基于遗传算法的高炉布料矩阵的优化计算

高炉装料制度是复杂高炉炼铁中调节炉况运行状态的重要上部调剂手段,炉料在布料矩阵操作参数下在炉喉处所形成的空间分布是影响炉内煤气流分布和高炉炉况波动的重要因素之一。合理的调控与优化高炉装料所产生的料面形状,给出布料矩阵优化计算的理论依据,是保证高炉稳定顺行,提高资源利用率和减少污染物排放的有效途径。结合无钟炉顶的设备结构与布料工艺,针对期望料层厚度分布研究布料矩阵的优化计算方法,进行完善与改进;同时以期望料面输出形状为设定目标,建立了期望料面输出形状优化模型并通过遗传算法实现对布料矩阵的优化计算。最后,通过工业过程的实测数据对PSO优化方法和遗传算法优化方法进行对比验证,结果表明,使用基于遗传算法的优化模型能够有效地制定布料矩阵,符合期望目标。     

蒙古铁矿块矿直接入炉基础冶金性能

摘要：高炉装料制度是复杂高炉炼铁中调节炉况运行状态的重要上部调剂手段,炉料在布料矩阵操作参数下在炉喉处所形成的空间分布是影响炉内煤气流分布和高炉炉况波动的重要因素之一。合理的调控与优化高炉装料所产生的料面形状,给出布料矩阵优化计算的理论依据,是保证高炉稳定顺行,提高资源利用率和减少污染物排放的有效途径。结合无钟炉顶的设备结构与布料工艺,针对期望料层厚度分布研究布料矩阵的优化计算方法,进行完善与改进;同时以期望料面输出形状为设定目标,建立了期望料面输出形状优化模型并通过遗传算法实现对布料矩阵的优化计算。最后,通过工业过程的实测数据对PSO优化方法和遗传算法优化方法进行对比验证,结果表明,使用基于遗传算法的优化模型能够有效地制定布料矩阵,符合期望目标。     

基于遗传算法的高炉布料矩阵的优化计算

摘要：高炉装料制度是复杂高炉炼铁中调节炉况运行状态的重要上部调剂手段,炉料在布料矩阵操作参数下在炉喉处所形成的空间分布是影响炉内煤气流分布和高炉炉况波动的重要因素之一。合理的调控与优化高炉装料所产生的料面形状,给出布料矩阵优化计算的理论依据,是保证高炉稳定顺行,提高资源利用率和减少污染物排放的有效途径。结合无钟炉顶的设备结构与布料工艺,针对期望料层厚度分布研究布料矩阵的优化计算方法,进行完善与改进;同时以期望料面输出形状为设定目标,建立了期望料面输出形状优化模型并通过遗传算法实现对布料矩阵的优化计算。最后,通过工业过程的实测数据对PSO优化方法和遗传算法优化方法进行对比验证,结果表明,使用基于遗传算法的优化模型能够有效地制定布料矩阵,符合期望目标。     

DeviceNet网络在梅钢5号高炉的应用与研究

正在高炉冶炼过程中,高炉上料系统定期向高炉炉内布料,以维持高炉炉内料面在一定的水平。因此,对炉内料面的检测、布料角度及布料圈数的检测及控制显得尤为重要,其检测数据的及时性及准确性直接影响高炉炉况的稳定顺行。梅钢5#高炉于2012年6月投产,高炉容积为4 070 m~3。高炉上料控制系统为AB公司Rslogix5000系统。由于炉顶探尺、溜槽等现场设备与控制系统距离远,检测信号节点多,干扰源多,为了提高料面、布料圈数及布料角度的检测精度及可靠     

高炉无料钟布料凸台料面模拟研究

以某高炉为研究对象,根据其主要参数条件、装料制度,应用无料钟多环布料数学模型模拟研究了炉料在炉内的初始分布,寻求中心较开放的凸台料面。研究发现:边缘增加布料圈数和溜槽大角差布料以及边缘矿增加布料圈数、增加焦炭布料溜槽角度和溜槽大角差布料方法可获得较平坦的凸台料面。采用减少布料溜槽角度布料方法时,调整布料参数一般难以获得中心较开放的凸台料面;采用增加焦炭布料溜槽角度布料方法时,缩小布矿焦溜槽角度,增大矿焦布料溜槽角度差易获得中心较开放的凸台料面。在生产中应用本模型将有助于炼铁高炉工作者定性和定量运用上部调剂控制炉料在高炉炉内的初始分布,达到保护炉墙、保证高炉顺行、改善煤气利用、节能降耗的目的。     

无钟高炉布料过程料面形状的数学模型

高炉装料过程中炉料在炉喉的空间分布是影响生铁产量、煤气流分布和炉况稳定顺行的主要因素。布料矩阵是调节炉料在炉喉空间分布的操作变量,是一个同时包含连续变量和有界离散变量的控制序列,高炉装料过程所形成空间分布是一个由分布函数描述的料面。由于缺少布料矩阵与装料形状之间的过程模型,布料矩阵往往为定常参数,布料矩阵的制定和调整仍由炉长凭经验操作。这种操作模式不能及时地调节炉况实时运行状态,给高炉稳定顺行和高炉稳产带来较大的负面影响。针对高炉装料过程中布料矩阵与装料形状之间的数学描述,在深入了解高炉装料过程的基础上,根据质量守恒规则,料堆形状描述和炉料落点位置构建了一种基于布料矩阵描述的高炉装料过程模型。最后,通过基于工业过程的仿真实验对本文所提的模型进行了测试,结果表明该模型可以有效地描述高炉装料过程布料矩阵与料面形状之间的关系。     

数字化布料技术在长江钢铁3号高炉的应用

长江钢铁新建3号高炉开炉装料过程中,采用了激光检测技术,根据料流宽度、料流轨迹、料面形状、FCG曲线等重要布料参数,制定了较合理的开炉布料矩阵;高炉点火后,随着风量、批重及焦炭负荷的增加,依据实际炉况变化及布料仿真数学模型的计算结果,通过定量化的布料数据分析,实时有效地对布料矩阵进行了调整。与传统的借鉴经验及定性摸索方式开炉相比,数字化布料技术更有助于操作人员定量化掌握布料规律,实现高炉顺利达产。     

武钢有限7号高炉炉况诊断系统的开发和应用

开发了武钢有限7号高炉炉况诊断系统,包括炉顶料面雷达监测系统、炉身上部料层结构模型、高热负荷区域的铜冷却壁热面渣皮监测模型,以及武钢高炉专家系统中的过程参数计算、炉况状态的模式识别等内容,并建立了案例库和知识库.炉顶料面雷达监测系统和炉身上部料层结构模型能够直观反映高炉料面形状和上部炉料下降过程,为高炉调控布料提供了重...     

武钢6号高炉布料实践

通过布料方程计算及开炉顶检修方孔观察,调整炉喉截面积矿焦比的分布,形成合理的料面形状。6号高炉通过对炉顶布料的探索,形成了适合武钢原燃料条件的布料模式,保持炉况长期稳定顺行,取得良好的技术经济指标。     

包钢5~#高炉大比例球团矿生产实践

随着环保限产,一烧1~#、2~#烧结机退出生产序列后,烧结矿产量日趋紧张,高炉配加大比例球团矿已经成为炼铁发展的新趋势。本次试验过程中5~#高炉通过对料面规整、调整中心焦量和料段排料顺序、优化风口参数和进风面积、增加炉缸热量储备、调整和控制炉渣的碱度,在操作上主动应对球团矿配比增加后炉况出现的各种变化,高炉炉况稳定顺行。包钢大比例球团矿的炉料结构在1 500 m³级高炉上成功实现了冶炼生产,球团矿使用比例达到了52%,燃料比稳中有降。     

高炉可视化与仿真技术的创新和实践

高炉可视化与仿真技术是监测高炉内装料和冶炼状况并用以指导高炉操作的新技术。高炉炉顶摄像仪和 热图像仪可在线观察炉内料面和炉顶设备的运行情况;激光探测仪可在线观察高炉生产时的料面形状;高炉风口 摄像仪实时观察高炉各个风口的工作状况与喷煤情况。利用激光技术进行开炉装料测量，得到装料设备的布料规 律;布料仿真模型可模拟高炉的布料和料面下降过程，用以检查和调整布料操作。高炉可视化技术已经在沙钢 5 800 m 3 高炉和中国大陆钢铁企业的500余座高炉以及中国台湾和国外钢铁企业的20多座高炉上得到应用。     

高炉批重转换过程炉内热化学行为演变规律模拟研究

在推进“双碳”目标实现的进程中,中国炼铁工业面临着节能减排的重大挑战,在传统高炉向低碳高炉转换的炉况过渡过程中,研究炉内热化学行为演变规律对炼铁技术绿色低碳发展具有重要的指导和推动作用。本研究采用计算流体动力学-离散单元（CFD-DEM）耦合方法解析了布料批重动态改变对高炉内部温度场、软熔带以及铁矿石还原度分布的瞬时影响。结果表明：料批重减小21.50%,炉料平均温度降低约5.81%,软熔带高度缩减约7.18%,炉内矿石还原度降低约3.08%,反之亦然,即当料批重恢复时,实验高炉主要运行参数及特征可以恢复至先前水平;通过调整料批重,高炉内部从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态,两个稳定状态过渡过程的时间成本逐渐减少;炉内炉料均温越高,在批重改变时会更快地达到新的稳定状态。     

大比例球团矿在包钢2200m^(3)高炉的生产实践

包钢2200m^(3)高炉在环保限产、烧结矿紧张的情况下,使用大比例球团矿正在成为炼铁炉料结构发展的新趋势。通过对布料矩阵带宽、中心焦量和料段排料顺序、风口直径和长度、炉缸热量储备、炉渣碱度的调整和控制,操作上积极应对球团比例增加后炉况出现的变化,高炉炉况保持了稳定顺行的局面,包钢在2200m^(3)级高炉上成功实现了大比例球团矿的应用,球团矿比例最高达到50%。     

沙钢5800m~3高炉原料恶化后的煤气流分布调整

针对沙钢5 800m~3高炉存焦炭质量下降、烧结矿粉矿大幅波动,布料矩阵调整失效,炉况长期不稳的情况下,进行了冷布料模型实验研究。结合现场生产数据和在线测量数据发现,沙钢现有操作模式过分发展边缘和中心两道煤气流,导致中间部位焦窗过薄,使得软熔带部位煤气流波动大,高炉操作失稳。利用冷布料实验模型优化矿石和焦炭料面分布,并在5 800 m~3高炉进行试验,使其在原料质量持续下滑的情况下炉况稳定性得到明显改善。2500m~3高炉也用同样的思路,成功应付渣比升高对炉况的不利影响,并使得压差降低、煤气利用率升高。     

重钢750m^3高炉多环布料研究及应用

本文通过对无料钟炉顶多环布料基本参数的研究及计算，结合重钢750m^3高炉多环布料的实践，分析得出高炉多环布料在生产中的一般性规律和优化上部调节的参数，提出了等面积布料对稳定炉况、提高煤气利用、降低综合焦比起到的显著作用。     

包钢4号高炉更换布料器后炉况失常的处理

对包钢4号高炉更换布料器后炉况失常的处理进行了总结。通过布料方程计算得知,更换布料器后布料轨迹发生了变化,焦炭在最大α角时已经上墙,焦炭反弹到料面导致乱料,造成煤气流分布失常,是造成炉况失常的主要原因。采取缩小最大α角、缩小进风面积、控制稍高炉温、较低炉渣碱度等措施,取得了较好的效果。     

广钢高炉大幅度改善炉况顺行的生产实践

广钢炼铁高炉的装备,原、燃料条件均属一般。通过科学探索与实践,提高操作水平,改善高炉炉况。在2008年的生产实践中,高炉炉况顺行状况得到大幅度改善,崩、坐料总次数是2007年的七分之一,每座高炉月平均崩、坐料次数仅为1．28次。     

无钟炉顶料面形状检测及平台的形成

 根据无钟炉顶颗粒运动数学模型,结合炉料在高炉内的堆角,建立了高炉内料面形状数学模型。针对高炉布料过程生产者无法直接观察炉内料面形状和料层厚度等信息,利用激光测试技术,提出新的料面形状测量方法。结合国内某钢厂2580m3高炉的参数,利用激光测试新方法,测试高炉开炉过程中的料面形状。根据料面形状的测试结果,得到高炉不同布料矩阵对应的料面平台。     

无料钟布料分布模型在莱钢3200m3高炉的应用

根据影响高炉炉内料面分布的基本因素和规律,结合无料钟高炉的布料经验,运用数学知识和计算机技术研究开发了无料钟高炉布料模型.该模型基于莱钢3200m3高炉开炉试验测试结果,并得到成功的实际应用,指导工长对炉料进行合理调整和改善高炉冶炼状况,提高了料柱的透气性指数,降低了焦比,保证高炉能低耗、稳定地生产.     

高炉炉况恶化的原因分析及处理

阐述并分析了因入炉燃料条件发生变化、炉况判断失误、高炉操作调节不及时,致使高炉严重悬料的过程。通过调整布料制度、送风制度、炉热制度和洗炉等措施,使得高炉炉况才逐步恢复正常,并提出了防止炉况恶化的预防措施。