本發明屬于高爐煉鐵技術領域，尤其涉及一種確定高爐銅冷卻壁渣皮厚度變化的方法及裝置。

背景技術：

現代大型高爐已經具備了較高的機械化、自動化水平，但由于高爐內部物理變化和化學反應的復雜，盡管高爐本體上安裝了大量的熱電偶和爐身測壓點等檢測裝置，但高爐仍然沒有擺脫“黑匣子”的特點，高爐的生產仍然需要依靠經驗進行冶煉操作。

高爐冷卻壁熱面渣皮的厚度影響著高爐爐況的穩定、冷卻設備的正常運行以及技術經濟指標，在高爐冶煉過程中十分重要。現有技術中，研究人員在確定渣皮厚度變化時誤差較大，導致高爐路況不穩定。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供了一種確定高爐銅冷卻壁渣皮厚度變化的方法及裝置，用于解決現有技術中，在判斷高爐冷卻銅壁厚度的變化時，誤差較大，導致高爐爐況不穩定的技術問題。

本發明提供一種確定高爐銅冷卻壁渣皮厚度變化的方法，所述方法包括：

根據高爐歷史數據確定各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第一差值；

確定所述第一差值的最優控制范圍，所述第一差值與所述渣皮厚度成反比例關系；

計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值；

將所述第二差值與所述第一差值的最優控制范圍中的數據進行比較，確定所述渣皮的厚度變化。

上述方案中，所述確地所述第一差值的最優控制范圍，包括：

根據高爐經濟指標確定所述第一差值的最優控制范圍。

上述方案中，所述計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值，包括：

從數據庫中獲取當前各段所述銅冷卻壁的各測點溫度值；

預處理所述各測點溫度值，刪除異常的測點溫度值，獲取正常的測點溫度值；

根據所述正常的測點溫度值計算所述當前銅冷卻壁的平均溫度值；

計算所述當前各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值之間的第二差值。

上述方案中，所述異常的測點溫度值包括：

數據為空、數據為0、數據長時間無變化或冷卻壁的溫度值小于冷卻壁進水溫度值的測點溫度值。

上述方案中，所述高爐經濟指標包括：煤氣利用率及高爐出鐵量。

本發明還提供一種確定高爐銅冷卻壁渣皮厚度變化的裝置，所述裝置包括：

第一確定單元，用于根據高爐歷史數據確定各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值第一差值；確定所述第一差值的最優控制范圍，所述第一差值與所述渣皮厚度成反比例關系；

計算單元，用于計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值第二差值；

第二確定單元，用于將所述第二差值與所述最優控制范圍中的數據進行比較，確定所述渣皮的厚度變化。

上述方案中，所述第一確定單元于確定所述第一差值的最優控制范圍，包括：

根據高爐經濟指標確定所述第一差值的最優控制范圍。

上述方案中，所述計算單元計算所述當前各段銅冷卻壁的各測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度值的第二差值，包括：

從數據庫中獲取當前各段所述銅冷卻壁的各測點溫度值；

預處理所述各測點溫度值，刪除異常的測點溫度值，獲取正常的測點溫度值；

根據所述正常的測點溫度值計算所述當前銅冷卻壁的平均溫度值；

計算所述當前各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值之間的第二差值。

上述方案中，所述異常的測點溫度值包括：

數據為空、數據為0、數據長時間無變化或冷卻壁的溫度值小于冷卻壁進水溫度值的測點溫度值。

上述方案中，所述高爐經濟指標包括：煤氣利用率及高爐出鐵量。

本發明提供了一種確定高爐銅冷卻壁渣皮厚度變化的方法及裝置，所述方法包括：根據高爐歷史數據確定各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第一差值；確定所述第一差值的最優控制范圍，所述第一差值與所述渣皮厚度成反比例關系；計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值；將所述第二差值與所述第一差值的最優控制范圍中的數據進行比較，確定所述渣皮的厚度變化；如此，在確定渣皮厚度變化時，綜合考慮了冷卻壁溫度和冷卻壁的進水溫度，因所述第一差值基本可以看作是測溫點到冷卻水管內部的溫度梯度，利用溫度的差值去判斷渣皮厚度，提高了判斷的精度，進而有利于控制高爐煤氣流分布，提高煤氣利用率，降低燃料比，從而提高高爐爐況的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的確定高爐冷卻壁渣皮厚度的方法流程示意圖；

圖2為本發明實施例提供的確定高爐冷卻壁渣皮厚度的裝置結構示意圖。

具體實施方式

為了可以準確判斷高爐銅冷卻壁渣皮厚度的變化情況，本發明提供了一種確定高爐銅冷卻壁渣皮厚度變化的方法及裝置，所述方法包括：根據高爐歷史數據確定各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第一差值；確定所述第一差值的最優控制范圍，所述第一差值與所述渣皮厚度成反比例關系；計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值；將所述第二差值與所述第一差值的最優控制范圍中的數據進行比較，確定所述渣皮的厚度變化。

下面通過附圖及具體實施例對本發明的技術方案做進一步的詳細說明。

實施例一

本實施例提供一種確定高爐銅冷卻壁渣皮厚度變化的方法，參見圖1，所述方法包括：

S101，根據高爐歷史數據確定銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值。

本步驟中，獲取高爐生產的歷史數據，計算各段銅冷卻壁的平均溫度值，然后再計算銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第一差值；并根據高爐經濟指標確定銅冷卻壁的平均溫度與冷卻壁進水溫度值的第一差值的最優控制范圍。

這里，所述高爐經濟指標可以包括：煤氣利用率、高爐出鐵量等；因第一差值對高爐生產具有重要意義，因此第一差值是否合理會直接影響到高爐經濟指標。并且，一般來說，第一差值增大時，高爐熱面渣皮的厚度就會減少；第一差值降低時，高爐熱面渣皮的厚度就會增加，也就是說，所述第一差值與所述渣皮厚度成反比例關系。

S102，計算當前銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值。

本步驟中，利用C#編寫程序連接高爐數據庫獲取當前各段銅冷卻壁的溫度值，并依此計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值，然后再計算當前銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值。其中，在連接高爐數據庫時，是通過程序配置文件中的高爐數據庫用戶名、密碼和數據名與高爐數據庫連接。

具體地，獲取當前各段銅冷卻壁的溫度值及冷卻壁進水溫度值，并依此計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值，包括：從數據庫中獲取當前各段所述銅冷卻壁的各測點溫度值；預處理所述各測點溫度值，刪除異常的測點溫度值，獲取正常的測點溫度值；根據所述正常的測點溫度值計算所述當前各段銅冷卻壁的平均溫度值；其中，所述冷卻壁進水溫度值是根據預設的周期進行獲取的，所述預設的周期可以為5min；所述異常的測點溫度值包括：數據為空、數據為0、數據長時間無變化或冷卻壁的溫度值小于冷卻壁進水溫度值的測點溫度值。

所述第二差值可以以圖像的方式實時顯示，也可以以曲線的方式實時顯示。

S103，將所述第二差值與所述第一差值的最優控制范圍中的數據進行比較，確定所述渣皮的厚度變化。

本步驟中，在判斷所述高爐渣皮厚度的變化時，將所述第二差值與所述第一差值的最優控制范圍中的數據進行比較，即可以確定所述渣皮的厚度變化。

比如，所述第一差值的最優控制范圍為[4，15]℃，當第二差值逐漸降低，最后小于4時，說明此時高爐冷卻壁熱面渣皮出現結厚情況，并逐漸加劇，高爐爐況較差。當第二差值逐漸升高，最后大于15時，說明此時高爐冷卻壁熱面渣皮出現脫落情況，并逐漸加劇，高爐爐況較差。

進一步地，在計算當前銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值后，還可以根據當前所述銅冷卻壁的各測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度值的第三差值來進一步判斷高爐的運行狀況。具體地，在獲取的各測點溫度值中，篩選出最大的測點溫度值及最小的測點溫度值；計算出最大的測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度的差值及最小的測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度的差值；將計算出最大的測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度的差值及最小的測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度的差值分別與所述第一差值的最優控制范圍中的數據進行比較，若與所述最優控制范圍中的數據相差很大，則說明此時高爐運行狀況已經達到極限運行。

比如，若與所述最優控制范圍中的數據相差很大，則說明測溫點對應區域冷卻壁工作狀態異常，例如最優控制范圍為[4，15]℃，最大溫度值大于40℃則說明此時最大測溫點對應的冷卻壁區域處于極限運行狀態，最小溫度小于2℃，則說明最小測溫點對應的區域處于爐墻粘結或結瘤的異常工作狀態。

實施例二

相應于實施例一，本實施例還提供一種確定高爐銅冷卻壁渣皮厚度變化的裝置，參見圖2，所述裝置包括：第一確定單元21，計算單元22及第二確定單元23；其中，

所述第一確定單元21用于根據高爐歷史數據確定銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值。具體地，所述第一確定單元21獲取高爐生產的歷史數據后、，計算各段銅冷卻壁的平均溫度值，然后再計算銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第一差值后；并根據高爐經濟指標確定銅冷卻壁的平均溫度與冷卻壁進水溫度值的第一差值的最優控制范圍。

這里，所述高爐經濟指標可以包括：煤氣利用率、高爐出鐵量等；因第一差值對高爐生產具有重要意義，因此第一差值是否合理會直接影響到高爐經濟指標。并且，一般來說，第一差值增大時，高爐熱面渣皮的厚度就會減少；第一差值降低時，高爐熱面渣皮的厚度就會增加，也就是說，所述第一差值與所述渣皮厚度成反比例關系。

所述計算單元22用于計算當前銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值。

具體地，所述計算單元22通過程序配置文件中的高爐數據庫用戶名、密碼和數據名連接高爐數據庫，獲取當前各段銅冷卻壁的溫度值，并依此計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值，然后再計算當前銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值。

這里，所述計算單元22獲取當前各段銅冷卻壁的溫度值及冷卻壁進水溫度值，并依此計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值，包括：從數據庫中獲取當前各段所述銅冷卻壁的各測點溫度值；預處理所述各測點溫度值，刪除異常的測點溫度值，獲取正常的測點溫度值；根據所述正常的測點溫度值計算所述當前各段銅冷卻壁的平均溫度值；其中，所述冷卻壁進水溫度值是根據預設的周期進行獲取的，所述預設的周期可以為5min；所述異常的測點溫度值包括：數據為空、數據為0、數據長時間無變化或冷卻壁的溫度值小于冷卻壁進水溫度值的測點溫度值。

所述第二差值可以以圖像的方式實時顯示，也可以以曲線的方式實時顯示。

所述第二確定單元23用于將所述第二差值與所述第一差值的最優控制范圍中的數據進行比較，確定所述渣皮的厚度變化。

比如，所述第一差值的最優控制范圍為[4，15]℃，當第二差值逐漸降低，最后小于4時，所述第二確定單元23確定此時高爐冷卻壁熱面渣皮出現結厚情況，并逐漸加劇，高爐爐況較差。當第二差值逐漸升高，最后大于15時，所述第二確定單元23確定此時高爐冷卻壁熱面渣皮出現脫落情況，并逐漸加劇，高爐爐況較差。

進一步地，所述計算單元22在計算當前銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值后，還可以根據當前所述銅冷卻壁的各測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度值的第三差值，以便所述第二確定單元23來進一步判斷高爐的運行狀況。具體地，所述計算單元22在獲取的各測點溫度值中，篩選出最大的測點溫度值及最小的測點溫度值；計算出最大的測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度的差值及最小的測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度的差值；所述第二確定單元23將計算出最大的測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度的差值及最小的測點溫度值與所述冷卻壁進水溫度的差值分別與所述第一差值的最優控制范圍中的數據進行比較，若與所述最優控制范圍中的數據相差很大，則說明此時高爐運行狀況已經達到極限運行。

比如，若與所述最優控制范圍中的數據相差很大，則說明測溫點對應區域冷卻壁工作狀態異常，例如最優控制范圍為[4，15]℃，最大溫度值大于40℃則說明此時最大測溫點對應的冷卻壁區域處于極限運行狀態，最小溫度小于2℃，則說明最小測溫點對應的區域處于爐墻粘結或結瘤的異常工作狀態。

實施例三

實際應用中，利用實施例一提供的方法及實施例二提供的裝置來確定某4000m3級高爐銅冷卻壁渣皮厚度時，具體如下：

本實施例中的高爐爐腹、爐腰及爐身下部6至9段采用銅冷卻壁，獲取高爐生產的歷史數據，計算各段銅冷卻壁的平均溫度值，然后再計算銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第一差值；并根據高爐經濟指標確定銅冷卻壁的平均溫度與冷卻壁進水溫度值的第一差值的最優控制范圍。這里，所述高爐經濟指標可以包括：煤氣利用率、高爐出鐵量等；因第一差值對高爐生產具有重要意義，因此第一差值是否合理會直接影響到高爐經濟指標。并且，一般來說，第一差值增大時，高爐熱面渣皮的厚度就會減少；第一差值降低時，高爐熱面渣皮的厚度就會增加，也就是說，所述第一差值與所述渣皮厚度成反比例關系。

本實施例中，第6段冷卻壁的第一差值的最優控制范圍為5℃～16℃；第7～9段冷卻壁的第一差值的最優控制范圍為6℃～20℃；此時，高爐順行較好，煤氣利用率較高。

獲取當前各段銅冷卻壁的溫度值及冷卻壁進水溫度值，并依此計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值，然后再計算當前銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值的第二差值，并保存所述第二差值。其中，所述冷卻壁進水溫度值是根據預設的周期進行提取的，所述預設的周期可以為5min。

具體地，獲取當前各段銅冷卻壁的溫度值，并依此計算當前各段銅冷卻壁的平均溫度值，包括：從數據庫中獲取當前各段所述銅冷卻壁的各測點溫度值；預處理所述各測點溫度值，刪除異常的測點溫度值，獲取正常的測點溫度值；根據所述正常的測點溫度值計算所述當前各段銅冷卻壁的平均溫度值；其中，所述異常的測點溫度值包括：數據為空、數據為0、數據長時間無變化或冷卻壁的溫度值小于冷卻壁進水溫度值的測點溫度值。

所述第二差值可以以圖像的方式實時顯示，也可以以曲線的方式實時顯示。

當所述第二差值計算出之后，將所述第二差值與所述第一差值的最優控制范圍中的數據進行比較，即可以確定所述渣皮的厚度變化。

比如，在實時顯示圖中，查詢到的某時間段內第6段、7至9段銅冷卻壁的第二差值隨時間變化的趨勢圖，可以確定第6段、7至9段銅冷卻壁的第二差值在逐漸降低，最后均低于最優控制范圍的最低值，這說明此時銅冷卻壁熱面渣皮出現結厚情況，并逐漸加劇，爐況較差。

本發明提供的一個或多個實施例帶來的有益效果是：

本發明提供了一種確定高爐冷銅卻壁渣皮厚度變化的方法及裝置，所述方法包括：根據高爐歷史數據確定銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值第一差值，確定所述第一差值的最優控制范圍，所述第一差值與所述渣皮厚度成反比例關系；計算當前銅冷卻壁的平均溫度值與冷卻壁進水溫度值第二差值；將所述第二差值與所述最優控制范圍中的數據進行比較，確定所述渣皮的厚度變化；如此，在確定渣皮厚度變化時，綜合考慮了冷卻壁溫度和冷卻壁的進水溫度，因所述第一差值基本可以看作是測溫點到冷卻水管內部的溫度梯度，利用溫度的差值去判斷渣皮厚度，提高了判斷的精度，進而有利于控制高爐煤氣流分布，提高煤氣利用率，降低燃料比，從而提高高爐爐礦的穩定性。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。