高炉优化配矿技术PPT课件
关于高炉含铁原料优化的若干技术问题幻灯片PPT
高炉合理含铁炉料构造的目标
使 高 炉 冶 炼 处 于 最正确技术状态；
使 高 炉 冶 炼 获 得 最低综合本钱。
广义的高炉含铁炉料构造概念
以确保高炉过程的各项技术经济指 标为依据，综合考量如下三个方面
✓ 各种含铁原料的搭配模式 ✓ 各种含铁原料的自身质量 ✓ 各种含铁原料的综合价值
广义的含铁炉料 结构优化的概念
高炉炼铁技术开展的三大根底
1. 高炉精料水平 2.高炉设备水平 3.高炉操作水平
精料是高炉炼铁工艺开展的 根底。特别是对于装备和操 作水平得以很大改善的现代 高炉而言，烧结优化配矿以 及高炉优化含铁炉料构造的 重要性和主导性已逐渐显现。
首先，我国高炉的含铁炉料中高 碱度烧结矿的比例为70％以上， 冶炼每吨生铁需要1.1-1.4吨的烧 结矿，且其生产本钱占生铁总本 钱的50%以上。因此，确保入炉 烧结矿的技术经济指标满足高炉 高效率冶炼的需求，是现代高炉 炼铁精料的重要内容。
通常而言的高炉炉料构 造是指炉料的搭配模式
这是一个狭义炉料结构 概念，若仅仅以此为研 究对象，并非就能获得 合理的高炉炉料结构。
存在的问题
影响含铁炉料搭配模式实际效果的 因素很复杂，加上以往对此的认识 又过于简单，因此在评价方面存在 很大的盲目性。
没有把含铁炉料的自身质量、综合 价值与含铁炉料的搭配模式结合起 来考量，导致不能获得真正意义上 的高炉合理或优化的含铁炉料构造。
使 用 低 SiO2 含 量 的 含 铁 原料是有效的对策之一
喷煤量 250Kg/t、富氧 2.5％左右时 高炉内的未燃煤粉量可高达30％
危害
对策
未燃煤粉 对高炉下部透气、 透液性的不良影响
视为 “概念渣量” ＝炉渣＋未燃煤粉
《配煤技术讲座》课件
智能化配煤
利用人工智能、大数据等 技术手段，实现配煤过程 的自动化和智能化，提高 配煤效率和准确性。
绿色配煤
研发低污染、低排放的配 煤技术，降低煤炭燃烧对 环境的影响，满足环保法 规的要求。
多煤种配煤
拓展配煤技术的适用范围 ，实现对不同品质、类型 的煤炭进行高效、环保的 利用。
提高配煤技术的方法与策略
配煤的化学与物理性质
配煤的化学性质包括硫分、灰分、挥发分等，这些性质直接 影响燃烧过程和污染物排放。通过合理配煤，可以降低硫分 、灰分，提高挥发分，从而提高燃烧效率。
配煤的物理性质包括粒度、密度、水分等，这些性质对配煤 的储存、运输和使用有重要影响。了解配煤的物理性质有助 于合理配制不同性质的煤，以满足不同燃烧设备的需求。
质量检测
定期对配出的煤进行质量检测，确保 符合质量标准和控制指标。
质量追溯
建立质量追溯体系，对不合格产品进 行追溯和处理，分析原因并采取改进 措施。
持续改进
根据质量检测结果和市场反馈，持续 优化配煤方案和工艺参数，提高产品 质量和降低成本。
04
配煤技术的应用与实例
配煤在发电行业的应用
发电行业是煤炭消费的主要领域之一 ，配煤技术的应用能够提高燃煤电厂 的燃烧效率和降低污染物排放。
未来配煤技术将更加多元化和个性化，以满足不同用 户和市场的需求，同时加强与其他能源领域的合作与 交流，推动能源结构的优化和转型。
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配料计量
按照配煤方案，使用计量设备 对各种原料煤进行准确计量。
混合
将计量好的原料煤放入混合设 备中进行充分混合，确保煤质 均匀。
输送
将混合好的煤输送到储煤场或 直接送往下游工序。
第六章 高炉设备(一)PPT课件
4 炉缸 影响因素：铁液之流出、炉内渣铁液面升降，大
喷的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主要的破坏 因素，特别是渣口、铁口附近的炉衬更是冲刷厉害 的关键部位；高炉炉渣偏于碱性而常用的硅酸铝质 耐火砖则偏于酸性，故在高温下化学性渣化，对炉 缸砖衬也是一个重要的破坏因素；炉缸的风口带炉 衬内受到表面温度常达1300-1900℃，影响砖衬的耐 高温性能
我国粘土砖的Al2O3含量较高，质量好，基本上能满足高 炉炉衬的要求。
2 高铝砖 高铝砖是含氧化铝48%以上的耐火制品。 优缺点：它的耐火度及荷重软化温度比粘土砖
高，抗渣性能也较好，随着Al2O3含量的增加，这 些性质也随着提高。不足之处是高铝砖的热稳定 性较差，成本较高，又因为耐磨性好加工困难， 所以加工费用高。
第六章 高炉及附属设备
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§6.1
一、高炉炉型（高炉内型） 高炉内部工作空间的形状为高炉炉型，近代高炉
炉型由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五部分组成。 （王平. 炼铁设备.北京： 冶金工业出版社. 2006：10）
矿槽 料车
煤气除尘设备
装料 设备
净 煤
气
中速磨
7 炉喉
影响因素：它受到炉料从大钟上落下时的打击作用 （故都用金属板加以保护），温度分布不均匀产生的 热变形作用；炉内煤气流夹带的粉尘逸出时的磨损作 用。 对于大中型高炉来说，炉身部分是整个高炉的薄弱 环节，这里的工作条件虽然比下部好，但由于没有渣 皮的保护作用，寿命反而较短，往往在两次大修之间 还需要一次小修，以修补炉衬。对于小型高炉来说， 炉缸是薄弱环书，常因炉缸冷却不良、堵门泥炮能力 小而发生烧穿事故。
高炉有效高度设计考虑因素： 1）对煤气热能和化学能的利用。增加高度能延长煤气和炉
高炉炼铁技术项目12任务12.1高炉强化冶炼的基本途径.ppt
• 提要：高炉利用系数 I K
• √1、高炉强化冶炼两种途径： 1）提高冶炼强度， 2）降低焦比。
• √ 2、强化冶炼的基本方针：高产、优质、低耗、长寿、安 全与环保
各类因素之间关系的分析
1、 产量和消耗之间的关系 2、 产量与高炉寿命、效益之间的关系 3、产量与质量之间的关系
4
为了使高炉产量↑有4种途径： ηv ＝ I / K
• （3）加大燃烧强度。燃烧强度是指每小时每平 方米炉缸截面积燃烧的焦炭量。
提高冶炼强度对高炉冶炼进程的影响
I适是随冶炼条件的改善不断增大的
1
焦
2 3
冶炼条件改善
比
4
5
适宜的 冶炼强度
冶炼强度和焦比之间的关系
焦比
Ima 产
产量
x
量
焦
比
I适
I
对一个实际高炉而言 存在与最低焦比相适宜的冶炼强度I适
高强度冶炼的操作特点和技术措施
3、产量与质量之间的关系
铁水质量的主要指标 • 铁水含硫 • 铁水温度
I过高时，炉料停留时间↓
脱硫反应能力↓ 加热不充分
[S] ↑ T铁↓
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提高冶炼强度
• （1）增加入炉风量。增加高炉每分钟鼓入的风 量，高炉燃烧焦炭越多，即冶炼强度越高。
• （2）增加下料速度。下料速度加快，单位时间 内燃烧的焦炭增多。
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[课堂小结]
1、高炉强化冶炼的基本途径和方针； 2、高炉强化冶炼的主要措施；
☆ I不变，K↓ ☆ K不变，I↑ ☆ 随I↑，K有所↓ ☆ 随I↑，K有所↑之间的关系
产量↑↑，意味着冶炼强度 I ↑↑ 高炉设备的寿命↓ → 修理费用↑ → 效益↓
故提高一代高炉寿命是很重要的
《高炉炼铁》课件
汇报人：PPT
单击输入目录标题 高炉炼铁概述 高炉炼铁的原料 高炉炼铁的过程 高炉炼铁的设备 高炉炼铁的环境影响与治理措施
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高炉炼铁概述
高炉炼铁的定义
高炉炼铁是一种 将铁矿石、焦炭 等原料在高炉内 进行冶炼，生产 出铁水的过程。
高炉炼铁是现代 钢铁工业中最重 要的生产工艺之 一，也是钢铁生 产的主要环节。
为黑色，硬度高，含有钒和钛元素
焦炭的种类和作用
焦炭种类：气焦、 半焦、全焦等
作用：提供热量， 使铁矿石熔化
作用：作为还原 剂，将铁矿石中 的铁还原为铁
作用：作为骨架， 支撑炉料，防止 炉料坍塌
熔剂的种类和作用
石灰石：作为熔剂，可以降低铁矿石的熔 点，提高铁的产量和质量
硅石：作为熔剂，可以降低铁矿石的熔点， 提高铁的产量和质量
高炉炼铁的原料
铁矿石的种类和特点
磁铁矿：主要成分为Fe3O4，具有磁性，易被磁选 赤铁矿：主要成分为Fe2O3，颜色为红色或褐色，硬度高 褐铁矿：主要成分为Fe2O3·nH2O，颜色为褐色，硬度低 菱铁矿：主要成分为FeCO3，颜色为灰白色，硬度低 钛铁矿：主要成分为FeTiO3，颜色为黑色，硬度高 钒钛磁铁矿：主要成分为Fe3O4·2Fe2O3·V2O5，颜色
矿石筛分： 将破碎后的 矿石进行筛 分，去除杂 质和过大颗 粒
矿石预热： 将筛分后的 矿石进行预 热，提高矿 石温度，降 低还原反应 温度
矿石还原： 将预热后的 矿石放入高 炉中，通过 高温还原反 应，将矿石 中的铁元素 还原出来， 形成铁水
铁水冷却： 将铁水冷却， 形成固态铁 块，便于后 续加工处理
高炉炼铁的主要 设备是高炉，其 结构复杂，操作 难度大，需要严 格的工艺控制。
2024年冶金科技发展指南—高炉炼铁ppt
2023年冶金科技发展指南—高炉炼铁一、背景二、发展现状目前，我国的高炉炼铁技术水平已经达到国际先进水平，在生产效率、能源消耗和环境污染控制等方面取得了显著成绩。
然而，仍存在一些问题亟待解决，如能源消耗高、废气排放多、原料质量不稳定等。
三、发展目标2023年，我国高炉炼铁工艺应朝着更高效、更节能、更环保的方向发展。
具体目标如下：1.降低能源消耗，提高炉渣质量：通过提高高炉技术装备和管理水平，降低单位产铁能耗，保证炉渣质量稳定。
2.减少废气排放，控制大气污染：采用先进的除尘装置，控制高炉废气中的有害物质排放，减少大气污染。
3.提高原料利用率，降低对矿石的依赖：通过研发新的冶金技术，提高高炉的原料利用率，降低对矿石的依赖程度。
4.优化高炉操作与管理，提高生产效率：引进自动化、智能化设备，提高高炉操作和管理的效率和准确性，提高生产效率。
5.加强高炉炼铁技术研发，推动行业创新：加大科研经费投入，鼓励高炉炼铁技术的创新研发，提高我国高炉炼铁技术的核心竞争力。
四、发展策略为了实现上述目标，需要采取以下发展策略：1.加强政府支持，提供政策指导：政府应加大对高炉炼铁技术发展的政策支持力度，制定相关政策、法规和标准，为企业提供良好的发展环境。
2.加强行业合作，推动技术创新：行业协会和企业应加强合作，共同推动高炉炼铁技术的创新与发展，共享资源、共同研发。
3.加大人才培养和引进力度：加强高炉炼铁领域的人才培养和引进，提高高炉炼铁工艺的技术水平和创新能力。
4.提高企业自主创新能力：鼓励企业加大科研投入，加强自主创新，推动高炉炼铁工艺的技术进步和应用创新。
5.加强监管和社会监督：加大对高炉炼铁企业的监管和执法力度，提高企业的环境保护意识和责任意识。
6.加强国际合作与交流：加强与国际高炉炼铁行业的合作与交流，学习先进技术和管理经验，推动我国高炉炼铁工艺的发展。
结语：高炉炼铁工艺在2023年将面临更大的挑战和机遇。
我们必须加强科研创新，推动技术进步，以更高效、节能、环保的方式进行炼铁生产。
高炉优化配矿技术课件
多层隐xik含, xkj 层节点实现高次非线性方程的模拟，对于 输入信号，要先向前传播到隐含层结点，经过作用
函数后，再把隐含层结点的输出信息传播到输出结
点，最后给出输出结果。以三层网络结构为例，如
图1所示，设置训练x组ik ,为Tjk{
}，i是输入层节点的
编号，j是输出层节点的编号，k是数据样本编号。
碎和筛分，使其在粒度方面达到高炉的要求。
高炉的主要技术经济指标：利用系数、燃料比和生铁成本 它们在很大程度上决定于高炉配矿的性能
在我国炼铁界流行着“三分操作七分原料”的说法
全球铁矿石资源条件的现状：优质铁矿石供应量大幅度减少，高炉使用的铁矿
石品种不断增多而质量不断变差。
为了降低生产成本和增强企业的生存能力，各钢铁厂目前经常改变用矿品
高炉优化配矿技术
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2. 综合焦比和利用系数预报的ANN模型
2.1 BP神经网络训练算法
图1 三层BP神经网络的结构
BP（Back Propagation）网络是一种多层神经网络
模型，它在神经网络中引入了隐含层神经元，使其
具有更好的分类和记忆能力。BP算法的信号从输入
层节点进入，从输出层节点导出，中间通过一层或
一般的做法是选定输入节点的类型与数目后即不再改动，而本文的做法是首先建立输 入节点清单，然后从清单中取出若干个节点进行网络训练，通过调整网络的其它结 构参数（如中间层节点数，学习速率，动量因子等）进行训练，得到不同输入层条 件下的收敛精度，最后选取收敛精度最高的输入层条件、与之对应的其它网络结构
参数和各级权值向量，做为网络的训练结果。
精度% 1.8
误差范围 t/(m3·d)
±0.10
精度% 3.7
高炉炼铁中原料配比的优化方法与实践
高炉炼铁中原料配比的优化方法与实践概述高炉炼铁是钢铁行业的核心环节之一，其原料配比的优化是提高生产效率、降低能耗的关键。
本文将着重探讨高炉炼铁中常用的原料配比优化方法及其实践案例，旨在帮助读者了解如何最大程度地优化原料配比，在实际生产中取得更好的经济效益。
1. 高炉炼铁原料配比的意义高炉炼铁原料配比的合理调控直接影响了矿石的利用率、能源消耗和炉渣质量等关键指标。
优化原料配比可以最大限度地提高矿石利用率，减少原料的浪费和能源消耗。
同时，通过合理的配比可以降低炉渣的碱度和含铁量，提高炼铁的效果和产量。
2. 原料配比优化方法2.1. 根据矿石的品质进行相应配比调整矿石的品质会直接影响到配料的参数，因此根据不同品质的矿石进行相应的配比调整是非常重要的。
例如，当使用高品质的矿石时，可以适当降低焦炭的用量，提高铁矿石的利用率。
而当矿石品质较差时，可以通过增加焦炭的用量来提高矿石的还原性能。
2.2. 考虑原料的成本和可获得性在进行原料配比优化时，除了考虑矿石的品质外，还需要兼顾原料成本和可获得性。
通过合理配置廉价且易获取的原料，可以降低生产成本，提高经济效益。
同时，合理选择原料可以减少对外依赖，确保生产的可持续性。
2.3. 运用先进的技术手段和工艺高炉炼铁领域的先进技术手段和工艺也可以用于原料配比优化。
例如，通过使用先进的物料分析仪器，可以实时监测原料的品质和成分，以及反应过程中的温度、压力等参数，从而及时调整配比参数，提高生产效率和产品质量。
3. 原料配比优化实践案例3.1. 某钢铁企业的原料配比优化实践某钢铁企业在高炉炼铁过程中，采用了先进的物料分析仪器，实时监测原料的品质和成分。
通过建立起监测系统和数据分析模型，企业能够快速准确地获得原料配比参数和反应过程中的关键指标。
在实际生产中，该企业不断优化配比参数，降低了矿石的损耗率，提高了炼铁效率。
3.2. 国家级科研项目的原料配比优化实践某国家级科研项目团队通过数年的研究，开发了一套基于人工智能技术的高炉炼铁原料配比优化系统。
第章配煤技术PPT课件
是煤料经过粉碎以后，粒度小于3mm的 煤料占全部煤料的质量百分数。
顶装焦炉： 75%~85%
捣固炼焦： 90%左右
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（2）黏结性和膨胀压力
①黏结性 黏结性是结焦性的前提和必要条件。黏结性的指标：我国常用的
是胶质层最大厚度Y和粘结指数G）
②膨胀压力（安全膨胀压力＜10~15KPa） 其是黏结性煤的炼焦特征，提高堆ρ能增大膨胀压力。
该原理认为：要制得强度好的焦炭，配合煤的粘结组分和 纤维组分应有适宜的比例，而且纤维质组分应有足够的强度。
当配合煤达不到相应的要求时，可以用添加粘结剂或瘦化 剂的办法来加以调整。所此，提出了如图所示的互换性配煤原 理图，并指导配煤：
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（3）共炭化原理
加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。
共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选 用合适的粘结剂提供了理论依据。
（4）要配备必要的质量检测设备和生产设备的维修设备， 以保证配煤质量和生产线的正常运转。
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动力配煤生产线的工艺流程
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配煤的机械实现方式
（1）堆混
这就是利用铲车等大型机械进行简单的堆混。 堆混需要足够的场地、大型堆料机械，特别是堆混的方法 操作比较复杂，对操作工的技术要求很高，消耗动力大，堆混 时间长。
动力配煤的推广使用可以有效的改变这种情况， 他能够使用户经过配煤得到质量稳定的煤炭，改 善着火稳定性，提高燃烧效率。同时又减少流通 运输费用，使煤炭得到合理利用，提高流通效益。
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1.动力配意义与原则
动力配煤的作用和意义
① 在满足燃煤设备对煤质要求的前提下，采用动力配煤技术 可最大限度利用低值煤，或充分利用当地煤炭资源；
同时提高锅炉效率，节约大量煤炭。 我国燃煤锅炉热效率之所以低，最主要的原因是实际燃 用的煤炭和锅炉设计使用的煤炭不一致，各煤种之间燃烧 性能相差甚远，煤质与炉型严重脱节。特别是近十几年以 来，随着国家煤炭政策的逐步放开，这种现象越来越严重。 过去一直采用的是以“炉改”去适应煤质，很多新锅炉刚 安装完毕就得改造，国家每年需要投入大量资金对易结渣、 超温、磨损等问题锅炉进行改造。当然改炉可以使炉型适 应煤质，效果也相当明显，但“削足适履”，锅炉仍然不 能适应煤种新的变化。
高炉优化操作
马钢高炉炉前操作优化和耐火材料管理1. 概要—简单介绍高炉炉前情况2. 高炉出铁场的布置和装备3. 炉前出铁操作和炮泥的管理4. 炉前渣铁沟维护技术1. 概要马钢股份公司第三炼铁总厂（马钢新区）拥有二座4000m3高炉，高炉产能640万吨，平均日产8800吨/天。
延长主沟耐材的使用寿命、减少出铁次数，使铁水与炉渣的排出过程得以顺畅，可减轻炉前劳动强度，有效的稳定了炉内操作。
对出铁场用耐火材料采取吨铁总承包的管理模式外，在整个出铁场区域采取了大量的技术措施和细节管理，实现了整个出铁场操作的稳定。
高炉达到了日均出铁次数9次以下的目标，渣铁沟的周期通铁量稳定在22～24万吨。
2. 高炉出铁场的布置和装备2.1 出铁场布置简介高炉设计两个对称纵向布置的矩形出铁场，每座高炉设置有四个铁口，不设渣口，东西出铁场各设置两个出铁口，铁口夹角为70°，每个出铁口配置YP600E 液压泥炮、进口液压开口机、揭盖机、主出铁沟、铁沟，渣沟、摆动流嘴等渣铁处理设施。
另外，东西出铁场各配置一台50/10吨吊车,配置了主沟解体机、快速搅拌机、浇注用模具、烘烤器、模具专用吊具等。
泥炮和开口机同侧布置，每个出铁场配置一套MG法冲渣设备，整个出铁场趋于平坦化布置，详见附图。
出铁场布置示意图2. 高炉出铁场的布置和装备2.2 炉前装备性能介绍(1) 开铁口机--德国TMT制造设备(2) 液压泥炮（YP600E，西冶生产）(3) 揭盖机为了提高铁口区域除尘效果，我们在与TMT合作的基础上，设计制作了一套揭盖机，运行效果良好。
3. 炉前出铁操作和炮泥的管理3.1 炮泥的性能要求炮泥是用以堵塞高炉出铁口的耐火产品，要保证高炉内渣铁的排出和堵塞功能。
世界上1950年底诞生了焦油型炮泥，1975年诞生了无焦油（树脂）型炮泥。
炮泥的主要作用有三点：⑴堵塞铁口；⑵保证有规则地排放铁水及炉渣；⑶保护铁口周围的内部炉衬砖。
⑴堵塞铁口炮泥的第一个性能是抗挤压。
宝钢大型高炉操业技术与管理PPT课件
大型高炉的操作参数包括温度、压力、气氛等，需要对其进行精确的 控制，以保证高炉的稳定运行和提高产量。
维护和检修
大型高炉的维护和检修对于其寿命和运行稳定性具有重要影响，需要 采用先进的检测和维修技术，及时发现和解决设备故障。
安全与环保
大型高炉的安全与环保问题非常重要，需要采取一系列措施，确保高 炉的安全生产和环保达标。
高炉操业技术的重要性
高炉操业技术是炼铁工业的核心技术 之一，对于提高高炉产量、降低能耗、 减少污染物排放等方面具有重要意义。
大型高炉的构造与特点
大型高炉的构造
大型高炉通常由炉壳、炉衬、冷却设备、风口装置等部分 组成，其中炉衬是高炉最重要的组成部分之一，对于高炉 的寿命和运行稳定性具有重要影响。
大型高炉的特点
精细化
03
为了提高生产效率和产品质量，高炉操业技术与管理将更加精
细化，注重细节管理和过程控制。
未来高炉操业技术与管理的发展趋势
智能化
01
随着人工智能技术的发展，高炉操业技术与管理将更加智能化，
实现自动化、远程监控和智能诊断。
绿色化
02
环保要求日益严格，高炉操业技术与管理将更加注重环保和节
能，降低能耗和污染物排放。
操作规程与监控
制定规范的操作规程，利 用自动化监控系统实时监 测高炉运行状态。
高炉生产管理
生产计划与调度
根据市场需求和生产能力， 制定合理的生产计划，确 保高炉高效运行。
原料与燃料管理
严格控制原料和燃料的品 质，确保高炉生产的稳定 性和质量。
操作规程与监控
制定规范的操作规程，利 用自动化监控系统实时监 测高炉运行状态。
操业技术与管理效果分析
高炉炼铁对炉料质量的要求及优化配矿技术
高炉炼铁对炉料质量(de)要求及优化配矿技术王维兴 中国金属学会一． 高炉炼铁炉料质量对生产有重要意义炼铁学基本理论和高炉生产实践均证明,优化高炉炼铁原燃料(de)质量和冶金性能既是高炉高效化、大型化、长寿化、节能减排(de)前提条件,也是提高喷煤比、降低焦比和燃料比(de)基础条件.所谓优化炉料质量即是提高炉料质量是入炉矿品位高,渣量少和改善原燃料性能等.大高炉做到入炉矿品位≥58%、炉料含低SiO 2、低Al 2O 3、低MgO,高炉渣比在300kg/t 铁以下,焦炭(de)反应性（CRI ）≤25%,反应后(de)强度在≥65%等,这是保证高炉生产高效、低耗和大喷煤(de)必要条件.1. 高炉炼铁是以精料为基础钢铁产业发展政策规定：“企业应积极采用精料入炉、富氧喷吹、大型高炉……先进工艺技术和装备.精料是基础.国内外炼铁工作者均公认,高炉炼铁是以精料为基础.精料技术对高炉生产指标(de)影响率在70%,工长操作水平(de)影响占10%,企业现代化管理水平占10%,设备作业水平占5%,外界因素（动力、供应、上下工序等）占5%.在高冶炼强度、高喷煤比条件下,焦炭质量变化对高炉指标(de)影响率在35%左右.炼铁精料技术(de)内涵：精料技术(de)内容有：高、熟、稳、均、小、净,少,好八个方面 ⑴ 高：入炉矿含铁品位高,原燃料转鼓指数高,烧结矿碱度高.入炉矿品位高是精料技术(de)核心,其作用：矿品位在57%条件下,品位升高1%,焦比降1.0%~1.5%,产量增加1.5%~2.0%,吨铁渣量减少30公斤,允许多喷煤粉15公斤.；入炉铁品位在52%左右时,品位下降1%,燃料比升高2.0%~2.2%.高碱度烧结矿是碱度在1.8~2,2（倍）,其转鼓强度高、还原性好.⑵熟：指熟料（烧结和球团矿）比要高,一般>80%.⑶稳：入炉(de)原燃料质量和供应数量要稳定.要求炉料含铁品位波动±<0.5%,碱度波动±<0.08（倍）,FeO含量波动±≤1.0%,合格率大于80%~98%等.详见表4和表5.⑷均：入炉(de)原燃料粒度要均匀.⑸小：入炉(de)原燃料粒度要偏小,详见表7.⑹.净：入炉(de)原燃料要干净,粒度小于5mm占总量比例(de)5%以下,5~10mm粒级占总量(de)30%以下.⑺少：入炉(de)原燃料含有害杂质要少.祥见表10.⑻.好：铁矿石(de)冶金性能要好：还原性高（>60%）、软融温度高（1200℃以上）、软融温度区间要窄（100~150℃）、低温还原粉化率和膨胀率要低（一级<15%,二级<20%））等.2用科学发展观来采购原燃料用精料技术(de)内容来判断铁矿石性能(de)优劣,不能只看其价格,要看它(de)化学成分和物理性能,以及使用效果（造块和高炉冶炼）.要用技术经济分析(de)办法进行科学计算和评价,找出合理采购铁品位(de)数值.算账不能只计算到采购及炼铁效果,还要看对炼钢、轧钢,以致对全公司(de)影响.所以,买低品位铁矿石要有个度.还要研究其对能耗和环境(de)影响.韩国、日本和宝钢买煤,要求煤(de)热值要大于7400大卡.我国有些企业在买6500大卡(de)煤.这样,企业之间(de)能耗水平就不是在一个起点上(de)对标.我国炼铁用焦炭灰分一般在12.5%左右.欧美国家炼铁用(de)焦炭灰分要比我国低3%左右.这样,我国与他们(de)燃料比就有不可比性.韩国FINIX所用(de)煤灰分在6~8%,入炉铁品位在61%,所消耗(de)煤炭为710kg/t（比高炉能耗高）.焦炭质量(de)优劣对企业(de)生产指标影响是很大(de),特别是企业之间(de)吨钢综合能耗、炼铁工序能耗进行进行对标,要作具体分析,要注重所用焦炭(de)质量情况.焦炭质量对高炉(de)影响见表1：表1 指标变动量燃料比变变化铁产量变化炼焦配煤用主焦煤、三分之一主焦煤、肥煤、气煤、瘦煤等.现在,国内外出现采购来(de)煤不是单一煤种,是混煤.造成再按五种煤进行配煤炼焦,出现假象,使焦炭质量下降,给炼铁产生负面影响.我们要用煤岩学(de)办法去分析煤(de)G值、Y值、反射率等指标,来判断煤(de)性质,再进行采购和炼焦配煤.3.原燃料质量对企业节能减排有重大影响炼铁系统(de)能耗占企业总用能(de)70%,成本占60%~70%,污染物排放占70%.所以说,炼铁系统要完成企业(de)节能减排、降成本重任.钢铁联合企业用能结构有80%以上是煤炭,主要也是炼铁用焦炭和煤粉,烧结用煤量较少.2014年中钢协会员企业炼铁燃料比为543.06kg/t,焦比为361.65kg/t,煤比为145.85kg/t.比上年均有所劣化,是原燃料质量变化所致.钢铁企业节能思路是：首先是要减量化用能,体现出节能要从源头抓起.第二是要提高能源利用效率,第三是提高二次能源回收利用水平.减量化用能工作(de)重点是要降低炼铁燃料比和降低能源亏损等.目前,我国炼铁燃料比与国际先进水平(de)差距在50~60kg/t左右.主要原因是,我国高炉入炉矿石含铁品位低,热风温度低、焦炭灰分高等造成(de).在高冶炼强度和高喷煤比条件下,焦炭质量对高炉(de)影响率将达到35%左右.也就是说,焦炭质量已成为极重要(de)因素.近年来,一些大型高炉出现失常,主要原因是焦炭质量恶化和成分波动大,高炉操作如没进行及时合理(de)调整,会影响高炉燃料比（焦比、煤比、小块焦比）变化,影响燃料比变化(de)主要因素见表2.表2 影响高炉燃料比变化(de)因素从表2可看出,M10变化±0.2%,燃料比将变化7kg/t,比焦炭(de)其它指标对高炉指标(de)作用都大.所以,我们应十分关注M10(de)变化,希望其值≤7%.4.新修订(de)高炉炼铁工程设计规范对不同容积(de)高炉使用烧结、焦炭、球团、入炉块矿、煤粉质量均有具体要求.祥见表3~10.表3 .入炉原料含铁品位及熟料率要求注：平均含铁(de)要求不包括特殊矿..表4 烧结矿质量要求表5 球团矿质量要求注：不包括特殊矿石.球团矿碱度应根据高炉(de)炉料结构合理选择,并在设计文件中做明确规定,为保证球团矿(de)理化性能,宜采用酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配(de)炉料结构.表6 入炉块矿质量要求表7 原料粒度要求注：石灰石、白云石、萤石、锰矿、硅石粒度应与块矿粒度相同.表8 顶装焦炭质量要求表8 喷吹煤质量要求表10 入炉原料和燃料有害杂质量控制值（kg/t）5.高炉炼铁生产对铁矿石质量(de)要求5.1.高炉炼铁对铁粉矿(de)质量要求：铁矿粉分为烧结粉和球团精粉两类,对两类(de)质量要求列于表11/12表11 对烧结粉矿和球团精粉化学成分(de)要求（%）铁矿粉 种类 TFeSiO 2 Al 2O 3SPK 2O+Na 2OclTiO 2PbZnCuAs烧结粉矿 ≥62.0 ≤5.0 ≤2.0 ≤0.3 ≤0.05 ≤0.2 ≤0.001 ≤0.25 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.07 球团精粉≥66.0 ≤3.5 ≤1.5 ≤0.3 ≤0.05 ≤0.2 ≤0.001 ≤0.25 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.07 表12 对烧结粉矿和球团精粉物理性能(de)要求（%）5.2.高炉炼铁对块矿(de)质量要求：对直接用于高炉冶炼块矿质量要求包括化学成分,物理性能和冶金性能三个方面,分为三级列于表13表13 高炉炼铁对块矿质量要求指标矿粉种类 铁＞6.3mm 1～（200目）比表 积（cm 2/g ） H 2O LOI 烧结粉矿 ＜8.0 ＜22.0 20～30 —— —— ≤6≤6球团精粉——————≥80.0≥1300≤8 ≤1.5表14 高炉炼铁对块矿冶金性能(de)要求5.3.高炉炼铁对烧结矿(de)质量要求：烧结矿是我国高炉炼铁(de)主要原料（占炉料结构(de)75%左右）,它(de)质量很大程度上影响着高炉(de)指标,因此高炉炼铁应十分重视烧结矿(de)质量,配料希望不加MgO,对其(de)质量要求列于表15 表15 高炉炼铁对烧结矿(de)质量要求结矿级别TFe FeO SiO2Al2O3MgOCaO/SiO2S P TiO2K2O+Na2O优质≥58.0 ≤8.0 ≤5.0 ≤1.8 ≤1.8 ≥1.90 ≤0.03 ≤0.05 ≤0.25 ≤0.02 普通≥55.0 ≤10.0 ≤6.0 ≤2.0 ≤2.0 ≥180 ≤0.06 ≤0.07 ≤0.40 ≤0.10 表16 高炉炼铁对烧结物理、冶金性能(de)要求烧结矿级别转鼓指数筛分指数抗磨指数还原度指数低温还原粉化指数T+6.3(%) (%)(%)RI(%) RDI+3.15(%)优质73.0 ≤5.0 ≤6.0 ≥82.0 ≥75.0 普通70.0 ≤8.0 ≤8.0 ≥78.0 ≥70.05.4.高炉炼铁对球团矿(de)质量要求：球团矿也是高炉炼铁(de)一种主要原料,它(de)优势在高品位、低Si02,高MgO它是高炉炼铁(de)优质原料,对球团矿(de)质量要求列于表17表17 高炉炼铁对球团矿(de)质量要求球团矿类别TFe FeO SiO2 MgO S TiO2K2O+Na2OCa酸性≥66.0 ≤2.0 ≤4.0 ≥2.0 ≤0.03 ≤0.25 ≤0. 2 ≤碱性≥64.0 ≤1.0 ≤3.5 —≤0.05 ≤0.25 ≤0. 2 ≥表18 高炉炼铁对球团物理、冶金性能(de)要求球团矿类别抗压强度转鼓指数筛分指数抗磨指数9～15mm 还原度还原膨胀指数(N/个球)T+6.3(%) (%)(%)(%) RI(%) RSI(%)酸性≥2500 ≥90.0 ≤5.0 ≤5.0 90.0 ≥65 ≤15.0 碱性≥2200 ≥88.0 ≤6.0 ≤6.0 85.0 ≥75 ≤20.06.不同容积(de)高炉对炉料质量(de)要求不一样,大高炉要有高质量炉料,见表19中(de)具体数据：表19 2014年不同容积高炉指标7.不同(de)操作制度,可适应不同(de)炉料质量,取得最优(de)技术经济指标,得到低成本.如沙钢5800M3高炉(de)炉料质量比京唐高炉用炉料质量差；但沙钢开发出适应本企业炉料质量(de)优化布料技术,适宜(de)鼓风动能,富氧12.62%,煤比174.98kg/t,煤气CO含量达23.70%,炉缸活跃,铁2水温度充沛,炼铁工序能耗363.09kgce/t,铁水成本较低,取得较好(de)经济效益.因此,各企业要寻找适合本企业炉料质量(de)高炉操作制度,求得优化(de)指标和底成本.二．优化配矿技术优化配矿是要实现铁矿石(de)性质与烧结和球团指标之间(de)内在关系.我们要在满足烧结、球团质量要求和矿石供应条件(de)基础上,通过优化配矿使矿石（单一或混合矿）具备优良(de)制粒性能、成矿性能,造出(de)熟料,能使高炉取得良好(de)技术经济指标.首先,要掌握铁矿石(de)制粒性能、成矿行为,找出影响造块（烧结、球团）质量(de)主要因素,分析出铁矿石成分、性能与熟料质量之间(de)相关内在联系；在满足熟料质量要求(de)基础上,实现最低成本(de)配矿方案.1.铁矿石优化配矿技术针对铁矿粉(de)优化配矿技术已被普遍重视,为企业扩大铁矿资源,降低烧结和炼铁成本、提高企业竞争力,提供了有效支撑.优化配矿技术(de)发展和应用已不在停留在化学成分、成本(de)简单要求,而是结合铁矿粉烧结条件下(de)高温烧结性能,其在烧结过程中(de)作用和贡献,铁矿粉之间性能差异与性能互补性,合理(de)利用不同类型(de)铁矿粉层面.中南大学姜涛等人针对褐铁矿、钒钛磁铁矿、含氟铁矿、镜铁矿、赤/褐混合铁矿等(de)应用问题,建立了快速评价铁矿石成矿性能(de)铁酸钙生成曲线法,揭示了含铁原料基本物化性能与制粒、成矿性能(de)关系,提出了基于调控粘附粉含量、成分、比表面积和核颗粒矿物组成(de)配矿标准,开发出化配矿综合技术经济系统,解决了多品种、难造块铁矿资源快速优化配矿(de)难题.工业生产采用该技术后,使褐铁矿、镜铁矿配比分别增加20%、10%以上,烧结原料成本降低了25元/t以上.2. 铁矿石含铁品位综合评价方法所谓铁矿石品位综合评价法是不仅考虑铁矿石(de)品位,同时兼顾铁矿石(de)有价成分和负价成分,即碱性脉石(de)价值和酸性脉石(de)影响,具体表达式依炉渣(de)二元碱度（R2）还是四元碱度（R4）列为两式：TFe（R2综）=TFe×[100+2R2(SiO2+ Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100% (1)TFe（R4综）=TFe×[100+2R4(SiO2+Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100% (2)式中R2、 R4分别为二元和四元炉渣碱度,SiO2、Al2O3、CaO和MgO 均为铁矿石(de)化学成分含量（%）.该两个表达式可说明铁矿石(de)实际品位,既考虑了碱性脉石（CaO+MgO）(de)作用,又扣除了酸性脉石（SiO2+ Al2O3）作为渣量(de)源头对品位造成(de)影响,这就是铁矿石(de)实际品位.这种综合评价法所不足(de)是尚没有考虑有害杂质对品位造成(de)影响（有害元素增加1%,高炉生产增加成本30~50元/吨）,下面以表达式〈2〉举2个实例作计算和分析说明.例1：宝钢进口巴西(de)高品位低SiO2低Al2O3矿(de)实际综合品位分析.进口铁矿粉和炉渣（宝钢1高炉）(de)化学成分列于下表19将表中数据代入〈2〉式得：TFe（R4综）=67.5×[100+2×1.026(0.7+0.74)-2(0.01+0.02)]-1×100% =67.5×[100+2.955-0.06]-1=67.5/102.9×100%=65.60%例2：沿海某钢铁企业进口印度低品位,高SiO 2高Al 2O 3矿(de)实际综合品位分析.进口铁矿粉和炉渣(de)化学成分列于下表20将表中数据代入〈2〉式得：TFe （R 4综）=60.0×[100+2×0.887(6.0+4.0)-2(0.2+0.10)]-1×100%=60.0×[100+17.74-0.6]-1 =60.0/117.14×100% =51.22%实例分析：由以上两个实例可以说明,铁矿石(de)脉石含量对其实际品位有直接影响.在宝钢条件下,进口铁矿石(de)综合品位仅比标出品位低不足 2.0%：△Tfe=标出品位一综合品位=67.5%-65.6%=1.9%.而对沿海某企业(de)高SiO 2高Al 2O 3矿而言,情况就大不一样,△Tfe=60.0%-51.22%=8.78%因此购买铁矿石必须考虑脉石(de)含量,特别要注意酸性脉石(SiO 2+ Al 2O 3)对综合品位(de)影响,达到合理(de)性价比.正因为矿石(de)Al 2O 3含量会影响炉渣Al 2O 3和MgO 含量,因此计算应考虑炉渣(de)四元碱度,而非二元碱度,故建议应采用计算式〈2〉作为铁矿石品位综合评价法.3.铁矿石冶金价值(de)评价方法：这一评价法是前苏联M.A.巴甫洛夫院士提出(de)铁矿石冶金价值(de)计算方法（公式）：P1=(F÷f)(p-C×P2-c×P3-g) (3)式中：P1为铁矿石(de)价值（元/t）, F为铁矿石(de)品位（%） f为生铁(de)含铁量（%） P为生铁车间成本（元/t） C为焦比（t/t） P2为焦炭价格（元/t）c为生铁熔剂消耗（t/t） P3为熔剂价格（元/t）g为炼铁车间加工费（元/t）M.A.巴甫洛夫院士提出(de)上一计算公式,是上世纪四十年代(de)事,当时铁矿石(de)品种很单一,主要是天然块矿入炉,当时高炉炼铁远没有喷煤,有害杂质对矿石冶炼价值(de)影响,也不如当代认识(de)突出,因此是一个很有水平(de)铁矿石价值计算公式,它既考虑了铁矿石(de)品位,同时考虑焦比和熔剂消耗(de)因素,它直接计算出了铁矿石在某厂条件下(de)利用价值,计算出来(de)数据直观所用铁矿石到厂(de)最高价,若购买超过P1(de)价格,就意味着采用这种价格(de)铁矿石冶炼工厂就要亏本.4.铁矿石极限价值和实用价值评价方法：根据现代高炉炼铁喷煤和有害元素对矿石冶炼价值(de)影响,也参照了国内邯钢和华菱集团涟钢对M.A.巴甫洛夫院士计算公式(de)修正意见,提出一个简单易行(de)直接入炉铁矿石价格(de)评价方法（计算公式）：铁矿石(de)剩余价值P 1=P M -P S (4)式中P M 为铁矿石用于冶炼(de)极限价值,P S 为铁矿石(de)实用价值.4.1、矿石(de)极限价值：P M =(F÷f)(P -C 1×P 1-C 2×P 2- C 3×P 3- C 4×P 4-g) (5)〈5〉式中(de)含义是铁矿石(de)极限价值等于生铁成本减去焦炭、喷煤熔剂、有害杂质(de)消耗加上车间加工费之和.〈5〉式中：F 、f 、P 和g 与〈3〉式中相同.C 1、P 1为焦比（t/t ）和焦炭(de)价格（元/t ） C 2、P 2为喷煤比（t/t ）和煤粉(de)价格（元/t ） C 3、P 3为炼铁熔剂消耗（t/t ）和熔剂(de)价格（元/t ） C 4、P 4为有害杂质总量（kg/t ）和其当量价值（元/kg ） 例3：设某厂买入(de)铁矿石品位(F)为62%,生铁(de)含铁量（f ）为95%,生铁(de)成本价格（P ）为2800元/t,炼铁焦比（C1）为380kg/t,焦炭(de)价格为2000元/t,喷煤比(C2)160kg/t,煤粉(de)价格（P2）为900元/t.吨铁有害杂质总量为3.5kg/t,有害杂质(de)当量价值(P4)为30元/kg,将以上数据代入〈5〉式得：P M =62%/0.95×(2800-0.38×2000-0.16×900-0.145×120-3.5×30-120)= 62%/0.95×（2800-760-144-17.4-105-120） = 62%/0.95×（2800-1146.4）= 1079.14元/t例3计算(de)结果告诉我们,在已知(de)条件下,62%品位铁矿石(de)最高买价（P M ）为1079. 14元/t,若超过此值,炼铁会亏本.4.2铁矿石实用价值：P S =C 1×Tfe+C 2(CaO+MgO)-C 3(SiO 2+Al 2O 3)-C 4(CaO+MgO+SiO 2+Al 2O 3+S+P+5×K 2O+Na 2O+PbO+ZnO+ As 2O 3+CuO+5CL) ………… 〈6〉 式中C 1为铁矿石(de)平均成本（元/tFe ）C 2为矿石中碱性脉石(CaO+MgO )(de)价值,C 3为矿石中酸性脉石（SiO 2+Al 2O 3)消耗熔剂(de)当量价值,C 4为矿石中除Fe 元素外其他元素消耗燃料(de)当量价值. 式中其余符号均为铁矿石(de)化学成分.〈6〉式(de)直观性很强,即铁矿石(de)实用价值等于其有价元素价值之和与负价元素消耗之和(de)差值.例5：某厂购进铁矿石(de)化学成分列于下表6设C 1=1815 C 2=400 C 3=520 C 4=430 将上表数据代入〈6〉中得：P S =1800×63.5%+400×(0.2+0.1)%-520×(4.5+1.9)%-430×(0.2+0.1+4.5+1.9)+0.05+0.07+5×0.2+0.18+0.10+0.10+0.15+0.008+5×0.01）%=1143.0+1.2-33.28-35.86 =1075.06元/t若把例3、例4结合起来,则P 1=P M -P S =1079.14-1075.06=4.08元/t 说明在上两种条件下,铁矿石有4.08元/t(de)剩余价值.相当于采用此矿价冶炼一顿生铁有4.08×1.65=6.73元(de)效益,可见效益甚微.注：本例题C 1、C 2、C 3和C 4(de)设定是根据长治钢铁公司(de)设定值由矿价(de)涨幅作适当调整而来(de)（原长钢(de)设定值C 1=585,C 2=100,C 3=172,C 4=143）,本例题中1800是根据平均矿价1200元/t,冶炼一顿生铁,采用63.5%品位需用 1.5吨矿,得吨铁平均矿价1800元.C 2、C 3、C 4各企业可根据本企业(de)实际数据作修正.以上铁矿石(de)极限价值和实用价值适用于直接入炉(de)块矿和球团矿,不适用于烧结生产和球团矿生产(de)粉矿和精粉.因为粉矿和精粉(de)实用价值还受着其烧结特征和球团焙烧特性(de)影响.4.3.烧结粉和球团精粉价值评价方法：已有(de)文献资料,对烧结粉(de)价值评价倾向于用单烧值(de)烧结指标和冶金性能进行经济分析,再根据所用烧结矿(de)炼铁价值去推算铁矿粉(de)价值,而且以自熔性烧结矿为基础.笔者认为这实际上是很难实现(de),笔者曾对十八种进口铁矿粉(de)单烧指标作过质量分析,进行单烧试验(de)料层厚度不同,碱度不同配比和混合料水分不同,且目前全国都生产高碱度烧结矿,难以作出统一(de)价值评价,在烧结生产中,各种矿(de)配比是根据合理(de)配矿实现(de),它(de)基础还是化学成分（包括烧损和有害杂质）,物理性能和高温特性.因此笔者认为对烧结粉矿(de)价值评价最基本(de)还是铁矿粉(de)化学成分（包括有价成分、负价成分和有害元素）和物理特性（烧损、粒度和粒度组成）,对目前已知各种矿粉(de)高温特性（同化性,液相流动性、粘结相强度,生成铁酸钙能力和固相连晶能力,也包括晶体颗粒大小,水化程度等）和已有(de)分类（A 类B 类C 类矿）要加以适当考虑（作修正系数,但这常规还是通过合理配矿解决）,至于用于球团生产(de)精粉也很复杂,同样是赤铁矿精粉,中国(de)、巴西(de)和印度(de)均有各自(de)不同特征.但对铁矿粉价值评价最基本(de)还是品位和化学成分,粒度和粒度组成包括（LOI ）值,基于以上分析,笔者认为对用于烧结和球团生产(de)粉矿和精矿粉,它们(de)价值主要还是应采用品位综合评价法加上有害元素影响,烧损和粒度组成(de)调整方法比较简易实用.铁矿粉(de)价值评价法用TFe 粉综表示:TFe 粉综=TFe×[100+1.5R 4(SiO 2+Al 2O 3)-2(CaO+MgO)+1.5(S+P+5×K 2 +Na 2O+PbO+ZnO+CuO+As 2O 3+5CL)+C 1LOI+C 2Lm]-1×100% (7)式中C1为烧损（LOI ）当量价值,根据经验；当LOI<3%时,C 1取“-0.6”当LOI=3%—6%时C1取“0”,当LOI>6%时.C 1取“0.6”,C 1所取舍尚可由企业作调整.C 2为粒度当量价值,当粉矿(de)粒度+8mm>5或 1.0—0.25mm,含量>22时应作修正,C 2可取绝对值超量%(de)“0.3”.例如粒度+8mm 为11%和（1.0—0.25mm ）为28%时,C 2Lm 项(de)值为0.3×（11-5）+0.3（28-22）=3.6,C(de)数值企业也可根据生产数2据作调整.例5：某钢铁企业购进(de)烧结粉,化学成分指标列于下表7（R4为1.02）粒度：+8mm为9%,（1.0—0.25mm）为24%.将上表中数据代入〈7〉中得：Tfe粉综=62.0×[100+1.5×1.02(6.8+2.6)- 2(0.2+0.1)+1.5(0.05+0.06+5×0.1+0.20+0.18+0.16+0.20+0.10+5×0.02)+0.3（4+2）]-1×100%=62.0×[100+17.907]-1×100%=62.0/117.907×100%=52.58%说明某钢铁公司购进62.0%品位(de)铁矿粉,其实际(de)价值相当于52.26%(de)品位价值.。
莱钢高炉操作特点及经验交流分解课件
操作参数控制
温度控制
高炉温度的稳定控制是关键，需要密切监测炉内温度变化，并采 取相应措施保持温度在合理范围内。
压力控制
合理控制高炉内的压力，确保煤气流的稳定，以减少设备磨损和 能源浪费。
气氛控制
通过监测和控制高炉内的气体成分，如CO2、CO、H2等，以优 化煤粉燃烧和还原反应。
操作技术应用
为了更好地控制高炉的炉温波动和提高生产效率，莱钢高炉建议改进炉
温控制方法。例如，采用先进的传感器和控制系统实时监测和控制高炉
的炉温，以及根据实际生产情况调整控制参数等。
04 莱钢高炉操作案例分析
CHAPTER
典型案例介绍
案例一
莱钢1号高炉操作案例
案例二
莱钢2号高炉操作案例
案例三
莱钢3号高炉操作案例
高炉结瘤是高炉内部的常见问题之一 ，会对高炉的运行产生不良影响。莱 钢高炉通过分析结瘤产生的原因，如 原料成分波动、焦炭质量不达标等， 采取相应的措施，如加强原料管理和 质量检测、调整焦炭配比等，有效地 预防和解决了高炉结瘤问题。
操作改进建议
01
优化装料程序
为了提高高炉的装料效率和准确性，莱钢高炉建议优化装料程序，采用
自动化装料设备和技术，减少人工干预和误差。同时，优化装料程序还
可以降低工人劳动强度和提高生产安全性。
02
调整送风制度
送风制度是影响高炉运行效率和能耗的重要因素之一。莱钢高炉建议根
据高炉的实际运行情况，适时调整送风温度、压力和流量等参数，优化
高炉的送风制度，提高运行效率和降低能耗。
03
改进炉温控制方法
自动化控制
采用先进的自动化控制系统，实现高炉工艺参数的实时监测和自动 调节。
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1.2高炉配矿应用ANN技术的必要性
• 操作中常用的两种焦比预测方法：（1）焦比影响系数法，系根据矿石铁分、烧结矿FeO、烧结矿碱 度、烧结矿<5mm含量等各种性能指标的影响系数对焦比进行估算，其缺点是：a)取值范围往往很宽， 难以根据本厂、本高炉和当前的原料与操作条件准确取值；b)有些已不适用于当前我国高炉的条件。 （2）当矿石品种或化学成分发生较大变化时，利用热量换算系数（或称热量等数）进行变料计算， 各种矿石的热量换算系数根据原料和生铁的主要成分及冶炼中的热效应，按热平衡原理求得。其缺 点是：计算结果与实际值有较大偏差，且往往偏低。原因是：热平衡方程中没有考虑炉体热损失，而 且难以确定铁氧化物的直接还原耗热量。
全球铁矿石资源条件的现状：优质铁矿石供应量大幅度减少，高炉使用的铁矿石
品种不断增多而质量不断变差。
为了降低生产成本和增强企业的生存能力，各钢铁厂目前经常改变用矿品种，
不断扩大低价矿（经常意味着低/23
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• 高炉配矿的基本要求：1）生铁成分的要求，即[S]、[P]、[Mn]、[As]等在规定范围内；2）炉渣性能的要求， 即CaO/SiO2、(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)和脱硫能力、脱碱能力在规定范围内；3）有害元素负荷的要求，即单 位生铁由原材料带入的S、P、Zn、K、Na、Pb、As、Cl、Cu等有害元素的总量在规定范围内
高炉优化配矿技术
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演讲人：毕学工
日期：2017.5.13 鞍山
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演讲内容
1. 必要性分析 2. 综合焦比和利用系数预报的ANN模型 3. ANN模型与优化高炉配矿模型的整合与效果 4. 结束语
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1. 必要性分析
1.1 对配矿模型的要求
• 我国高炉含铁原料的构成：由烧结矿、球团矿和天然块矿按一定比例配制而成， 称为“高炉配矿”或“高炉综合炉料”
• 高炉配矿的成本最低要求：生铁成本的构成：用矿成本（尽可能多使用低价矿），燃料成本（焦比和煤比 低）和车间制造费（利用系数高）之和最低。还包括相应的熔剂成本（此项一般很少）
• 铁矿石的性能包括：化学成分和冶金性能 • 冶金性能又分为冷态冶金性能和高温冶金性能
不仅是化学成分，而且高温冶金性能也对高炉生产指标有非常大的影响
介绍了神经网络技术在武钢优化高炉配矿模型开发中的应用，并比较了神经元网
络和传统热平衡两种方法的综合焦比预报结果。
作者以往应用ANN于高炉炼铁的研究 [3]Zuo Guangqing, Björkman Bo. An expert Network for Prediction and Control of the Silicon Content of the Hot Metal[C]. The International Conference On Medelling And Simulation In Metallurgical Engineering And Materials Science, June 11-13, 1996, Beijing, China, 417~422.
钢铁厂的原燃料管理制度规定：
烧结矿、球团矿和天然块矿的化学成分与冷态性能要定期检测；当烧结厂或球团厂计划使用新品种矿石时， 要求通过实验室试验提前了解烧结矿、球团矿性能的变化；
高炉配矿，仅在计划大幅度调整球团矿或块矿的配比时，由公司的研究部门测试它的高温冶金性能。
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配矿的高温冶金性能不可能简单地由各单品种铁矿石的冶金性能通过加权平均计算 得到
而直接测定配矿的高温冶金性能由于高温实验很麻烦，时间长，人力物力消耗大， 它不是一种常规的检测手段。
• 目前高炉日常生产的现状是：需要频繁地调整和优化配矿方案，所以急需有一种配 矿高温冶金性能的预测算法。
• 上面所谈为高炉配矿本身性能对高炉生产指标的影响，但预报高炉生产指标还必须 同时考虑高炉的操作条件（热制度、造渣制度、鼓风制度、喷吹制度、装料制度， 等）的影响。
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• 从控制论的角度，高炉炼铁过程是一种多变量、大滞后的复杂动力学系统。经验证 明，任何传统的数学手段，如回归统计方法等，都难以对高炉的燃料消耗和生产率做 出准确预测，也无法在生产高炉上，通过工业性试验确定某单一因素对燃料消耗或生 产率的影响系数。
• 神经元网络是指由大量的人工神经元（类似于生物神经系统的神经细胞）互连而组
成的网络，它试图从微观上解决人类认知功能，并在网络层次上模拟人类的思维方
式和组织结构。神经网络是一个由简单处理单元构成的规模宏大的并行分布处理器，
它通过合理的样本训练、学习专家的经验、模拟专家的行为，通过引入非线性转换
函数来求解各种复杂的非线性问题，模仿大脑对这些知识进行处理，用以执行特定
的任务或完成感兴趣的功能，可克服传统模式识别方法或一般算法在问题求解、决
• 烧结矿用若干种粉状铁矿石通过配加熔剂和燃料经过高温烧结制得，球团矿一般 用一到两种细粒铁矿石经过造球、预热和焙烧制得，而天然块矿在入炉以前要经 过破碎和筛分，使其在粒度方面达到高炉的要求。
• 高炉的主要技术经济指标：利用系数、燃料比和生铁成本 它们在很大程度上决定于高炉配矿的性能 在我国炼铁界流行着“三分操作七分原料”的说法
• 由以上分析可知，优化高炉配矿模型包括两个核心模块，即综合焦比预报模型和利用系数预报模型。 它们应该具有尽可能高的预报精度。
• 炼铁高炉是一种高温、高压，密闭、连续式大型反应器，其生产效率（主要反映在燃料消耗和产量 上）的影响因素：1）原燃料性质的变化；2）各种炉内反应（固体、液体、气体和粉体等多种物相之 间热量、质量和动量传递状态）；3）炉子的工作内型；4）以上三种因素的交互作用。
策制定时得不出结果或结果不准确的难题。
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• 神经网络已在模式识别、信号处理、自动控制等领域取得了显著成效，在炼铁领域
已应用于铁水含硅量和炉温预报、炉顶煤气温度分布模式识别等，在炼钢领域已应
用于板坯连铸漏钢预报和复吹转炉终点氧含量预报等。范志刚等和韩红亮等尝试过
应用神经网络对高炉焦比进行预报，但考虑的影响因素没有包括配矿的性能。本文