高炉炉况的重要参数

一、问题的重述

高炉炼铁是现代钢铁生产的重要环节，且是个复杂的高温物理化学过程，精确掌握炉内的温度分布上不可能，所以一般要通过预报高炉炉温(铁水硅含量)来间接地反映炉内的温度变化，判断高炉炉缸热状态，并以此来调控高炉行程、能量消耗及生铁质量。

事实上，影响铁水硅含量（即炉温）的因素很多，大体上分为两大类：状态参数和控制参数。状态参数包括料速、透气性指数、风口状况、铁水与炉渣成分等；控制参数包括入炉原料的性质(成分、比重、配料比等)、装料方式、风量、风温、富氧量等，各个因素之间也存在交互影响。

其中几个重要的影响参数为：

（1）料速是判断高炉炉况的一个重要参数；

（2）透气性指数是判断炉温与炉况顺行的一个重要参数；

（3）铁量差指的是理论出铁量与实际出铁量之差；

（4）风温对高炉冶炼过程的影响，主要是直接影响到炉缸温度，并间接的影响高炉高度方向上温度分布的变化，以及影响到炉顶温度水平；

（5）风量引起的炉料下降速度和初渣中FeO的含量的增减，以及煤气流分布的变化，都会影响到煤气能的利用程度和炉况顺行情况。

现在要求我们根据表中给出的近期某高炉的生产数据，试建立铁水硅含量与各影响参数的数学预测模型。

二、问题的分析

高炉铁水硅含量的高低反映了高炉冶炼过程的热状态及燃烧比。维持稳定且较低的铁水硅含量是炉况稳定并产生较低燃烧比的直接保证。

对于本问题中铁水硅含量的预报有很多方法，如传统的ARMA模型，但是由于高炉生产过程的复杂性，尤其在不断提高喷煤量之后，炉况的波动更加剧烈和复杂，采用ARMA模型已经很难准确的描述铁水硅含量的预测模型。然而最近提出的神经网络模型能够以实验数据为基础，经过有限次迭代，就可以获得一个反映实验数据内在规律性的参数组，尤其是对于参数众多的，规律性不明显的生产过程能发挥其独特性，此方法正好解决本文中参数众多且无规律的问题，所以本文采用神经网络的方法对铁水硅含量进行预报。为了使得我们建立的BP神经网络模型更具有说服力，同时建立了一个多元线性回归模型与之进行对比。

三、模型的假设和符号说明

（一）模型假设

1、铁硅量与原料混合时间有关，与起始时间无关；

2、用料全部都倒进高炉内，在反应开始前无残留；

3、原始各变量相互不独立，具有相关性。

（二）符号说明

ij a ：第i 个主成分，第j 个变量的权数

0β：为回归常数

i β：多元线性回归系数（i =1,2，…

p ）

ij X ：第i 个主成分的第j 个变量值

i F ：第i 个主成分

四、模型的建立及求解

（一）模型一：多元线性回归模型

1.模型一的建立

多元线性回归模型的一般形式

01122p p y x x x ββββε=+++

++

式中，0β为回归常数，i β（i =1,2，…p ）称为回归系数，y 称为被解释变量，

即因变量；而p x x x ，，

， 21是p 个可以精确测量并可控制的一般变量，称为解释变量，即自变量。

对于一个实际问题，如果我们获得n 组观测数据（i 21y ；，，

，ip i i x x x ）（i =1,2，…，n ）则线性回归模型可表示为

⎪⎪⎩⎪⎪⎨

⎧+++++=+++++=+++++=n

np p n n n p p p p x x x y x x x y x x x y εββββεββββεββββ 221102

2222211021112211101 （1.1） 由于大量的参数变量间并非相互独立，各个因素之间也存在交互影响，因此我们采用主成分分析法，把各变量之间互相关联的复杂关系进行简化分析。

建立主成分函数

∑==

24

1

j ij ij

x a

Fi （1.2）

最后将i F 看做一个新的变量，建立多元回归分析模型

m m F F F Y ββββ++++= 22110 （1.3）

2.模型一的求解

根据上面原理，利用SPSS 软件进行主成分分析求解，结果如表1。

表1 主成分矩阵

根据表1结果，得到主成分i F 的表达式。

⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪

⎪⎪⎪

⎨

⎧+++=-+----+-=+-+----+++--+++--++++-+-=-++-+--++-++++++++++++-=824

82818324373635343332313

22422322222122021921821721621521421321221121029282726252423222121241231221211201191181171161151141131121111101918171615141312111763.0022.0004.0192.0424.0521.0533.0530.0416.0202.0151.0234.0217.0045.0096.0161.0010.0038.0075.0092.0031.0296.0243.0926.0927.0929.0105.0173.0105.0096.0150.0141.0195.0094.0095.0215295.0413.0364.0327.0246.0216.0107.0065.0047.0416.0563.0166.0163.0161.0516.0555.0658.0680.0745.0772.0789.0811.0828.0X X X F X

X X X X X X X F X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X F X

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X F （1.4）

同时将求得的i F 值多元回归分析，结果如表2： 故拟合多元线性回归方程

8

765321041.0011.0025.0005.0058.0070.0003.0183.63F F F F F F F Y -+---++=

（1.5）

表2 回归系数

3.模型一的检验

要看回归效果如何，对回归方程进行显著性检验，即看自变量

m F F F ，，， 21从整体上对随机变量y 是否有显著的影响。为此提出原假设

0H ：021===m βββ （1.6）

如果0H 被接受，则表示随机变量y 与m F F F ，，

， 21之间的关系由线性回归模型表示不合适。为了建立对0H 进行检验的F 统计量，利用总离差平方和的分解式

21

2

1

2

1

)ˆ()ˆ()(i n

i i n i i n

i i

y y y y

y y

-+-=-∑∑∑-== （1.7） 简写为

SSE SSR SST += （1.8）

构造F 检验统计量如下

)

1/(/--=

m n SSE m

SSR F （1.9）

在正态假设下，当原假设0H ：021===m βββ 成立时，F 服从自由度为

)1,(--m n m 的F 分布。于是，可以利用F 统计量对回归方程的总体显著性进行

检验。给定的显著性水平α（取α=0.05），查F 分布表，得临界值)1,(--m n m F α.

当F >)1,(--m n m F α时，拒绝原假设0H ，认为在显著性水平α下，y 对

，1F 2F …m F 有显著的线性；反之，当F ≤)1,(--m n m F α,则认为回归方程不显著。

表3

方差分析表

。

表4

Sig 为显著性水平检验，Sig<0.05表示变量回归性显著。由表4可看出变量通过了显著性水平检验，但表2却反映，虽然变量通过了显著性水平检验，但某些变量，即F1、F2、F5、F7显著性水平较弱，（F1、F2、F5、F7分别对应表五中的Y1、Y2、Y5、Y7）。

将预测值和实际值汇在散点图上可直观的反映拟合效果，散点构成的直线基本倾斜向右上方，但离散程度过大，故方程的拟合效果不尽理想。此方法不适合用于此类的预测问题。

图1 炉温指数散点图

（二）模型二：BP神经网络模型

1. 模型结构的确定

BP神经网络模型可以拟合任意一个非线性映射，由输入层、隐藏层和输出层三部分组成。其基本的结构如图2所示。

图2 BP神经网络层次图

（1）输入层的确定

神经网络的输入层起缓冲存储器的作用，其向量的数目相当于所研究问题的独立变量数目。为了有效地进行铁水硅含量的预报，本模型结合题目本身所给的数据，同时考虑到不同参数对铁水硅含量的时间滞后性，对其作了精心的筛选，共选择9个参数作为网络模型的输入结点，如表5所示。

（2）隐含层的确定

隐含层神经元代表网络输入与输出之间的非线性程度，对模型的训练速度和预报能力有着重要影响，神经元数太少影响网络在输入层提取有价值的特征，网络可能训练不出来或网络不“强壮”，容错性差。但神经元个数太多又使学习时间过长，误差也不一定最佳。所以没有统一的理论依据，本文中我们根据Kolmogorov定理，确定隐含层神经元个数为19。

（3）输出层的确定

输出层神经元的个数取决于系统对网络功能的要求，本模型要实现铁水硅含量的预测，故输出变量为铁水硅含量，即输出层神经元的个数为1。

因此在本文中，我们建立的神经网络模型结构为：9-19-1。

2. 样本集的确定

为完成对目标函数的逼近，在网络的构建训练和检测及结果评价的整个过程，首先要为网络提供一组适当数量的可靠样本。本文中给出了160组数据，由于数据太多，我们选取了部分数据，如表4所示。选定其中的1~100组作为训练样本，101~160组作为测试样本。

3. 数据处理

数据处理的目的是为神经网络的推理提供较为准确的参数。一般方法包括：时序化处理、归一化处理。

表5

铁水硅含量影响因子数据表

（1）时序化处理：

由于给出的数据中只有每铁次的值，因此需要将铁次的值转化成对应小时或序号的值，作为样本的中的输入参数。

（2）归一化处理

为避免由于输入变量单位不同、绝对值相差很大对神经网络模型的影响，需要对输入输出参数进行归一化处理。本模型的BP 网络采用Sigmoid 函数作为激发函数，即各节点的输入输出值应在[0,1]之间。因此，要对每一参数进行相应的转换，在不失其变化规律的前提下，把参数值都转换到[0,1]上。对于输入层的参数值采用如下式的线性转换方式。

(,)()0.9

min ,()1.1()0.9

max min x p i x i x p i x i x i -⨯⨯-⨯act ()=

（2.1）

式中,x p i ()——样本P 中参数i 的样本值；(,)x p i act ——样本P 中参数i 的实际值；()min x i ——样本集中参数i 的最小值；()max x i ——样本集中参数i 的最大值。

按上述方法得到的归一化数据如表6。(仅为每个样本输出层的数据，完整数据见附件)

表6 处理后输出层数据表

4.网络学习

（1）学习参数的确定

学习速率η和冲量系数α是两个学习时可供选择的参数，二者大小的选取直接影响网络的收敛稳定性和学习效率，合理选择η和α，可避免或减少系统误差

的振荡。经过多次训练，我们选取 =0.14。

（2）BP 网络学习的步骤：

BP 网络学习的目的就是要获得最终的权值矩阵。归一化后的数据即可作为可靠性样本进行训练，本文中使用train 函数进行训练，经过数次训练后得出训练图3

05

1015

10

-3

10

-2

10

-1

10

15 Epochs

T r a i n i n g -B l u e G o a l -B l a c k

Performance is 0.0018014, Goal is 0.002

图3 训练图

从图3中可知经过15步训练就达到了性能指标要求。最终炉温指数拟合如图4

图4 炉温指数拟合图

图4中的误差情况如图5

图5 误差情况图

由图5中的数据可以看出，模型二的误差值最大时也仅仅为0 .1，其余误差大多集中在0附近，因此模型二作为一个预测模型有比较准确的命中率。

五、 模型的评价与改进

1. 模型评价

多元线性回归模型在选取变量时先进行了主成分分析，保证821F F F 、、

、 这8个变量相互独立，满足多元线性回归的要求。可多元线性回归模型最终结果

拟合度不高，对该问题的预测效果不佳。

本文其后运用了BP 神经网络模型进行预测，BP 神经网络具有模拟多变量而不需要对输入变量做复杂的相关假定的能力。它不依靠专家经验，只利用观察到的数据，可以从训练过程中通过学习来抽取和逼近隐含的输入／输出非线性关系。符合本题对模型的要求。从模型的预测结果也可以看出本模型具有很高的命中率。

2. 模型改进

（1） 模型一线性拟合效果不佳，可利用最小二乘法进行曲线方程拟合，对各种曲线模型的拟合度进行比较，选择拟合效果最好的模型。

（2） 本文中采用的BP 神经网络模型可以用RBF 网络来代替用来对模型的 改进。RBP 网络与BP 网络相比最大的不同在于，隐层的装换函数是局部响应的高斯函数，径向基网络所需要的训练时间比BP 网络要少。

（3）模型二也可用BP神经网络模型与时差方法相结合的方法对本模型的改进。

参考文献

[1] 薛薇，spss统计分析方法及应用（第二版），电子工业出版社，2009年；

[2] 何晓群，多元统计分析（第二版），中国人民大学出版社，2008年；

[3] 何晓群，应用回归分析（第二版），中国人民大学出版社，2007年；

[4] 马莉，MATLAB数学实验与建模，清华大学出版社，2010年；

[5] https://www.wendangku.net/doc/2f19367615.html,/p-.html。

[6] https://www.wendangku.net/doc/2f19367615.html,/p-.html。

[7] https://www.wendangku.net/doc/2f19367615.html,/view/9d127ddb35eefd3419.html。

[8] https://www.wendangku.net/doc/2f19367615.html,/viewthread-5767.html。

附录一：数据归一化处理程序代码

function Y=guiyihua(y,m,n)

%y为要处理的数据矩阵

%m为y矩阵行数

%n为y矩阵列数

%Y为返回处理后的矩阵

Y=zeros(m,n);

for j=1:n

min=10000;

max=-10000;

for i=1:m

if y(i,j)

min=y(i,j); % 求列最小值

end

if y(i,j)>max

max=y(i,j); %求列最大值

end

end

for k=1:m

Y(k,j)=(y(k,j)-min*0.9)/(max*1.1-min*0.9); %归一化函数end

end

附件二：主成分相关公式

F1=0.828*Ls-0.811*S+0.789*Ti+0.772*R+0.745*RR+0.680*Sz+0.658*CaO+0.555*铁水温度+0.516*F+0.161*K2O+0.163*FeO+0.166*Na2O+0.563*Si+0.416*P-0.047*实际产量+0.065*水渣量+0.107*铁量差-0.216*铁口工作深度-0.246*混合时间+0.327*Mn-0.364*SiO2+0.413*Al2O3+0.295*MgO-0.215*铁口工作泥量

F2=-0.095*Ls+0.094*S-0.195*Ti+0.141*R+0.150*RR+0.096*Sz+0.105*CaO-0.173*铁水温度-0.105*F+0.929*K2O+0.927*FeO+0.926*Na2O-0.243*Si-0.296*P+0.031*实际产量+0.092*水渣量+0.075*铁量差-0.038*铁口工作深度-0.010*混合时间-0.161*Mn-0.096*SiO2+0.045*Al2O3-0.217*MgO+0.234*铁口工作泥量

F3=0.151*Ls-0.202*S+0.416*Ti-0.530*R-0.533*RR-0.521*Sz-0.424*CaO+0.369*铁水温度-0.090*F+0.305*K2O+0.307*FeO+0.304*Na2O+0.596*Si+0.599*P+0.177*实际产量+0.197*水渣量-0.067*铁量差+0.013*铁口工作深度-0.147*混合时间+0.232*Mn+0.300*SiO2-0.275*Al2O3+0.075*MgO-0.192*铁口工作泥量

F4=0.057*Ls-0.220*S+0.024*Ti+0.210*R+0.245*RR-0.128*Sz+0.371*CaO-0.108*铁水温度-0.372*F-0.084*K2O-0.073*FeO-0.094*Na2O-0.053*Si-0.018*P+0.831*实际产量+0.761*水渣量-0.544*铁量差+0.196*铁口工作深度+0.368*混合时间+0.203*Mn+0.208*SiO2-0.223*Al2O3-0.335*MgO+0.174*铁口工作泥量

F5=-0.241*Ls+0.289*S-0.045*Ti-0.001*R-0.011*RR-+0.250Sz-0.263*CaO+0.206*铁水温度+0.078*F+0.047*K2O+0.045*FeO+0.033*Na2O+0.252*Si+0.116*P+0.269*实际产量+0.000*水渣量-0.472*铁量差+0.502*铁口工作深度+0.156*混合时间

-0.277*Mn-0.418*SiO2+0.373*Al2O3+0.345*MgO-0.038*铁口工作泥量

F6=-0.098*Ls-0.053*S-0.072*Ti+0.148*R+0.186*RR-0.077*Sz+0.011*CaO+0.223*铁水温度-0.486*F+0.023*K2O+0.023*FeO+0.009*Na2O+0.061*Si+0.274*P-0.329*实际产量-0.339*水渣量+0.163*铁量差+0.371*铁口工作深度+0.436*混合时间+0.376*Mn-0.257*SiO2-0.280*Al2O3-0.067*MgO-0.226*铁口工作泥量

F7=0.033*Ls-0.077*S-0.098*Ti-0.091*R-0.081*RR-0.024*Sz+0.254*CaO-0.162*铁水温度-0.051*F+0.051*K2O+0.049*FeO+0.037*Na2O-0.136*Si+0.071*P-0.069*实际产量+0.034*水渣量+0.187*铁量差+0.331*铁口工作深度+0.232*混合时间+0.192*Mn+0.559*SiO2+0.484*Al2O3-0.475*MgO-0.061*铁口工作泥量

F8=0.004*Ls+0.022*S+0.125*Ti-0.067*R-0.082*RR+0.103*Sz+0.015*CaO+0.018*铁水温度+0.190*F-0.047*K2O-0.044*FeO-0.061*Na2O+0.187*Si+0.140*P-0.053*实际产量+0.111*水渣量+0.212*铁量差+0.203*铁口工作深度-0.082*混合时间-0.208*Mn+0.150*SiO2+0.157*Al2O3-0.283*MgO+0.763*铁口工作泥量

高炉炉况的重要参数

一、问题的重述 高炉炼铁是现代钢铁生产的重要环节，且是个复杂的高温物理化学过程，精确掌握炉内的温度分布上不可能，所以一般要通过预报高炉炉温(铁水硅含量)来间接地反映炉内的温度变化，判断高炉炉缸热状态，并以此来调控高炉行程、能量消耗及生铁质量。 事实上，影响铁水硅含量（即炉温）的因素很多，大体上分为两大类：状态参数和控制参数。状态参数包括料速、透气性指数、风口状况、铁水与炉渣成分等；控制参数包括入炉原料的性质(成分、比重、配料比等)、装料方式、风量、风温、富氧量等，各个因素之间也存在交互影响。 其中几个重要的影响参数为： （1）料速是判断高炉炉况的一个重要参数； （2）透气性指数是判断炉温与炉况顺行的一个重要参数； （3）铁量差指的是理论出铁量与实际出铁量之差； （4）风温对高炉冶炼过程的影响，主要是直接影响到炉缸温度，并间接的影响高炉高度方向上温度分布的变化，以及影响到炉顶温度水平； （5）风量引起的炉料下降速度和初渣中FeO的含量的增减，以及煤气流分布的变化，都会影响到煤气能的利用程度和炉况顺行情况。 现在要求我们根据表中给出的近期某高炉的生产数据，试建立铁水硅含量与各影响参数的数学预测模型。 二、问题的分析 高炉铁水硅含量的高低反映了高炉冶炼过程的热状态及燃烧比。维持稳定且较低的铁水硅含量是炉况稳定并产生较低燃烧比的直接保证。 对于本问题中铁水硅含量的预报有很多方法，如传统的ARMA模型，但是由于高炉生产过程的复杂性，尤其在不断提高喷煤量之后，炉况的波动更加剧烈和复杂，采用ARMA模型已经很难准确的描述铁水硅含量的预测模型。然而最近提出的神经网络模型能够以实验数据为基础，经过有限次迭代，就可以获得一个反映实验数据内在规律性的参数组，尤其是对于参数众多的，规律性不明显的生产过程能发挥其独特性，此方法正好解决本文中参数众多且无规律的问题，所以本文采用神经网络的方法对铁水硅含量进行预报。为了使得我们建立的BP神经网络模型更具有说服力，同时建立了一个多元线性回归模型与之进行对比。 三、模型的假设和符号说明 （一）模型假设 1、铁硅量与原料混合时间有关，与起始时间无关； 2、用料全部都倒进高炉内，在反应开始前无残留； 3、原始各变量相互不独立，具有相关性。 （二）符号说明

高炉炉况判断及炉况异常的处理

高炉炉况判断及炉况异常的处理 目的要求： 1.掌握炉况判断方法，熟悉通过看铁水、看炉渣、看风口等方法直接观察高炉冶炼情况； 2.了解通过仪器仪表反映出来的数据间接判断炉况。 第一节高炉炉况判断 常见的炉况判断方法：直接判断法和利用仪器仪表进行判断。 一．直接观测法 1.看出铁 主要看铁中含硅与含硫情况。 ◆看火花判断含硅量 ①冶炼铸造生铁时： 当[Si]大于2.5％时，铁水流动时没有火花飞溅； 当[Si]为2.5％～l.5％时，铁水流动时出现火花，但数量少，火花呈球状； 当[Si]小于1．5％时，铁水流动时出现的火花较多，跳跃高度降低，呈绒球状火花。 ②冶炼炼钢生铁时： 当[Si]为1．0％～0．7％时，铁水流动时火花急剧增多，跳跃高度较低； 当[Si]小于0．7％时，铁水表面分布着密集的针状火花束，非常多而跳得很低，可从铁口一直延伸到铁水罐。 ◆看试样断口及凝固状态判断含硅量 看断口 ①冶炼铸造铁时： 当[Si]为1.5％～2.5％时，模样断口为灰色，晶粒较细； 当[Si]大于2.5％时，断口表面晶粒变粗，呈黑灰色； 当[Si]大于3.5％时，断口逐渐变为灰色，晶粒又开始变细。 ②冶炼炼钢生铁时： 当[Si]小于l.0％时，断口边沿有白边； 当[Si]小于0.5％时，断口呈全白色； 当[Si]为0.5％～l.0％时，为过渡状态，中心灰白，[Si]越低，白边越宽。 看凝固状态 铁水注入模内，待冷凝后，可以根据铁模样的表面情况来判断。 当[Si] 小于1.0％时，冷却后中心下凹，生铁含[Si]越低，下凹程度越大； 当[Si]为1.0％～l.5％时，中心略有凹陷； 当[Si]为1.5％～2.0％时，表面较平； 当[si]大于2.0％以后，随着[Si]的升高，模样表面鼓起程度越大。 ◆用铁水流动性判断含硅量 ①冶炼铸造生铁时： 当[Si]为1.5％～2.0％时，铁水流动性良好，但比炼钢铁黏些； 当[Si]大于2.5％时，铁水变黏，流动性变差，随着[Si]的升高黏度增大。 ②冶炼炼钢生铁时： 铁水流动性良好，不粘沟。 ◆生铁含[S]的判断 ①看铁水凝固速度及状态： 当[S]小于0.04％时，铁水很快凝固； 当[S]在0.04％～0.06％时，稍过一会儿铁水即凝固，生铁含[S]越高，凝固越慢，含[S]越低，凝固越快； 当[S]在0.03％以下时，铁水凝固后表面很光滑； 当[S]在0.05％～0.07％时，铁水凝固后表面出现斑痕，但不多； 当[S]大于0.1％时，表面斑痕增多，[S]越高，表面斑痕越多。 ②看铁水表面油皮及样模断口：

炉况判断小技巧

1．料速的变化可以反映炉温的状态。当炉温向热时，料速由快变慢，当炉温向凉时，料速由慢变快。料速的大小可以通过每小时下料批次来计算获得。 2．透气性指数的值在某一范围内，表示炉况顺行，小于某一数值，表示炉况难行，更小时就表明炉子悬料。 3．铁量差指的是理论出铁量与实际出铁量之差。当铁量差为一个较大的正值时，说明炉缸里还有一定量的铁水未出尽，这些滞留的铁水使铁水硅含量升高。如果铁量差保持在较小的范围内，表示炉缸保持热平衡状态。当铁量差为较大的负值时，炉缸的热平衡被打破，导致铁水硅含量降低。 4．风温主要是直接影响到炉缸温度，并间接的影响高炉高度方向上温度分布的变化，以及影响到炉顶温度水平。高炉鼓风的温度。风温越高，鼓风带入炉内的热量越多，高炉的燃料比越低。因此，通常都将风温用到高炉可能接受的最高水平。高炉接受风温的程度主要决定于冶炼条件。原料、燃料质量越好，喷吹燃料越多，鼓风湿度越高，炉况越稳定、顺行，高炉能接受的风温越高。中国高炉风温多在900～1250℃之间；工业发达国家的高炉风温多在1150～1350℃之间。增减风温是调节炉况的重要手段，提高风温可以使炉温升高，降低风温可以使炉温降低。但先进的高炉多把风温稳定在最高水平，而用调整燃料喷吹量或鼓风湿度的办法来调节炉况。只有在非常必要时才降低风温。这样可以获得较低的燃料比。5．风量引起的炉料下降速度和初渣中FeO 的含量的增减，以及煤气流分布的变化，都会影响到煤气能的利用程度和炉况顺行情况，这也表示对高炉内直接还原和间接还原的比例有一定的影响，这些都会影响到炉缸温度。单位时间进入高炉的风在标准状态下的体积(m3 / min 或m3/h)。在相同条件下，风量越大，产量越高。高炉风量首先取决于高炉容积，一般是每立方米炉容2．0～2．2 m3 /min。由于风量的测定常因漏风和仪表本身误差而失准，而风量又与焦炭和喷吹燃料的消耗量成正比，故高炉操作人员多习惯于以冶炼强度来估量风量。又因在同一条件下，高炉上料批数与风量成正比，故高炉操作者实际上是按上料批数来控制风量的。冶炼强度取决于原料、燃料质量和冶炼的铁种，一般在0．9～1．2t/(m3 ?d)之间。原料、燃料质量好时取上限；反之，取下限。冶炼铸造生铁时的冶炼强度应比冶炼炼钢生铁时的低，冶炼锰铁时又比冶炼铸造生铁时的低。这是因为炉温越高，炉内煤气实际体积越大，穿过料柱越困难。当高炉需要限产时，冶炼强度和风量根据额定生铁产量来确定。鼓入高炉的风量和每小时上料的批数(炉内下料速度)应力求稳定。风量波动会影响料速和炉温波动，进一步会引起风压波动和炉况不稳。为此，高炉风量选定在某一适当水平后不宜随意增减。只有在炉凉、 下料不顺或设备故障需要减风处理时才减风。减风后一旦条件允许恢复风量时，应及时 逐步恢复。 高炉炼铁要实现精细化操作 大多数高炉工长可以准确判断高炉运行状态，并能采取相应的调整措施，在高炉生产走势定性的方面准确判断失误少，但是在定量化处理上有分寸失当的现象。这也是高炉生产不稳定的原因之一。

2000高炉工艺参数

南京钢铁联合有限公司炼铁新厂 作业文件 高炉工艺参数控制标准 文件编码： 管理部门：技术质量部 版本：试行 控制状态： 发放编号： 拟制： 审核： 批准： 2005年 3月31日发布 2005年 4月1日实施

本基准适用于炼铁新厂2000M3操业管理。 1、原燃料管理 1）焦炭质量要求 焦炭质量控制基准：M40：≥82％；M10：≤7.0%；Ad≤12.85%;CRI≤30%,CSR ≥60%；焦炭水分：3-7%；焦末≤5%。 2）喷吹煤要求 喷吹无烟煤灰分Ad%≤13.00% 3）烧结矿要求 高炉入炉烧结矿5-10mm粒级组成≤22% 4）槽位管理 A 总在库量小于50％，高炉减风10～30％，并调整用料结构。 B 总在库量小于30％，高炉减风50％，并做好休风准备。 2、炉温管理基准 （1）铁水温度目标值：PT=1480±20℃ 增热情况下：风温→湿度→喷煤量→O/C→风量（见风量管理） 减热情况下：喷煤量→O/C →湿度→风温→风量及料制 3、煤气分布管理基准

**W=十字测温边缘温度平均值/炉顶平均温度 Z=中心5点温度之和/炉顶平均温度 CCT--十字测温中心温度 4、装料管理 5、炉渣成分管理基准 6、风量管理 （1）风压波动管理 风压波动上下限规定： ±3δ P=P o 、δ－表示波动后风压，正常时风压，正常时风压偏差。 P、P o

（3）下列情况要求减风 A)风压超限或炉况失常时； B)炉温向凉，不减风不能防止炉凉时； C)低料线作业时； a)低于正常料线1米以上，估计1小时无法赶上正常料线或炉顶温度超限（＞ 280℃），打水也不能制止时；应将风量控制在正常风量的80～90%； b)料线已经达到3米，且造成空料的原因仍然未排除时，应将风量控制在正常 风量的40%以下，并立即组织出铁，准备休风； c)料线深达4米，且仍然无明确恢复正常时间，应迅速请示厂调，经批准后按 正常程序休风; d)料线深达6米应迅速按正常程序休风； D) 动力故障(水、电、气)或渣铁排放故障危及管理安全生产时; E) 因上次铁未出尽（或铁口难开），铁水贮存量达到120吨（或者渣量40吨）而又不具备重叠出铁条件时，减风10%以上。 （4）下列情况允许加风 a)风量低于规定水平，高炉具备接受风量的条件时。 b)减风原因消除时。 （5）加风注意事项 1 加风条件:炉况顺行，炉温充沛，外围条件良好。 2加风幅度：定风压操作阶段，每次加风0.01～0.02MPa； 定风量操作阶段，每次加风100～400Nm3/min. 当风量接近正常风量的85%或炉况基础条件较差时，加风应慎重。 (6) 高炉放风阀放风管理 放风条件:风压≤ 0.04Mpa, 高炉放风阀仅仅用于高炉休复风,其余情况不允许直接用放风阀放风。 （7）喷煤管理 a)调剂喷煤量时一般应在负荷调整3－4小时后调整煤量。 b)喷煤量应和风量、风温相适应，风量大于正常风量的60％，风温大 于900o C时方可喷煤。 c)正常情况下,一般每次调整喷煤量≤2t/h,每班同向调整喷煤量≤5t/h, 不得用停煤方式调整炉温。 d)一般煤焦置换比为: 0.6－0.8(煤粉灰分﹤15%时置换比取0.8;灰分 在15－20%之间时取0.7;灰分≥20%时取0.6)。 （8）富氧，加湿和风温管理 a)富氧应力求稳定均衡,正常情况下,每次富氧率变动≤0.5%,每日富氧率变动 ≤1% 。 b)高炉原则上采用定湿法操作,如需调整湿分时,一般每次调整量≤3g/Nm3,每班 同向调整湿分≤10g/Nm3。 c)一般鼓风中每增加10g/Nm3湿分时，相当于增加风量3％，降低风温60o C。 d)加湿量=(V b +V o2 )?(W b -W a )?60/103,(Kg/h) V b ---- 送风量 (Nm3/min)； V o2 ---- 富氧量 (Nm3/min) W b ---- 送风量 (g/Nm3) ； W a ---- 大气湿度 (g/Nm3) e)提高风温应平缓,每次加风温20－40o C,在风温水平不高时,每班可加风温 2-3次。

高炉炉况的直接判断

高炉炉况的直接判断 在这里对这一节的内容中出现的现象作一下解释，以便于以后的复习 一、看风口 1、判断炉缸的工作状态 各个风口明亮、均匀、活跃—高炉顺行的重要标志，没有一些风口较亮、而另一些风口较暗的现象 2、判断炉缸的温度 炉温充足时，风口明亮，无生降、不挂渣 炉温下降时，风口的亮度渐渐地变暗，进而出现生降、风口挂渣 炉缸大凉时，风口挂渣、涌渣、甚至灌渣 炉缸冻结时，风口灌渣 3、判断顺行的情况 （1）顺行时，各风口明亮，但不耀眼，均匀活跃，风口前无生降、不挂渣、风口破损少，下料均匀 （2）难行时： 1）如悬料时，焦炭运动微弱，严重时，运动停止 2）如崩料时，上部崩料从风口看不出反映 3）下部崩料时，崩料前风口活跃，崩料后，焦炭运动呆滞 4）产生管道时，管道方向，开始风口循环区较深，但风口不明亮，管道崩溃后，焦炭运动呆滞，有生料在风口前堆积 5）发生偏料时 低料面一侧风口较暗，有生料和挂渣 4、判断小套漏水情况 风口漏水时，风口出现挂渣、风口发暗，并且出现水管出水不均，出水中有气泡，水温差升高 二、看出渣 1、用炉渣判断炉缸的温度 炉缸温度指炉缸内铁水与渣的温度水平 看炉渣的碱度、渣温、渣的流动性这三个方面 并且利用高炉冶炼的热惯性，即二次出渣之间或一次出渣的前后渣的渣温变化来判断炉温的变化方向 （1）炉温充足、碱度正常时，炉渣的流动性好，不粘沟，渣中不带铁，渣流动性好，表面有小火焰，冲水渣时，呈大的白色泡沫浮在水面 （2）炉凉时，渣的颜色变为暗红色，流动性差，易粘沟，渣口易被堵塞，上渣带铁多，渣口易烧坏，喷出煤气量少，渣面起泡，渣面有铁花飞溅，冲水渣时，冲不开，有大量的黑色硬块沉于渣池

炼铁厂高炉冶炼知识讲解

炼铁厂高炉冶炼知识讲解 一、什么叫炉况判断？通过那些手 段判断炉况？ 答案：高炉顺行是达到高产、优质、低耗、长寿的必要条件。为此不是选择好了操作制度就能一劳永逸的。在实际实际生产中原燃料的物理性能、化学成分经常会产生波动，气候条件的不断变化，入炉料的称量可能发生误差，操作失误与设备故障也不可完全杜绝，这些都会影响炉内热状态和顺行，判断炉况就是判断这种影响的程度及顺行的趋向。即炉况是向凉还是向热，是否会影响顺行，影响程度如何等等。判断炉况的手段基本是两

种，一是直接观察，如看入炉原料外貌，看出铁、出渣、料速、风口情况；二是利用计器仪表，如指示风压、风量、料尺、各部位温度及透气性指数等的仪表。必须两种手段结合，连续综合观察一段时间的各种反映，进行综合分析，才能正确判断炉况。 二、为什么力求稳定前四小时和后 四小时、班与班之间的下料批数？答案：稳定下料批数是高炉进程均匀稳定的重要因素之一，稳定下料批数的作用是稳定本班和班与班之间各次铁的炉温，如果料批相差悬殊则会带来炉温大幅度的波动和影响生铁的质量，即使在轻负荷条件下也是如

此。 三、工长的技术操作水平应该表现 在哪几个方面？ 答案：⑴能及时掌握炉况波动的因素；⑵能尽早知道炉况不稳定的原因；⑶具有对待炉况波动的方法和手段；⑷能掌握炉况变化的规律。四、高炉炼铁工（高级）综合实作 题 8小时模拟高炉操作。 1、对上班进行分析（8分） 2、制定本班操作方针（包括采取必 要措施）预测本班料批总数及炉温会在什么范围（[SI]及铁水温度平均值）。（12分）

3、每小时对路况分析、判断，采取 相应手段，写出依据或简易计算过程。（21分） 4、班中检测操作方针与炉况走向是 否一致，若偏离并进行修正。（6分） 5、对本班的操作进行总结。（6分） 6、预测下班；料批总数及炉温会在 什么水平（[SI]及铁水温度平均值），对下班操作提出建议。（11分） 7、铁前、铁后对[SI]、[S]、R2及铁 水温度的判断。（36分） 平分标准 1、共8分

高炉炉况参数监控系统

高炉炉况参数监控系统 摘要：本文主要论述了重钢2500m3高炉本体参数监控系统，高炉生产是个复 杂的高温物理化学过程，其中各项过程参数是体现炉况是否正常的重要依据，这 与高炉的操作密切相关。根据工艺要求对影响炉况的过程参数进行实时监控，便 于操作人员监控。高炉炉况参数监控系统由西门子S7-400系统PLC组成，采用 西门子WINCC软件实现实时监控，该系统实现了对过程参数的实时监控，故障信 号的报警记录，历史数据的归档及每小时平均值报表。该系统具有精度高、安全、可靠的特点，为高炉的正常生产提供保障。 关键词：高炉本体；西门子WINCC；西门子PLC 1. 概述 高炉炼铁是现代钢铁生产的重要组成部分，是一个复杂的高温物理化学过程，不准确掌握炉内温度分布是不可能的，因此一般需要通过预测炉内温度来间接反 映炉内温度的变化（铁水中的硅含量）。实际上，影响铁水含硅量的因素很多， 可以分为两类：状态参数和控制参数。状态参数包括料速、透气性指数、风口状况、铁水与炉渣成分等；控制参数包括入炉原料的性质(成分、比重、配料比等)、装料方式、风量、风温、富氧量等，各个因素之间也存在交互影响。 为了更好地指导高炉操作，方便操作人员判断和掌握炉况变化趋势，加强炉 况调整，稳定高炉平稳运行，一套集过程控制、数据采集、实时监控为一体的自 动化系统是必不可少的。 1. 工艺简介 重钢2500m3高炉本体设有30个风口、3个铁口、1套十字测温装置、1套炉 顶喷雾装置等，高炉冷却设备形式为冷却壁加冷却板复合式结构。炉缸、炉腹上

部、炉腰、炉身为冷却壁；炉腹下部为铜冷却板，炉喉设2段钢砖；炉底设有冷 却水管。冷却系统分软水密闭循环系统和中压工业水系统、回用工业水系统。炉 体系统还设有炉身静压监测、冷却设备温度监测、冷却水系统监测及耐火材料温 度监测设施等。 1. 系统设计方案 根据高炉需求，对一些重要的参数如温度、流量、压力，以及运行状况等等，由现场检测设备通过PLC系统及计算机网络，在上位机监控画面上显示出来。本 系统硬件采用西门子S7-400系列PLC，软件使用STEP7编程软件及西门子WINCC 上位机监控画面组成。 1.硬件系统 本系统主要由一个主站和三个从站组成，其中包含了1块中央处理器模块， 1块通讯模块，4块电源模块，4块接口模块，35块模拟量输入模块，1块模拟量 输出模块，10块数字量输入及2块数字量输出模块。 站与站之间通过主站接口模块IM460-3及从站接口模块IM461-3进行通讯连接。 中央处理器使用CPU 414-2DP模块，具有中到大容量程序存储器和PROFIBUS DP/MPI接口，比较适用于大规模的I/O配置或建立分布式I/O系统。 通讯模块使用CP 443-1模块，用于工业以太网的 S7 CP，支持 ISO 和 TCP/IP 协议，具有 SEND-RECEIVE 和 FETCH-WRITE 接口，PROFINET IO 控制器，实现PLC之间或者与上位机的高速数据交换功能。 电源模块使用PS 407 20A模块，用于连接到85到264 VAC的AC线路电压 或88到300 VDC的DC线路电压，并在二级侧提供5 VDC/20A和24 VDC/1A，实 现对机架和模块的供电。

炼铁厂高炉重点操作参数监控管理制度

炼铁厂高炉重点操作参数监控管理制度 为加强高炉操作过程控制，明确高炉重点操作参数主体监控职责，维持高炉长期稳定顺行，提升经济技术指标，特制定本制度。 一、高炉重点操作参数监控管理基本要求 1.严格按《炼铁厂高炉技术操作规程》进行操作。 2.严格执行铁厂及高炉车间制定的各项操作(管理）规定。 3.高炉报表记录力求准确、完整，严禁弄虚作假。 4.重点操作参数出现异常要及时处理、及时通报。 二、具体监控要求 1.热制度参数 包括：[Si]、[Si+Ti]、物理热、[S]、料速、冶炼强度等。 正常波动范围：相邻两炉铁[Si]的波动＜0.10%、当班[Si]波动范围＜0.15%；铁水物理热1420-1460℃；[S]≤0.085%（具体以当时质量控制要求为准）；连续两小时的料批差不能超过2批，班与班的料批差不大于3批。 值班工长严格按照参数控制范围，确保炉温（[Si]、[Si+Ti]、物理热）在合格范围。出现连续2炉低炉温必须报告当班值班长，出现连续3炉低炉温必须报告炉长和生产技术科长；连续4炉低炉温向生产厂长汇报。出现连续3炉高炉温必须报告当班值班长，出现高炉温导致渣铁异常（不来上渣或下渣、严重亏铁等）必须报告炉长，连续2炉渣铁异常必须报告生产技术科长；渣铁异常导致减风必须向生产厂长汇报。

因炉温或碱度原因导致[S]超标发生质量事故，值班工长必须按照质量事故管理制度进行汇报：①发生三级及以上质量事故，值班室向车间主任或调度值班长汇报；②发生二级及以上质量事故，调度室向技术科长或生产科长汇报。 2.造渣制度参数 包括：R2、R3、R4、(MgO)、(Al2O3)、(TiO2)等。控制范围：(MgO)7-11%、(Al2O3)<14%、R21.15-1.30、R31.40-1.55、R40.95-1.05。 各参数超出正常范围，值班工长要及时查明原因，及早调剂。若原燃料成分、称量均正常，要及时向调度室汇报，调度室通知技术科或直接安排化验室复查发生异常的参数值，必要时复查原燃料成分。 3.炉前操作参数 包括：正点出铁情况、铁量差、铁口深度等。 确保高炉正点出铁是高炉工长和调度员共同关注的日常重要事项，发生可能影响高炉正点出铁的情况时，应及时分别向炉长和值班长报告情况，炉长或值班长视情况请示生产厂长作出控制冶炼强度、减风或休风安排。铁口深度按照《浅铁口管理办法》控制：浅铁口导致铁口区域冷却壁水温差上涨幅度>0.5℃/班，配管工应及时向工长、炉长及值班长汇报，并加大水温差监测力度，每小时测量一次；若冷却壁水温差上升到>2℃时，必须向生产技术科长汇报；当水温差继续上升至>2.5℃时，如确认水温差上升是由热流强度增大引起，则要增加冷却强度，将冷却壁串联改单联，并减风至风压＜150KPa，且每半小时测量一次水温差；当水温差继续上升至＞3℃时，必须向厂领导汇报。 4.装料制度参数 包括：料制、全负荷、煤气成分、钒钛矿配比等

高炉工作容积

高炉工作容积 高炉工作容积是指高炉内的可用空间，通常以立方米为单位进行计量。高炉工作容积是一个重要的参数，它直接影响着高炉的生产能力、高炉的运行状况以及冶炼品质。本文将对高炉工作容积进行分析和探讨，以期更好地理解高炉的冶炼过程和生产效率。 一、高炉的工作容积 高炉的工作容积通常是指炉腔的有效容积。高炉炉容的大小与吨位密切相关，通常随着炉容的增大，高炉的生产能力相应增强，但同时也需要配备更大的铁水容器和铁口。高炉的工作容积通常分为四个部分：炉腰、炉腹、炉身和炉喉。 炉腰是高炉的上部，平均高度在3-7米左右。在炉腰处，高炉的内径稍微收缩，具备很好的保温作用。炉腰是高炉的气固反应区域，随着煤气自下而上的流动，炉料在炉腰处逐渐膨胀，促使煤气完全与炉料接触并发生反应。 炉腹是高炉的中部，通常位于炉腰和炉身之间。炉腹的高度通常在7-14米左右。炉腹是高炉热交换区域，其中废气和料层直接接触，在这里发生最重要的化学反应。 炉身是高炉的下部分。炉身开始从炉腹处开始扩展，直到接合炉喉区。在炉身区域，加入铁矿石和还原剂，产

生铁液和副产物。炉身是铁液产生的主体区域。炉身对炉料的均衡派生具有举足轻重的作用。 炉喉通常位于炉身的下方，是高炉底部到炉腔下部的过渡区域。炉喉的宽度通常比炉身的直径小一些，最终汇入高炉的铁口。 二、高炉的炉容 在高炉的冶炼过程中，高炉的炉容也是非常关键的参数。高炉的炉容是指高炉的总体积。炉容的大小直接决定高炉的生产能力，炉容越大，高炉产量也就越大。 高炉的炉容主要由炉身和炉腰两部分组成，其中，炉身部分是高炉的主体结构，炉腰部分则是高炉的加热区域。高炉的炉容随着炉身直径的增大而增加。高炉炉容的大小还会受到工作条件、生产目标等因素的影响。 三、高炉的工作容积与炉料质量 高炉内的工作容积直接影响着炉料的质量和产量。炉腰、炉腹、炉身和炉喉共同构成了高炉的内部结构，也是气固两相流的操作空间。 高炉的内部结构对炉料分级有着显著的影响。炉腰的结构使得微细的颗粒物保留在上部，产生颗粒结构。在炉腹区域，炉料的分级达到极致，小颗粒物被排除，从而形成平整的炉料床。在炉身区域，炉料分级虽然不如炉腹区域严格，但也对炉内温度和气相分布产生着很大的影响。

高炉风口参数的设计探讨(百度文库)

高炉风口参数的设计探讨 郭俊奎马铁林 摘要风口是高炉送风系统的重要设备之一，通过对高炉风口参数进行分析、论述、探讨，阐述了风口数目,风口高度, 风口角度、长度,风口直径对高炉冶炼操作、生产技术经济指标的影响,并从设计角度提出了风口参数的设计、计算参考 数据和建议。 关键词高炉风口参数设计探讨 0 前言 高炉炼铁是一个综合的工艺过程，每一项工艺参数设计对高炉生产都有不同程度的影响，高炉风口是炼铁高炉重要的送风设备之一，有高炉炼铁生产工艺以来就存在风口，高炉鼓风、喷吹的燃料都是通过风口进入高炉内的。风口参数主要包括风口数量、高度、直径、角度和长度等数据，风口参数对其本身寿命及炼铁高炉生产技术经济指标有重要影响，是高炉下部调剂的重要手段之一。本文结合节能减排、降低能耗及新工艺的需要，更重要的是通过工业实践，对风口参数进行分析总结、论述探讨，提出了自己的看法，并从设计角度提出了风口参数的设计、计算参考数据和建议，希望使风口参数更加科学合理，做好风口参数设计，从而进一步提高炼铁生产技术经济指标。 1 风口数目的确定 高炉风口数目是高炉工艺设计的重要参数之一，主要取决于炉缸直径大小和鼓风机能力，高炉风口数目增多目前是一种趋势，增加风口数目有利于高炉的强化冶炼。风口数目在满足炼铁工艺要求的同时，还应符合风口的安装尺寸和结构要求。 风口数目的计算有多种方法，但还没有严格的理论计算公式，一般按经验公式粗略计算后确定。设计手册要求风口弧长间距在1200mm～1400mm，国内曾采用如下公式[1]： f=2d＋1 式中：f—风口数目，个； d—炉缸直径，m。 式中计算出来的风口数目较少。国外一般采用如下公式[1]： f=πd/(1.0～1.2)或f=3d 风口数目一般为双数。高炉风口数目的合理设计与高炉操作、技术指标有很大关系。风口数目增多，风口弧长间距就小，高炉圆周进风相对均匀，可改善煤气流、温度分布，减少风口之间的“死料区”，炉缸燃烧均匀，可活跃炉缸，利于炉况顺行，有节焦、增产等作用，更有利于节能减排。中小高炉其效果十分明显，大高炉次之。 通过某140m3级高炉工业试验，风口由8个改为10个，和同等条件高炉相比，可提高日产量80 t～100 t，降低焦比10～15 kg/t.Fe。高炉炉缸8个风口时，风口中心线水平间夹角为45°，高炉改为10个风口时风口中心线水平夹角为36°，两者相差9°，也就是说8个风口时，相当于高炉炉缸内圆周72°(9°×8)范围内“无风口”，极大影响了炉缸的工作制度，对高炉技术经济指标影响较大。 上述试验表明，增加风口数目，炉缸燃料燃烧相对均匀、有效，有利于炉内煤气流的初始分布、温度分布、热量分布，可以活跃炉缸，利于炉况顺行，降低能耗，提高产量，有利于提高高炉的技术经济指标和经济效益，是节能减排的重要手段之一。 风口数目的增加，必须与风量、风压及风口直径等参数紧密配合，才能体现出增加风口数目的意义所在，否则，也会带来负面影响，达不到预期效果，反而影响高炉的强化冶炼。 笔者建议风口数目的确定应以炉缸风口之间的弧长间距为依据，以缩小风口弧长距离为原则，确定风口数目。建议风口弧长距离控制在1000 mm～1100 mm，不超过1200 mm。

高炉炉顶压力安全值

高炉炉顶压力安全值 1. 简介 高炉炉顶压力安全值是指高炉操作中炉顶压力的上限，保证高炉正常、安全运行的重要参数。本文将对高炉炉顶压力安全值进行全面、详细、完整且深入地探讨。 2. 高炉炉顶压力的作用与影响因素 高炉炉顶压力是高炉运行过程中的一个重要参数，它直接影响高炉的燃烧效率、产量和炉况稳定性。合理控制高炉炉顶压力能够达到以下作用： 2.1 提高燃烧效率 高炉炉顶压力适当增加可以增加炉内煤气向炉膛的扩散速度，使煤气更均匀地充满炉膛，提高燃烧效率。同时，合理的炉顶压力可以提高炉内煤气与焦炭颗粒的接触概率，促进煤气的氧化反应，减少排放的未燃烧物。 2.2 稳定高炉运行 通过控制炉顶压力，可以有效地调节煤气流量进入炉膛，稳定高炉的冶炼过程。如果炉顶压力过高或过低，都会导致高炉冶炼过程的不稳定，影响高炉的正常运行。 2.3 保证产品产量 合理控制高炉炉顶压力可以提高高炉的产能，增加产量。根据高炉炉顶压力的变化情况，冶炼工人可以及时采取相应的措施，保证高炉产量的稳定性和可靠性。 3. 高炉炉顶压力安全值的确定方法 确定高炉炉顶压力安全值是一个复杂的工程问题，需要考虑多个因素。下面将介绍一种常用的确定方法。

3.1 分析炉内燃烧特性 首先需要对高炉的燃烧特性进行深入分析。通过测量高炉冶炼过程中的各项参数，如煤气成分、温度分布等，可以推导出高炉燃烧的气体动力学模型，进一步揭示高炉燃烧过程中的物质传输和反应规律。 3.2 确定炉顶压力与炉底压力差 根据高炉燃烧特性分析所得的气体动力学模型，可以计算出炉顶压力与炉底压力之间的差值。通过调整炉顶排气系统的阻力，可以控制炉顶压力与炉底压力的差值，从而影响高炉的燃烧状态。 3.3 安全系数的确定 确定高炉炉顶压力的安全值需要考虑高炉冶炼过程中的不确定性因素。一般情况下，会引入一个安全系数来保证高炉的运行安全。该安全系数可以根据历史运行数据和相关经验确定，并结合高炉冶炼能力的要求进行调整。 3.4 实时监测与调整 在高炉运行过程中，需要实时监测炉顶压力，并根据需要进行调整。可以通过安装传感器对炉顶压力进行监测，及时掌握炉内燃烧状态的变化，并作出相应的调整，以保证高炉的安全运行。 4. 高炉炉顶压力安全值的应用与挑战 高炉炉顶压力安全值的合理应用对于高炉的长期稳定运行至关重要，但也存在一些挑战。 4.1 高炉冶炼技术水平的要求 确定高炉炉顶压力安全值需要有较高的冶炼技术水平和丰富的实践经验。只有冶炼工人具备足够的知识和技能，才能正确分析高炉燃烧特性，并根据实际情况确定合适的炉顶压力安全值。

高炉鼓风机参数

高炉鼓风机参数 一、引言 高炉鼓风机是高炉炼铁过程中至关重要的设备之一。它通过提供高压空气使炉内燃烧充分，保证高炉正常运行。高炉鼓风机的参数对于高炉炼铁工艺的稳定性和效率起着关键性的作用。本文将详细介绍高炉鼓风机的主要参数及其重要性。 二、风量 风量是高炉鼓风机的重要参数之一，它表示单位时间内通过鼓风机的空气量。风量的大小直接影响到高炉的冶炼能力和产量。通常情况下，高炉的风量需根据高炉的规模和炼铁工艺来确定，一般以立方米/小时为单位。 三、风压 风压是指鼓风机出口的空气压力。高炉鼓风机需要产生足够的风压，以克服高炉内的阻力，将空气送入炉腔。风压的大小与高炉的高度、炉内负荷以及炉渣特性等因素有关。合理的风压能够保证燃烧充分，提高高炉的冶炼效率。 四、功率 功率是高炉鼓风机的电机功率，用于驱动鼓风机正常运转。功率的大小与高炉的规模、风量和风压有关。高炉鼓风机的功率应根据实际需要进行合理选取，以保证鼓风机的正常运行，并尽可能减少能

耗。 五、转速 转速是指鼓风机旋转的圈数，通常以转/分钟为单位。高炉鼓风机的转速与风量、风压以及鼓风机的结构有关。合理的转速能够保证风量和风压的稳定性，同时减少鼓风机的噪音和振动。 六、效率 效率是高炉鼓风机的重要指标之一，表示鼓风机的能量转换效率。高效率的鼓风机能够提高能源利用率，减少能耗。鼓风机的效率与其结构设计、风叶形状以及传动装置等因素有关。高炉鼓风机的效率需根据实际情况进行合理选取，以达到节能降耗的目的。 七、温升 温升是指高炉鼓风机在运行过程中的温度升高。温升的大小与鼓风机的负荷、风量以及传热方式有关。合理的温升能够保证鼓风机的正常运行，同时减少对环境的热污染。 八、噪音 噪音是高炉鼓风机在运行过程中产生的声音。噪音的大小与鼓风机的转速、风量以及结构设计有关。过大的噪音会对工人的健康和工作环境造成影响。合理的设计和维护能够降低鼓风机的噪音水平，保证工作场所的安静。 九、维护周期

1高炉开炉技术方案

3#高炉开炉技术方案 一、基本参数：. 1、开炉全炉焦比3442kg/t，正常料焦比827kg/t。 2、焦批（干）4000kg，矿批8000kg。 3、开炉料结构：50%烧结矿+45%球团矿+53锰矿 4、预定渣、铁成分：[Fe]=93%, [Si]=3.5%，渣中（MgO =16.5%,炉渣碱度（R2）=0.9 —1.0 5、元素收得率（% : Fe=99.2 6、料线1300mm炉料压缩率12% 7、开炉原燃、料成分见下表： 表一：焦炭分析 表二：原、燃料全分析（%

、装料容积：（m） 三、料批组成及装料制度: 注：水焦根据焦炭水分分析临时进行调整 四、开炉料计算校核见附表： 正常料焦批：4400;焦批体积：4400X 0.88? 680=5.694m‘ 空焦体积：5.694 + 180 X 0.88? 1500= 5.87m3 正常料每批矿石体积：(4000 X 0.88? 1760)+ (3600 X 0.88? 2180)+ (400 X 0.88? 1600)=3.675m3 正常料体积：矿批+焦批=5.694+3.675=9.37 m 3 其它： 4244 炉渣(MgO = ------------------ X 100%=16.5% 25713.87 25713.87 全炉渣铁比二 ------------------ X 1000=402.71kg/t 63852.66

五、开炉操作要点 1、出第一次铁前（点火后16-18 个小时出铁） 2 ①采用堵6个风口送风，送风面积为0.08305m，送风风速140.4m/s。 ②装料至炉腰空焦全部装完后，提风温至800C进行点火操作，风口全部着火后，继续装料，当料线至3.5 米左右时，停止装料，视炉况进展程度进行赶料作业。 ③点火后，风量控制在600-800^/min，出第一次铁前风量〉850nVmin , 风温控制在750-800 C。 ④开炉料装完后变料，维持正常料8吨矿批，干焦负荷控制在2.0，炉渣R控制0.85-0.95，数量20批。 ⑤送风后下料顺畅，热风压力》65kpa,顶温w 250C，炉顶煤气压力达3kpa 以上，经煤气爆发试验合格，考虑引煤气操作，顶压按1/3 热压控制。 2、第一次铁后至第四次铁前 ①风量控制〉1100nVmin，风温控制〉850C。 ②矿批控制8-10t，炉渣F2控0.9-0.95，干焦负荷控2.3，批数15-20 批。 3、第四次铁以后 ①风量控制〉1200nVmin，风温控制〉950C。 ②矿批控11吨，炉渣R控0.95-1.0，干焦负荷控2.5，批数20批。 （二）开炉第二至第四天 1、风量控制〉1400nVmin，风温控制950-1020 C。 2、矿批控〉14t，炉渣R控1.0-1.05，干焦负荷2.55-2.7 （三）开炉第四天以后

关于中型高炉压差控制的几点建议

关于中型高炉压差控制的几点建议 张林凯薛靳 摘要：本文从压差对高炉的影响出发，浅析了中型高炉通过抓好精料工作和搞好炉内顺行,在较高压差下进一步挖掘高炉潜力的可行性。 关键词：压差精料顺行 1 概述 近年来，由原料、炼铁、烧结、焦化环结组成的庞大炼铁系统正受到投资、资源、成本、能源、运输、环保等方面的巨大压力，而高炉喷煤己不仅仅是调剂炉况的手段，高炉大量喷煤不仅可以大幅度降低焦炭消耗、降低生铁成本、降低炼铁系统投资，以缓解来自原燃料生产、运输、环保方面的巨大压力，而且对于提高高炉竞争力，有着非常实际的意义。因此大量提高喷煤比已成为炼铁系统工艺结构优化的核心。 但随着高炉煤比的提高，高炉下部煤气量增大，未燃煤粉增多，这些都促使下部压差升高，限制了高炉强化和成本的降低。因此充分利用现有条件，挖掘高炉潜力显得尤为重要。 2 压差对顺行的影响 不论原燃料质量变化,送风制度,装料制度的变化还是热制度与造渣制度的变化,所产生的煤气体积或料柱透气性变化都会反应在风压和压差上,因此压差是判断炉况指导操作的重要参数. 高炉强化后,限制顺行高产的因素主要为下部压差的升高,而高压后每提高顶压10Kp 降低全压差仅2-3Kp，下部压差降低仅为0.2甚至更少，单纯提高顶压会使煤气流边缘分布增加，要保持较高煤气利用上部布料也要相应加重边缘炉料有效重量减少，加上炉尘吹出量减少料柱透气性变差，因此，再提高顶压对强化无太大作用。 由于炉料运动时相互摩擦力小于静态时可知，运动态炉料有效重量大于静止炉料，保持一定冶强下，炉况顺行，均匀出尽渣铁，可避免高炉某一界面，某一局部炉料有效重量减少，导致难行或悬料。 高煤比后，煤气流边缘分布增加，未燃煤粉进入炉渣显著降低炉渣粘度，炉缸透液性降低，压差明显升高，顺行受到影响。

烧结矿FeO和焦炭M10对高炉的影响

烧结矿FeO和焦炭M10对高炉的影响二炼铁厂的生产经验和炼铁行业的研究结果表明，烧结矿FeO和焦炭M10对高炉炉况顺行和指标优化产生重大影响，现对此二因素对高炉的影响简单介绍如下: 烧结矿FeO含量是影响高炉炉况顺行的一个重要参数，与烧结矿的转鼓强度、低温还原粉化率、还原性的相关性很大。烧结矿FeO过高时，烧结矿生产过程过熔，易生成难还原而易熔化的硅酸铁，烧结矿的气孔率降低，由于FeO主要在高温区进行直接还原，在高温区限制还原速度的主要环节为内扩散，任何恶化矿石内扩散条件的因素都会降低烧结矿的还原性，所以，随着烧结矿FeO含量的上升，烧结矿还原性下降，但过低的FeO又会影响烧结矿的强度，恶化低温还原粉化性。在温度低于700~800?的上部低温区，FeO不能被煤气间接还原，只有在1100?以上时进行直接还原反应，烧结矿FeO过高导致软熔带变厚，恶化高炉透气性，炉况顺行变差，同时大量的FeO在高温区直接还原急剧吸热，破坏高炉下部的热平衡，恶化炉缸工作状况，高炉燃料消耗上升。根据二炼铁的生产特点和同行业的经验，烧结矿FeO按7~10%控制较为合理。 焦炭耐磨强度(M10)对焦炭处于高炉块状带，焦炭与焦炭、矿石和炉壁之间的 磨损有良好的模拟性;在超过850?的碳溶反应区域，CO不进入焦炭内部，碳溶反应只沿着焦炭表面反应，不破坏内部结2 构;循环碱作用尚不十分剧烈，温度不足使焦炭表面产生显微裂纹，且焦炭中 灰分颗粒少而细，不因温度而形成裂纹中心;这样焦炭中心部位在中温区仍较好地保持冷态特性，M10仍有一定的模拟性。高炉生产的反应与M10的相关性高于 M40，M10比M40对高炉生产有更好的指导作用。M10含量上升时，焦炭在下降过程中产生大量焦粉，炉尘损失增多，煤气上升阻力增大，造成上部煤气流分布紊乱;焦粉

高炉风口理论燃烧温度(Tf)分析(改)

高炉风口理论燃烧温度（Tf）分析 李肇毅 （宝山钢铁股份有限公司炼铁厂，上海201900） 摘要：通过对高炉风口前理论燃烧温度（Tf）的剖析，建立与理论分析相对应的经验多项式。通过检验发现目前各厂广泛使用的Tf经验公式偏离较多。本文还把Tf值与煤质挂钩，使其更为实用。 关键词：高炉，理论燃烧温度，Tf，煤质 Analysis of flame temperature in the front of tuyeres for blast furnace Li Zhaoyi (Ironmaking branch, Baoshan Iron &Steel Co., Ltd., Shanghai 201900, China) Abstract: By analysis of flame temperature in the front of tuyeres for blast furnace, a multi-item equation of experience have be set up according to theoretical analysis. A gap is checked out for Tf experiential formula of many plant using. Relation is made between Tf and coal quality for better practicality. Key words: blast furnace, flame temperature, Tf, coal quality 风口前理论燃烧温度（简称Tf）是高炉炼铁工作者普遍关注的炉缸工作参数。它存在一个较宽的适宜范围。但当高炉的鼓风参数有大幅度调整时（如大幅度提高喷煤，或高富氧），必须对Tf值有一个正确估计，以避免由此而引起炉况失常[1]。 1 各国高炉对Tf值的控制 表1 各国Tf的取值 2 Tf经验式 a. 加拿大钢铁公司 Y=1111.1-21.06BH+0.7287BT-13.348OIL+82.393O2, F ----(1) BH----鼓风湿分（格令/英尺3） BT----热风温度（F） OIL----喷油（美加仑/时1000英尺3干风）

高炉炉况失常及处理

高炉炉况失常及处理 一、正常炉况标志 正常炉况的标志为： (1)风口明亮、风口前焦炭活跃、圆周工作均匀，无生降，不挂渣，风口烧坏少。 (2)炉渣热量充沛，渣温合适，流动性良好，渣中不带铁，上、下渣温度相近，渣中FeO含量低于0．5％，渣口破损少。 (3)铁水温度合适，前后变化不大，流动性良好，化学成分相对稳定。 (4)风压、风量和透气性指数平稳，无锯齿状。

(5)高炉炉顶煤气压力曲线平稳，没有较大的上下尖峰。 (6)炉顶温度曲线呈规则的波浪形，炉顶煤气温度一般为150～350℃，炉顶煤气四点温度相差不大。 (7)炉喉、炉身温度各点接近，并稳定在一定的范围内波动。 (8)炉料下降均匀、顺畅，没有停滞和崩落的现象，探尺记录倾角比较固定，不偏料。 (9)炉喉煤气CO2曲线呈对称的双峰型，尖峰位置在第二点或第三点，边缘CO2与中心相近或高一些；混合煤气中C O2/CO的比值稳定，煤气利用良好。曲线无拐点。 (10)炉腹、炉腰和炉身各处温度稳定，炉喉十字测温温度规律性强，稳定性好。冷却水温差符合规定要求。

二、异常炉况标志与调节 1. 异常炉况的概念 与正常炉况相比，炉温波动较大，煤气流分布稍见失常，采用一般调剂手段，在短期内可以恢复的炉况。也称为非正常炉况。 2. 异常炉况的类型 基本可分为两类：一类是煤气流分布失常；另一类是热制度失常。前者表现为边缘气流或中心气流过分发展，以致出现炉料偏行或管道行程等。而后者表现为炉凉或炉热等。 3.炉温向热 ◆炉温向热的标志：

(1)热风压力缓慢升高。 (2)冷风流量相应降低。 (3)透气性指数相对降低。 (4)下料速度缓慢。 (5)风口明亮。 (6)炉渣流动良好、断口发白。 (7)铁水明亮，火花减少。 ◆炉温向热的调节： (1)向热料慢时，首先减煤，减煤量应根据高炉炉容的大

高炉炼铁技术主要工艺参数计算公式

高炉炼铁技术主要工艺参数计算公式高炉炼铁是指利用高炉设备将铁矿石还原为铁的过程。在高炉炼铁的工艺过程中，有许多重要的工艺参数需要计算。下面介绍一些主要的工艺参数以及它们的计算公式。 1.高炉容积 高炉容积是指高炉炉腔的有效容积。一般情况下，高炉容积的计算可采用下述公式： 高炉容积=炉体截面积×炉腹高度 2.放料形状系数 放料形状系数是指炉料在高炉炉腔中的堆积状态与整体放料时的体积比。它可以通过炉料体积与放料形状容积的比值来计算： 放料形状系数=炉料体积/放料形状容积 3.补炉系数 补炉系数是指每次补炉铁量与高炉有效容积之比。一般情况下，补炉系数的计算可采用下述公式： 补炉系数=每次补炉铁量/高炉有效容积 4.炉渣量 炉渣量是指在高炉炼铁过程中生成的炉渣的数量。它可以通过铁矿石中的炉渣含量与高炉铁量之比来计算： 炉渣量=高炉铁量×炉渣含量

5.进料系数 进料系数是指进入高炉的原料中铁矿石与高炉铁量之比。一般情况下，进料系数的计算可采用下述公式： 进料系数=铁矿石量/高炉铁量 6.还原度 还原度是指高炉还原反应的程度，也可以理解为高炉炼铁过程中铁矿 石中铁元素的转化率。还原度可以通过炉内原料的化学成分以及进气温度 等因素进行估算。 7.炉渣碱度 炉渣碱度是指炉渣中碱金属氧化物与二氧化硅之比。一般情况下，炉 渣碱度的计算可采用下述公式： 炉渣碱度=(Na2O+K2O)/SiO2 以上是一些高炉炼铁过程中常用的工艺参数及其计算公式。当然，实 际计算过程可能会更加复杂，因为高炉炼铁是一个多参数、多反应的复杂 过程。因此，在实际操作中需要根据具体情况综合考虑各个因素，并进行 相应的修正计算。