浅谈烧结低成本配矿

收稿日期:2011-04-15 联系人:马西武(338001)江西新余钢铁公司原料部

浅谈烧结低成本配矿

马西武 彭志强

(江西新余钢铁公司)

摘 要:讨论了低成本配矿的方法、面临的问题及解决措施。新(余)钢利用数学模型优化烧结配矿,初步实现了低成本配矿和原料采购指导。下一步将从基础工作做起,收集详实、准确、完整的生产资料,为建立专家系统数据库做好准备。

关键词:烧结;配矿;成本

中图分类号:TF046 4 文献标识码:B 文章编号:1000-8764(2011)05-0027-03

On Low Cost Proportioning of Sintering

Ma X iwu et al

Abstract T he met hod,problems and counter -measures of low cost propor tioning w er e discussed M at hemat ical model was used to optimize sinter ing proportioning in Xin (yu)steel,and lo w cost proportioning and raw material procurement guidance w ere realized preliminarily T he nex t step will be star ted from basic wor k and collecting detailed,cor rect and complete production data,making pr epar atio ns for establishing ex pert system database

Keywords sintering,proport ioning,cost

1 前 言

目前,国内铁矿资源日益紧缺,进口矿、国内矿种类繁多、质量价格各异。在此情况下,合理利用铁矿石资源,使之满足钢铁工业降本增效的需要,是各钢铁企业研究的重点之一。因此,在制定烧结配矿方案的过程中,除满足其物化性能和冶金性能的要求外,还要特别考虑成本因素,实现低成本配矿,为企业在微利时代争得更多赢利空间。

2 低成本配矿的方法

2 1 低成本配矿要求

烧结配料的目的是在获得化学成分和物理性质稳定、合乎高炉冶炼要求、具有良好的烧结指标的基础上,尽量降低烧结成本。一般来说,一个合适的配矿方案应达到以下四个要求[1]:

(l)成分达标:满足高炉需要的烧结矿化学成分;

(2)性能达标:满足高炉需要的烧结矿物理性能和冶金性能指标;

(3)资源可供:铁矿石的可供资源量能满足配矿需要;

(4)成本经济:在满足前三项要求的条件下烧结矿成本最低(或炼铁成本最低)。

其中(1)、(2)体现的是质量,需满足高炉要求;(3)体现的是可执行性,方案再好,资源不到位,也无法实现;(4)体现的是目标。总而言之,要求配矿方案质量达标、成本最优、切实可行。2 2 成本最优计算方法

一般配矿方法是根据对烧结矿成分的要求,对各种矿粉进行配料计算,然后通过烧结杯试验,确定各种矿石的适宜配比和工艺参数,从而得出优质高产的烧结配矿方案。但是,当所使用的含铁原料达十几种乃至数十种、其单位价格各不相同时,要从这些种类繁多、价格各异的矿石中优选出既能满足烧结矿质量要求,又

27

第36卷 第5期2011年10月

烧

结球团

Sintering and Pelletizing

能使烧结配矿成本最低的配矿方案,单凭配矿经验和简单计算是不能解决的。基于线性规划原理开发的数学模型为解决这一问题提供了便利,运用线性规划建立优化模型即可达到上述配矿要求。

3 利用数学模型寻求成本最优配

矿结构

3 1 优化目标函数的设定

目标函数的设定主要考虑两个: 达到目标值的吨矿成本最低; 吨度成本最低。若按 设定目标函数,约束为烧结矿TFe 56%,运行模型求得吨烧结矿配矿成本最低方案;按 设定目标函数,不约束烧结矿TFe,运行模型求得吨度烧结矿配矿成本最低方案。

两相比较,前一方案的烧结矿吨度成本可能最低,也可能不是,这是因为后一方案求解时烧结矿T Fe允许变化,吨度成本也在变化之故。具体采用哪个,要视情况而定。

3 2 约束条件的设定

设定的约束条件可以有多个,主要包括:

(1)烧结矿化学成分范围设定,如TFe、SiO2,Mg O,碱度R等。值得注意的是,烧结矿品位、碱度等变化会影响高炉矿比、焦比、利用系数等指标,最终反映到炼铁成本上。因此,其化学成分范围设定(特别是TFe品位)要综合考虑炼铁成本变化。

(2)原燃料可供配入量范围设定(为计算方便,可折合成配比范围输入计算模型)。一般假定燃料配比不变,熔剂、铁料根据原料库存,采购、进场计划确定。

3 3 方案择优

可分别对多目标、不同约束条件逐一进行优化,得出多个配矿方案。综合考虑炼铁成本,进行分析比较,从中选出最好的方案。

3 4 炼铁成本变化计算

以烧结矿TFe品位提高引起炼铁成本变化为例,炼铁成本变化可按以下方法估算[2]:

(1)生铁成本增加部分。TFe品位提高,烧结矿成本更高,高炉使用更高成本的烧结矿入炉,生铁成本要增加,其计算如下:

生铁成本增加额(元/t铁)=烧结矿成本增加额(元/t) 烧结矿入炉率 矿比

(2)生铁成本减少部分,包括节焦和增产两方面:

高炉使用更高TFe品位烧结矿入炉,焦比下降,生铁成本要减少,按入炉品位每提高1%,焦比下降2%计算:生铁节焦成本减少额(元/t铁)=烧结矿TFe增加% 2% 高炉基准焦比(kg/t铁) 焦炭价格(元/t)

高炉使用更高TFe品位烧结矿入炉,产量提高,生铁成本要减少,按入炉品位每提高1%,增产3%计算:生铁增产成本减少额(元/ t铁)=烧结矿T Fe增加% 3% 高炉基准产量(t/d) 吨铁纯利润(元/t铁) 高炉增产后产量(t/d)

综合(1)、(2)得出炼铁成本变化额。以上计算也可归入到数学模型中实现。

3 5 对铁矿石采购的指导

对铁矿石进行经济评价,要综合考虑单烧值、吨(烧结矿)矿价格与吨(烧结矿)度价格;通过铁矿石烧结价值和炼铁价值的比较,将各种矿石按优劣进行排序,选择较优的铁矿石采购进场。

在配矿模型中输入相应约束条件,很容易得到铁矿石单烧值、吨(烧结矿)矿价格与吨(烧结矿)度价格,再进行优劣排序,供采购参考。

由于资源条件是变化的,使得以资源条件约束得出的配矿方案有一定的时效性。随资源条件变化,配矿方案要及时再优化。在满足烧结矿成分等要求条件下,后续资源具体要采购哪些矿种,采购多少为好,需参照不断优化的配矿方案来调整。

以下介绍一种利用配矿模型为原料采购提供参考的方法,即逐步收紧约束法。

假设烧结矿化学成分范围约束确定,放开各资源量约束,运行模型优化选择矿种及配比,存档;再根据资源条件约束已选择矿种配比,由

28烧结球团第36卷 第5期