CN110484714A - 一种改进烧结物料配比提升烧结矿质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶炼技术领域，更具体地，涉及一种改进烧结物料配比提升烧结矿质量的方法。一种改进烧结物料配比提升烧结矿质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)计算匀矿元元素含量；2)计算混合料元素含量：3)计算原燃料元素时，需要考虑到燃料和各种配料的燃损；4)计算烧结矿理论预想元素含量；5)计算烧结矿预想补正；6)计算系数K；7)模型最终预测成分数据。本发明通过物料微调模型实现了由人工经验调整过渡到由计算机模型计算控制调整，大幅提升了控制精度，同时也降低了对现场操作人员的操作要求，减轻操作负担。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，更具体地，涉及一种改进烧结物料配比提升烧结矿质量的方法。
背景技术
目前烧结生产线，物料微调是靠工艺人员人工计算调整，尽管当前的生产管理和技术都可以人工实现，具备多年的生产管理实践，积累了丰富的烧结生产经验，但年轻的员工经验较为匮乏，对有经验人员的依赖性很高，同时缺少相匹配的工艺模型，缺少相匹配的自动化控制规范来实现更好的降本增效效果。
烧结生产中对物料的配比具有严格的控制，目前的生产系统中，制造管理系统会根据高炉生产对烧结矿的要求反推烧结生产的配料信息，同时根据原料混匀矿的使用周期、原料混匀矿的质量、相关辅料的质量进行配料后，下发到烧结过程控制系统。因此，生产系统下发烧结配料计划的周期大概在一周左右。但在烧结现场生产过程中，存在以下问题：
1)同一混匀矿堆的质量不是绝对均匀的，在生产过程中存在质量误差；
2)不同批次的辅料存在质量差异；
3)返矿的质量存在差异；
4)现场存在混料的可能，影响配料的质量。
因此，在烧结生产控制过程中，如果仅仅参照生产管理系统中下发的日常配料计划进行烧结生产，受上述因素影响，烧结矿的质量将会存在一定的波动。为了更好的控制烧结生产过程，更好的控制烧结矿的质量，在烧结生产过程中，现场生产技术人员会根据烧结矿的当前质量，混匀矿、相关辅料的实际质量，参照日常配料计划，在授权范围内，实时进行物料的微调及优化。目前，现场的实时物料微调采用excel表逐步尝试的模式，没有模型的支持。因此建立物料微调模型来提高控制精度、提高烧结矿质量、提高工作效率。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种改进烧结物料配比提升烧结矿质量的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种改进烧结物料配比提升烧结矿质量的方法，包括以下步骤：
S1：计算匀矿元元素含量：根据原料的堆料计划获取相应的料堆的大堆号、元素含量c、每种料堆堆料量T以及配比p，从而计算出匀矿的各种元素含量，计算公式如下：
其中n表示匀矿中含有n种配料，T、c、p各自分别对应每一种配料的堆料量、元素含量百分比以及这种配料在大堆中所占的百分比；
S2：计算混合料元素含量：由于烧结矿还需加入白云石、石灰石、生石灰以及高炉返矿，形成新原料；因此，加入这些配料之后，各种元素的含量又发生了变化；同时烧结过程中，还需要考虑到烧损的存在，因此还需加入经验系数；计算前，首先预设定一个配比p1，根据预设定的配比p1来计算出各种元素的含量是否满足生产需求；如果不满足，则根据规则自动调节配比p1，使得各种元素的含量发生变化，直到计算出来的结果满足生产需求，则将该结果保存至数据库；待到检化验成分数据出来后，将计算出来的元素含量与检化验检测值做对比，并将该偏差值记录下来，作为调整系数；
计算公式如下：
Tfe1＝Tfe*P1+Tfe2*P2+Tfe3*P3+Tfe4*P4+Tfe5*P5；
CaO 1＝CaO*P1+CaO 2*P2+CaO 3*P3+CaO 4*P4+CaO 5*P5；
SiO21＝SiO2*P1+SiO22*P2+SiO23*P3+SiO24*P4+SiO25*P5；
其中：
Tfe1表示混合料中Tfe的含量；
Tfe表示匀矿中Tfe的含量，p1表示匀矿配比；
Tfe2表示白云石中Tfe的含量，p2表示白云石配比；
Tfe3表示石灰石中Tfe的含量，p3表示石灰石配比；
Tfe4表示生石灰中Tfe的含量，p4表示生石灰配比；
Tfe5表示高炉返矿中Tfe的含量，p5表示高炉返矿配比；
CaO 1表示混合料中CaO的含量；
CaO表示匀矿中CaO的含量，p1表示匀矿配比；
CaO 2表示白云石中CaO的含量，p2表示白云石配比；
CaO 3表示石灰石中CaO的含量，p3表示石灰石配比；
CaO 4表示生石灰中CaO的含量，p4表示生石灰配比；
CaO 5表示高炉返矿中CaO的含量，p5表示高炉返矿配比；
SiO21表示混合料中SiO2的含量；
SiO2表示匀矿中SiO2的含量，p1表示匀矿配比；
SiO22表示白云石中SiO2的含量，p2表示白云石配比；
SiO23表示石灰石中SiO2的含量，p3表示石灰石配比；
SiO24表示生石灰中SiO2的含量，p4表示生石灰配比；
SiO25表示高炉返矿中SiO2的含量，p5表示高炉返矿配比；
S3：计算原燃料元素时，需要考虑到燃料和各种配料的燃损，计算公式如下： A1＝1000*100/(100-U13)；
Tfe6＝(A1*1.042*Tfe1+50*0.8)/1.015；
CaO 6＝(A1*1.042*CaO 1+50*0.8)/1.025；
SiO26＝(A1*1.042*SiO21+50*0.8)/0.945；
其中，U13是匀矿、白云石、石灰石、生石灰、高炉返矿烧损之和；
S4：计算烧结矿理论预想元素含量
Tfe7＝(A1+50)*Tfe6/1000；
CaO 7＝(A1+50)*CaO 6/1000；
SiO27＝(A1+50)*SiO26/1000；
S5：计算烧结矿预想补正
Tfe8＝Tfe7*1.015；
CaO 8＝CaO 7*1.025；
SiO28＝SiO27*0.945；
S6:计算系数K
系数K用于调节物料拨动，当检测成分出来时，模型会获取该成分对应的配比，并将该配比作为计算，得到一个模型计算成分数据，用检测到成分数据与该模型计算的成分数据作对比，得到系数K；
K＝对应元素检测成分/模型计算成分数据；
S7：模型最终预测成分数据
Tfe9＝Tfe8*(K1+K2+K3)/3；
CaO 9＝CaO 8*(K4+K5+K6)/3；
SiO29＝SiO28*(K7+K8+K9)/3；
其中，K1、K2、K3为检测到Tfe成分数据与该模型计算的Tfe成分数据的比值； K4、K5、K6为检测到CaO成分数据与该模型计算的CaO成分数据的比值；K7、 K8、K9为检测到SiO2成分数据与该模型计算的CaO成分数据的比值。
优选地，在所述步骤S7中，如果变堆后，同一大堆的系数K自取最新一次的，直到同一大堆的系数K大于等于3时才取平均值。
与现有技术相比，有益效果是：
本发明通过物料微调模型实现了由人工经验调整过渡到由计算机模型计算控制调整，大幅提升了控制精度，同时也降低了对现场操作人员的操作要求，减轻操作负担。物料微调模型从投运以后，经过多次优化调整，目前表现较为稳定，烧结矿碱度一级品率从74.9％提高到了84％左右(目标80％),满足了生产方的需求，提高了控制精度，提高了生产效率，提高了烧结矿的质量。
另一方面，配矿效果的好坏直接影响到混匀矿的化学成分及稳定性，并影响烧结矿的成本和高炉冶炼过程的全过程。而物料微调模型将烧结矿一级品率从74.9％提高到85％，也直接或间接减少了烧结和高炉冶炼过程的成本。由此可看出，烧结物料微调模型，不但可以给生产烧结矿的企业创造实在的经济效益，而且也会对下游的生产过程产生巨大的正面影响，因此具有极强的推广价值。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明实施例中一级品率数据统计图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1
一种改进烧结物料配比提升烧结矿质量的方法，包括以下步骤：
S1：计算匀矿元元素含量：根据原料的堆料计划获取相应的料堆的大堆号、元素含量c、每种料堆堆料量T以及配比p，从而计算出匀矿的各种元素含量，计算公式如下：
其中n表示匀矿中含有n种配料，T、c、p各自分别对应每一种配料的堆料量、元素含量百分比以及这种配料在大堆中所占的百分比；
S2：计算混合料元素含量：由于烧结矿还需加入白云石、石灰石、生石灰以及高炉返矿，形成新原料；因此，加入这些配料之后，各种元素的含量又发生了变化；同时烧结过程中，还需要考虑到烧损的存在，因此还需加入经验系数；计算前，首先预设定一个配比p1，根据预设定的配比p1来计算出各种元素的含量是否满足生产需求；如果不满足，则根据规则自动调节配比p1，使得各种元素的含量发生变化，直到计算出来的结果满足生产需求，则将该结果保存至数据库；待到检化验成分数据出来后，将计算出来的元素含量与检化验检测值做对比，并将该偏差值记录下来，作为调整系数；
计算公式如下：
Tfe1＝Tfe*P1+Tfe2*P2+Tfe3*P3+Tfe4*P4+Tfe5*P5；
CaO 1＝CaO*P1+CaO 2*P2+CaO 3*P3+CaO4*P4+CaO 5*P5；
SiO21＝SiO2*P1+SiO22*P2+SiO23*P3+SiO24*P4+SiO25*P5；
其中：
Tfe1表示混合料中Tfe的含量；
Tfe表示匀矿中Tfe的含量，p1表示匀矿配比；
Tfe2表示白云石中Tfe的含量，p2表示白云石配比；
Tfe3表示石灰石中Tfe的含量，p3表示石灰石配比；
Tfe4表示生石灰中Tfe的含量，p4表示生石灰配比；
Tfe5表示高炉返矿中Tfe的含量，p5表示高炉返矿配比；
CaO 1表示混合料中CaO的含量；
CaO表示匀矿中CaO的含量，p1表示匀矿配比；
CaO 2表示白云石中CaO的含量，p2表示白云石配比；
CaO 3表示石灰石中CaO的含量，p3表示石灰石配比；
CaO 4表示生石灰中CaO的含量，p4表示生石灰配比；
CaO 5表示高炉返矿中CaO的含量，p5表示高炉返矿配比；
SiO21表示混合料中SiO2的含量；
SiO2表示匀矿中SiO2的含量，p1表示匀矿配比；
SiO22表示白云石中SiO2的含量，p2表示白云石配比；
SiO23表示石灰石中SiO2的含量，p3表示石灰石配比；
SiO24表示生石灰中SiO2的含量，p4表示生石灰配比；
SiO25表示高炉返矿中SiO2的含量，p5表示高炉返矿配比；
S3：计算原燃料元素时，需要考虑到燃料和各种配料的燃损，计算公式如下：
A1＝1000*100/(100-U13)；
Tfe6＝(A1*1.042*Tfe1+50*0.8)/1.015；
CaO 6＝(A1*1.042*CaO 1+50*0.8)/1.025；
SiO26＝(A1*1.042*SiO21+50*0.8)/0.945；
其中，U13是匀矿、白云石、石灰石、生石灰、高炉返矿烧损之和；
S4：计算烧结矿理论预想元素含量
Tfe7＝(A1+50)*Tfe6/1000；
CaO 7＝(A1+50)*CaO 6/1000；
SiO27＝(A1+50)*SiO26/1000；
S5：计算烧结矿预想补正
Tfe8＝Tfe7*1.015；
CaO 8＝CaO 7*1.025；
SiO28＝SiO27*0.945；
S6:计算系数K
系数K用于调节物料拨动，当检测成分出来时，模型会获取该成分对应的配比，并将该配比作为计算，得到一个模型计算成分数据，用检测到成分数据与该模型计算的成分数据作对比，得到系数K；
K＝对应元素检测成分/模型计算成分数据；
S7：模型最终预测成分数据
Tfe9＝Tfe8*(K1+K2+K3)/3；
CaO 9＝CaO 8*(K4+K5+K6)/3；
SiO29＝SiO28*(K7+K8+K9)/3；
其中，K1、K2、K3为检测到Tfe成分数据与该模型计算的Tfe成分数据的比值； K4、K5、K6为检测到CaO成分数据与该模型计算的CaO成分数据的比值；K7、 K8、K9为检测到SiO2成分数据与该模型计算的CaO成分数据的比值。
其中，在步骤S7中，如果变堆后，同一大堆的系数K自取最新一次的，直到同一大堆的系数K大于等于3时才取平均值。
物料微调模型在计算之前会先判断当前用料是否已有成品成分数据，如果没有，则会根据装船成分数据计算出混匀矿成分数据，然后根据配料成分数据进一步得到相应的配比，从而推送给用户。如果已经有了成品成分数据，则会先判断当前配比是否满足生产需求，如果不满足，则根据检化验返回来的成品矿信息进行调整配比，然后将结果反馈给用户。如果用户对于模型计算出来的结果不满足，也可以自行手动修改配比，然后由模型计算相应成分是否满足要求。
如图2所示，为2018年4月到12月底统计数据，7月后为模型使用后的数据。由下表可见，使用本方法的模型后，以及品率得到很大提升。
由下表可以看出，在本发明的模型使用前，一级品率为74.9％，使用本发明的模型后，一级品率为83.7％，与之前未使用本发明的模型相比，使用本发明的模型使得一级品率提高了11.7％。
| 时间 | 模型使用前 | 模型使用后 | 提高 |
| 一级品率 | 74.9％ | 83.7％ | 11.7％ |
表1-1一级品率提升表
物料微调模型投用后经过两个多月的现场数据采集跟踪得出：烧结物料微调模型计算精度达到80％以上，数据分析如下表
| 共 | 达标 | 未达标 | 达标率为 | |
| 配料计算次数 | 135次 | 115次 | 20次 | 85.20％ |
物料微调模型投用后，大大提高了烧结矿一级品率，一级品率达到了80％以上，同时也有利于工艺人员对成分数据进行跟踪分析。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种改进烧结物料配比提升烧结矿质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：计算匀矿元元素含量：根据原料的堆料计划获取相应的料堆的大堆号、元素含量c、每种料堆堆料量T以及配比p，从而计算出匀矿的各种元素含量，计算公式如下：
其中n表示匀矿中含有n种配料，T、c、p各自分别对应每一种配料的堆料量、元素含量百分比以及这种配料在大堆中所占的百分比；
S2：计算混合料元素含量：由于烧结矿还需加入白云石、石灰石、生石灰以及高炉返矿，形成新原料；因此，加入这些配料之后，各种元素的含量又发生了变化；同时烧结过程中，还需要考虑到烧损的存在，因此还需加入经验系数；计算前，首先预设定一个配比p1，根据预设定的配比p1来计算出各种元素的含量是否满足生产需求；如果不满足，则根据规则自动调节配比p1，使得各种元素的含量发生变化，直到计算出来的结果满足生产需求，则将该结果保存至数据库；待到检化验成分数据出来后，将计算出来的元素含量与检化验检测值做对比，并将该偏差值记录下来，作为调整系数；
计算公式如下：
Tfe1＝Tfe*P1+Tfe2*P2+Tfe3*P3+Tfe4*P4+Tfe5*P5；
CaO1＝CaO*P1+CaO2*P2+CaO3*P3+CaO4*P4+CaO5*P5；
SiO21＝SiO2*P1+SiO22*P2+SiO23*P3+SiO24*P4+SiO25*P5；
其中：
Tfe1表示混合料中Tfe的含量；
Tfe表示匀矿中Tfe的含量，p1表示匀矿配比；
Tfe2表示白云石中Tfe的含量，p2表示白云石配比；
Tfe3表示石灰石中Tfe的含量，p3表示石灰石配比；
Tfe4表示生石灰中Tfe的含量，p4表示生石灰配比；
Tfe5表示高炉返矿中Tfe的含量，p5表示高炉返矿配比；
CaO1表示混合料中CaO的含量；
CaO表示匀矿中CaO的含量，p1表示匀矿配比；
CaO2表示白云石中CaO的含量，p2表示白云石配比；
CaO3表示石灰石中CaO的含量，p3表示石灰石配比；
CaO4表示生石灰中CaO的含量，p4表示生石灰配比；
CaO5表示高炉返矿中CaO的含量，p5表示高炉返矿配比；
SiO21表示混合料中SiO2的含量；
SiO2表示匀矿中SiO2的含量，p1表示匀矿配比；
SiO22表示白云石中SiO2的含量，p2表示白云石配比；
SiO23表示石灰石中SiO2的含量，p3表示石灰石配比；
SiO24表示生石灰中SiO2的含量，p4表示生石灰配比；
SiO25表示高炉返矿中SiO2的含量，p5表示高炉返矿配比；
S3：计算原燃料元素时，需要考虑到燃料和各种配料的燃损，计算公式如下：
A1＝1000*100/(100-U13)；
Tfe6＝(A1*1.042*Tfe1+50*0.8)/1.015；
CaO6＝(A1*1.042*CaO1+50*0.8)/1.025；
SiO26＝(A1*1.042*SiO21+50*0.8)/0.945；
其中，U13是匀矿、白云石、石灰石、生石灰、高炉返矿烧损之和；
S4：计算烧结矿理论预想元素含量
Tfe7＝(A1+50)*Tfe6/1000；
CaO7＝(A1+50)*CaO6/1000；
SiO27＝(A1+50)*SiO26/1000；
S5：计算烧结矿预想补正
Tfe8＝Tfe7*1.015；
CaO8＝CaO7*1.025；
SiO28＝SiO27*0.945；
S6:计算系数K
系数K用于调节物料拨动，当检测成分出来时，模型会获取该成分对应的配比，并将该配比作为计算，得到一个模型计算成分数据，用检测到成分数据与该模型计算的成分数据作对比，得到系数K；
K＝对应元素检测成分/模型计算成分数据；
S7：模型最终预测成分数据
Tfe9＝Tfe8*(K1+K2+K3)/3；
CaO9＝CaO8*(K4+K5+K6)/3；
SiO29＝SiO28*(K7+K8+K9)/3；
其中，K1、K2、K3为检测到Tfe成分数据与该模型计算的Tfe成分数据的比值；K4、K5、K6为检测到CaO成分数据与该模型计算的CaO成分数据的比值；K7、K8、K9为检测到SiO2成分数据与该模型计算的CaO成分数据的比值。
2.根据权利要求1所述的一种改进烧结物料配比提升烧结矿质量的方法，其特征在于，在所述步骤S7中，如果变堆后，同一大堆的系数K自取最新一次的，直到同一大堆的系数K大于等于3时才取平均值。
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