料面煤氣流分布的發(fā)展過程對于保持高爐的穩(wěn)定運行、指導(dǎo)高爐優(yōu)化操作及其調(diào)控起著十分重要的作用。盡管目前已有多種檢測方法和煤氣流分布模型,但不能描述煤氣流分布的動態(tài)發(fā)展,無法實現(xiàn)高爐煤氣流分布特征及爐內(nèi)狀況的在線監(jiān)測和自動控制。而大量煤氣流分布隨時間變化數(shù)據(jù)蘊藏著高爐冶煉過程深層次特性,挖掘煤氣流發(fā)展過程的內(nèi)在機理是實現(xiàn)高爐冶煉過程自動控制的關(guān)鍵所在。因此,針對煤氣流動態(tài)發(fā)展特征及其影響因素尚不夠明確的研究現(xiàn)狀,本文以包鋼6號高爐為研究對象,運用圖像處理技術(shù),人工智能技術(shù)、時間序列處理技術(shù)等進(jìn)行“基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的高爐料面煤氣流發(fā)展過程研究”,探索布料周期之間煤氣流發(fā)展的關(guān)聯(lián)性,掌握布料周期煤氣流分布的發(fā)展規(guī)律,尋找適合高爐自己合理的煤氣流發(fā)展模式,為高爐布料提供幫助。本文結(jié)合包鋼6號高爐實際生產(chǎn)數(shù)據(jù),建立了料面煤氣流分布的發(fā)展模型,將連續(xù)的煤氣流發(fā)展過程劃分為布料周期的“狀態(tài)向量序列”,以表達(dá)每一個周期料面煤氣流的變化特征,為監(jiān)測和調(diào)控高爐煤氣流的動態(tài)發(fā)展提供了新的研究思路。根據(jù)該模型結(jié)合布料周期中心和邊緣特征分析該高爐運行狀態(tài)得出:高爐布料周期料面煤氣流發(fā)展分為四種模式,四種模式的旺盛期、... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究內(nèi)容流程圖

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-10-（4）送風(fēng)系統(tǒng)：包括鼓風(fēng)機和熱風(fēng)爐。其作用是連續(xù)可靠地供給高爐冶煉時需要的熱風(fēng)。（5）煤氣除塵系統(tǒng)：主要有干法除塵和溫法除塵兩種方式。其作用是除去煤氣中的灰塵，進(jìn)而回收煤氣。利用回收的灰塵可作為燒結(jié)原料，回收的煤氣可用用戶使用。（6）渣鐵處理系統(tǒng)：及時處理高爐排放出的渣、鐵，保證高爐生產(chǎn)正常運行。（7）噴煤系統(tǒng)：分為直接或間接兩種噴吹方式。高爐噴吹煤粉是一種節(jié)約焦煤資源，增加高爐操作，調(diào)節(jié)爐況的一種手段。圖2.1高爐煉鐵的工藝流程根據(jù)高爐內(nèi)部物料存在形態(tài)的不同，可將高爐從上到下劃分為五個主要區(qū)域[48]，分別為塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風(fēng)口前回旋區(qū)和爐缸渣體聚集區(qū)，如圖2.2所示。內(nèi)部各區(qū)域主要反應(yīng)及其特征如下：（1）塊狀帶：爐料以塊狀存在的區(qū)域。在爐內(nèi)料柱的上部，礦石和焦炭呈交替分布層狀緩慢下降，層狀逐漸趨于水平且厚度也逐漸變保主要反反應(yīng)為礦石間接還原，碳酸鹽分解，溫度一般低于1000℃。（2）軟熔帶：高爐透氣性最差的區(qū)域。礦石呈軟熔狀，對煤氣流阻力大，主要反應(yīng)為礦石的直接反應(yīng)，滲碳和焦炭的氣化反應(yīng)。上緣溫度為1150℃~1200℃，礦石開始軟化收縮，下緣溫度為1400℃，渣鐵開始熔融滴落。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-11-（3）滴落帶：焦炭下落，其間夾雜渣鐵液滴。主要反應(yīng)為非鐵元素還原、脫硫滲碳、焦炭的氣化反應(yīng)。包括活性焦炭區(qū)和呆滯區(qū)。（4）回旋區(qū)：高爐唯一存在的氧化性區(qū)域，焦炭受到鼓風(fēng)的作用在劇烈回旋中燃燒，產(chǎn)生一個半空狀態(tài)的焦炭回旋區(qū)。主要反應(yīng)為鼓風(fēng)中的氧和蒸汽與焦炭和噴煤發(fā)生的燃燒反應(yīng)，是爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域，其鼓風(fēng)的溫度為1100℃~1300℃。（5）渣體聚集區(qū)：渣鐵相對靜止，并暫存于此。主要反應(yīng)為在爐渣和鐵水層間的交界面及鐵滴穿過渣層時發(fā)生渣鐵反應(yīng)。圖2.2高爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2.2料面煤氣流分析2.2.1煤氣流的形成高爐模擬實驗表明，高爐內(nèi)部煤氣流上升過程中經(jīng)過三次分布：首先在風(fēng)口回旋區(qū)燃燒帶形成煤氣流的初始分布區(qū)，煤氣流自風(fēng)口向上和向中自擴散行；之后，煤氣穿過滴落帶并在軟熔帶的焦窗作橫向運動，形成第二次分布；最后，煤氣流進(jìn)入塊狀帶受爐料分布不均的影響，發(fā)生了煤氣流的重新分布，最終從料面離開，在爐喉處形成第三次分布，煤氣曲折向上通過塊狀帶[49]。風(fēng)口區(qū)域是氧化性氣氛，焦炭在風(fēng)口作回旋運動，主要反應(yīng)是在焦炭過剩條件下進(jìn)行的。反應(yīng)的最終產(chǎn)物就是初始煤氣流，主要成分為CO、CO2、N2和少量的

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2994759