【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，属于高炉炼铁。
技术介绍
1、高炉炉缸内储存着大量的高温铁水和炉渣，炉缸一旦被烧穿，大量高温渣铁会从烧穿之处涌出，烧坏炉前设备，如处理不当还会引发火灾、爆炸等恶性事故，不仅会导致巨大的经济损失，而且还会严重威胁现场作业人员的人身安全。生产实践表明，高炉炉缸内衬侵蚀速度决定了高炉的寿命。当炉缸内衬炭砖直接被碳不饱和的高温铁水冲刷并发生溶解反应进而被侵蚀，不利于炉缸长寿。炉缸炉渣和铁水流动形式对炉缸铁水渗碳行为以及内衬侵蚀具有重要影响。在高炉冶炼过程中，由于鼓风压力、矿焦比等操作参数的变化以及原燃料条件的变化，死料柱的空隙度可能发生变化，炉缸内炉渣和铁水流动以及铁水渗碳并不均匀分布，从而导致炉缸内衬不均匀侵蚀。
2、研究高炉炉缸内死料柱空隙度的大小，对活跃炉缸，避免异常炉缸侵蚀，从而实现高炉稳定顺行和长寿以及提高铁水质量具有重要意义。但是，由于高炉内高温高压的工况条件，至今没办法能够直接观察和测量炉缸内部状况的热工设备。目前，测定死料柱空隙度的方法主要有两种：第一种为高炉停炉后，清除部分炉内残留的物料，测定死料柱的空隙度；第二种为高炉休风时，利用风口取样的方法测定风口区域死料柱的空隙度。这两种方法只能在高炉大修或者休风时研究停炉状态下的炉缸死料柱的空隙度，而无法实时了解处于生产运行过程中高炉的炉缸死料柱的空隙度，无法适应高炉连续化生产作业的特点，且测量过程耗时费力且实效性差，对高炉生产的指导性差。
3、因此，有必要提出一种简单高效且在线连续计算高炉死
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，利用高炉出铁数据实现在线连续计算高炉死料柱空隙度，实时了解处于生产运行过程中高炉炉缸死料柱的空隙度，省时省力。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，所述计算方法包括如下步骤：
3、步骤一：获取炉缸几何参数、铁水属性、出铁数据和死料柱状态参数；
4、步骤二：计算出铁开始时铁水液面与出铁口平面之间的距离、出铁结束时铁水液面与出铁口平面之间的距离；
5、步骤三：计算死料柱空隙度；
6、步骤四：重复步骤一～步骤三，进行下一周期死料柱空隙度计算。
7、所述步骤一中的炉缸几何参数为炉缸截面面积，铁水属性为铁水密度，出铁数据包括高炉出铁开始到见渣时间、出铁开始到见渣期间的铁水流出量、出铁开始到见渣期间的铁水生成量、出铁时间、出铁期间的铁水流出量、出铁期间的铁水生成量、出铁间隔时间和出铁间隔期间的铁水生成量，死料柱状态参数为取样测量的死料柱空隙度或者步骤三计算出来的死料柱空隙度。
8、所述步骤二中，根据质量守恒可得，在出铁开始到见渣时间段内，从出铁口流出的铁水量等于出铁口上方的初始铁水量加上出铁开始到见渣时间段内的铁水生成量，从而计算得到第n次出铁开始时铁水液面与出铁口平面之间的距离为：
9、
10、其中，t见渣(n)为第n次出铁开始到见渣时间，min；
11、q铁(n)为出铁开始到见渣期间的铁水流出量，t/min；
12、h初(n)为出铁开始时铁水初始液面距离出铁口平面的距离，m；
13、a为炉缸截面面积，m2；
14、ρ为铁水密度，t/m3；
15、εn-1为取样测量的死料柱空隙度或计算得出的第n-1次出铁时死料柱的空隙度；
16、y铁(n)为出铁开始到见渣期间的铁水生成量，t/min。
17、第n次出铁结束时铁水液面距离出铁口平面的距离为：
18、
19、其中，t出铁(n)为出铁时间，min；
20、q(n)为出铁期间的铁水流出量，t/min；
21、y(n)为出铁期间的铁水生成量，t/min。
22、所述步骤三中，对于第n+1次出铁，出铁开始时铁水液面与出铁口平面之间的距离为第n次出铁结束时铁水液面与出铁口平面的距离与第n次和第n+1次出铁间隔期间的铁水液面的升高量之和，即：
23、
24、其中，t间为第n次出铁与第n+1次出铁之间的时间，min；
25、y间为相邻两次出铁间隔期间的铁水生成量，t/min。
26、所述第n+1次出铁开始时铁水液面与出铁口平面之间的距离还可以为：
27、
28、联立所述两式，可以得到死料柱空隙度为：
29、
30、所述步骤四在重复步骤一过程时，死料柱空隙度为前一周期中步骤三计算得到的死料柱空隙度。
31、所述死料柱空隙度计算频率为每次出铁计算一次。
32、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，利用高炉出铁数据实现在线连续计算高炉死料柱空隙度，实时了解处于生产运行过程中高炉炉缸死料柱空隙度，省时省力；具有时效性高的优点，对活跃炉缸，避免了异常炉缸侵蚀，从而实现高炉稳定顺行和长寿以及提高铁水质量具有重要意义。
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1.一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，其特征在于：所述计算方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，其特征在于：所述步骤一中的炉缸几何参数为炉缸截面面积，铁水属性为铁水密度，出铁数据包括高炉出铁开始到见渣时间、出铁开始到见渣期间的铁水流出量、出铁开始到见渣期间的铁水生成量、出铁时间、出铁期间的铁水流出量、出铁期间的铁水生成量、出铁间隔时间和出铁间隔期间的铁水生成量，死料柱状态参数为取样测量的死料柱空隙度或者步骤三计算出来的死料柱空隙度。
3.根据权利要求1所述的一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，其特征在于：所述步骤二中，根据质量守恒可得，在出铁开始到见渣时间段内，从出铁口流出的铁水量等于出铁口上方的初始铁水量加上出铁开始到见渣时间段内的铁水生成量，从而计算得到第n次出铁开始时铁水液面与出铁口平面之间的距离为：
4.根据权利要求1所述的一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，其特征在于：所述步骤三中，对于第n+1次出铁，出铁开始时铁水液面与出铁口平面之间的距离为第n次出
5.根据权利要求1所述的一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，其特征在于：所述步骤四在重复步骤一过程时，死料柱空隙度为前一周期中步骤三计算得到的死料柱空隙度。
6.根据权利要求1所述的一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，其特征在于：所述死料柱空隙度计算频率为每次出铁计算一次。
...【技术特征摘要】
1.一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，其特征在于：所述计算方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，其特征在于：所述步骤一中的炉缸几何参数为炉缸截面面积，铁水属性为铁水密度，出铁数据包括高炉出铁开始到见渣时间、出铁开始到见渣期间的铁水流出量、出铁开始到见渣期间的铁水生成量、出铁时间、出铁期间的铁水流出量、出铁期间的铁水生成量、出铁间隔时间和出铁间隔期间的铁水生成量，死料柱状态参数为取样测量的死料柱空隙度或者步骤三计算出来的死料柱空隙度。
3.根据权利要求1所述的一种高炉炉缸铁口区域死料柱空隙度在线计算方法，其特征在于：所述步骤二中，根据质量守恒可得，在出铁开始到见渣时间段内，从出铁口流出的铁水量等于出铁口上方的初...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋延成，张成博，纪玉忠，邓秋明，朱国荣，王雷，周维龙，
申请(专利权)人：江阴兴澄特种钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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