提高燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度的實(shí)踐

唐凌劍

（山鋼股份萊蕪分公司 煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

1 前 言

為使燒結(jié)礦成分更加穩(wěn)定，大部分燒結(jié)廠會(huì)將各種含鐵原料按一定配比進(jìn)行中和混勻，配制成大堆混勻料后供往燒結(jié)車(chē)間?；靹蛄吓浔榷ㄖ七^(guò)程即燒結(jié)配料計(jì)算過(guò)程，對(duì)配制后的混勻料及該混勻料燒結(jié)后形成燒結(jié)礦的化學(xué)成分進(jìn)行預(yù)測(cè)，用以指導(dǎo)燒結(jié)車(chē)間快速確定各熔劑配加量，減少不合格燒結(jié)礦的產(chǎn)生。目前一般都采用Excel或編寫(xiě)的特定程序來(lái)進(jìn)行配料計(jì)算［1-2］，將所有參與燒結(jié)的主料、輔料、燃料的化學(xué)成分輸入后，便可得出燒結(jié)礦的理論成分。理論成分只有在理想狀況下才等于實(shí)際化驗(yàn)成分，構(gòu)成理想狀況的條件之一是：計(jì)算所采用的所有單種物料的化學(xué)成分值均具有代表性。山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠老區(qū)因受一些因素的影響，并不是所有物料的化學(xué)成分都具有代表性；另外，部分輔料的供應(yīng)也不能完全滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。這些因素均會(huì)嚴(yán)重影響燒結(jié)礦成分的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。在確認(rèn)上述這些不利條件在短期內(nèi)無(wú)法改善的情況下，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算方法，使燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

2 燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)的難點(diǎn)

2.1 部分物料無(wú)法直接準(zhǔn)確得知成分

2.2 白云石不能穩(wěn)定足量供應(yīng)

老區(qū)燒結(jié)礦MgO含量要求控制在2.4%±0.1%，但目前供貨的白云石廠家生產(chǎn)能力不足，無(wú)法穩(wěn)定供應(yīng)滿(mǎn)足MgO含量要求的白云石數(shù)量，致使燒結(jié)礦MgO含量因供應(yīng)問(wèn)題而波動(dòng)較大，進(jìn)而導(dǎo)致燒結(jié)礦TFe含量產(chǎn)生波動(dòng)。

3 燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)

3.1 常規(guī)計(jì)算

對(duì)燒結(jié)礦成分采用Excel進(jìn)行計(jì)算及預(yù)測(cè)。對(duì)于無(wú)法準(zhǔn)確得知成分的雜礦堆，根據(jù)已知成分的料種及進(jìn)量進(jìn)行估算。以老區(qū)1709堆混勻料為例，雜礦的估算成分及其他礦料的檢驗(yàn)值見(jiàn)表1。

燒結(jié)礦堿度目標(biāo)為1.9，MgO含量目標(biāo)值2.4%，根據(jù)表1中的配比可以得出燒結(jié)礦成分的計(jì)算值；該堆混勻料使用完后，可以得出燒結(jié)礦成分的分析值；用分析值減去計(jì)算值，得出二者的偏差值（見(jiàn)表2，除特別說(shuō)明外，“偏差值”均指燒結(jié)礦分析值與計(jì)算值的差值）。偏差值主要由各料種計(jì)算采用的成分與真實(shí)值之間的差值造成。以雜礦SiO2為例，估算值6.1%，假設(shè)真實(shí)值為7%，這部分差值的影響最終會(huì)在表2的SiO2偏差值中體現(xiàn)。

表1 老區(qū)1709堆混勻料相關(guān)參數(shù) %

表2 老區(qū)1709堆燒結(jié)礦成分

3.2 TFe偏差值修正

對(duì)于表2中TFe的偏差值進(jìn)行修正，原因分析如下：

1）燒結(jié)礦MgO含量變化會(huì)造成TFe含量變化，根據(jù)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)，MgO含量變化與TFe含量變化成反比且基本為 1∶1，即 MgO降低 0.1%，TFe升高0.1%。MgO分析值為2.23%，低于目標(biāo)值2.4%，如果MgO分析值與目標(biāo)值持平，TFe分析值將會(huì)降低。

2）燒結(jié)礦R值與TFe變化呈反比。隨著燒結(jié)礦堿度升高，單位堿度變化引起的TFe變化量逐漸降低。一般燒結(jié)廠要求堿度范圍為1.85～2.1，在這個(gè)區(qū)間內(nèi)當(dāng)堿度變化0.05時(shí)，TFe變化0.19%左右。R分析值為1.927，高于目標(biāo)值（1.9），如果R分析值與目標(biāo)值持平，TFe分析值將會(huì)升高。

由于燒結(jié)礦中MgO含量和R顯著影響TFe，因此在比較TFe偏差時(shí)，應(yīng)分別將MgO分析值、R分析值與對(duì)應(yīng)計(jì)算值的差折算成TFe分析值的變化量，用TFe分析值扣除這部分變化量后再與TFe計(jì)算值進(jìn)行比較。表2中TFe的偏差計(jì)算式如下：

MgO和R的變化對(duì)除TFe之外的其他成分影響很小，故其他成分不做修正。

TFe分析值經(jīng)過(guò)上述修正后，可抵消各種輔料配加環(huán)節(jié)對(duì)燒結(jié)礦TFe預(yù)測(cè)的不利影響，如白云石供應(yīng)不穩(wěn)定、生石灰配加不準(zhǔn)確、料堆使用中途調(diào)整燒結(jié)礦R或MgO等。

3.3 代入偏差值進(jìn)行預(yù)測(cè)

表2中部分成分偏差值較大，表示計(jì)算所使用的某些礦料的成分與真實(shí)值之間存在較大偏差。當(dāng)下一堆混勻料的配比跟上一堆接近時(shí)，上一堆偏差值可以較好地代表下一堆可能出現(xiàn)的偏差值。將下一堆計(jì)算值加上上一堆偏差便可得出下一堆燒結(jié)礦成分的預(yù)測(cè)值。

由于認(rèn)為雜礦對(duì)于成分偏差的貢獻(xiàn)度最大，且其配比易受生產(chǎn)情況影響出現(xiàn)波動(dòng)，因此在實(shí)際預(yù)測(cè)中，采用前兩堆料偏差的加權(quán)平均值作為下一堆料可能出現(xiàn)的偏差進(jìn)行預(yù)測(cè)。如表3、表4所示，用1708、1709兩堆燒結(jié)可偏差值的加權(quán)平均值作為1710堆燒結(jié)可的偏差進(jìn)行預(yù)測(cè)，其中1709堆因距當(dāng)前時(shí)間較近，權(quán)重設(shè)為0.7，1708堆權(quán)重設(shè)為0.3。當(dāng)相鄰料堆雜礦配比單向變化時(shí)，使用加權(quán)平均偏差對(duì)燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)的效果不如使用單堆偏差；但當(dāng)相鄰料堆雜礦配比或其他一些對(duì)燒結(jié)礦成分偏差貢獻(xiàn)度大的未知因素反復(fù)波動(dòng)時(shí)，使用加權(quán)平均偏差可以提高燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。

由表4可以看出，CaO和MgO的偏差修正為0，未采用前兩堆的加權(quán)平均偏差值，原因如下：當(dāng)SiO2進(jìn)行偏差修正得出預(yù)測(cè)值后，CaO預(yù)測(cè)值=SiO2預(yù)測(cè)值×R，無(wú)需再做其他修正；MgO含量受燒結(jié)配料室控制，當(dāng)實(shí)際含量與目標(biāo)值出現(xiàn)偏差時(shí)，主要是燒結(jié)配料室配加白云石量的問(wèn)題（供應(yīng)不足），而不是計(jì)算的問(wèn)題，故不能修正，否則當(dāng)白云石量從供應(yīng)不足變成足量供應(yīng)時(shí)，會(huì)對(duì)當(dāng)堆燒結(jié)礦TFe預(yù)測(cè)產(chǎn)生較大影響。將1710堆燒結(jié)礦分析值的MgO、R與目標(biāo)值的差值折算成TFe后，分析值與預(yù)測(cè)值的TFe偏差為-0.25%，SiO2偏差為-0.09%，能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

表3 1708、1709堆燒結(jié)礦偏差值及加權(quán)平均偏差值 %

表4 1710堆燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)值 %

3.4 注意事項(xiàng)

每個(gè)料種對(duì)于燒結(jié)礦成分偏差的貢獻(xiàn)度與其自身成分偏差程度及配比有關(guān)。對(duì)于某一料種，計(jì)算采用的成分與真實(shí)值的偏差程度是未知的，因此要使已知的偏差值可以較好地適配下一堆料成分的預(yù)測(cè)，需注意以下兩點(diǎn)：

1）當(dāng)某一堆料使用 N（N≥1）個(gè)新料種時(shí)，剛開(kāi)始被檢驗(yàn)的批次不多，計(jì)算時(shí)采用的成分可能與之后的多批次檢驗(yàn)均值偏差較大。下一堆在更新這些料種的成分時(shí)應(yīng)將更新的成分代入上一堆（如采用前兩堆加權(quán)平均則分別代入前兩堆，下同），重新計(jì)算出上一堆的偏差值。因?yàn)樵钪蛋氖窃煞峙c真實(shí)成分的差值，如果直接更新成分預(yù)測(cè)下一堆，原偏差值不能代表該料種更新后成分與真實(shí)成分的差值，就會(huì)影響預(yù)測(cè)精度。

2）應(yīng)盡可能保持相鄰料堆料種及配比穩(wěn)定。

4 結(jié) 論

山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠各工序所產(chǎn)生的各類(lèi)含鐵廢棄物，除部分有害元素較高的開(kāi)路處理外，其余大部分都通過(guò)燒結(jié)循環(huán)利用。不同廢棄物及返礦化學(xué)成分存在較大差異，理應(yīng)分開(kāi)單獨(dú)存放，但老區(qū)一次料場(chǎng)場(chǎng)地以及配料室設(shè)備情況不支持將所有種類(lèi)廢棄物分開(kāi)存放，最終選擇將所有廢棄物及返礦集中堆放。其中包括高爐返礦、球團(tuán)返礦、高爐系統(tǒng)環(huán)境除塵灰、瓦斯灰、燒結(jié)及原料系統(tǒng)環(huán)境除塵灰、燒結(jié)機(jī)尾除塵灰、煉鋼系統(tǒng)除塵灰、鋼渣、火車(chē)清底料等。各料種均由自卸汽車(chē)?yán)亮隙秧敳績(jī)A倒，然后用挖掘機(jī)集中翻倒混勻。雜礦堆庫(kù)存高時(shí)達(dá)1萬(wàn)t以上，加上料種太多，挖掘機(jī)翻倒混勻的效果并不十分理想，而且還有部分物料不計(jì)量。因此幾乎不可能對(duì)整個(gè)雜礦堆進(jìn)行有代表性的取樣，也就無(wú)法直接準(zhǔn)確得知該料堆的成分。另外，雜礦在混勻料中的比例高達(dá)20%～30%，其配比易受生產(chǎn)情況影響出現(xiàn)波動(dòng)。如：第1堆配比25%（一般平衡使用量）、第2堆配比20%（庫(kù)存不夠被迫降低）、第3堆配比25%（庫(kù)存激增被迫增加），對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)燒結(jié)礦成分造成較大困難。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 高丙寅.用 Excel作燒結(jié)配料計(jì)算［J］.燒結(jié)球團(tuán)，2001，26（1）：32-34.

［2］ 楊東進(jìn).用Excel建立燒結(jié)礦配料計(jì)算表［J］.山東冶金，2000，22（3）：30-31.