容积，来确定个高炉的入炉标准含量。
[0052]
步骤s24、根据各高炉中元素a的入炉标准含量及含元素a的供入物料的量确定元
素a的入炉量，及根据元素a的入炉量和排出量计算预设时间段内预设高炉内元素a的富集量；
[0053]
在本技术中，在步骤s22中确定出针对每个高炉的供入物料的入炉标准含量后，便根据求取的各入炉标准含量及供入物料的体积确定各高炉中元素a的入炉量，继而可根据各高炉中元素a的入炉量和排出量确定各高炉中元素a的富集量。进而可根据各高炉中元素a的富集量确定高炉中元素a的含量是否超标。
[0054]
步骤s26、若预设时间段内至少一个目标高炉内元素a的富集量超过相对应的设定值，则采取相应的方法提高目标高炉内元素a的排出速率。
[0055]
在申请中，如果一定时间段内元素a的富集量超标，即超过相对应预设值，即在本技术中，是针对每个高炉中的富集量与该高炉中设定的预设值进行比对，继而确定该高炉中元素a的富集量是否超标。如果某个或者某几个高炉中元素a的富集量超标，及超过对应的预设值，则采取相应的方法加速炉内元素a的排出速率。具体的，加快元素a排出的方法，包括但不仅限于提高炉渣流动性促进元素a进入炉渣加快排除，和/或发展中心气流，提高高炉炉顶温度，促使元素a通过煤气进入除尘灰与污泥。
[0056]
在本技术实施例中，参见图3所示，步骤s26中，所述采取相应的方法提高目标高炉内元素a的排出速率，包括：
[0057]
步骤s261、若所述元素a为钾元素、钠元素或锌元素，则发展中心气流，根据目标高炉的当前温度确定目标高炉炉顶温度的提高后的温度，以促使元素a通过煤气进入除尘灰与污泥；和/或
[0058]
步骤s262、若所述元素a为硫元素，则根据目标高炉当前的炉渣流动性确定目标高炉炉渣流动性提高后的目标炉渣流动性，以加快元素a进入炉渣。
[0059]
具体的，在本技术实施例中，若元素a为钾元素、钠元素或锌元素，则当预设时间段内至少一个目标高炉内元素a的富集量超过相对应的设定值，通过提高目标高炉炉顶温度的方法来促进元素a通过煤气进入除尘灰与污泥，进而加速目标高炉内富集的元素a排出。具体的，提高的温度一般为目标高炉的当前炉顶温度的30％
‑
40％，则提高后的炉顶温度为原来炉顶温度的1.3
‑
1.4倍。而若所述元素a为硫元素，则根据目标高炉当前的炉渣流动性确定目标高炉炉渣流动性提高后的目标炉渣流动性，具体的，提高的流动性使炉渣的碱度r降低至1.1及以下或提升镁铝比至0.55以上。进而降低目标高炉内元素a的富集量。
[0060]
在本技术中，所述第一数学模型，为：
[0061]
ω
a
＝a
·
v
炉容
b；
[0062]
其中，v
炉容
为高炉的容量；a、b均为采用第二数学模型求得的常数；ω
α
为元素a的炉容为v
炉容
的高炉的入炉标准含量。
[0063]
进一步地，所述第二数学模型为：
[0064][0065][0066]
其中，v1为第一训练炉的炉容，y1为第一训练炉的预设元素入炉含量，v2为第二训练炉的炉容，y2为第二训练炉的预设元素入炉含量。
[0067]
在本技术中，采用至少两个训练高炉，基于第二数学模型，求出常数a和常数b的具体值，然后第一数学模型便为炉容与入炉标准含量的线性关系式，则基于炉容，便可求取与炉容正相关的入炉标准含量。
[0068]
在本发明实施例中，参见图4所示，所述方法，还包括：
[0069]
步骤s27、在多个高炉中，如果至少一个第一高炉中元素a的富集量超过预设值，而第二高炉中元素a的富集量低于预设值，则：
[0070]
降低第一高炉中含元素a的供入物料的供入，提高至少一个第二高炉中含元素a的供入物料的供入。
[0071]
在本技术中，可根据元素a迁移控制标准对不同成分的原料分级供入高炉；当某些高炉元素a超标后，通过元素a迁移计算在控制标准内增加其他高炉该元素的耗用，从而实现有多高炉元素a达标和相应物料的消耗。即，在本技术中，多个高炉之间可以平衡含元素a的物料在不同高炉之间的用量，从而使得针对元素a的总体排放量满足要求，达到高炉安全稳定生产的目的。
[0072]
如：若元素a主要由物料m带入高炉，高炉1中a>标准，(高炉2、高炉3、
……
)
max
<a达标，高炉1减少或停用m，高炉2、高炉3、
……
在满足标准前提下增加m使用量，实现高炉1、高炉2、高炉3、
……
中a达标同时完成m的消耗；若(高炉1、高炉2、高炉3、
……
)
min
中a>标准，则暂时停止m使用。
[0073]
在本技术中，所述根据各高炉中元素a的入炉标准含量及含元素a的供入物料的量确定元素a的入炉量，包括：
[0074]
采用第三数学模型，根据各高炉中元素a的入炉标准含量及含元素a的供入物料的量确定元素a的入炉量；所述第三数学模型为：
[0075][0076]
其中，m
元素a
为元素a的供入质量，t；m
物料i
为含元素a的供入物料i的质量，t；ω
a
为含元素a的供入物料中元素a的成分，百分数。
[0077]
在本技术实施例中，针对各个高炉，基于其供入原料可为烧结矿、球团矿、焦炭、煤粉及熔剂中的一种或多种，那么在计算各高炉中元素a的富集量时，需依次叠加每种供入原料中含有的元素a的供入量，从而得到该高炉中针对元素a的供入量，而针对每种供入原料中元素a的供入量可以通过该高炉的供入标准含量及供入的质量相乘得到。在此指出，在供入物料的种类为不止一种时，在步骤s12中计算供入标注含量时，需要依次计算每种供入原料的供入标注含量，而在采用第二数学模型求取a和b时，同时需要针对每种供入原料求取相对应的a和b。
[0078]
在本技术中，所述供入原料为烧结矿、球团矿、块矿、焦炭、煤粉及熔剂中的至少一种。
[0079]
在此指出，在本技术实施例中，元素a可为钾元素、钠元素、锌元素或硫元素中的一种或几种，当元素a为至少两种元素的组合时，可针对含有的每种元素成分分别执行上述方法。
[0080]
本技术实施例提供的一种多高炉有害元素控制方法，采用第一数学模型，根据各高炉的炉容确定各高炉中元素a的入炉标准含量，然后根据各高炉中元素a的入炉标准含量
及含元素a的供入物料的量确定元素a的入炉量，及根据元素a的入炉量和排出量计算预设时间段内预设高炉内元素a的富集量，若预设时间段内至少一个目标高炉内元素a的富集量超过相对应的设定值，则采取相应的方法提高目标高炉内元素a的排出速率。本技术根据各高炉的炉容确定对应的入炉标准含量，即根据各高炉的处理能力确定针对元素a的入炉标准含量，进而使得根据入炉标准含量和排出量得到的高炉内的元素a的富集量维持在合理范围内；除此之外，本技术中，当高炉内元素a的富集量超过设定值，采用相应的方法加快高炉内元素a的流出，从而进一步确保高炉内元素a的富集量维持在合理范围内。
[0081]
与此同时，本技术实施例提供的多炉有害元素控制方法，高炉排出的污泥、除尘灰等物料会被加入烧结矿中，再次作为高炉的原料，因此，本技术可完成除尘灰污泥等原料的综合利用，有效减少了固体废弃物排放。
[0082]
实施例2
[0083]
本技术实施例还提供一种多高炉有害元素控制装置，参见图5所示，包括：
[0084]
入炉标准含量求取模块51，用于根据各高炉的容积，采用第一数学模型确定各高炉中元素a的入炉标准含量；
[0085]
富集量计算模块52，用于根据各高炉中元素a的入炉标准含量及含元素a的供入物料的量确定元素a的入炉量，及根据元素a的入炉量和排出量计算预设时间段内预设高炉内元素a的富集量；
[0086]
调节模块53，用于若预设时间段内至少一个目标高炉内元素a的富集量超过相对应的设定值，则采取相应的方法提高目标高炉内元素a的排出速率。
[0087]
在本技术一个实施例中，所述多高炉有害元素控制装置，还包括：
[0088]
协同处理模块，用于若在多个高炉中，如果至少一个第一高炉中元素a的富集量超过预设值，而第二高炉中元素a的富集量低于预设值，则：降低第一高炉中含元素a的供入物料的供入，提高至少一个第二高炉中含元素a的供入物料的供入。
[0089]
图6是本技术一个实施例提供的多高炉有害元素控制装置的框图，本实施例所述多高炉有害元素控制装置可以是桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑以及云端服务器等计算设备，该装置可以包括，但不限于，处理器和存储器。本实施例所述多高炉有害元素控制装置至少包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序可在所述处理器上运行，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述多高炉有害元素控制方法实施例中的步骤，例如图2所示的多高炉有害元素控制方法的步骤。或者，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述多高炉有害元素控制装置实施例中各模块的功能。
[0090]
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或多个模块被存储在所述存储器中，并由处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述多高炉有害元素控制装置中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成入炉标准含量求取模块、富集量计算模块和调节模块，各模块的具体功能如下：
[0091]
入炉标准含量求取模块，用于根据各高炉的容积，采用第一数学模型确定各高炉中元素a的入炉标准含量；
[0092]
富集量计算模块，用于根据各高炉中元素a的入炉标准含量及含元素a的供入物料的量确定元素a的入炉量，及根据元素a的入炉量和排出量计算预设时间段内预设高炉内元
素a的富集量；
[0093]
调节模块，用于若预设时间段内至少一个目标高炉内元素a的富集量超过相对应的设定值，则采取相应的方法提高目标高炉内元素a的排出速率。处理器可以包括一个或多个处理核心，比如：4核心处理器、6核心处理器等。处理器可以采用dsp(digital signal processing，数字信号处理)、fpga(field
‑
programmable gate array，现场可编程门阵列)、pla(programmable logic array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称cpu(central processing unit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。一些实施例中，处理器还可以包括ai(artificial intelligence，人工智能)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。所述处理器是所述多高炉有害元素控制装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个多高炉有害元素控制装置的各个部分。
[0094]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述多高炉有害元素控制装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡、闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、内存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0095]
本领域技术人员可以理解，本实施例所述的装置仅仅是多高炉有害元素控制装置的示例，并不构成对多高炉有害元素控制装置的限定，其他实施方式中，还可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同部件，例如方坯结晶器铜管锥度曲线的求取装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。处理器、存储器和外围设备接口之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口相连。示意性地，外围设备包括但不限于：射频电路、触摸显示屏、音频电路、和电源等。
[0096]
当然，多高炉有害元素控制装置还可以包括更少或更多的组件，本实施例对此不作限定。
[0097]
可选地，本技术还提供有一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现上述多高炉有害元素控制方法的步骤。
[0098]
可选地，本技术还提供有一种计算机产品，该计算机产品包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序由处理器加载并执行以实现上述多高炉有害元素控制方法实施例的步骤。
[0099]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0100]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。