CN104212925A - 调整球团矿配矿比来优化高炉综合炉料冶金性能的方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

调整球团矿配矿比来优化高炉综合炉料冶金性能的方法

技术领域

本发明涉及一种优化高炉综合炉料冶金性能的方法，具体的说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。

背景技术

在使用高碱度烧结矿+酸性炉料(球团矿+少量天然块矿)的高炉综合炉料结构模式时，由于种种原因，酸性炉料中天然块矿始终属于少量配角地位，不能多用，于是球团矿在综合炉料结构中占据了酸性炉料的主导地位，加上它有别于天然块矿的熟料结构，球团矿的配矿比对高炉综合炉料的软熔滴落性能有着决定性的影响。

北京科技大学烧结球团研究室对国内部分钢铁厂这种高炉综合炉料结构进行了比较系统的研究，结果表明：1)综合炉料可以避免酸性炉料软化温度过低，软化区间过宽的弱点，同时可以提高压差陡升温度，达到自熔性烧结矿的水平，并使最大压差值降低，从而使料柱的透气性得到改善。2)综合炉料可以发挥高碱度烧结矿冶金性能良好的优越性，同时也克服因碱度过高难熔而单一炉料不能滴落，给高炉操作造成困难的缺点。可以看出，球团矿在高炉综合炉料的软熔滴落性能中所表现出来的缺点可以总结为两点：软化温度过低和熔滴性能总特性值过高，因此，综合炉料的软化开始温度以及它的熔滴性能总特性值是受球团矿的配矿比支配的，可以通过调整球团矿的配矿比来优化高炉综合炉料的软熔滴落性能。

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，因此，调整好球团矿配矿比可以对高炉综合炉料冶金性能进行优化，对炼铁生产具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出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，冶金性能得到优化的高炉综合炉料，能够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，从而达到提高高炉生产的产量和质量，降低生产消耗的目的。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

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：

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(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)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；

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+εn

ⅲ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：

$Y=\mathrm{X\β}+\stackrel{\→}{\mathrm{\ϵ}}---\left(3\right)$

其中β是系数矩阵，ε是误差，εn相互独立，Eεn＝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：

$S={\∫}_{\mathrm{ts}}^{\mathrm{td}}(\mathrm{\ΔPd}-\mathrm{\ΔPs})\mathrm{dt}---\left(4\right)$

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

$R=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_i\·N_i---\left(5\right)$

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

$I=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\·N_i---\left(6\right)$

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(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，因此，该值的选择以“再小就会影响实际高炉的冶炼进程”为标准)为标准来进行淘汰；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。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的调整球团矿配矿比来优化高炉综合炉料冶金性能的方法，其中步骤ⅰ中，各种配矿比的高炉综合炉料，其软化开始温度的试验测定是放在铁矿石软熔滴落试验装置中进行的，具体为：试样在N₂气的保护下温度升至900℃时改通还原气体，流量为15L/min；通还原气体后的升温速度为：小于1200℃为10℃/min，1200-1630℃为7℃/min，大于1630℃为2℃/min；荷重(荷重是铁矿石软熔滴落试验装置中的一个设备上附带的压块，其重量为1.0kg作用是模拟高炉生产中综合炉料所受到的压力)为1.0kg/cm²；以试样收缩10％时的温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度(本专利为压差达到1/2△Pmax时对应的试样温度)表示矿石开始熔化温度ts℃，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃，取其中的软化开始温度ta℃作为基础数据，并以此建立试验数据总表。

前述的调整球团矿配矿比来优化高炉综合炉料冶金性能的方法，其中步骤①中，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的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行，具体的操作流程为：试样在N₂或者Ar₂保护下温度升至900℃时改通还原气体，流量为10L/min；通还原气体后的升温速度为：小于900℃为10℃/min，900-1000℃为2℃/min，大于1000℃为3-4℃/min；荷重(荷重是铁矿石软熔滴落试验装置中的一个设备上附带的压块，其重量为1.0kg作用是模拟高炉生产中综合炉料所受到的压力)为1.0kg/cm²；以试样收缩10％时温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts℃，对应ΔPd/2时候的温度℃，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃，开始熔融时的压差为ΔPs，ΔPs＝ΔPd/2，单位为Pa；试验中出现的最大压差为ΔPd，单位为Pa。

前述的调整球团矿配矿比来优化高炉综合炉料冶金性能的方法，其中还原气体为CO和N₂，两种所体的体积比为：CO：N₂＝30：70。

前述的调整球团矿配矿比来优化高炉综合炉料冶金性能的方法，其中步骤②中，混合炉料试样粒度为6.3-10毫米；将混合炉料试样装入内直径为40毫米的石墨坩埚中；底层和上层各铺上20毫米的粒度为10—20毫米的焦块。

本发明的有益效果是：本发明可以优化高炉综合炉料冶金性能，冶金性能得到优化的高炉综合炉料，能够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，从而达到提高高炉生产的产量和质量，降低生产消耗的目的。

具体实施方式

实施例1

本实施例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：

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(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)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；各种配矿比的高炉综合炉料，其软化开始温度的试验测定是放在铁矿石软熔滴落试验装置中进行的，具体为：试样在N₂气的保护下温度升至900℃时改通还原气体(φ(CO))：φ(N₂)＝30：70)，流量为15L/min；通还原气体后的升温速度为：小于1200℃为10℃/min，1200-1630℃为7℃/min，大于1630℃为2℃/min；荷重(荷重是铁矿石软熔滴落试验装置中的一个设备上附带的压块，其重量为1.0kg作用是模拟高炉生产中综合炉料所受到的压力)为1.0kg/cm²；以试样收缩10％时的温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度(本专利为压差达到1/2△Pmax时对应的试样温度)表示矿石开始熔化温度ts℃，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃，取其中的软化开始温度ta℃作为基础数据，并以此建立试验数据总表；

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+εn

ⅲ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：

$Y=\mathrm{X\β}+\stackrel{\→}{\mathrm{\ϵ}}---\left(3\right)$

其中β是系数矩阵，ε是误差，εn相互独立，Eεn＝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；

使用上述方法，只要X的秩为m+1，参数估计就能够计算出来，但是这时存在两个问题：㈠y与x1，x2，……，xm是否有较好的线性关系？没有较好的线性关系，所得到的公式没有意义。㈡得到的公式能否简化，即x1，x2，……，xm中是否存在某一个自变量，它与y没有关系或者它能够被其他自变量代替。因此，要对所得到的公式进行上述两类检验才能够最终确定所需要的关系式。

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：

$S={\∫}_{\mathrm{ts}}^{\mathrm{td}}(\mathrm{\ΔPd}-\mathrm{\ΔPs})\mathrm{dt}---\left(4\right)$

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的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行，具体的操作流程为：试样在N₂或者Ar₂保护下温度升至900℃时改通还原气体(φ(CO))：φ(N₂)＝30：70)，流量为10L/min；通还原气体后的升温速度为：小于900℃为10℃/min，900-1000℃为2℃/min，大于1000℃为3-4℃/min；荷重(荷重是铁矿石软熔滴落试验装置中的一个设备上附带的压块，其重量为1.0kg作用是模拟高炉生产中综合炉料所受到的压力)为1.0kg/cm²；以试样收缩10％时温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts℃，对应ΔPd/2时候的温度℃，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃，开始熔融时的压差为ΔPs，ΔPs＝ΔPd/2，单位为Pa；试验中出现的最大压差为ΔPd，单位为Pa；

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，混合炉料试样粒度为6.3-10毫米，将混合炉料试样装入内直径为40毫米的石墨坩埚中，底层和上层各铺上20毫米的粒度为10—20毫米的焦块，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

$R=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_i\·N_i---\left(5\right)$

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

$I=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\·N_i---\left(6\right)$

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(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，因此，该值的选择以“再小就会影响实际高炉的冶炼进程”为标准)为标准来进行淘汰；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；

最终优化的混合高炉炉料的配矿比中球团矿配矿的大小就是本专利所指的调整后的球团矿配矿比，所对应的软化开始温度和熔滴性能总特性值就是本专利优化后的高炉综合炉料冶金性能。

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。

具体实施时：

㈠建立球团矿配矿比与高炉综合炉料软化开始温度关系的数学式：

本实施例采取对实例炼铁厂同一时期高炉生产所使用的各种配矿比组成的高炉综合炉料进行连续的软熔滴落性能试验测定的方法来获取本实施例所需要的基础数据，以此得到表一所示的试验结果数据总表：

表一试验结果总表

试样编号	烧结矿	球团	伊朗	印度	印尼	南非	哈PB	软化开始
									1	68	25.33					6.67	1103
2	67.5	26.2	6.2					1114
									3	64.4	24.4	4.4				6.7	1114
4	67	16				17		1190
									5	65	13	7	7			8	1182
6	72.8	10.7	8.7	3.9	3.9			1180
									7	66.1	17.3			6.4	10.3		1174
8	73.75	11.61	3.93			10.71		1226
									9	64.4	18.5			5.2	11.9		1211
10	73.2	10	4.6			12.2		1219
									11	73	12	6.5			8.5		1188
12	72.8	17.2		10				1197
									13	74.4	15.6			10			1191
14	68.8	16.5			6.4	8.3		1172

15

73

12

15

1147

现在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中，烧结矿设为矿种1，球团矿设为矿种2，伊朗矿设为矿种3，印度矿设为矿种4，印尼矿设为矿种5，南非矿设为矿种6，哈PB矿设为矿种7。他们的单一炉料占高炉综合炉料的分数依次分别设为x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，根据上文提出的方法，我们可以针对表一得到的高炉实例生产的配矿比所测定的高炉综合炉料软化开始温度的基础数据建立如下数学模型：

ta1＝b0+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+b5x5+b6x6+b7x7+ε1

…………           (7)

tan＝b0+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+b5x5+b6x6+b7x7+εn

其中n＝1，2，3，…15。

对获得的基础数据表一实施多元线性回归分析，可以得到本实例球团矿配矿比与高炉综合炉料软化开始温度关系的数学式(8)：

ta＝1264－5.51x2           (8)

其中ta为高炉综合炉料软化开始温度(℃)；

x2为组成综合炉料的单一炉料球团矿的配矿比(％)。

经过对关系式(8)的方差分析和x2的误差分析，证明球团矿配矿比是唯一影响高炉综合炉料软化开始温度的高度显著因素，线性回归方程(8)高度显著。

㈡测定各综合炉料配矿比的熔滴性能总特性值：

根据前面“发明内容”一节所提出的测定方法，得到本实例炼铁厂在同一时期高炉生产所使用的各种配矿比组成的高炉综合炉料的熔滴性能的基础数据，现将这些熔滴性能总特性值S值组成一列列于上面表一的试验结果总表的最右边一列“软化开始”旁如表二所示：

表二对实例炼铁厂的综合炉料配矿比的熔滴性能总特性值测定情况

n	x1	x2	x3	x4	x5	x6	x7	软化开始ta	熔滴性能S值
										1	68	25.33					6.67	1103	485560
2	67.5	26.2	6.2					1114	472560
										3	64.4	24.4	4.4				6.7	1114	603200
4	67	16				17		1190	522348

5	65	13	7	7			8	1182	780640
										6	72.8	10.7	8.7	3.9	3.9			1180	480000
7	66.1	17.3			6.4	10.3		1174	841880
										8	73.75	11.61	3.93			10.71		1226	860400
9	64.4	18.5			5.2	11.9		1211	385120
										10	73.2	10	4.6			12.2		1219	903774
11	73	12	6.5			8.5		1188	876200
										12	72.8	17.2		10				1197	116224
13	74.4	15.6			10			1191	590700
										14	68.8	16.5			6.4	8.3		1172	110660
15	73	12				15		1147	286958

㈢调整球团矿的配矿比优化高炉综合炉料冶金性能：

由于实例炼铁厂同一时期高炉生产所使用的各种配矿比组成的高炉综合炉料都经过了该厂试验室对其低温还原粉化性能和还原性能的适宜性测定，用试验测定的形式证明了它们的数值对本厂高炉是适宜的，因此，前面技术方案中所提出的(一)和(二)的优化条件已经得到满足，可以直接进入步骤(三)的优化程序。

首先，对上面得到的表二进行重新排序，即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表三。

表三重新排序后的调整球团矿的配矿比优化高炉综合炉料冶金性能的操作表

x1	x2	x3	x4	x5	x6	x7	软化开始ta	熔滴性能S
									73.2	10	4.6			12.2		1219	903774
72.8	10.7	8.7	3.9	3.9			1180	480000
									73.75	11.61	3.93			10.71		1226	860400
73	12	6.5			8.5		1188	876200
									73	12				15		1147	286958
74.4	12.5			10			1191	590700
									65	13	7	7			8	1182	780640
67	16				17		1190	522348
									68.8	16.5			6.4	8.3		1172	110660
66.1	17.3			6.4	10.3		1174	841880
									64.4	18.5			5.2	11.9		1211	385120
72.8	20.4		10				1197	116224
									64.4	24.4	4.4				6.7	1114	603200
68	25.33					6.67	1103	485560

67.5

26.2

6.2

1114

472560

1)根据试验数据总表来调整球团矿配矿比进行优化：

根据试验数据总表我们用(软化开始温度ta，熔滴性能总特性值S)的数对形式从该表进行优化操作：(1)按照熔滴性能总特性值S来优化；如经验告诉我们最高S值不能超过500000，大于500000的数对则被淘汰，剩下的数对有：(1114，472560)；(1103，485560)；(1197，116224)；(1211，385120)；(1172，10660)；(1147，286958)；(1180，480000)。(2)按照软化开始温度来优化；如经验告诉我们最低ta为不能低于1150，则可以淘汰：(1114，472560)、(1103，485560)和(1147，286958)。(3)按照球团矿配矿比大小进行最后的选择，则可以淘汰：(1197，116224)；(1211，385120)和(1172，10660)。因此，最终优化的配矿比为(1180，480000)，即最终调整的配矿比为10.7％，其优化的高炉综合炉料冶金性能为(ta＝1180，S＝480000)。

2)根据步骤一最终确定的数学关系式来调整球团矿配矿比进行优化

本专利的技术方案步骤一最终确定的数学关系式为线性回归方程(8)，该关系式表明，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，因此，第一步我们可以将球团矿配矿比调整到足够大，一直到其软化开始温度小到生产不可以容忍，以此进行初调，如本实例软化开始温度小到1180以下的时候生产不可以容忍，现仍以(软化开始温度ta，熔滴性能总特性值S)的数对形式进行优化操作，则剩下可供选择的数对有：(1197，116224)；(1211，385120)；(1190，522348)；(1182，780640)；(1191，590700)；(1188，876200)；(1226，860400)；(1180，480000)；(1219，903774)。第二步，可供选择的数对中前面两对的球团矿配矿比太大，因此，对初调实施再调整的时候应该将其淘汰。第三步对剩下的各个数对应用熔滴性能总特性值最小的原则来挑选。则最终优化的配矿比为(1180，480000)，即最终调整的配矿比为10.7％，其优化的高炉综合炉料冶金性能为(ta＝1180，S＝480000)。

可以看出，上面两种方法，最终的优化结果是一致的。

上面两种方法，最终优化的配矿比中球团矿配矿比的大小10.7％就是本专利所指的调整后的球团矿配矿比，它所对应的软化开始温度ta＝1180和熔滴性能总特性值S＝480000就是本专利所指的优化后的高炉综合炉料冶金性能。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.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+εn

ⅲ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：

$Y=\mathrm{X\β}+\stackrel{\→}{\mathrm{\ϵ}}---\left(3\right)$

其中β是系数矩阵，ε是误差，εn相互独立，Eεn＝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：

$S={\∫}_{\mathrm{ts}}^{\mathrm{td}}(\mathrm{\ΔPd}-\mathrm{\ΔPs})\mathrm{dt}---\left(4\right)$

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

$R=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_i\·N_i---\left(5\right)$

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

$I=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\·N_i---\left(6\right)$

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。

2.如权利要求1所述的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：所述步骤ⅰ中，各种配矿比的高炉综合炉料，其软化开始温度的试验测定是放在铁矿石软熔滴落试验装置中进行的，具体为：试样在N₂气的保护下温度升至900℃时改通还原气体，流量为15L/min；通还原气体后的升温速度为：小于1200℃为10℃/min，1200-1630℃为7℃/min，大于1630℃为2℃/min；荷重为1.0kg/cm²；以试样收缩10％时的温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts℃，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃，取其中的软化开始温度ta℃作为基础数据，并以此建立试验数据总表。

3.如权利要求1所述的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：所述步骤①中，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的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行，具体的操作流程为：试样在N₂或者Ar₂保护下温度升至900℃时改通还原气体，流量为10L/min；通还原气体后的升温速度为：小于900℃为10℃/min，900-1000℃为2℃/min，大于1000℃为3-4℃/min；荷重为1.0kg/cm²；以试样收缩10％时温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts℃，对应ΔPd/2时候的温度℃，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃，开始熔融时的压差为ΔPs，ΔPs＝ΔPd/2，单位为Pa；试验中出现的最大压差为ΔPd，单位为Pa。

4.如权利要求2或3所述的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：所述还原气体为CO和N₂，两种气体的体积比为：CO：N₂＝30：70。

5.如权利要求1所述的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：所述步骤②中，混合炉料试样粒度为6.3-10毫米。

6.如权利要求1所述的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：所述步骤②中，将混合炉料试样装入内直径为40毫米的石墨坩埚中。

7.如权利要求1所述的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：所述步骤②中，底层和上层各铺上20毫米的粒度为10—20毫米的焦块。