调整球团矿配矿比来优化高炉综合炉料冶金性能的方法

摘要

本发明涉及一种优化高炉综合炉料冶金性能的方法，是一种调整球团矿配矿比来优化高炉综合炉料冶金性能的方法，包括以下步骤：建立球团矿的配矿比与综合炉料的软化开始温度的关系式；测定各综合炉料配矿比的熔滴性能总特性值；调整球团矿的配矿比优化高炉综合炉料冶金性能。本发明可以调整好高炉综合炉料的软熔滴落性能，能够使炉料具有良好的冶金性能，在炉内形成合理稳定的软熔带，利于高炉强化冶炼，可以获得最佳的高炉生产技术经济指标。

主权项

调整球团矿配矿比来优化高炉综合炉料冶金性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：㈠建立球团矿的配矿比与综合炉料的软化开始温度的关系式：ⅰ对一段时间内高炉生产所使用的综合炉料配矿比进行软化开始温度的试验测定，将试验得到的数据建立试验数据总表，所述的一段时间以组成综合炉料的各个单一炉料的冶金性能在这段时间内不发生较大的变化为标准；ⅱ对得到的试验数据总表建立数学模型：设高炉综合炉料的荷重还原软化开始温度为y，组成高炉综合炉料的单一炉料的种类设为矿种1，矿种2，……，矿种m，单一炉料占高炉综合炉料的分数设为x1，x2，……，xm，于是：y＝b0+b1x1+b2x2+……+bmxm+ε    (1)式中，b0、b1、b1……，bm分别是自变量x1，x2，……，xm的系数；假设对自变量和因变量进行了n次观测试验，使用整体线性回归模型的形式：y1＝b0+b1x11+b2x12+……+bmx1m+ε1…………    (2)yn＝b0+b1xn1+b2xn2+……+bmxnm+εnⅲ确定球团矿的配矿比与综合炉料的软化开始温度的关系式：所述公式(2)写成向量矩阵的形式：$Y=X\beta +\overrightarrow{ϵ}---\left(3\right)$其中β是系数矩阵，ε是误差，εn相互独立，E(εn)＝0，Var(εn)＝σ²，b0，b1，b2，…，bm，σ²是未知的参数，x1，x2，……，xm是自变量，y1，y2，……，yn是因变量，它是随机变量，用最小二乘法估计未知的参数b0，b1，b2，…，bm，即选择β使残差平方和最小的方法得到b0，b1，b2，…，bm；㈡测定各综合炉料配矿比的熔滴性能总特性值:Ⅰ引入熔滴性能总特性值S：熔滴性能总特性值是对高炉生产配矿比组合的混合高炉炉料的冶金性能的评价，S值越小，熔滴性能越好，也就是该配矿比组合的混合高炉炉料的冶金性能越好，其计算式为：$S={\int }_{ts}^{td}(\Delta Pd-\Delta Ps)dt---\left(4\right)$式中，ts为开始熔融温度，是对应ΔPd/2时候的温度，℃；td为开始滴落时候的温度，℃；ΔPs为开始熔融时的压差，ΔPs＝ΔPd/2，Pa；ΔPd为最大压差，Pa；Ⅱ测定每个高炉生产配矿比的熔滴性能总特性值Sn，其中n＝1，2，3，……：①在铁矿石软熔滴落装置中测定各个高炉生产配矿比所组合的混合高炉炉料的熔滴性能总特性值；②按照各个高炉生产配矿比，准备好高炉入炉混合炉料试样，将混合炉料试样装入石墨坩埚中，底层和上层各铺上焦块，再将装有混合炉料试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔滴落装置中进行测定，得到首个高炉生产配矿比的入炉混合炉料试样的熔滴性能总特性值S1；③用与上面同样的方法得到其他高炉生产配矿比的入炉混合炉料试样的熔滴性能总特性值S2，S3，S4，……，Sn；④将S1,S2，S3，S4，……，Sn分别列人上述步骤㈠的试验数据总表中；㈢调整球团矿的配矿比优化高炉综合炉料冶金性能：⑴对步骤㈡得到的试验数据总表进行如下优化：1)适宜的混合高炉炉料的低温还原粉化性，即保证$R=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{R}_i·N_i---\left(5\right)$所计算的值为挑选者认为是适中的；式中R：混合炉料的低温还原粉化性RDI％；R_i：某单一炉料的低温还原粉化性RDI％；N_i：单一炉料占混合炉料的分数；N：混合炉料中所含单一炉料的种类数；2)适宜的混合高炉炉料的高温还原性，即保证$I=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{I}_i·N_i---\left(6\right)$所计算的值为挑选者认为是适中的；式中I：混合炉料的还原性RI％；I_i：某单一炉料的还原性RI％；N_i：单一炉料占混合炉料的分数；N：混合炉料中所含单一炉料的种类数；⑵调整球团矿的配矿比优化高炉综合炉料冶金性能：对试验数据总表中的符合上述步骤⑴中两个优化条件的各混合高炉炉料的配矿比进行重新排序列表，以高炉综合炉料球团矿配矿比的大小为序，自上而下从小到大排列，得到一个新的试验数据总表，然后对新表所列各混合高炉炉料的配矿比用如下两种方法之一进行优化：第一种：根据新试验数据总表进行优化，即用软化开始温度ta和熔滴性能总特性值S的数对形式进行优化：第一步，熔滴性能总特性值的优化：选择某个熔滴性能总特性值以下的S值作为考虑的范围进行初选，淘汰那些熔滴性能总特性值过大的软化开始温度ta和熔滴性能总特性值S数对；第二步，综合炉料软化开始温度的优化：在第一步留下的数对范围内选择它们的软化开始温度，以最低软化开始温度ta不低于某个值为标准来进行淘汰，该值的选定以“当高炉综合炉料的球团矿配矿比大到一定程度后，ta再小就会影响实际高炉的冶炼进程”为标准；第三步，调整球团矿的配矿比优化高炉综合炉料冶金性能：最终进行球团矿配矿比的优化，从经过上述优化后留下的软化开始温度ta和熔滴性能总特性值S的数对中选择球团矿配矿比较小的数对作为最终优化的混合高炉炉料的配矿比；第二种：根据步骤㈠最终确定的数学关系式来调整球团矿配矿比进行优化：根据步骤㈠得到的最终确定的数学关系式，使用文字表述就是酸性球团矿的用量增加会使综合炉料软化开始温度劣化，即高炉综合炉料的球团矿配矿比越大，其软化开始温度就越小，当高炉综合炉料的球团矿配矿比大到一定程度后，就会影响实际高炉的冶炼进程，因此，第一步将球团矿配矿比调整到足够大，即一直到其相对应的软化开始温度小到生产不可以容忍的方法进行初调，这个数值的大小由步骤㈠得到的最终确定的数学关系式来确定；第二步对球团矿配矿比进行再次调整：有时候会出现球团矿配矿比太大但是高炉综合炉料的软化开始温度ta，熔滴性能总特性值S都较为理想甚至很好的情况，这种情况也要淘汰；第三步是对剩下的数对用熔滴性能总特性值最小的原则挑选出最终优化的混合高炉炉料的配矿比，以此结束优化操作。