高炉布料数学模型的开发及应用

为研究炉料在炉内的分布,对武钢1号高炉在开炉前进行了料面测量,在获得的炉料堆积规律的基础上开发了高炉布料数学模型,利用开发的数学模型模拟炉料下落的轨迹,求解料面形状,计算炉料的O/C比分布,利用模型计算结果对不同布料矩阵的布料效果实行量化评估,结合高炉专家系统中有关煤气流分布的信息,可以及时对布料矩阵作出调整.     

高炉炉料层状分布的计算方法

提出了高炉内炉料层状分布的分层计算方法,给出了典型装料制度下的高炉炉料分布的计算结果,按实际生产数据得出的上述计算结果有较好的适应性。     

高炉布料的焦层坍塌建模方法研究

炉料分布是影响高炉内煤气流分布的决定性因素之一。在高炉布料过程中,矿石的冲击作用使部分焦层坍塌并堆积到炉中心区,考虑这一因素对料层分布的影响,在试验和统计分析基础上,采用一种简化方式模拟了布料过程的焦层坍塌现象。它以专家规则修正料面曲线,依据物料平衡关系求解模型参数,通过分析高炉径向温度和径向矿焦比分布,间接验证了布料模型中焦层坍塌修正方法。     

高炉优化配料数学模型的研究

为了研究实用的高炉优化配料数学模型,利用线性规划原理,以高炉炼铁工艺计算为基础,结合各种含铁炉料的软熔性能和含铁炉料之间的高温反应性等专家知识,开发了一套基于专家知识的高炉优化配料数学模型,并应用生产高炉现场数据对模型进行了验证.结果表明该模型是合理可行的,能够计算得出同时兼顾炉料冶金性能和配料成本的高炉炉料结构.     

高炉应用数学模型研究

根据高炉冶炼理论，结合具体检测条件，建立高炉无料钟布料和软熔带应用数学模型。在实践中，应用该数学模型寻求高炉生产与布料及软熔带特性等关系，便于分析指导控制生产。     

Numerical Investigation of the Radial Ore-to-Coke Ratio in the Blast Furnace Throat during Nonuniform Burden Descent

The burden descent in the blast furnace throat affects the radial ore-to-coke ratio, which is directly related to the gas distribution and chemical reactions in the furnace. Herein, the layer structure and the radial ore-to-coke ratio of the burden bed under uniform and nonuniform burden descent are studied numerically by the discrete element method. Two kinds of nonuniform descent are considered, where the descent rate in the furnace center is greater than the descent rate at the wall or vice versa. The descent is realized by deleting particles in virtual boxes of different sizes at the lower end of the simulated domain. The results show that the ore-to-coke ratio decreases where the descent rate is low and increases where the descent rate is high. For a burden profile of the “platform + hopper” type, a faster burden descent in the center has a much stronger influence on the radial ore-to-coke ratio distribution than the case with faster descent at the wall. The size difference between the ore and coke particles and the charging matrix are also found to play a role in the influence of the burden descent on the distribution of the ore-to-coke ratio.     

高炉焦炭负荷的分布规律

 焦炭负荷和焦炭在风口前的失碳率随着煤比的提高而增大,而焦炭强度则随着失碳率的提高而降低,因而焦炭在高炉内各部位所承受的压力,成为进一步研究极限煤比的基础。根据高炉炉料的散料特性,采用微元平衡法,对散料体中的任意微元体应用守恒定律,建立连续方程和运动方程,并结合状态方程,建立二维炉料压力数学模型。然后采用数值差分法对流函数和压力函数进行差分推导,设定流场和压力场的边界条件,对高炉内各点进行迭代计算,并用VC++进行程序代码设计得出了压力场分布规律。     

高炉炉料结构的研究及其优化配料数学模型的建立

以高炉炼铁工艺计算和高炉炉料结构理论为基础,结合在炉料结构方面的最新科研成果,建立一套高炉优化配料模型,并利用软件技术开发了相应的炉料数据库、专家数据库及其优化配料的数学模型,对宝钢高炉的配料数据进行验算,结果表明建立的模型是合理可行的.该模型能够快速得到满足其约束条件的优化配料方案,优化后配料方案的吨铁成本比实际生产采用的配料方案降低0.44%.     

无料钟布料数学模型在南钢高炉布料中的应用

将理论与实际紧密结合起来,通过运用高炉无料钟布料数学模型,及时分析并解决了4号和1号高炉生产遇到的关键技术问题,使生产得到强化.     

高炉炉料结构成本优化模型及分析

在系统推导物、热平衡计算模型的基础上,结合线性规划,以高炉用料成本最低为目标,满足高炉冶炼物、热及化学约束为条件,建立了高炉炉料结构优化模型。以莱钢实际生产数据代入模型进行了成本优化分析,与实际高炉生产数据相比,优化配料方案焦比降低0.59kg/t,渣量降低10kg/t,用料成本降低43.5元/t,并通过模型分析,对莱钢酸性料性价比进行了科学排序。     

高炉数学模型的进展

高炉是一个复杂的气固向流反应器。为了理解、控制和改进高炉炼铁过程，更多的努力被用于开发数学模型。全高炉动力学模型经历了从一维到多维、稳态到非稳态、简单到复杂的发展过程。多流体高炉模型是全高炉动力学数学模型研究的最新成果之一。该模型基于多流体理论，可对炉内主要现象进行多维数学模拟，并能精确地预测高炉在指定条件下的操作指标。未来的高炉数学模型应朝复杂化和实用化方向发展，并拓展解析范围、提高模拟精度。     

高炉精料与炼铁成本的关系研究

在剖析生铁成本主要构成的基础上，从入炉矿品位、炉料结构、原料和燃料的质量与成分等方面，论述了精料与炼铁成本的关系；提出了优化配料和提高自有矿山精矿品位、根据企业自身情况确定合理炉料、提高烧结矿和焦炭质量、以及采取料场混匀技术确保入炉料成分稳定等降低炼铁成本的途径。     

优化锰铁高炉配矿结构

介绍了新钢锰铁高炉通过优化烧结矿原料结构，改善了烧结矿性能，使锰铁冶炼取得了增产、节焦、降成本的明显效果。     

高炉炼铁合理炉料结构新概念

本文针对对我国当前炉料结构的合理性在高炉炼铁节能减排中的效果和地位,进行了系统地的分析和论述。提出高炉炼铁“合理的炉料结构”这一理论概念和实践：高炉炼铁要实现精料;现代烧结是精料加工厂;不宜选用烧结工艺进行铁精矿造块;球团具有更优越的冶金性能;低品位含铁原料预还原金属化炉料对高炉炼铁节能减排成更有利的原因进行了阐述。     

高炉软熔带数学模型研究

运用高炉冶炼理论,结合实际检测条件,建立高炉软熔带数学模型,为高炉操作人员提供一种定量分析高炉软熔带与高炉生产之间关系的方法。通过在南钢1号高炉应用得出：其炉身下部、炉腰和炉腹内衬表面热流强度比其他部位大,属于正常范围下限;正常生产时,该高炉软熔带形状是“W”型。     

高炉操作参数优化数学模型

采用数学规划论和最优化方法，建立高炉操作参数优化数学模型。通过对某钢厂实际生产数据的统计分析，得到了焦比，焦炭负荷，高炉利用系数等参数的多元线性回归方程，并通过计算标准回归系数确定各因素对目标函数值的影响程度和自变量与因变量的正、负相关性，调整主要参数，使目标函数接近或达到最优值。     

Burden Distribution Calculation of Bell-Less Top of Blast Furnace Based on Multi-Radar Data

 The burden distribution real-time estimation problem of multi-loop charging based on the real multi-radar data is resolved. Firstly, an iterative algorithm is introduced to calculate the radial coordinate of the pile-top. Then, based on the multi-radar data, the burden profile is estimated by a cubic-curve equation at the end of the multi-loop charging. Furthermore, the burden profile before the next multi-loop charging is calculated based on multi-radar data by considering the impact of burden descent. On the basis of these burden profiles, a more accurate thickness ratio of ore to coke (RO/C) at the radial direction of blast furnace can be obtained. Finally, an example is given to calculate the burden profiles and RO/C by using the real multi-radar data sampled from Baosteel, which shows the effectiveness of the method introduced.     

高炉炉料落点的确定

在实际装料时,不同密度、粒径及形状系数的颗粒在料面上的落点也各不相同。目前,文献在计算料流轨迹时存在忽略煤气曳力、密度选择不当或曳力公式使用有误等问题,与实际计算常有很大偏差。为此,针对目前料流轨迹计算存在的问题,准确考虑了颗粒在空区下落中所受重力、浮力及煤气曳力的作用,建立数学模型计算炉料颗粒在空区下落的运动轨迹。通过对不同炉料在其粒径范围内的布料半径变化及煤气对其曳力大小的讨论,正确考虑料流轨迹计算时煤气曳力的影响,为准确实现合理布料奠定基础。     

莱钢高炉合理炉料结构的研究与应用

本文介绍了莱钢高炉原料冶金性能和合理炉料结构的试验结果以及利用该炉料结构的实际生产效果，并对高炉的竣工性能特征进行了分析。     

高炉炉内状况的计算机仿真

本文给出了高炉炉顶布料及炉内料层分布、炉料温度分布、煤气流动及温度分布的数学描述方法,用计算机仿真的手段推断实际生产高炉炉内状态.在实际高炉中应用表明,该仿真系统有较好的实用性.