4号高炉应用中子测水技术研究

1、方大特钢4号高炉应用中子测水技术研究【摘 要】在高炉生产中，焦炭水分的含量对炉温和焦比起着重要作用。方大特钢4号高炉使用外购占大多数的焦炭，其水份波动大，对高炉负荷影响大，造成热制度和造渣制度难以调节到位。通过对该高炉使用中子测定焦炭水分技术后，实现了在生产过程中焦炭水分连续在线自动测量和补偿，减少了炉温波动，使生产过程保持在较好状态下运行。改善了高炉技术经济指标。【关键词】高炉 焦炭 中子测水 补偿 效果1.概述在高炉生产中，焦炭水分的含量对炉温和焦比起着重要作用。方大特钢4号高炉使用外购占大多数的焦炭，其水份波动大，对高炉负荷影响大，造成热制度和造渣制度难以调节到位，经常出现炉温连续大于%

2、和小于%的情况，对炉缸的工作和软熔带的稳定带来负面影响。炉况失常时处理时间长，损失大。2008年4号高炉利用系数为，入炉焦比为454.36kg/t，燃料比高达599.66 kg/t，各项技术经济指标都较差。为提高技术水平，我们于2009年对该高炉使用中子测定焦炭水分技术。采用该项技术后，实现了高炉入炉焦炭水分的在线测量，并根据测得的有效水分值进行焦炭重量自动补偿，达到了稳定炉温、炉况、降低高炉焦比和提高经济效益的目的。2.中子测水及补偿技术 测量及补偿原理当快中子穿透物料时，被物料中的水分子慢化（吸收），使快中子的数量减少。物料中水以外的其它元素都对快中子没有吸收作用，所以物料对快中子的衰减率

3、和物料中的含水量之间呈现严格的线性关系。同时，利用吸收法对物料的厚度和密度变化进行准确补偿。测量不受物料密度、疏松度、堆积厚度和水以外的其它成分等变化的影响。4号高炉的焦炭水分补偿是以焦炭的干基为基准，每批进行补偿。在实际使用中，上料plc控制系统向测量机构发出装运焦炭的信号，测量机构开始对在皮带机上输送焦炭的水分进行连续实时检测，并计算焦炭通过测量机构的时间，然后加权计算，得出每批焦炭的平均水分，同时还可以将水分值转化为模拟控制信号输出给上料plc控制系统。上料plc控制系统根据水分值计算出下一批焦炭的补偿量，来实现对入炉焦炭的水分进行补偿。 技术参数 焦炭水分测量的精度： 。 快中子探测器

4、灵敏度：30 计数s-1/(-1)。 主机工作环境：0+50，相对湿度95。探测器工作环境：40+50， 相对湿度95。 辐射安全性能：距放射源1m 处的当量剂量率sv/h，符合国家规定非放射性工作场所剂量标准。 水分的补偿范围：016。 水分的补偿方式：每批补偿。 水分的基准：干基。 测量、补偿设备 中子源，采用小型密封中子源。 放射源，5 类小型密封放射源，密封在铅容器内，距源1m 处的剂量率1sv/h。 100mm 大面积锂玻璃中子探测器锂，采用新型的中子能谱自动稳峰技术。 40100mm的nai晶体闪烁探测器。长期稳定性%。 3he 计数管中子探测器，采用创新的计数管自动稳峰技术。 d

5、fb-0210 型智能测控仪 工控机配信号变送器， 腾微处理器，40g 硬盘，128m 内存。 测量软件，可完成信号数据采集、数据处理、计算出物料水分值的功能。 补偿软件，可完成信号数据采集、数据处理、计算出焦炭水分值补偿量、进行每批焦炭的水分补偿的功能。3.应用 设备安装在供应焦炭的11b、12b皮带上安装，放射源屏蔽容器安装在被测物料上方，探测器安装在皮带下面，如图1示意。要求物料流厚度应大于8cm，皮带不跑偏。测量架靠近皮带托辊安装，此处皮带上下波动较小。电气连接如图2示意。图1 设备安装图图2 电气连接图 技术检验水分仪在投用前进行静态与动态标定，根据中子测水的原理，标定含水量与热中子

6、中的各项参数。4号高炉中子测水取样每个位置各取4个样，共8个样，跟踪情况记录表如表1示意，误差基本在规定范围内。表1 4号高炉中子测水取样跟踪情况记录表日期时间编号检测水分化验水分误差6月16日09:40a6月16日09:46g6月16日09:59c6月16日10:10h6月16日10:22b6月16日10:30e6月16日10:40i6月16日10:49f4.效果分析4号高炉应用中子测定焦炭水分技术后，自动在线连续准确地测定焦炭入炉前的水分含量，并根据检测结果输出控制信号给上料plc控制系统，对焦炭重量进行实时自动补偿，实现焦炭水分补偿在生产过程的闭环自动控制。更新了高炉操作者的技术观念，解

7、决了高炉生产中部分技术难题。减少了原因不明的炉温波动，保证高炉炉温的稳定，si和_si均下降，使生产过程保持在较好状态下运行。改善了高炉技术经济指标，提高高炉生产经济效益，促进了炼铁技术进步。如表2示意。4号高炉利用系数从2009年1月5月的m3d上升到2009年6月2010年12月的m3d，高炉入炉焦比相应从406kg/t降低到384kg/t。扣除入炉品位等因素影响，降低焦比：=（kg/t）按外购焦炭1630元/t，煤粉790元/t，10个月节约采购成本:454512（1630-4790）/1000/10000=1530（万元）表2 2009年4号高炉部分指标对比表时间总产量产量系数焦比煤比

8、焦丁比综合焦比燃料比风量sisitt/dt/kg/tkg/tkg/tkg/tkg/tm3/min%基准期2117781431406140365505821257使用期4545121510379144375285601317对比+69-27+4+1-22-2260时间天数影响焦比因素分析风温入炉品位焦碳灰份焦碳硫份人造富矿率综合d%基准期1481135使用期3011132对比153 -3 影响焦比（kg/t） 参考因素波动1001%1%10%影响焦比20kg/t2%2%3% 注：基准期：2009年1月2009年5月 使用期：2009年7月2010年4月 调试期：2009年6月5.结论方大特钢4号高