林安川 蔣玉波 趙紅全 陳 濤

(武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心)

高爐生產(chǎn)過程本質(zhì)上是大通量的物質(zhì)流、能量流和信息流的輸入/輸出流動過程[1]，伴隨其工藝流程物質(zhì)流、能量流遷移相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，就是龐大數(shù)據(jù)流技術(shù)處理的范疇[2]?！渡掀坊跓掕F基礎(chǔ)理論，輔以計算機手段建立了高爐煤氣流診斷及改善冶煉技術(shù)指標(biāo)的方法，所研發(fā)出的煤氣流綜合診控技術(shù)涵蓋了工藝冶煉參數(shù)計算及狀態(tài)校核、布料參數(shù)計算、評價及煤氣流發(fā)展程度判斷、順行程度及潛力分析、精準(zhǔn)配料、渣量校核、裝料制度調(diào)整及評價(包括焦批、負荷、矩陣以及依據(jù)渣量的變化和現(xiàn)行煤氣流的綜合判斷得到的結(jié)論和根據(jù)評價結(jié)論進行矩陣參數(shù)調(diào)整前后的定量評價)、渣鐵成分預(yù)控及校核→調(diào)整后原燃料配比裝倉、冶煉參數(shù)入爐和控制→利用調(diào)整后冶煉參數(shù)的預(yù)期冶煉結(jié)果與實際冶煉結(jié)果進行對比、入爐冶煉參數(shù)調(diào)整冶煉調(diào)整原則、實際冶煉結(jié)果返回修正等內(nèi)容和功能。在高爐日常生產(chǎn)中，入爐礦石品位、堿度、化學(xué)成分均會存在波動情況。該方法利用計算機實現(xiàn)對煤氣流分布參數(shù)數(shù)據(jù)的在線適時采集、量化計算及評價，和其他重要冶煉參數(shù)一起納入日常采集、統(tǒng)計、計算及其分析。通過該方法有效做到上部制度(礦批、負荷、合乎條件時的矩陣微調(diào))，綜合

鼓風(fēng)制度、熱制度的合理調(diào)整，并根據(jù)入爐礦石品位、成分等的變化情況結(jié)合操作制度的針對性調(diào)整進行渣鐵成分預(yù)控[3]，從而實現(xiàn)了煤氣流在不同具體條件下的合理分布。本文結(jié)合昆鋼某2 000 m3高爐生產(chǎn)實踐，表明，該工藝技術(shù)具有良好的科學(xué)性、實用性和經(jīng)濟性。

1 煤氣流綜合診控技術(shù)應(yīng)用實例

依照《上篇》所定流程及方法進行相關(guān)編程、計算，對昆鋼某2 000 m3高爐現(xiàn)階段原燃料、技術(shù)裝備條件下的相關(guān)聯(lián)冶煉參數(shù)進行范圍界定(此范圍內(nèi)視為爐況穩(wěn)定):熱風(fēng)壓力為0.30 MPa-0.34 MPa，頂壓0.15 MPa-0.17 MPa，熱風(fēng)溫度為1 100 ℃-1 150 ℃，入爐校正風(fēng)量為4 000 m3/min-4 500 m3/min，氧氣含量為10 000 m3/h-13 000 m3/h，透氣性指數(shù)23 000 m3/(min·MPa)-26 000 m3/(min·MPa)，理論燃燒溫度2 250 ℃-2 300 ℃;煤粉噴吹量為150 kg/t鐵-165 kg/t鐵(噴吹率25.0 %-30.0 %);礦批39.0 t-42.0 t，焦批8.0 t-9.5 t，頂溫160 ℃-180 ℃，邊緣平均溫度110 ℃-140 ℃，中心平均溫度280 ℃-400 ℃;w([Si])0.20 %-0.35%，w(Ti02)3.0 %-4.0 %，w(Mn0)0.15 %-0.25 %，w(Mg0)7.0 %-8.0 %，鎂鋁比0.60-0.75，爐渣堿度1.15-1.18 倍，鐵水溫度1 450℃-1 480℃;料速8.0 批/h-9.0 批/h，冶煉周期50 批-55 批(5.8 h-6.3 h)。調(diào)整原則和方法:一定范圍內(nèi)入爐品位上升、渣量下降，熱風(fēng)壓力、頂壓、風(fēng)量、富氧氣量、透氣性指數(shù)、理論燃燒溫度、中心平均溫度、中心氣流發(fā)展指數(shù)、礦批等依照上限方向調(diào)整，每次調(diào)整幅度<5.0 %，相鄰兩次調(diào)整時間間隔一冶煉周期;邊緣平均溫度、w([Si])、鎂鋁比依照下限方向調(diào)整;每次調(diào)整幅度<10.0 %，相鄰兩次調(diào)整時間間隔一冶煉周期;熱風(fēng)溫度均使用高爐所能達到最高溫度;反之則反之。近來，昆鋼某2 000 m3高爐利用煤氣流分布的診斷、量化評價及操作控制優(yōu)化，得到了較好的冶煉成效。

1.1 基礎(chǔ)w([Si])、ΣTFe條件下理論指標(biāo)校核

對高爐日常冶煉條件下，對實際小時料速與以校正風(fēng)量計算的理論小時料速進行實時校核[4]，以進行理論冶煉生產(chǎn)與實際冶煉行程的切合程度判斷(|理論小時料速-實際小時料速|(zhì)<0.5 批/h)為前提進行后續(xù)預(yù)控、評價及調(diào)整。包括基準(zhǔn)w([Si])、基準(zhǔn)熟料比、實際料速、基準(zhǔn)品位下的實際鐵量、實際燃料比及其理論鐵量、理論燃料比等計算(計算公式為常規(guī)公式)。實際料速下的理論鐵量與實際鐵量差<5 %(冶煉行程理論計算與實際生產(chǎn)的切合程度判斷)。本例中，包括的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及其相關(guān)理論測算結(jié)果見表1。

表1 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)實際值及其相關(guān)理論計算值比對

基準(zhǔn)數(shù)據(jù)下，理論日產(chǎn)鐵量與實際產(chǎn)量鐵量差1.32 %，在允許誤差范圍內(nèi)(<5 %)。由此，進一步根據(jù)調(diào)整前的物料消耗數(shù)據(jù)，對高爐表風(fēng)量進行校正(校正計算公式和后續(xù)相關(guān)計算原則、方法同《上篇》所述)。再利用校正風(fēng)量得到的理論值(產(chǎn)量、指標(biāo)) 進行校核。

本例得到的校正風(fēng)量與入爐表風(fēng)量的擬合線性關(guān)系式見圖1。該關(guān)系式R的平方值0.9542，達到要求;此外，依據(jù)前述方法得到的校正風(fēng)量、噸焦耗風(fēng)量、噸煤耗風(fēng)量以及預(yù)控硅含量、校正風(fēng)量條件下理論小時料速等計算結(jié)果見表2-表3。

表2 計算得到的校正風(fēng)量與噸焦耗風(fēng)量、噸煤耗風(fēng)量

圖1 校正風(fēng)量與入爐表風(fēng)量的擬合線性關(guān)系式

表3計算結(jié)果表明，基準(zhǔn)數(shù)據(jù)條件下得到的校正風(fēng)量準(zhǔn)確有效(|理論小時料速-實際小時料速|(zhì)=0.03 <0.5 批/h)，可以進入后續(xù)診斷、理論計算及評價流程。

表3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)條件下以校正風(fēng)量計算得到的理論料速、理論指標(biāo)

1.2 基礎(chǔ)期基本參數(shù)計算及煤氣流分布判斷

進入布料參數(shù)計算、評價及煤氣流發(fā)展程度判斷、順行程度及潛力分析流程。包括:調(diào)整前煤氣流發(fā)展程度判斷、布料規(guī)律參數(shù)計算及其評價，煤氣流主要參數(shù)M(校正鼓風(fēng)動能)、XBG(爐腹煤氣發(fā)展指數(shù))、K(透氣性阻力系數(shù)) 衡量評價、順行程度及潛力分析等三個方面內(nèi)容。依據(jù)此輸出結(jié)果進行潛力分析，為確定調(diào)整趨勢及主要操作參數(shù)提供依據(jù)。

(1) 調(diào)整前煤氣流發(fā)展程度判斷

本例輸入入爐品位、采集的儀表溫度參數(shù)及計算的結(jié)果、判斷結(jié)論如表4。

表4 基準(zhǔn)期條件下煤氣流分布及結(jié)論

(2) 布料規(guī)律參數(shù)計算及其評價。將昆鋼2 000 m3高爐爐頂裝備相關(guān)參數(shù)輸入，計算機自動輸出得到不同料線下高爐內(nèi)截面11 等分圓環(huán)的中點值及其對應(yīng)的溜槽傾動角度及規(guī)定料線內(nèi)對應(yīng)落點值(表5)[5];結(jié)合調(diào)整前的高爐應(yīng)用矩陣、礦批重量、焦批重量輸出14 個矩陣評價參數(shù)(料線1.5 m，表9-表10):包括判斷與氣流分布、冶煉參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

表5 計算輸出變料前11 個檔位角對應(yīng)落點位置

(3) 煤氣流主要參數(shù)衡量/順行程度及潛力分析。根據(jù)對應(yīng)常規(guī)公式計算得到的煤氣流分布主要參數(shù)包括M、VBG、XBG、K(表6)[6]。實踐中，總的判斷原則為:渣比420-510 kg/t條件下，M、VBG、XBG、K等各個參數(shù)低于范圍下限，則說明冶煉強度過低;超出范圍上限，則說明爐況已趨于不穩(wěn)定狀態(tài)。調(diào)整依據(jù)、原則和方向為:在各個煤氣流評價參數(shù)不超過前述范圍上限，設(shè)備能力未用盡，且原燃料條件、操作爐型無惡化時，低于上限均說明冶煉參數(shù)有潛力;煤氣流參數(shù)不超過上限時，入爐品位、爐料結(jié)構(gòu)、高溫常溫冶金性能等主要原燃料條件改善，則各參數(shù)應(yīng)趨向上限挖潛力。需重點說明的是，煤氣流參數(shù)應(yīng)結(jié)合礦種冶煉特色在范圍內(nèi)設(shè)定參數(shù)[7]。反之，風(fēng)機、熱風(fēng)爐、上料系統(tǒng)等設(shè)備能力及煤氣流參數(shù)已達到上限，則應(yīng)結(jié)合布料參數(shù)微調(diào)維持各個參數(shù)進行冶煉;外圍條件惡化則趨向下限調(diào)整。

表6 變料前后輸出煤氣流主要參數(shù)情況

綜合上述兩表(表4、表6)，容易判斷調(diào)整前高爐氣流狀態(tài)為:邊緣氣流合理、中心氣流合理，中心氣流偏下限;主要煤氣流參數(shù)方面，爐腹煤氣發(fā)展指數(shù)、透氣性阻力指數(shù)潛力均尚有較大潛力，從調(diào)整后的主要參數(shù)變化看，方向性、適應(yīng)性良好。

1.3 煤氣流綜合診控技術(shù)應(yīng)用實例

根據(jù)前述方法判斷結(jié)論，依照流程進行改善順行、指標(biāo)調(diào)整冶煉控制，流程包括:裝料制度調(diào)整(焦批、負荷、矩陣)、渣鐵成分預(yù)控、渣量校核、布料參數(shù)調(diào)整/評價、綜合送風(fēng)參數(shù)控制(前述冶煉參數(shù)范圍，結(jié)合上述判斷結(jié)論確定調(diào)控原則和方向)，得到新的M/VBG/XBG/K等煤氣流參數(shù)變化及校核(范圍)，相關(guān)冶煉參數(shù)匹配性分析等。根據(jù)本例判斷結(jié)論，分析為具備進一步加風(fēng)、加氧等強化潛力。

根據(jù)基準(zhǔn)w([Si])、基準(zhǔn)熟料比、基準(zhǔn)綜合入爐綜合品位與預(yù)控w([Si])、預(yù)控熟料比、預(yù)控綜合入爐品位的差異調(diào)整焦批數(shù)量。本例根據(jù)表風(fēng)量-校正風(fēng)量得到的擬合多項式(圖1) 得到的校正風(fēng)量(m3/min) 以及調(diào)整后計算得到的理論小時料速及相關(guān)計算結(jié)果見表7。

表7 預(yù)控w([Si]) 及其條件下計算得到的校正風(fēng)量與噸焦耗風(fēng)量、噸煤耗風(fēng)量

本例中，基準(zhǔn)w([Si])、基準(zhǔn)熟料比、基準(zhǔn)綜合入爐綜合品位與預(yù)控w([Si])、預(yù)控熟料比、預(yù)控綜合入爐品位存在差異，根據(jù)《上篇》中公式(7) 調(diào)整焦批;此外，本例計算的理論料速<9.0 批/h，礦批不作調(diào)整，計算結(jié)果見表8。

表8 預(yù)控w([Si]) 及其條件下得到新的焦批、礦批前后計算得到的理論料速、理論指標(biāo)

本例中，在預(yù)控w([Si]) 及其條件下，得到的新焦批為9 470 kg/批，焦批調(diào)整后得到的理論小時料速8.89 批/h，滿足條件?？梢姡纠龡l件下，綜合入爐品位得到改善，結(jié)合前述煤氣流主要參數(shù)計算結(jié)果和判斷結(jié)論，可在調(diào)整負荷的基礎(chǔ)上進行布料矩陣的優(yōu)化及其量化分析，結(jié)合冶煉潛力挖掘以進一步地改善煤氣流分布增產(chǎn)節(jié)焦。

1.3.1 高爐布料矩陣調(diào)整

對高爐矩陣進行微調(diào)并進行評價。對比基礎(chǔ)爐料，變料變化特點為:品位上升0.44 %，渣量下降13.7 kg/t鐵(變料前渣比校核為:432.7 kg/t鐵;變料后渣比校核為:419.0 kg/t鐵)，爐料結(jié)構(gòu)、冶金性能穩(wěn)定，校核渣比在范圍下限。正常煤氣流范圍內(nèi)調(diào)整方向:隨渣比下降，Z值相應(yīng)上升，Z/Wt值上升。對2 000 m3級高爐，隨渣比下降中心發(fā)展幅度上升應(yīng)較明顯。按照前述規(guī)定、步驟，對布料參數(shù)調(diào)整后14 個參數(shù)進行計算、輸出及評價(表9-表10)。

表9 變料前后基本情況及布料矩陣參數(shù)

表10 變料前后布料矩陣評價參數(shù)情況

本例矩陣調(diào)整評價:品位增加0.44 %，為挖掘潛力布料參數(shù)邊緣負荷增加4.80 %;中心氣流得到強化[8]，隨著渣量降低，整體綜合焦礦角度范圍內(nèi)更趨向負數(shù)(縮小0.50。<1.0。)。

1.3.2 預(yù)控w([Si]) 值、堿度范圍內(nèi)硅與鈦、錳還原率、脫硫率確定

以高爐容積和入爐鈦負荷為界定依據(jù)，根據(jù)不同容積、不同鈦負荷條件下高爐的預(yù)控硅含量和鐵水物理溫度范圍及不同硅含量范圍內(nèi)鈦、錳進入鐵水的還原率和不同硅含量、爐渣堿度范圍內(nèi)的脫硫率，進而確定預(yù)控w([Si]) 值、堿度范圍內(nèi)硅與鈦、錳還原率、脫硫率。昆鋼2 000 m3高爐條件下，鈦負荷12.17 kg/t<30 kg/t，w([Si]) 控制范圍0.20 %-0.35 %;鐵水物理溫度1 450 ℃-1 480 ℃;爐渣堿度1.15-1.18 倍，爐渣鎂鋁比0.65-0.75;硅還原率3.5 %-4.5 %，鈦還原率10.0 %-14.0 %，錳還原率45.0 %-70.0 %，釩還原率65 %-75 %，脫硫率93.0% ±0.5%。擬合得到的w([Si]) 值與[Si]、[Ti]、[Mn]元素進入鐵水的還原率的多項式關(guān)系式見圖2-圖5。

圖2 w([Si]) 與硅還原率的擬合關(guān)系式

圖3 w([Si]) 與鈦還原率的擬合關(guān)系式

圖4 w([Si]) 與錳還原率的擬合關(guān)系式

圖5 w([Si]) 與釩還原率的擬合關(guān)系式

以上四個擬合多項式關(guān)系式的R平方值均>95.0，滿足要求。在w([Si]) 值0.20 %-0.30%范圍，脫硫率范圍92.84 %-93.26 %，范圍很窄極為穩(wěn)定，脫硫率可取平均值為93.188 %。預(yù)控w([Si]) 0.25 %條件下，得到其對應(yīng)下的[Si]、[Ti])、[Mn]、[V]元素還原率、脫硫率(表11)。

表11 預(yù)控w([Si]) 值與各個元素還原率的取值

進一步地，按照《上篇》設(shè)定的流程、步驟進行渣鐵成分的預(yù)控計算、輸出及入爐料配比校核及再調(diào)整。按照下列流程進行成分輸入及計算結(jié)果輸出。

(1) 元素進入鐵水量理論計算。按前述方法進行硅、鈦、錳、釩、硫、砷、磷等元素進入鐵水量折算成入爐物料帶入對應(yīng)的氧化物(元素) 的相關(guān)計算。本例中，輸入各個物料成分、各個元素還原率，按照前述公式計算得到硅、鈦、錳、釩、硫、砷、磷等元素進入鐵水量折算成入爐物料帶入對應(yīng)的氧化物(元素) 的相關(guān)計算結(jié)果。

(2) 氧化物及S 進入爐渣理論計算。入爐每批物料各成分(Si02、Ca0、Mg0、S、P、Al203、Ti02、Pb、As、K20、Na20、V205、Zn、Mn0)數(shù)量總和相關(guān)計算(物理意義同《上篇》)。本例中，輸入各個物料成分、各個元素還原率，按照《上篇》所述公式計算、輸出得到入爐每批物料各成分進入爐渣的各個成分數(shù)量。

(3) 輸出、得到入爐物料鈦、硫等主要元素噸鐵負荷(表12)。

表12 輸出入爐物料鈦、硫等主要元素噸鐵負荷

(4) 輸出渣鐵成分、比對預(yù)控值校核。對預(yù)控w([Si]) 值下經(jīng)過焦批、負荷調(diào)整后入爐物料對應(yīng)得到的渣鐵成分進行計算，輸出生鐵成分，輸出爐渣成分。并對計算、輸出結(jié)果中爐渣堿度(w(Ca0) /w(Si02))、鎂鋁比(w(Mg0) /w(Al203)進行校核(表13-表14)。

本例得到的生鐵w([Si])、w([Ti])、硫含量以及爐渣鎂鋁比、堿度達到預(yù)控硅及其條件下預(yù)控范圍。需要注意的是:若前述步驟、流程過程中存在根據(jù)渣鐵成分結(jié)果、對比預(yù)控值校核需要再調(diào)整各個物料用量配比時，按照預(yù)控w([Si]) 值、堿度需要調(diào)整用礦物料配比的順序依次為燒結(jié)礦(同生產(chǎn)批次相近成分，各個料倉用量配比按照三等分) →球團礦(同種球團礦，按照用量配比二等分，不同種球團礦時2 種球團礦比例均可調(diào)整)→天然塊礦(用量配比固定) →小粒度燒結(jié)礦(或其他成分差異較大燒結(jié)礦，用量配比=100-燒結(jié)礦配比-球團礦配比-天然塊礦配比，其值不小于0);焦炭為，成分相近的按照焦批重配比用量二等分，小粒度焦炭(或其他成分差異較大焦炭按照300-800 kg/批單獨計量)。

2 煤氣流綜合診控技術(shù)應(yīng)用綜合成效

冶煉過程中對綜合送風(fēng)參數(shù)進行調(diào)整的總的要求是控制料速8-9 批，保持焦批穩(wěn)定。

2.1 冶煉參數(shù)及調(diào)整后得到的煤氣流、指標(biāo)情況

本例為入爐品位升高0.44 %，渣量下降13.7 kg/t，爐料冶金性能穩(wěn)定，經(jīng)前述分析為潛力較大。操作上方向為:裝料邊緣負荷增加，風(fēng)量、氧量增加，熱風(fēng)溫度為所能達到最高溫度，每次調(diào)整幅度<5.0 %，相鄰兩次調(diào)整時間間隔為:礦批、焦批一個冶煉周期，其余參數(shù)1 個小時，噴煤3.5小時;w(Mg0)、w(Mn0)、鎂鋁比、爐渣堿度穩(wěn)定。調(diào)整爐料后相關(guān)冶煉參數(shù)控制(均值) 為:熱風(fēng)壓力為0.321 MPa，入爐校正風(fēng)量為4 330 m3/min，富氧量為12 773 m3/h，透氣性指數(shù)22 916 m3/(min·MPa)，理論燃燒溫度2 297 ℃;煤粉噴吹量為136.7 kg/t鐵(噴煤率25.0 %);礦批39.638 t，焦批9.47 t;預(yù)控w([Si]) 及其條件下得到的預(yù)控的各參數(shù)為:w([Si]) 0.25 %;w(Ti02) 4.13 %，w(Mn0) 0.39 %，w(Mg0)7.27 %，鎂鋁比0.639，爐渣堿度1.15;料速8.89 批/h，冶煉周期5.88 h。得到的參數(shù)和指標(biāo)對比如圖6-圖9。

圖6 變料前后冶煉參數(shù)及指標(biāo)情況

圖7 變料前后煤氣參數(shù)及指標(biāo)情況

圖8 變料前后部分冶煉參數(shù)比對情況

圖9 變料前后煤氣流分布比對情況

可見，上述對M/VBG/XBG/K等煤氣流參數(shù)進行校核的結(jié)果反映出:經(jīng)前述步驟布料及送風(fēng)參數(shù)調(diào)整后煤氣流參數(shù)變化情況同預(yù)計趨勢一致。主要表現(xiàn)為:隨著冶煉強度增加，爐腹煤氣量、爐腹煤氣發(fā)展指數(shù)在范圍內(nèi)增加;邊緣氣流受到一定抑制，中心氣流得到發(fā)展，整體上反映為透氣性阻力系數(shù)略有下降，實際上是受風(fēng)情況得到改善。

2.2 實際得到渣鐵成分、指標(biāo)及校核

按照前述流程步驟，在冶煉周期結(jié)束后進行煤氣流發(fā)展、布料規(guī)律參數(shù)、煤氣流主要衡量參數(shù)校核計算后，再根據(jù)實際冶煉結(jié)果(出爐產(chǎn)量、渣鐵成分、燃料比) 與前述進行的渣鐵成分平衡測算、指標(biāo)預(yù)測(根據(jù)理論計算量) 等預(yù)期冶煉結(jié)果進行比對校核(見表13-表14)，驗證與理論值的契合程度(比對結(jié)果超出誤差允許范圍則需重新調(diào)整參數(shù)設(shè)置)。結(jié)果表明，得到的實際渣鐵成分均在預(yù)控范圍內(nèi)，誤差無需調(diào)整;鐵水各個主要元素還原率穩(wěn)定;技術(shù)指標(biāo)達到預(yù)計效果，高爐利用系數(shù)、燃料比等指標(biāo)得到改善，并且，除主要技術(shù)指標(biāo)外的表征操作穩(wěn)定性指標(biāo)(硅偏差)、衡量噴吹效果指標(biāo)(相對置換比) 均得到改善。

表13 預(yù)控硅及其條件下計算、輸出的生鐵成分

表14 預(yù)控硅及其條件下計算、輸出的爐渣成分

此外，在實際冶煉生產(chǎn)中，上述各個步驟過程中原燃料數(shù)據(jù)、冶煉參數(shù)數(shù)據(jù)、渣鐵實際成分數(shù)據(jù)均可實現(xiàn)自動采集，無需人工輸入，計算結(jié)果和判斷結(jié)論、下一步建議均自動輸出。

表15 調(diào)整前后得到的主要指標(biāo)理論值與實際值校核

2.3 煤氣流綜合診控技術(shù)應(yīng)用綜合成效

如前述，昆鋼2 000 m3高爐通過煤氣流綜合診控技術(shù)的應(yīng)用有效做到裝料制度(礦批、負荷、布料矩陣)、綜合鼓風(fēng)及熱制度的準(zhǔn)確判斷和合理調(diào)整。并根據(jù)入爐礦石的變化情況準(zhǔn)確預(yù)控渣鐵成分，使煤氣流在不同具體條件下始終處于合理分布趨勢(圖10)。實踐證明:采用適時采集并經(jīng)過校正的風(fēng)量計算出的理論料速與實際料速非常接近(平均偏差率<0.45 %)(圖11)，實際的產(chǎn)量(利用系數(shù))、燃料比波動范圍也很窄(平均偏差率分別為2.32 %、0.44 %)，硅、鈦、錳的還原率控制穩(wěn)定(圖12)。調(diào)整上做到了有的放矢，針對性強，得到了隨著礦石原料變化(變優(yōu)或是變劣) 時應(yīng)達的更為合理的煤氣流分布和對應(yīng)變化的指標(biāo)。實際上，正是基于數(shù)字化、定量化的實時采集、分析和預(yù)測預(yù)控準(zhǔn)確度的提升，顯著減少了誤操作和縮小了判斷、操作調(diào)劑的偏差值，近來昆鋼2 000 m3平均w([Si]) 偏差值達到了0.076，相對置換比達到1.052;在平均渣比達到445.64 kg/t鐵條件下，平均Wt為0.66，Z為1.86，Z/W為2.84，平均燃料比為540.77 kg/t鐵(圖13)。事實上是使生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)得到了持續(xù)改善，體現(xiàn)了極佳的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，也為進一步強化冶煉、增產(chǎn)降耗奠定基礎(chǔ)。

圖10 煤氣流發(fā)展指數(shù)實時采集

圖11 指標(biāo)等理論值與實際值偏差

圖12 鐵水中主要元素還原率發(fā)展趨勢

圖13 不同渣比下高爐煤氣流分布和主要衡量指標(biāo)發(fā)展趨勢

3 結(jié)語

基于煉鐵基礎(chǔ)理論、輔以計算機手段研發(fā)的高爐煤氣流綜合診控技術(shù)，是在具體條件下煤氣流分布更加趨向合理、持續(xù)優(yōu)化冶煉技術(shù)指標(biāo)的關(guān)鍵。綜合診控技術(shù)在實際應(yīng)用過程中，準(zhǔn)確把握住高爐冶煉的調(diào)劑原則和方向，在高爐精確配料、矩陣調(diào)整及煤氣流分布參數(shù)評價、適宜冶煉參數(shù)選擇等復(fù)雜操作數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系中，更易于選擇出與具體條件相適宜的操作制度及解決方案[9]，并形成高效、可操控性強的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化且實現(xiàn)編程分模塊計算功能的診斷及操作優(yōu)化作業(yè)流程。一方面，實現(xiàn)了定量化分析布料參數(shù)、冶煉參數(shù)、渣鐵成分控制及煤氣流分布參數(shù)等影響和表征煤氣流分布的各個因素，得到冶煉控制參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)之間的相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)及其相互影響關(guān)系的系統(tǒng)量化處理模式;另一方面，通過對各個影響因素的適時量化評價及潛力分析，并利用其準(zhǔn)確預(yù)測冶煉結(jié)果及修正功能，利于挖掘現(xiàn)階段實際條件下的冶煉潛力。實踐表明，對于一定程度穩(wěn)定順行狀態(tài)下的高爐生產(chǎn)，煤氣流綜合診控技術(shù)可以得到在具體條件發(fā)生變化時冶煉參數(shù)更為適宜的合理煤氣流分布，從而達到持續(xù)改善冶煉技術(shù)指標(biāo)和順行程度冶煉結(jié)果的目的。該技術(shù)具有廣泛的實用性和經(jīng)濟性。