利用炉缸取样手段来计算整体炉缸活跃程度指数的方法与流程

1.本发明涉及钢铁工业中炼铁技术领域，尤其涉及一种利用炉缸取样手段来计算整体炉缸活跃程度指数的方法。


背景技术：

2.对于今天来讲，作为生铁加工制造的主流生产工艺，高炉炼铁的地位仍然是占据统治地位的，即当今炼钢以及铸造等所需用的成品铁水中，90％以上仍然是由高炉生产所供给，由于高炉炼铁生产过程中，具有原燃料来源广泛、热利用效率高，生产成本低廉等诸多优点，加之又随着材料装备技术的不断进步，冶炼经济性又得到进一步增强，使得高炉炼铁地位更加不可动摇，很长时间内使其仍是其它工艺，如非高炉炼铁等其它工艺所无法替代的。在这里高炉运行过程中的高效、低耗的关键所在，主要是在于高炉自身的生产效率，随着炉容大型化、自控化以及装备手段的不断进步，高炉的冶炼效率较过去有了大幅度提升，其在利用系数、燃料消耗数量上都较过去有了很大程度上的改善，也使得高炉冶炼的经济性也较过去进一步增强。高炉生产中要点可以精确概括在于“稳定、顺行、低耗、高效”八字真言，若想实现良好的冶炼效果，高炉下部活跃状态是基础，也可以说是取得良好生产指标的首要条件，即表明高炉日常生产过程中，良好生产指标的获得，是在维系各方较好的运行条件下，获得理想的炉缸活跃性，从而实现较好的冶炼效果。现代高炉冶炼工艺下，炉体下部是初始煤气流形成的区域，其产生数量和存在形式将会对炉内煤气流的合理分布，进而对炉体内的炉料冶炼进程产生决定性的影响。高炉生产过程中，通过外部带有温度的热风鼓入炉内，在每个风口前端均会形成一个纺锤形的燃烧空间，进而会在炉缸区域形成一个整体的活跃区域，而喷入的煤粉和入炉焦炭会在内部燃烧殆尽，并产生化学反应所需要的还原气体和必要热量；与此同时，焦炭等在其边缘燃烧行为的存在，还会给炉料下降带来所必须的空间，这样才可以用于完成生铁的冶炼。因此可以说回旋区的存在形式(注：长度、宽度、高度以及体积等)，或者说是炉缸下部整体活跃区的大小，对于高炉炉内活跃程度表现如何，以及冶炼进程是具有决定性影响的。
3.高炉作为密闭的高温高压黑箱操作体，内部固、液、气三相共存，加之在这一过程中，还会伴有复杂的物理和化学反应过程，导致其内部所处的环境也无比复杂繁琐，也造成我们对其认识存在很大困难。现代高炉解刨和取样等研究结果表明：回旋区的形成，亦或说是炉缸下部整体活跃区的大小，会受到诸多因素所影响，外部因素会与如风量大小、热风压力高低、富氧多少、喷吹煤粉数量等相关，而内部因素还会与炉缸内部物料存在性状有关，如回旋区焦炭粒度、渣铁滞留数量等相关联，总之来看影响因素众多。因此说来，在如此复杂多的因素影响下，若想获得不同高炉、不同运行状态下的炉缸下部整体活跃区的信息，还是一件较为困难的事情。但这里需要说明的，今天随着材料和工程机械上的进步，现代大型高炉的炉内取样技术，是利用风口取样机配合专用的取样管，在不同高炉休风停炉后，通过将取样管深入炉内，来获得炉内物料的方法，是一项较为成熟的技术之一。并可以在对所取炉内物料加以必要的检测分析后，获得如焦炭粒度、渣铁滞留比例、回旋区长度等数据，从
而可以帮助准确了解回旋区内物料状态。由于回旋区的结构形式复杂，且又与众多参数有关，因此，就需要寻找出一种适合的方法，来分析出回旋区的形式，如长度、宽度、高度、体积以及下部整体活跃区的大小等等。而利用风口取样技术所获取炉内物料信息，并结合高炉此阶段运行参数，建立起回旋区与这些参数必要的数学关系，以此来获得回旋区形式信息则是目前现阶段较为可行性的方法。而针对于风口回旋区的研究，就现阶段已公开的资料来看，虽然对此方面也开展了不少分析，并且也取得了一定的研究成果，但这里需要说明的是，大多数还是存在于对于风口回旋区长度、内部燃烧形式和温度场等方面的分析研究。而对此类技术的研究方法，无外乎就是采用如下几种研究手段：采用已有理论，利用计算机数学建模的方法，利用能够采集到的数据，结合已有的热力学等相关理论，进行理论计算的，从而分析出回旋区内温度场等关键参数；还有就是采用试验室模拟方法的，通过实验室设备的试验来获得部分参数，借此来表述出回旋区存在状态的技术；再有就是借助传统经验，配合部分简单实测数据，并依据高炉生产表像情况，人为认定回旋区长度、活跃程度等方式等类似技术。但需要指出的是，虽然以上已有的技术有一定的参考价值，在实际中也有一定应用，但需要指出的是，这些技术要么是缺乏准确的计算参数，分析结果误差较大；要么是对于回旋区形式分析无参考价值，并且对于风口回旋区重要的组成形式的核心参数，如宽度、高度以及体积等提及到的仍然是较少，而整体活跃区的大小就更鲜有提及到，同时这些分析准确性还有待商榷，仅仅是对长度提及较多。因此，也就更为需要寻找出一种可靠、且可实施的方法，来准确了解炉内风口回旋区构架形式，从而为评价高炉炉缸活跃性提供基础数据，以此来为改善高炉运行状态提供技术参考。
4.而作为黑箱操作体，在内部情况无比复杂情况下，为清晰掌握高炉运行状态，从而为合理操作提供必要技术参考，除了需要对风口回旋区形式开展研究外，还要在此基础上开展对炉缸下部整体活跃区活跃程度进行评价分析。而针对于风口活跃区的研究，大多还是存在于对于风口回旋区长度方面的研究，通过利用风口取样技术来实现(见中国专利文件“一种corex熔融气化炉风口回旋区长度的测定方法”专利公开号：cn106767611a，“一种测量高炉回旋区长度的方法”专利公开号：cn100532578，“一种高炉风口回旋区长度测量装置”专利公开号：cn204022856u等等)，在此类发明创造中，是通过设备实测以及理论分析的方法，利用找出炉缸部位焦炭的突变点(注：焦炭粒度、焦炭孔隙度等变化位置)来实现回旋区长度的判断，此类方法具有较强的实用意义，且较为准确，并在不少冶金企业也得到应用，其结果也可作为一种回旋区长度判断依据，但需要说明的是，此类方法，仅仅是能够对判断回旋区长度有意义，但还是不能够准确的阐述出回旋区构成形式，如宽度、高度、体积等等，尤其是未能提及到炉缸下部整体活跃区的大小，也对回旋区活跃程度未有描述，因此对回旋区的全面准确描述有待欠缺，评价高炉运行状态能力有限。再有就是通过理论计算方法，利用计算机来数值构模的方法，来获得回旋区内部形式的(见中国专利文件“基于图像数据的高炉风口回旋区三维温度场构建方法”专利公开号：cn113343440a；“一种高炉风口回旋区边界的计算及实时监测方法”专利公开号：cn113283079a；“一种高炉风口回旋区深度计算方法及系统”专利公开号：cn106815405a；“一种高炉风口回旋区温度软测量建模方法”专利公开号：cn113177364a；“一种高炉回旋区成像系统及成像方法”专利公开号：cn104457606a等等)，这些发明创造，采取如通过图像数据来建立风口回旋区三维温度场模型，首先获得高炉风口回旋区内的图像信息等方法技术，亦或是根据高炉风口回旋区的形
成原理，建立回旋区的深度计算模型，再通过高炉风口回旋区的深度模型建立高炉风口回旋区的边界模型，从而实现回旋区形式上的判断，此类方法，是充分利用了计算机、大数据技术等现代技术手段，来分析回旋区温度场、深度以及存在形式的技术，是一种较为新颖的方法措施，并且还正处于不断的研发进展中，也在实际应用中取得了一定意义上的突破，但再这里需要说明的是，虽然此类技术能够一定意义上分析回旋区存在形式，但对回旋区进行相应的描述，由于缺乏准确的技术参数支撑，加之未能够形成最为合理的数值模型，在准确性上还是远远不够的，从现阶段来看，其实用性还不强，更是远远还未能够达到指导高炉操作的实际意义。还有一些方法技术就是利用一些辅助手段，分析炉缸内物料，进而获得回旋区信息方面的技术(见中国专利文件“一种高炉风口焦粒度组成和渣滞留量的分析方法”专利公开号：cn107860680b；“一种高炉内焦炭劣化程度评价方法”专利公开号：cn108676944b；“用于风口取样样品的自动筛分装置”专利公开号：cn205761751u等等)，此类方法，是通过炉内取样技术，针对炉内所取物料，进行分析回旋区内部物料的方法，可获得风口焦粒度分布及渣的滞留量等信息的方法，并且可以依据分析结果，如得到进一步调整炼焦煤和矿石等原料配用方案，从而实现高炉稳定顺行，但在这里需要说明的是，此类方法技术与分析回旋区形式关系不大，仅仅是提供了炉内物料的必要理化和性能数据分析，来指导高炉操作。此外还有一些其它技术(见中国专利文件“一种判断炉缸工作状态的方法”专利公开号：cn109487023a；“一种高炉炉缸活性的量化表征方法”专利公开号：cn110343795a；“监测高炉炉缸活性的炉缸活跃性指数量化方法”专利公开号：cn106834572a，“一种定量评价高炉炉缸活跃指数的方法”专利公开号：cn112111617a等等)，此类发明创造，是采用计算等手段，通过集成新的炉温预报模型、物理热指数模型、理论燃烧温度计算优化模型、炉缸工作出铁指数模型、铜冷却壁热面状况计算模型、rist操作线计算模型等，为实现多角度、全方面的监测炉缸活性状态，提供更多的判断依据，从而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。但需要说明的是，此类技术虽然可以说与炉体下部回旋区有莫大关联，但在这里，仍然还是未能够给出回旋区形式的具体分析方法，也还是未能够论述到回旋区活跃程度与高炉运行状态之间的定性关系。此外就是一些国内外可查阅到的文献资料(见期刊《山东冶金》“高炉回旋区数学模型研究”2004年，26卷，3期，49-50；《材料与冶金学报》“高炉回旋区大小的物理模拟”2008年，7卷，1期，7-9；《甘肃冶金》“高炉风口回旋区大小的计算模型的研究”2009年，31卷，4期，5-7；《上海金属》“高炉风口回旋区形状和大小的三维数值模拟”2013年，35卷，1期，59-61；《青岛大学学报》“高炉回旋区数学模型与cfx的数值模拟”2006年，21卷，4期，49-51等等)，此类文献中，有记载到回旋区的计算方式，是在分析出回旋区深度、边部效应及形状的影响因素基础上，通过理论计算，建立起风口回旋区数学模型，从而预测出回旋区形式的一类技术，与本发明创造有类似之处，但在这里需要说明的是，以上计算分析方法，仅仅是通过传热、模拟等数学计算，且所取计算参数不够精确，计算过程复杂繁琐，因此其也不能够真实分析出高炉下部回旋区真实形式，仅仅是从理论上说明回旋区形式，并且误差极大，因此在现实中对于高炉操作指导意义不大，仅仅是能提供简单的参照作用。总之看来，现有存在的技术，都是未能够实现对炉缸活跃区，尤其不同有效炉容高炉活跃区大小和活跃程度进行分析判断，并且更是不能进行量化数值分析，从而对高炉合理操作运行提供必要的技术参考。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种利用炉缸取样手段来计算整体炉缸活跃程度指数的方法，利用炉缸取样手段来计算分析出炉内物料存在物性，以获得物料部分参数，并结合高炉运行数据，计算出整体炉缸活跃程度指数，而在采用本技术方案后，可以较为准确的分析出不同有效炉容高炉的整体炉缸活跃区域活跃程度指数，从而为评价高炉活跃性提供必要的技术参考，用以实现改善高炉运行状态的目的。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
7.利用炉缸取样手段来计算整体炉缸活跃程度指数的方法，包括如下方法：
8.1)针对不同有效炉容高炉，在高炉休风时间内，将取样管在从风口插入炉中，并将取样管从回旋区送入炉缸死料柱的中心位置，从回旋区至炉缸死料柱中心位置不同径向深度位置进行取样，取出样品冷却后，根据取样位置进行编号；取样管采用水冷换热；
9.2)针对所取不同炉内位置物料，利用生铁具有磁性的这一磁吸原理，人工分拣出不同试样中的焦炭和渣铁试样，并分别进行质量称量和记录，从而区分出炉内不同取样位置焦炭和渣铁的滞留数量；
10.3)将所分拣出的不同位置焦炭试样进行粒度筛分，并称量和记录不同取样位置焦炭的粒级和质量，并在此基础上，统计出此位置下的焦炭平均粒级；
11.4)针对所取不同位置焦炭平均粒级筛分结果，以横坐标为取样位置，纵坐标为炉内焦炭平均粒级为坐标轴，绘制出从炉墙侧，至炉芯部位径向深度下焦炭粒级变化趋势线，并以炉内焦炭粒级变化趋势线斜率最大处，作为判断出回旋区与死料柱的边界依据，从而区分出风口回旋区和死料柱区域，并记录炉缸半径下的回旋区长度和死料柱长度；
12.5)针对回旋区区域内和死料柱区域内的焦炭和渣铁滞留数量进行统计，并分别计算出回旋区内和死料柱内焦炭和渣铁滞留比例；
13.6)针对回旋区区域内和死料柱区域内不同取样位置焦炭粒级进行统计，利用数学加权方式，计算出回旋区内和死料柱内焦炭平均粒级；
14.7)统计取样工作前一个月内的高炉生产过程中的平均风口直径、热风流量、热风压力、富氧率以及喷吹煤比的运行参数；
15.8)采用如下计算公式，来获得整体炉缸活跃程度指数表述：
[0016][0017]
公式中符号：
[0018]
i为整体炉缸活跃程度指数；n为炉缸处风口数量，个；l为风口回旋区长度，m；k1为回旋区内焦炭平均粒级，mm；p1为回旋区内渣铁滞留比例，％；k2为死料柱内焦炭平均粒级，mm；p2为死料柱内渣铁滞留比例，％；d为风口直径，mm；hw为鼓入热风流量，m3/min；wp为鼓入热风压力，kpa；oer为鼓入热风富氧率，％；pci为吨铁喷吹煤比，kg/t；d为炉缸直径，m。
[0019]
q1为常数，个-1
；m1为常数，取值为0.107，m2；n1为常数，取值为0.054，m2；a1为常数，取值为0.93，mm；b1为常数，取值为1.28，mm。
[0020]
ε为量纲修正系数，取值为0.47，mm-1
；φ为量纲修正系数，取值为0.45，mm-1
；为量纲修正系数，取值为0.31，γ为量纲修正系数，取值为0.21，t/kg；α为量纲修正系数，取值为1.03，mm-1
；β为量纲修正系数，取值为0.32，mm-1
；χ为量纲修正系数，取值为1.81，δ为量纲修正系数，取值为1.85，t/kg。
[0021]
所述的不同有效炉容高炉，炉容控制范围为1200m3～6000m3。
[0022]
所述的高炉休风时间不低于10h。
[0023]
上述步骤1)中的取样位置进行编号的方法是：取样管中所取物料按照从取样管前端开始每20cm～50cm的距离进行编号编订，用于区分径向取样方向上试样的深度位置。
[0024]
上述步骤2)中，将试样放置于无磁性物质的平台上，并铺展开来，试样铺展厚度不高于20mm，利用吸铁石进行分拣。分拣次数不低于3次，以便于完整区分开其中的焦炭和渣铁试样。
[0025]
上述步骤3)采用不同粒级的组合筛，依次对所分拣出的炉内焦炭试样进行粒度筛分，所述的不同粒级的组合筛，其筛网网孔尺寸规格分别为30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、6.5mm、5mm、3mm。
[0026]
上述步骤4)中，计算采用的回旋区长度不低于1.0m。
[0027]
上述步骤6)的回旋区内和死料柱内焦炭平均粒级，其计算采用的回旋区内焦炭平均粒级控制范围为≥10mm，死料柱内焦炭平均粒级控制范围≥3mm。
[0028]
上述步骤8)中，所述的常数q1，针对不同有效炉容高炉，有效炉容1200m3～2000m3高炉，常数q1取值为0.78；有效炉容2000m3～3000m3高炉，常数q1取值为0.84；有效炉容3000m3～4000m3高炉，常数q1取值为0.87；有效炉容4000m3～5000m3高炉，常数q1取值为0.89；有效炉容5000m3～6000m3高炉，常数q1取值为0.90。
[0029]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0030]
本发明利用高炉休风后，采用风口取样技术来获得炉缸内物料部分参数，并结合高炉运行数据，以此来计算出整体炉缸活跃程度指数。
[0031]
本发明采用自有的检测项目和分析方法，来分析出炉内物料存在物性，以获得物料部分参数，并结合高炉运行数据，计算出整体炉缸活跃程度指数，而在采用本技术方案后，可以较为准确的分析出不同有效炉容高炉的整体炉缸活跃区域活跃程度指数，从而为评价高炉活跃性提供必要的技术参考，用以实现改善高炉运行状态的目的。
具体实施方式
[0032]
通过实施例对本发明进行更详细的描述，这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何的限制。
[0033]
一种利用炉缸取样手段来计算整体炉缸活跃程度指数的方法：
[0034]
采用专用的风口取样机进行炉内焦炭以及渣铁取样，是今天最为成熟和直接了解炉内焦炭、渣铁性能状态的方法，通过分析风口整体炉缸活跃区域大小，结合高炉技术经济指标对高炉炉况及冶炼制度，可对高炉做出准确的判断，从而指导高炉焦炭负荷及冶炼制度调整。
[0035]
一种利用炉缸取样手段来计算整体炉缸活跃程度指数的方法，统计取样工作前，一个月内的高炉平均风口直径、热风流量、热风压力、富氧率以及喷吹煤比的运行参数。而一种利用炉缸取样手段来计算整体炉缸活跃程度指数的方法，是采用如下计算公式，来获得整体炉缸活跃程度指数表述：
[0036][0037]
公式中符号：
[0038]
i为整体炉缸活跃程度指数；n为炉缸处风口数量，个；l为风口回旋区长度，m；k1为
回旋区内焦炭平均粒级，mm；p1为回旋区内渣铁滞留比例，％；k2为死料柱内焦炭平均粒级，mm；p2为死料柱内渣铁滞留比例，％；d为风口直径，mm；hw为鼓入热风流量，m3/min；wp为鼓入热风压力，kpa；oer为鼓入热风富氧率，％；pci为吨铁喷吹煤比，kg/t；d为炉缸直径，m。
[0039]
q1为常数，个-1
；m1为常数，取值为0.107，m2；n1为常数，取值为0.054，m2；a1为常数，取值为0.93，mm；b1为常数，取值为1.28，mm。
[0040]
ε为量纲修正系数，取值为0.47，mm-1
；φ为量纲修正系数，取值为0.45，mm-1
；为量纲修正系数，取值为0.31，γ为量纲修正系数，取值为0.21，t/kg；α为量纲修正系数，取值为1.03，mm-1
；β为量纲修正系数，取值为0.32，mm-1
；χ为量纲修正系数，取值为1.81，δ为量纲修正系数，取值为1.85，t/kg。
[0041]
1实施例1，某钢铁厂有效炉容1800m3高炉应用为例说明。
[0042]
1.1高炉运行参数
[0043]
统计取样工作前，一个月内的高炉生产过程中的平均风口直径、热风流量、热风压力、富氧率以及喷吹煤比的运行参数，运行参数详见表1。
[0044]
表1实施例1高炉运行参数
[0045][0046]
1.2高炉炉缸风口取样
[0047]
针对某钢铁厂有效炉容1800m3高炉，在高炉14小时休风时间内进行取样。
[0048]
卸掉所取试样位置高炉的直吹管、风口，利用取样机将取样管送入风口回旋区后，固定好风口取样机，并通过钢绳和挂钩与高炉炉体进行连接。然后利用气缸加压方式，将取样管强制送入炉缸死料柱内，并使其前端到达死料柱中心位置处，后抽取取样管上方可滑动的盖板，并采用自带震打方式，震打3分钟后，待炉内死料柱、回旋区物料落入取样管中后，抽出插入炉内的取样管，并在取样管抽出炉体过程中，对抽出炉体的取样管上方部分，覆盖好取样管盖板，以防止炉内焦炭暴露在大气中燃烧，影响分析结果准确性。
[0049]
在炉内取样作业完成后，将取样管摆放于风口平台空处，将取样管中所取物料按照30cm划分距离，进行取样位置编订，然后将物料拣出投放入试样存放桶中冷却45分钟后，装入样袋密封保存，并进行试样编号。
[0050]
1.3焦炭粒度和渣铁比例分析
[0051]
之后针对所取不同炉内位置物料，利用生铁具有磁性的这一磁吸原理，人工分拣出不同试样中的焦炭和渣铁试样，并分别进行质量称量和记录，从而区分出炉内不同取样位置焦炭和渣铁的滞留数量。并将所分拣出的不同位置焦炭试样，采用筛网网孔尺寸规格30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、6.5mm、5mm、3mm下的不同粒级的组合筛，依次对所取炉内焦炭试样进行粒度筛分，并称量和记录不同取样位置焦炭的粒级和质量，并在此基础上，统计出
此位置下的焦炭平均粒级。
[0052]
针对所取不同位置焦炭平均粒级筛分结果，以横坐标为取样位置，纵坐标为平均粒级为坐标轴，绘制出从炉墙侧，至炉芯部位径向深度下炉内焦炭粒级变化趋势线，并以炉内焦炭粒级变化趋势线斜率最大处，作为判断出回旋区与死料柱的边界依据，从而区分出风口回旋区和死料柱区域。在此基础上，针对回旋区区域内和死料柱区域内的焦炭和渣铁滞留数量进行统计，并在此基础上，分别计算出回旋区内和死料柱内焦炭和渣铁滞留比例。炉缸内焦炭粒度和渣铁滞留比例见表2。
[0053]
表2实施例1焦炭粒度和渣铁滞留比例
[0054][0055]
1.4炉缸整体活跃指数分析结果
[0056]
应用本发明的获得整体炉缸活跃程度指数的计算公式计算后，可分析出炉缸整体活跃性指数，炉缸整体活跃性指数的计算结果见表3。
[0057]
表3实施例1炉缸整体活跃性指数
[0058][0059]
从分析结果来看，炉体下部炉缸整体活跃指数的计算结果为0.235，而针对于有效炉容1800m3这样高炉来讲，其炉缸活跃性指数还是偏小，说明炉缸整体活跃性不足，也即可说明要想获得较好的冶炼效果，可在现阶段已有运行状态下，应通过改善原燃料条件，并采取不同的强化冶炼措施下，实现高炉运行状态的改善。
[0060]
2实施例2，某钢铁厂有效炉容2580m3高炉应用为例说明。
[0061]
2.1高炉运行参数
[0062]
统计取样工作前，一个月内的高炉生产过程中的平均风口直径、热风流量、热风压力、富氧率以及喷吹煤比的运行参数，运行参数详见表4。
[0063]
表4实施例2高炉运行参数
[0064][0065]
2.2高炉炉缸风口取样
[0066]
针对某钢铁厂有效炉容2580m3高炉，在高炉15小时休风时间进行取样。
[0067]
卸掉所取试样位置高炉的直吹管、风口，利用取样机将取样管送入风口回旋区后，固定好风口取样机，并通过钢绳和挂钩与高炉炉体进行连接。然后利用气缸加压方式，将取
样管强制送入炉缸死料柱内，并使其前端到达死料柱中心位置处，后抽取取样管上方可滑动的盖板，并采用自带震打方式，震打3分钟后，待炉内死料柱、回旋区物料落入取样管中后，抽出插入炉内的取样管，并在取样管抽出炉体过程中，对抽出炉体的取样管上方部分，覆盖好取样管盖板，以防止炉内焦炭暴露在大气中燃烧，影响分析结果准确性。
[0068]
在炉内取样作业完成后，将取样管摆放于风口平台空处，将取样管中所取物料按照25cm划分距离，进行取样位置编订，然后将物料拣出投放入试样存放桶中冷却50分钟后，装入样袋密封保存，并进行试样编号。
[0069]
2.3焦炭粒度和渣铁比例分析
[0070]
之后针对所取不同炉内位置物料，利用生铁具有磁性的这一磁吸原理，人工分拣出不同试样中的焦炭和渣铁试样，并分别进行质量称量和记录，从而区分出炉内不同取样位置焦炭和渣铁的滞留数量。并将所分拣出的不同位置焦炭试样，采用筛网网孔尺寸规格30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、6.5mm、5mm、3mm下的不同粒级的组合筛，依次对所取炉内焦炭试样进行粒度筛分，并称量和记录不同取样位置焦炭的粒级和质量，并在此基础上，统计出此位置下的焦炭平均粒级。
[0071]
针对所取不同位置焦炭平均粒级筛分结果，以横坐标为取样位置，纵坐标为平均粒级为坐标轴，绘制出从炉墙侧，至炉芯部位径向深度下炉内焦炭粒级变化趋势线，并以炉内焦炭粒级变化趋势线斜率最大处，作为判断出回旋区与死料柱的边界依据，从而区分出风口回旋区和死料柱区域。在此基础上，针对回旋区区域内和死料柱区域内的焦炭和渣铁滞留数量进行统计，并在此基础上，分别计算出回旋区内和死料柱内焦炭和渣铁滞留比例。炉缸内焦炭粒度和渣铁滞留比例见表5。
[0072]
表5实施例2焦炭粒度和渣铁滞留比例
[0073][0074]
2.4炉缸整体活跃指数分析结果
[0075]
应用本发明的获得整体炉缸活跃程度指数的计算公式计算后，可分析出炉缸整体活跃性指数，炉缸整体活跃性指数计算结果见表6。
[0076]
表6实施例2炉缸整体活跃性指数
[0077][0078]
从分析结果来看，炉体下部炉缸整体活跃指数的计算结果为0.257，而针对于有效炉容2580m3这样高炉来讲，其炉缸活跃性指数还是偏小，说明炉缸整体活跃性不足，也即可说明要想获得较好的冶炼效果，可在现阶段已有运行状态下，应通过改善原燃料条件，并采取不同的强化冶炼措施下，实现高炉运行状态的改善。
[0079]
3实施例3，某钢铁厂有效炉容3200m3高炉应用为例说明。
[0080]
3.1高炉运行参数
[0081]
统计取样工作前，一个月内的高炉生产过程中的平均风口直径、热风流量、热风压力、富氧率以及喷吹煤比的运行参数，运行参数详见表7。
[0082]
表7实施例3高炉运行参数
[0083][0084]
3.2高炉炉缸风口取样
[0085]
针对某钢铁厂有效炉容3200m3高炉，在高炉15小时休风时间内进行取样。
[0086]
卸掉所取试样位置高炉的直吹管、风口，利用取样机将取样管送入风口回旋区后，固定好风口取样机，并通过钢绳和挂钩与高炉炉体进行连接。然后利用气缸加压方式，将取样管强制送入炉缸死料柱内，并使其前端到达死料柱中心位置处，后抽取取样管上方可滑动的盖板，并采用自带震打方式，震打3分钟后，待炉内死料柱、回旋区物料落入取样管中后，抽出插入炉内的取样管，并在取样管抽出炉体过程中，对抽出炉体的取样管上方部分，覆盖好取样管盖板，以防止炉内焦炭暴露在大气中燃烧，影响分析结果准确性。
[0087]
在炉内取样作业完成后，将取样管摆放于风口平台空处，将取样管中所取物料按照35cm划分距离，进行取样位置编订，然后将物料拣出投放入试样存放桶中冷却40分钟后，装入样袋密封保存，并进行试样编号。
[0088]
3.3焦炭粒度和渣铁比例分析
[0089]
之后针对所取不同炉内位置物料，利用生铁具有磁性的这一磁吸原理，人工分拣出不同试样中的焦炭和渣铁试样，并分别进行质量称量和记录，从而区分出炉内不同取样位置焦炭和渣铁的滞留数量。并将所分拣出的不同位置焦炭试样，采用筛网网孔尺寸规格30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、6.5mm、5mm、3mm下的不同粒级的组合筛，依次对所取炉内焦炭试样进行粒度筛分，并称量和记录不同取样位置焦炭的粒级和质量，并在此基础上，统计出此位置下的焦炭平均粒级。
[0090]
针对所取不同位置焦炭平均粒级筛分结果，以横坐标为取样位置，纵坐标为平均粒级为坐标轴，绘制出从炉墙侧，至炉芯部位径向深度下炉内焦炭粒级变化趋势线，并以炉内焦炭粒级变化趋势线斜率最大处，作为判断出回旋区与死料柱的边界依据，从而区分出风口回旋区和死料柱区域。在此基础上，针对回旋区区域内和死料柱区域内的焦炭和渣铁滞留数量进行统计，并在此基础上，分别计算出回旋区内和死料柱内焦炭和渣铁滞留比例。炉缸内焦炭粒度和渣铁滞留比例见表8。
[0091]
表8实施例3焦炭粒度和渣铁滞留比例
[0092]
[0093]
3.4炉缸整体活跃指数分析结果
[0094]
应用本发明的获得整体炉缸活跃程度指数的计算公式计算后，可分析出炉缸整体活跃性指数，炉缸整体活跃性指数计算结果见表9。
[0095]
表9实施例3炉缸整体活跃性指数
[0096][0097][0098]
从分析结果来看，炉体下部炉缸整体活跃指数的计算结果为0.251，而针对于有效炉容3200m3这样高炉来讲，其炉缸活跃性指数尚可，说明炉缸整体活跃性一般，也即可说明要想获得较好的冶炼效果，可在现阶段已有运行状态下，应通过改善原燃料条件，并采取不同的强化冶炼措施下，实现高炉运行状态的改善。
[0099]
4实施例4，某钢铁厂有效炉容4038m3高炉应用为例说明。
[0100]
4.1高炉运行参数
[0101]
统计取样工作前，一个月内的高炉生产过程中的平均风口直径、热风流量、热风压力、富氧率以及喷吹煤比的运行参数，运行参数详见表10。
[0102]
表10实施例4高炉运行参数
[0103][0104]
4.2高炉炉缸风口取样
[0105]
针对某钢铁厂有效炉容4038m3高炉，在高炉16小时休风时间内进行取样。
[0106]
卸掉所取试样位置高炉的直吹管、风口，利用取样机将取样管送入风口回旋区后，固定好风口取样机，并通过钢绳和挂钩与高炉炉体进行连接。然后利用气缸加压方式，将取样管强制送入炉缸死料柱内，并使其前端到达死料柱中心位置处，后抽取取样管上方可滑动的盖板，并采用自带震打方式，震打3分钟后，待炉内死料柱、回旋区物料落入取样管中后，抽出插入炉内的取样管，并在取样管抽出炉体过程中，对抽出炉体的取样管上方部分，覆盖好取样管盖板，以防止炉内焦炭暴露在大气中燃烧，影响分析结果准确性。
[0107]
在炉内取样作业完成后，将取样管摆放于风口平台空处，将取样管中所取物料按照40cm划分距离，进行取样位置编订，然后将物料拣出投放入试样存放桶中冷却60分钟后，装入样袋密封保存，并进行试样编号。
[0108]
4.3焦炭粒度和渣铁比例分析
[0109]
之后针对所取不同炉内位置物料，利用生铁具有磁性的这一磁吸原理，人工分拣出不同试样中的焦炭和渣铁试样，并分别进行质量称量和记录，从而区分出炉内不同取样位置焦炭和渣铁的滞留数量。并将所分拣出的不同位置焦炭试样，采用筛网网孔尺寸规格30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、6.5mm、5mm、3mm下的不同粒级的组合筛，依次对所取炉内焦炭
试样进行粒度筛分，并称量和记录不同取样位置焦炭的粒级和质量，并在此基础上，统计出此位置下的焦炭平均粒级。
[0110]
针对所取不同位置焦炭平均粒级筛分结果，以横坐标为取样位置，纵坐标为平均粒级为坐标轴，绘制出从炉墙侧，至炉芯部位径向深度下炉内焦炭粒级变化趋势线，并以炉内焦炭粒级变化趋势线斜率最大处，作为判断出回旋区与死料柱的边界依据，从而区分出风口回旋区和死料柱区域。在此基础上，针对回旋区区域内和死料柱区域内的焦炭和渣铁滞留数量进行统计，并在此基础上，分别计算出回旋区内和死料柱内焦炭和渣铁滞留比例。炉缸内焦炭粒度和渣铁滞留比例见表11。
[0111]
表11实施例4焦炭粒度和渣铁滞留比例
[0112][0113]
4.4炉缸整体活跃指数分析结果
[0114]
应用本发明的获得整体炉缸活跃程度指数的计算公式计算后，可分析出炉缸整体活跃性指数，炉缸整体活跃性指数计算结果见表12。
[0115]
表12实施例4炉缸整体活跃性指数
[0116][0117]
从分析结果来看，炉体下部炉缸整体活跃指数的计算结果为0.245，而针对于有效炉容4038m3这样高炉来讲，说明炉缸整体活跃充分，其原燃料质量较好，即可表明要想获得较好的冶炼效果，维持现阶段相应的冶炼制度和原燃料质量水平就可以。
[0118]
5实施例5，某钢铁厂有效炉容5500m3高炉应用为例说明。
[0119]
5.1高炉运行参数
[0120]
统计取样工作前，一个月内的高炉生产过程中的平均风口直径、热风流量、热风压力、富氧率以及喷吹煤比的运行参数，运行参数详见表13。
[0121]
表13实施例5高炉运行参数
[0122][0123][0124]
5.2高炉炉缸风口取样
[0125]
针对某钢铁厂有效炉容5500m3高炉，在高炉18小时休风时间内进行取样。
[0126]
卸掉所取试样位置高炉的直吹管、风口，利用取样机将取样管送入风口回旋区后，
固定好风口取样机，并通过钢绳和挂钩与高炉炉体进行连接。然后利用气缸加压方式，将取样管强制送入炉缸死料柱内，并使其前端到达死料柱中心位置处，后抽取取样管上方可滑动的盖板，并采用自带震打方式，震打3分钟后，待炉内死料柱、回旋区物料落入取样管中后，抽出插入炉内的取样管，并在取样管抽出炉体过程中，对抽出炉体的取样管上方部分，覆盖好取样管盖板，以防止炉内焦炭暴露在大气中燃烧，影响分析结果准确性。
[0127]
在炉内取样作业完成后，将取样管摆放于风口平台空处，将取样管中所取物料按照30cm划分距离，进行取样位置编订，然后将物料拣出投放入试样存放桶中冷却60分钟后，装入样袋密封保存，并进行试样编号。
[0128]
5.3焦炭粒度和渣铁比例分析
[0129]
之后针对所取不同炉内位置物料，利用生铁具有磁性的这一磁吸原理，人工分拣出不同试样中的焦炭和渣铁试样，并分别进行质量称量和记录，从而区分出炉内不同取样位置焦炭和渣铁的滞留数量。并将所分拣出的不同位置焦炭试样，采用筛网网孔尺寸规格30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、6.5mm、5mm、3mm下的不同粒级的组合筛，依次对所取炉内焦炭试样进行粒度筛分，并称量和记录不同取样位置焦炭的粒级和质量，并在此基础上，统计出此位置下的焦炭平均粒级，以防止炉内焦炭暴露在大气中燃烧，影响分析结果准确性。
[0130]
针对所取不同位置焦炭平均粒级筛分结果，以横坐标为取样位置，纵坐标为平均粒级为坐标轴，绘制出从炉墙侧，至炉芯部位径向深度下炉内焦炭粒级变化趋势线，并以炉内焦炭粒级变化趋势线斜率最大处，作为判断出回旋区与死料柱的边界依据，从而区分出风口回旋区和死料柱区域。在此基础上，针对回旋区区域内和死料柱区域内的焦炭和渣铁滞留数量进行统计，并在此基础上，分别计算出回旋区内和死料柱内焦炭和渣铁滞留比例。炉缸内焦炭粒度和渣铁滞留比例见表14。
[0131]
表14实施例5焦炭粒度和渣铁滞留比例
[0132][0133][0134]
5.4炉缸整体活跃指数分析结果
[0135]
应用本发明的获得整体炉缸活跃程度指数的计算公式计算后，可分析出炉缸整体活跃性指数，炉缸整体活跃性指数计算结果见表15。
[0136]
表15实施例5炉缸整体活跃性指数
[0137][0138]
从分析结果来看，炉体下部整体活跃性指数的计算结果为0.239，而针对于有效炉容5500m3这样高炉来讲，说明炉缸整体活跃充分，其原燃料质量较好，即可表明要想获得较好的冶炼效果，维持现阶段相应的冶炼制度和原燃料质量水平就可以。