專利名稱：：一種燒結原料的配比調整方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于燒結;f幾的燒結原料的配比調整方法。
背景技術：
：燒結工藝是冶煉技術中的重要環(huán)節(jié)，包括配料、燒結、冷卻、成品整粒等過程。圖1所示是燒結系統(tǒng)示意圖。圖1中的配料系統(tǒng)中，有用于裝載各種燒結原料的礦倉，例如，鐵原料礦倉、返礦礦倉、熔劑礦倉、燃料礦倉、粉塵礦倉等，然后按照各配料礦倉的排列順序和原料的配比要求將各種燒結原料卸載到傳送帶上，送入混合制粒系統(tǒng)的混合制粒機，經(jīng)過加水混合后形成混合料，再將混合料通過緩沖槽鋪在燒結機上進行高溫燒結，燒結后形成燒結礦，燒結礦通過環(huán)冷機冷卻降溫，再經(jīng)過篩分裝置篩分后，篩出的合格燒結礦送入成品礦倉，不合格部分，例如顆粒較小的部分，回收到返礦礦倉作為燒結原料重新參與配料。其中，成品礦的物理化學性能是否穩(wěn)定，是否適宜高爐冶煉，主要取決于混合料中各種原料所占的比例，因此，在配料過程中合理調節(jié)各種燒結原料的配比非常重要。在配料過程中，各種燒結原料都會影響到配比結果，例如，鐵原料含量的高低會影響燒結礦中全鐵(TFe)和二氧化硅(Si02)等的含量，還影響燃料的配比；熔劑主要用于控制燒結成品礦的堿度，影響混合料的透氣性，影響燃料的配比等。參與配料的各種燒結原料之間相互影響、相互作用，調整其中一種原料的配比會影響到其它原料的配比，如鐵原料的改變首先會影響到其它原料在混合料中的比例，并造成燒結成品礦TFe、Si02、堿度等所有指標的變化；當穩(wěn)定了TFe指標，但可能對Si02、堿度等指標產(chǎn)生影響，從而影響熔劑的配加；當穩(wěn)定了燒結成品礦的化學指標，可能會帶來燒結過程對熱量需求的改變，從而影響燃料的配加等。配料過程中除了各種燒結原料之間相互影響、相互作用以外，還存在一定的滯后性，即從配料開始，經(jīng)高溫燒結處理，到燒結礦的取樣化驗，需要2個多小時才能獲得配料的化驗結果。由于燒結原料來源復雜，每種燒結原料在混合料中的含量波動頻繁，例如返礦、粉塵的配比受燒結過程狀態(tài)的影響而改變，由此可見，燒結原料的配比受燒結過程的影響變化較大，加之燃料的配比與其它原料(新原料鐵原料+熔劑、返礦、粉塵)的配比有關，導致獲得的化驗結果與實際的原料配比需求誤差很大，嚴重影響燒結成品礦的質量。在傳統(tǒng)的燒結工藝中，一般采用以堿度為中心的簡單配比控制方法，通過調整燒結原料中的熔劑來實現(xiàn)對燒結成品礦的堿度進行控制。基于該方法產(chǎn)生的配料方案由專門的生產(chǎn)技術人員根據(jù)配料情況及燒結成品礦的化學成分通過分析計算出來，然后下達到配料系統(tǒng)，實現(xiàn)配料的控制。但是，由于燒結原料在燒結的各個階段不斷變化且相互影響，采用這種以燒結礦的堿度控制為目標的方法，當燒結原料發(fā)生改變時，僅通過調整熔劑來改變并使堿度滿足原料的配比要求，很難適應其它燒結原料，例如返礦、粉塵、燃料的頻繁變化，更無法實現(xiàn)隨燒結過程狀況改變的粉塵、返礦、燃料等的配比調整，尤其不能實現(xiàn)燒結礦成分的多目標控制，因此，按照這種控制方式很難實現(xiàn)對多種燒結原料進行準確的配比調整。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題在于，提供一種燒結原料配比調整方法，能夠實現(xiàn)多種燒結原料的精確配比控制。本發(fā)明實施例提供的燒結原料配比調整方法，包括確定單位時間內(nèi)的新原料量；以及，分別統(tǒng)計粉塵和返礦在單位時間內(nèi)的回收量作為單位時間內(nèi)燒結系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵量和返礦量；將粉塵量分解為返礦部分和原料部分，將所述返礦部分和所述返礦量求和，得到總返礦量，將原料部分和新原料量求和，得到總原料量；根據(jù)總返礦量、總原料量和合格成品礦組份的化學指標確定的燒結原料配比要求確定燒結需要的燃料量；根據(jù)所述燃料量調整燃料的配比供給；以及，根據(jù)所述總原料量和合格成品礦組份的化學指標確定的燒結原料配比要求調整新原料中具體原料的配比供給。更進一步，所述方法還包括獲得燒結前混合料中有效物質的預測含量；獲得燒結后成品礦中有效物質的實際含量；用所述混合料預測含量和成品礦中有效物質的實際含量的差作為優(yōu)化參數(shù)，以及，根據(jù)所述優(yōu)化參數(shù)調整具體燒結原料的配比供給。按照本發(fā)明實施例提供的燒結原料的配比調整方法，由于燒結原料的配比調整考慮了燒結系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵量和返礦量，并且將粉塵量分解為返礦部分和原料部分，這樣，就可以將粉塵的配比分解成返礦和其它原料的配比，并利用該分解后的結果去優(yōu)化燃料的配比，因此本發(fā)明能夠很好夠解決配料過程中的粉塵平衡、返礦平衡、燃料的優(yōu)化等技術問題。更進一步，本發(fā)明實施例采用混合料成分的預測與跟蹤形成的優(yōu)化參數(shù)來實現(xiàn)燒結配料的優(yōu)化控制，更能夠大大提高配料的自動化程度和精度。本發(fā)明的其它優(yōu)點在后續(xù)的文字中有詳盡的敘述。圖1為燒結系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明所述方法的實施例流程圖；圖3是粉塵平衡原理圖；圖4是返礦平衡原理圖；圖5是數(shù)據(jù)跟蹤隊列原理圖。具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明。本發(fā)明的一個具體實施例參考圖2，可以應用于圖1所示的系統(tǒng)中，由于粉塵和返礦的產(chǎn)生量、化學品質等受燒結過程的影響較大，而且粉塵和返礦要作為添加原料重新參與配料，因此，為了很好地實現(xiàn)燒結配料的優(yōu)化調整，圖2所示實施例將粉塵、返礦的配比納入燒結原料配比的100%以外，而將燃料、生石灰、熔劑、鐵原料等其它具體原料的配比組合成100%。所述粉塵和返礦也可能來自其它工藝環(huán)節(jié)，例如高爐，但由于這些粉塵和返礦都要送到燒結系統(tǒng)參與配料，因此可以作為燒結系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵和返礦處理。本例中，所述燒結系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵量和返礦量就包括這些來自其它工藝環(huán)節(jié)的粉塵和返礦；所述粉塵配比的調整和返礦配比的調整也包括這些來自其它工藝環(huán)節(jié)的#~塵和返礦。圖2所述的燒結原料配比調整方法，基于一個根據(jù)合格成品礦組份獲得的化學指標預先確定的燒結原料配比關系，這個配比關系涉及燃料、生石灰、熔劑、鐵原料等其它具體原料的配比，還涉及粉塵和返礦作為燒結原料參與的配比。因此，圖2所述實施例包含了根據(jù)燒結配料系統(tǒng)的具體特點分為粉塵配比Pi的調整、返礦配比P2的調整、燃料配比Pr的調整、以燒結成品礦成分為目標的其它原料配比P1(K)的優(yōu)化調整等。其中，粉塵配比的調整按照公知的燒結工藝過程(也可能包括高爐或其它環(huán)節(jié))的粉塵平衡來實現(xiàn)。其控制原則是在確保燒結工藝過程所產(chǎn)生的粉塵能夠在配料過程中完全消化的基礎上，實現(xiàn)粉塵配比的相對穩(wěn)定，從而保證粉塵對燒結過程的影響降到最低。參考圖3。所述完全消化的含義，是指在相對長的一段時間內(nèi)，工藝過程新產(chǎn)生的粉塵及返礦總量能夠在配料過程中完全消化使用掉，保持粉塵及返礦的進出動態(tài)平衡。同樣，返礦配比的調整也可以按照公知的燒結工藝過程的返礦平衡來實現(xiàn)的。其控制原則是在確保燒結工藝過程(也可能包括高爐或其它環(huán)節(jié))所產(chǎn)生的返礦能夠在配料過程中完全消化的基礎上，實現(xiàn)返礦配比的相對穩(wěn)定，從而保證返礦對燒結過程的影響降到最低。參考圖4。燃料配比的調整按照原料配方把各種原料混合后進行燒結所需要的燃料量來決定。通常，燃料的使用量隨不同的新原料、不同的返礦和粉塵配比而不同?？梢愿鶕?jù)燒結燃料優(yōu)化環(huán)節(jié)來調整燃料配比，并結合粉塵、返礦的配比改變來修正燃料配比。實現(xiàn)燃料配比的自動調整。下面結合圖2對該部分進行詳細說明。由于粉塵和返礦參與燒結原料配料的混合料經(jīng)過燒結過程后，產(chǎn)生的成品礦就可能不合格，其組份的化學指標可能發(fā)生變化，此時，就要重新確定粉塵和返礦參與燒結原料配料#:作導致的各種具體原料的配比變化，以便及時調整燒結原料的配比供給?？梢?，燒結原料的配比調整的關鍵，就在于確定燒結系統(tǒng)單位時間內(nèi)產(chǎn)生的返礦量和粉塵量，即確定返礦流量和粉塵流量，以及確定返礦和粉塵以外的其它具體原料單位時間內(nèi)的消耗量，即新原料的流量和新原料量。因此，圖2所述實施例的步驟21，通過公知的檢測方式，確定單位時間內(nèi)的新原料量，以及粉塵和返礦在單位時間內(nèi)的回收量作為單位時間內(nèi)燒結系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵量和返礦量，這樣，就可以確定粉塵和返礦對燒結原料配料的優(yōu)化配比。然而，在實際的燒結生產(chǎn)過程中，不同原料進行燒結所需燃料是不同的。例如，返礦本身是經(jīng)過燒結過程的，與新原料經(jīng)過的燒結過程比較，減少了許多物理、化學變化，消耗的熱量會大大減少。而且，返礦本身含有未完全燃燒的碳(固定碳)，也會參與燒結過程中。由此，為進一步優(yōu)化燒結過程的能源消耗，當返礦流量或配比變化時，可以適當增減燃料的配比。同樣，對于粉塵也應當采用類似的配比調整過程。但是，粉塵來源于燒結系統(tǒng)的哪個具體的子系統(tǒng)，對燒結原料的配比影響較大，因此需要獲知不同子系統(tǒng)產(chǎn)生粉塵的具體流量，這無疑將增加粉塵流量檢測的復雜度和工作量。本實施例對于粉塵的檢測采用一種新方式，根據(jù)其工藝特征將粉塵分解為返礦和新原料，考慮到粉塵本身可能來自燒結系統(tǒng)的配料子系統(tǒng)、混合制粒子系統(tǒng)、燒結冷卻子系統(tǒng)以及成品整粒子系統(tǒng)等，當來自配料和混合制粒子系統(tǒng)時，由于尚未經(jīng)過燒結過程，認為其性質就是新原料，而來自燒結冷卻和成品整粒子系統(tǒng)時，由于已經(jīng)經(jīng)過燒結過程，認為其性質就是返礦。根據(jù)其生產(chǎn)的實際情況，設置其比例IQ，即1份返礦中，其中的返礦的占的比例系數(shù)為K！其中的新原料占的比例系數(shù)為1-K!,實際中K!約等于0.6。這樣，就可以把粉塵的配比轉化成返礦和新原料的配比去優(yōu)化燃^1"的配比Pr。因此，圖2所述實施例的步驟22,將經(jīng)過步驟21獲得的粉塵量分解為返礦部分和原料部分，將所述返礦部分和步驟21獲得的所述返礦量求和，得到總返礦量，將原料部分和步驟21獲得的新原料量求和，得到總原料量，由于返礦的組份和新原料中具體原料的組份是現(xiàn)對穩(wěn)定的，因此在步驟23根據(jù)總返礦量和總原料量，以及根據(jù)合格成品礦組份的化學指標確定的燒結原料配比要求確定燒結需要的燃料量。另外，根據(jù)生產(chǎn)實踐或試驗可知，混合料中1單位返礦需要S(本例中S-0.0375)單位的焦粉，即燃料,以及新原料完成燒結所需要的焦粉量相對返礦所需的倍數(shù)K2(本例中K21.2)。由此可以建立粉塵、返礦、新原料與燃料的關系,PiA&、,-(l-KOPioo、rcPrPs=Pl+P2+PlOO+PrPl00+Pr=100上述三式經(jīng)轉換得到P^[PrKi+P2+(PrP廣Id+P咖).K2.3。其中，上述第一個等式可以理解為1單位混合料中所含返礦需消耗的燃料量，加上新原料需消耗的燃料量，兩部分之和為1單位混合料中燃料的量。可見，要確定Pnx)，只要獲得Pr的值即可，而Pr的獲得可根據(jù)公知的燃料優(yōu)化模型以及粉塵及返礦配比的燃料優(yōu)化算法獲得。因此，可以在步驟24,根據(jù)所述燃料量調整燃料的配比供給；以及，根據(jù)所述總原料量和合格成品礦組份的化學指標確定的燒結原料配比要求調整新原料中具體原料的配比供給。由于按照合格成品礦組份的化學指標確定的燒結原料具體配比要求是預先確定的，當獲得總原料量的數(shù)據(jù)后，就可以按照所述燒結原料具體配比要求調整具體的新原料?？梢?，步驟24可以采用公知的方式實現(xiàn)。由于返礦和粉塵的物理和化學性質受燒結過程的影響較大，為例獲得更加精確的燒結原料的配比調整效果，在基于圖2所述實施例的另一個實施例中，增加了有利于燒結原料配比精確調整的方案，該方案通過對混合料成分的跟蹤與預測實現(xiàn)。按照該方案，首先采集燒結配料系統(tǒng)中的各種具體原料的流量；再在第一集合點(參考圖l)通過化驗的手段獲得混合料的成分，結合各種具體原料的流量，計算出燒結后成品礦的預測成分。即在第一集合點獲得燒結前混合料中有效物質的含量，用其預測燒結后成品礦中有效物質的含量，用所述混合料和成品礦中有效物質的含量的差作為優(yōu)化參數(shù)，并根據(jù)所述優(yōu)化參數(shù)調整具體燒結原料的配比供給。所述有效物質包括全鐵(TFe)、二氧化硅(Si02)和/或氧化鈣(CaO)，等等。這樣，就可以跟蹤一批燒結原料中各種具體原料的傳輸過程，根據(jù)該批次燒結原料構成的混合料中全鐵、二氧化硅、氧化4丐的實際含量預測上述組份在成品礦中的預測含量，用全鐵、二氧化硅、氧化鈣的預測含量參數(shù)減去其在成品礦中的實際含量，用獲得的差或多組差的平均值作為優(yōu)化參數(shù)調整具體燒結原料的配比供給。本實施例采用下述公式預測有效組份的含量，本實施例的組份包括全鐵、二氧化硅和/或氧化鈣，還包含燒結成品礦堿度參數(shù)TFe%=Z(Ri*TFei%)/Z(Ri/(100—Igi)*100%)——(1)Si02%=Z(Ri*Si02i%)/Z(Ri/(100—Igi)*100%)----(2)7CaO%=Z(Ri*CaOi%)/Z(Ri/(100-Igi)*100%)-—(3)Ro=CaO%/Si02%---陽(4)其中i=1n種原料；Igi:第i種礦的燒損；Ri:第i種礦的干配比；TFei%:第i種礦的TFe含量；Si02i%:第i種礦的Si02含量；CaOi%:第i種礦的CaO含量；TFe%:成品礦TFe含量；Si02%:成品礦Si02含量；CaO%:成品礦CaO含量；Ro:成品礦堿度。本實施例采用數(shù)據(jù)隊列幫助預測燒結后成品礦中有效物質的含量，即，建立基于時間的隊列，用所述隊列存儲多組混合料中有效物質的含量，用所述多組混合料和成品礦中有效物質的含量的差的平均值作為優(yōu)化參數(shù)。具體說，建立一個從圖1中第一集合點開始到圖1中取樣機標識的化驗取樣點結束建立的燒結成品礦成分預測數(shù)據(jù)跟蹤隊列，隊列中有多個數(shù)據(jù)快，每個數(shù)據(jù)快用于存儲預測的TFe、Si02、CaO的含量和堿度參數(shù)，參考圖5。跟蹤隊列中的預測數(shù)據(jù)，用其與實際取樣化驗數(shù)據(jù)進行對比，用隊列中存儲的多組TFe、Si02、CaO、堿度的預測數(shù)據(jù)，與實際的燒結成品礦的一組或多組TFe、Si02、CaO、堿度化驗指標數(shù)據(jù)進行比較求差，用所述差的平均值作為對應的預測偏差值PC—TFe、PC—Si02、PC—CaO、PC—Ro:PC—Ro=PC_CaO%/PC—Si02%,用該預測偏差值形成優(yōu)化參數(shù)。實際中，為了簡化計算，也可以用隊列中存儲的多組或其中的一組TFe、Si02、CaO、堿度的預測數(shù)據(jù)與實際的燒結成品礦的一組或多組TFe、Si02、CaO、堿度化驗指標數(shù)據(jù)進行比較求差，獲得對應的預測偏差值。在使用優(yōu)化參數(shù)調整具體燒結原料的配比供給時，還可以確定原料中不需要調整配比的具體原料，以降低調整操作的復雜度，此時，只需要調整可變配比的具體原料的配比供給。另外，為方便具體原料的調整操作，還可以對可變配比的具體原料分類，根據(jù)所述分類調整所述可變配比的具體原料的配比供給。下面結合一個具體的調整過程進行說明1、確定新原料中是否存在可以固定的某種原料的配比，如果存在，則在后續(xù)的調整中需要保持其配比不變；2、采用聚類技術把新原料中具體的可變配比原料分類，把成分指標TFe含量大于50。/08的原料設定為鐵原料(本例中新原料不涉及返礦與粉塵)；CaO大于25%的為熔劑；燒損大于55%的設定為燃料。并把含鐵原料的成分指標TFe、Si02/TFe從高到低進行排序，熔劑的成分指標CaO、Si(VCaO從高到低進行排序；然后按照上述的公式(1)-(4)計算混合料的預測成分，獲得預測的TFe。/。、Si02%、CaO%、Ro;3、結合配料優(yōu)化參數(shù)PC—TFe、PC_SK)2、PC—CaO、PC_Ro,修正混合料預測成分XTFe=TFe%+PC—TFe、XSi02=Si02%+PC—Si02、XCa0=CaO%+PC—CaO、XRo=Ro+PC一Ro;4、檢查修正混合料預測指標XTFe、XR。、XCa0、Xsi02是否在理想的目標范圍內(nèi)，如果在，則完成處理，正常結束；否則檢查XTFe、XR。、XCa0、XSi02的異常情況，分為如下幾種情況討論，參考下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表中"+，，表示大于正常范圍；"N，，表示在正常范圍內(nèi)序號l、2:降低含鐵原料中TFe指標高的原料配比；-，，表示小于正常范圍。序號3:降低含鐵原料中Si02/TFe指標低的原料配比；序號4:增加熔劑CaO指標高的原料配比；序號6:降低熔劑CaO指標高的原料配比；序號7:增加含鐵原料中Si02/TFe指標低的原料配比；序號8、9:增加含鐵原料中TFe指標高的原料配比；序號5:分成以下多種情況討論編號52、53、56:同時降低Si02/CaO的熔劑和Si02/TFe指標高的含鐵原料的配比；編號54、57、58:同時增加Si02/CaO的熔劑和Si02/TFe指標高的含鐵原料的配比；編號51、59:理論上不可能存在，否則目標范圍不合理，因為前面確定XR(^N,而Xro由CaO/Si02決定，當XRo正常則不可能出現(xiàn)編號51、59;編號55:結束調整。需要說明的是，采用計算機自動調整檢查XTFe、XR。、XCa0、Xsi02情況，在出現(xiàn)序號5和編號55的情況時，可以正常結束本次調整操作，在出現(xiàn)序號5和編號51、59的情況時，可以由于目標范圍不合理結束本次調整操作，轉到故障程序處理階段。另外，當含鐵原料只有l(wèi)種混勻料時，不針對XTFe作調整。上面說明了本發(fā)明的多個實施例，但是本發(fā)明的技術性范圍并不局限于上述實施例的內(nèi)容，還有很多根據(jù)其權利要求確定的具體的技術性應用方案。應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。權利要求1、一種燒結原料配比調整方法，其特征在于包括確定單位時間內(nèi)的新原料量；以及，分別統(tǒng)計粉塵和返礦在單位時間內(nèi)的回收量作為單位時間內(nèi)燒結系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵量和返礦量；將粉塵量分解為返礦部分和原料部分，將所述返礦部分和所述返礦量求和，得到總返礦量，將原料部分和新原料量求和，得到總原料量；根據(jù)總返礦量、總原料量和合格成品礦組份的化學指標確定的燒結原料配比要求確定燒結需要的燃料量；根據(jù)所述燃料量調整燃料的配比供給；以及，根據(jù)所述總原料量和合格成品礦組份的化學指標確定的燒結原料配比要求調整新原料中具體原料的配比供給。2、如權利要求l所述的方法，其特征在于還包括獲得燒結前混合料中有效物質的預測含量；獲得燒結后成品礦中有效物質的實際含量；用所述混合料預測含量和成品礦中有效物質的實際含量的差作為優(yōu)化參數(shù)，以及，根據(jù)所述優(yōu)化參數(shù)調整具體燒結原料的配比供給。3、如權利要求2所述的方法，其特征在于還包括建立基于時間的隊列；以及，用所述隊列存儲多組混合料中有效物質的預測含量；用所述多組混合料和成品礦中有效物質的含量的差的平均值作為優(yōu)化參數(shù)。4、如權利要求l、2或3所述的方法，其特征在于還包括確定原料中不需要調整配比的具體原料，以及，調整可變配比的具體原料的配比供給。5、如權利要求4所述的方法，其特征在于還包括對可變配比的具體原料分類，根據(jù)所述分類調整所述可變配比的具體原料的配比供給。6、如權利要求5所述的方法，其特征在于還包括按照粉塵平衡的原則調整所述粉塵的配比供給，以及，按照返礦平衡的原則調整所述返礦的配比供給。7、如權利要求2所述的方法，其特征在于所述有效物質包括全鐵、二氧化硅和/或氧化鈣。全文摘要一種燒結原料配比調整方法，首先確定單位時間內(nèi)的新原料量；以及分別統(tǒng)計粉塵和返礦在單位時間內(nèi)的回收量作為單位時間內(nèi)燒結系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵量和返礦量；將粉塵量分解為返礦部分和原料部分，將所述返礦部分和所述返礦量求和，得到總返礦量，將原料部分和新原料量求和，得到總原料量；根據(jù)總返礦量、總原料量和合格成品礦組份的化學指標確定的燒結原料配比要求確定燒結需要的燃料量；根據(jù)所述燃料量調整燃料的配比供給；以及，根據(jù)所述總原料量和合格成品礦組份的化學指標確定的燒結原料配比要求調整新原料中具體原料的配比供給。本發(fā)明能夠很好解決配料過程中的粉塵平衡、返礦平衡、燃料的優(yōu)化等技術問題，以及提高配料的自動化程度和精度。文檔編號C22B1/02GK101555546SQ20081017177公開日2009年10月14日申請日期2008年10月23日優(yōu)先權日2008年10月23日發(fā)明者英孫,李宗平,王付其,田衛(wèi)紅,陳猛勝申請人:中冶長天國際工程有限責任公司