第50卷第5期钢铁Vol.50，No.5，p88-92
May2015
2015年5月IronandSteel
DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140397
高炉渣铁排放在线监测系统的开发与应用
黄培正，董亚峰，侯全师，沙永志
（中国钢研科技集团有限公司新冶高科技集团有限公司炼铁工程技术中心，北京100081）
摘
要：要实现渣铁流量的检测，必须分别对渣铁流速、流股直径变化和铁水罐增重速率3个参数进行监测，由于高
温液态渣铁理化特性，对其直接准确测量是非常困难的，经过研究和生产现场实地考察，提出一种非接触式测量渣铁流量的方法。依据多普勒效应在线测量首钢京唐5500m3高炉出铁时渣铁排放的速率，并同步视屏摄像仪监测铁口截面，利用图像处理技术，实时观测记录铁口直径的变化，结合铁水罐称重系统中的铁水增重速率，分析计算高炉出渣出铁速率及高炉渣比，对比实际理论值验证了监测系统的可靠性。关键词：渣铁排放速率；铁口直径；在线监测；渣比文献标志码：A
文章编号：0449-749X（2015）05-0088-05
Developmentandapplicationabouton-linemonitoringsystem
ofhotmetaldrainageofblastfurnace
HUANGPei-zheng，DONGYa-feng，HOUQuan-shi，SHAYong-zhi
(IronmakingTechnologyandEnginerringDepartment，NewMetallurgyHi-techGroupCo.，Ltd.，ChinaIronandSteel
ResearchInstituteGroup，Beijing100081，China)
Abstract：Toachievethedetectionofthehotmetalandslagflow，threeparametersmustbedetectedwhichincludesthemetalflowvelocity，thetapholediameterandthemassincreaserateofthehotmetalladle.Accordingtophysicochemicalpropertyofthehightemperatureliquidmetalandslag，itisdifficulttoachieveaccuratedirectmeasurement.Anon-con-tactmeasuringmethodforhotmetalandslagflowisproposedafterresearchandfieldtrip.BasedontheDopplereffect，themetalandslagdrainagerateofShougangJingtang5500m3blastfurnacewasmeasuredon-line，andatthesametimevideocameramonitorsthesectionoftappinghole，andthechangeoftapholediameterwasrecordedandobservedinrealtime.Combiningthemassincreaserateofhotmetalintheweighingsystemofironladle，analyzingandcalculatingthemetalandslagdrainagerateandslagratioofblastfurnace，verifyingthereliabilityofdetectionsystemincontrastwiththeactualtheoreticalvalue.
Keywords：metalandslag；drainagerate；tapholediameter；on-linemonitoring；slagratio
高炉炼铁是一个复杂的系统工程。高炉冶炼的特点是在炉料与煤气逆流运动过程中完成了多种错综复杂地交织在一起的化学反应和物理变化，并且由于高炉是一个密闭的容器，除去投入（装料）及产出（铁、渣及煤气）外，操作人员无法直接观察到里面的反应过程[1]。由于高炉炉缸中高温高压和化学侵蚀等恶劣的内部环境，采取直接的测量手段是非常困难的，所以高炉状态的参数评估必须依靠二次测量。对于炉缸内渣铁流动的机理，国外许多学者进行了研究[2-9]，一般是建立数学模型，对炉缸内部状态进行数值模拟。
高炉渣是高炉冶炼的主要副产品，吨铁约产生300kg高炉渣，出渣温度为1400℃左右，是非常优质的热源[7]。高炉冶炼每吨生铁的渣量是高炉操作
作者简介：黄培正（1988—），男，硕士生；
的一项重要参数，它的多少反映了矿石的品位和燃料的消耗，在实际生产中难以计量，而采用理论计算来获得。渣量计算受到各物料化学分析误差的影响，计算得到的渣量只是该计算料批的理论渣量，不是出铁时的实际出渣量。国内外应用的高炉渣处理办法到目前为止有水淬法和干渣法。由于干渣处理对环境污染严重，且资源回收利用率低，除在渣处理设备故障时备用外，现在已很少使用，因此高炉渣处理主要采用水淬法[10]。有研究表明，利用炉渣造粒滚筒水力系统的压力信号能够估算炉渣瞬时质量流速，但由于质量流量与压力的非线性关系以及粒化炉渣水质量分数的不确定，其测量准确度比铁水流量测量小[3]，目前国内实际应用少。为测量实际出铁时渣铁流量以及渣铁比，合理控制炉前渣铁排放，以
收稿日期：2014-07-02
E-mail：huang_peizheng@163.com；
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