一種煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種爐料優(yōu)化方法，特別是一種煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煉鐵生產(chǎn)過(guò)程是各工序緊密聯(lián)系的系統(tǒng)工程。當(dāng)前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)煉鐵成本差距懸 殊，噸鐵成本相差從幾十元到幾百元不等，對(duì)于一個(gè)年產(chǎn)500萬(wàn)噸的普通企業(yè)來(lái)說(shuō)，年成本 就可相差一億到幾十億，究其原因，配料結(jié)構(gòu)的不同是決定成本高低的至關(guān)重要因素。目 前煉鐵用原料品種繁多，成分復(fù)雜，價(jià)格差距很大，而現(xiàn)有的煉鐵爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法僅局限 于配礦、燒結(jié)、煉鐵等某一工序，缺乏全局的系統(tǒng)的考慮。燒結(jié)廠生產(chǎn)不同成份和冶金性能 的燒結(jié)礦，其成本、能耗和產(chǎn)量各不相同，而不同的燒結(jié)礦對(duì)高爐煉鐵生產(chǎn)也有著不同的影 響：品位高、冶金性能好的燒結(jié)礦生產(chǎn)成本高，但可提高高爐利用系數(shù)，降低焦比，高爐冶煉 成本可能會(huì)降低；反之，品位低、冶金性能差的燒結(jié)礦生產(chǎn)成本低，但高爐利用系數(shù)降低，焦 比升_，反而會(huì)提爐冶煉成本。
[0003] 因此煉鐵生產(chǎn)時(shí)，非常有必要站在整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)的高度，全面綜合考慮燒結(jié)、高爐 生產(chǎn)，認(rèn)真深入分析，從眾多燒結(jié)和煉鐵配料方案中謹(jǐn)慎規(guī)劃，研究確定合適的燒結(jié)礦成份 和性能要求，確定合理的燒結(jié)礦配料結(jié)構(gòu)和高爐配料結(jié)構(gòu)，只有這樣才能在鋼鐵生產(chǎn)嚴(yán)峻 的大背景，降低成本、提高產(chǎn)量、提高質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保、挖潛增效，保證企業(yè)立于不敗之地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有煉鐵技術(shù)的不足，提供一種煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方 法。解決了現(xiàn)有的煉鐵爐料優(yōu)化方法僅局限于配礦、燒結(jié)、煉鐵的某一工序，缺乏全局統(tǒng)籌 煉鐵優(yōu)化方法，冶煉成本高的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決： 一種煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，包括如下步驟： 1)燒結(jié)礦冶金性能檢測(cè)和分析。
[0005] 2)燒結(jié)過(guò)程配料優(yōu)化。
[0006] 3)燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)與分析。
[0007] 4)高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
[0008] 5)高爐配料計(jì)算。
[0009] 6)煉鐵系統(tǒng)爐料結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化。
[0010] 采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用燒結(jié)礦冶金性能檢測(cè)和分析、 燒結(jié)過(guò)程配料優(yōu)化、燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)與分析、高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高爐配料計(jì)算、煉鐵系統(tǒng) 爐料結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化的六位一體的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，統(tǒng)籌煉鐵全過(guò)程，從整個(gè)系統(tǒng) 高度科學(xué)分析謀劃計(jì)算，最大限度降低成本，找到生鐵生產(chǎn)產(chǎn)量高和產(chǎn)品優(yōu)的煉鐵系統(tǒng)爐 料優(yōu)化方案。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)選方案是： 步驟1中所述燒結(jié)礦冶金性能檢測(cè)是采集燒結(jié)過(guò)程原料參數(shù)和工藝參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方 案和實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)，并采用燒結(jié)礦物理性能測(cè)試裝置對(duì)其落下強(qiáng)度、成品率、粒 度組成、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)以及抗磨指數(shù)進(jìn)行測(cè)定；采用燒結(jié)礦冶金性能測(cè)試系統(tǒng)對(duì)還原性能、低溫 還原粉化、荷重軟化、熔滴性能進(jìn)行測(cè)定。
[0012] 步驟1中所述燒結(jié)礦冶金性能分析是通過(guò)對(duì)不同礦粉進(jìn)行配礦設(shè)計(jì)；通過(guò)微觀 測(cè)試手段對(duì)燒結(jié)礦礦物組成、礦相成分、含量進(jìn)行顯微分析，初步形成較合理的燒結(jié)配礦方 案；形成燒結(jié)礦化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)、燒結(jié)礦冶金性能數(shù)據(jù)庫(kù)、燒結(jié)礦配料數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0013] 步驟2中所述燒結(jié)過(guò)程配料優(yōu)化是指以燒結(jié)配料成本為目標(biāo)函數(shù)，以化學(xué)成分、 冶金性能、工藝參數(shù)為約束條件，應(yīng)用線性規(guī)劃優(yōu)化方法，可計(jì)算出相應(yīng)約束條件下滿足燒 結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量?jī)煞矫嬉蟮淖顑?yōu)燒結(jié)配料方案。
[0014] 步驟3中所述燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)與分析是運(yùn)用利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)分析燒結(jié)礦 的冶金性能和化學(xué)成分；針對(duì)每個(gè)預(yù)測(cè)指標(biāo)確定相應(yīng)輸入樣本，以自構(gòu)形算法確定中間層， 并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，刪除異常樣本，開展網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和分析，預(yù)測(cè)所需燒結(jié)礦的冶金性 能指標(biāo)與燒結(jié)礦的化學(xué)成分。
[0015] 步驟4中所述高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化是指根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)建爐料結(jié)構(gòu)相關(guān)原、燃料數(shù) 據(jù)庫(kù)；應(yīng)用高爐煉鐵原理，采用線性規(guī)劃優(yōu)化方法，以噸鐵配料成本為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建鐵水 成分、有害元素、爐渣、熔劑、爐料的約束條件和懲罰函數(shù)，計(jì)算滿足相應(yīng)約束條件下最低噸 鐵成本的相應(yīng)配料方案。
[0016] 步驟5中所述高爐配料計(jì)算是根據(jù)高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果，以高爐物料平衡和熱 平衡理論為基礎(chǔ)，計(jì)算出相應(yīng)鐵水成分、爐渣成分、煤氣成分等生產(chǎn)所需數(shù)據(jù)。
[0017] 步驟6中所述煉鐵系統(tǒng)爐料結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化是指結(jié)合燒結(jié)配料優(yōu)化結(jié)果和高爐 爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)據(jù)，應(yīng)用多目標(biāo)優(yōu)化方法，以噸鐵成本和渣量最低為目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算出燒結(jié) 配料方案和煉鐵爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，列出噸鐵配料清單，找到煉鐵系統(tǒng)爐料最佳組合方案。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但這些實(shí)施例不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限 制。
[0019] 實(shí)施例1 1、燒結(jié)礦冶金性能檢測(cè)與分析 燒結(jié)礦冶金性能檢測(cè)是采集燒結(jié)過(guò)程原料參數(shù)和工藝參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)條件 進(jìn)行燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)，并采用燒結(jié)礦物理性能測(cè)試裝置對(duì)其落下強(qiáng)度、成品率、粒度組成、轉(zhuǎn)鼓 指數(shù)以及抗磨指數(shù)進(jìn)行測(cè)定；采用燒結(jié)礦冶金性能測(cè)試系統(tǒng)對(duì)還原性能、低溫還原粉化、荷 重軟化、熔滴性能進(jìn)行測(cè)定。
[0020] 燒結(jié)礦冶金性能分析是通過(guò)對(duì)不同礦粉進(jìn)行配礦設(shè)計(jì)；通過(guò)微觀測(cè)試手段對(duì)燒結(jié) 礦礦物組成、礦相成分、含量進(jìn)行顯微分析，初步形成較合理的燒結(jié)配礦方案；形成燒結(jié)礦 化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)、燒結(jié)礦冶金性能數(shù)據(jù)庫(kù)、燒結(jié)礦配料數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0021] 燒結(jié)礦粉由印尼粉、麥克粉、紐曼粉、楊迪粉、巴西粗粉組成。經(jīng)過(guò)對(duì)燒結(jié)礦冶金性 能檢測(cè)與分析，得到燒結(jié)用礦粉的特性如表1所示。
[0022] 表1燒結(jié)用礦粉的特性：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，包括如下步驟： 1) 燒結(jié)礦冶金性能檢測(cè)和分析； 2) 燒結(jié)過(guò)程配料優(yōu)化； 3) 燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)與分析； 4) 高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化； 5) 高爐配料計(jì)算； 6) 煉鐵系統(tǒng)爐料結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，其特征在于：步驟1中所述燒結(jié)礦 冶金性能檢測(cè)是采集燒結(jié)過(guò)程原料參數(shù)和工藝參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行燒結(jié)杯 實(shí)驗(yàn)，并采用燒結(jié)礦物理性能測(cè)試裝置對(duì)其落下強(qiáng)度、成品率、粒度組成、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)以及抗 磨指數(shù)進(jìn)行測(cè)定；采用燒結(jié)礦冶金性能測(cè)試系統(tǒng)對(duì)還原性能、低溫還原粉化、荷重軟化、熔 滴性能進(jìn)行測(cè)定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，其特征在于：步驟1中所述燒結(jié) 礦冶金性能分析是通過(guò)對(duì)不同礦粉進(jìn)行配礦設(shè)計(jì)，通過(guò)微觀測(cè)試手段對(duì)燒結(jié)礦礦物組成、 礦相成分、含量進(jìn)行顯微分析，初步形成較合理的燒結(jié)配礦方案；形成燒結(jié)礦化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù) 庫(kù)、燒結(jié)礦冶金性能數(shù)據(jù)庫(kù)、燒結(jié)礦配料數(shù)據(jù)庫(kù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，其特征在于：步驟2中所述燒結(jié)過(guò) 程配料優(yōu)化是指以燒結(jié)配料成本為目標(biāo)函數(shù)，以化學(xué)成分、冶金性能、工藝參數(shù)為約束條 件，應(yīng)用線性規(guī)劃優(yōu)化方法，可計(jì)算出相應(yīng)約束條件下滿足燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量?jī)煞矫嬉?的最優(yōu)燒結(jié)配料方案。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，其特征在于：步驟3中所述燒結(jié)礦 成分預(yù)測(cè)與分析是運(yùn)用利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)分析燒結(jié)礦的冶金性能和化學(xué)成分；針對(duì)每 個(gè)預(yù)測(cè)指標(biāo)確定相應(yīng)輸入樣本，以自構(gòu)形算法確定中間層，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，刪除 異常樣本，開展網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和分析，預(yù)測(cè)所需燒結(jié)礦的冶金性能指標(biāo)與燒結(jié)礦的化學(xué)成分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，其特征在于：步驟4中所述高爐爐 料結(jié)構(gòu)優(yōu)化是指根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)建爐料結(jié)構(gòu)相關(guān)原、燃料數(shù)據(jù)庫(kù)；應(yīng)用高爐煉鐵原理，采用 線性規(guī)劃優(yōu)化方法，以噸鐵配料成本為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建鐵水成分、有害元素、爐渣、熔劑、爐 料的約束條件和懲罰函數(shù)，計(jì)算滿足相應(yīng)約束條件下最低噸鐵成本的相應(yīng)配料方案。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，其特征在于：步驟5中所述高爐配 料計(jì)算是根據(jù)高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果，以高爐物料平衡和熱平衡理論為基礎(chǔ)，計(jì)算出相應(yīng) 鐵水成分、爐渣成分、煤氣成分等生產(chǎn)所需數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，其特征在于：步驟6中所述煉鐵系 統(tǒng)爐料結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化是指結(jié)合燒結(jié)配料優(yōu)化結(jié)果和高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)據(jù)，應(yīng)用多目標(biāo) 優(yōu)化方法，以噸鐵成本和渣量最低為目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算出燒結(jié)配料方案和煉鐵爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化 方案，列出噸鐵配料清單，找到煉鐵系統(tǒng)爐料最佳組合方案。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種爐料優(yōu)化方法，特別是一種燒結(jié)礦和高爐爐料的綜合配比優(yōu)化方法。包括燒結(jié)礦冶金性能檢測(cè)和分析、燒結(jié)過(guò)程配料優(yōu)化、燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)與分析、高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高爐配料計(jì)算、煉鐵系統(tǒng)爐料結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化的六位一體的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方法，確定燒結(jié)配料、高爐配料各種爐料配加的最佳比例和最優(yōu)成分，解決了現(xiàn)有的煉鐵爐料優(yōu)化方法僅局限于配礦、燒結(jié)、煉鐵的某一工序，成本高，質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明統(tǒng)籌煉鐵全過(guò)程，從整個(gè)系統(tǒng)高度科學(xué)分析謀劃計(jì)算，最大限度降低成本，找到生鐵生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品優(yōu)和產(chǎn)量高的煉鐵系統(tǒng)爐料優(yōu)化方案。
【IPC分類】G06F19-00, C21B5-00
【公開號(hào)】CN104593532
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510025373
【發(fā)明人】陳偉, 王寶祥, 陳穎, 朱祎姮, 趙驥, 張慧娟
【申請(qǐng)人】河北聯(lián)合大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日