提高混勻料堆Tfe合格率來提高高爐產量和降低高爐焦比的方法

2023-07-18 02:07:21

專利名稱：：提高混勻料堆Tfe合格率來提高高爐產量和降低高爐焦比的方法
技術領域：
：本發明涉及一種提高高爐煉鐵產量和降低高爐煉鐵焦比的工藝方法，具體地說是一種在工藝上提高混勻料堆Tfe合格率來提高高爐產量和降低高爐焦比的方法。
背景技術：
：長期以來人們都熱衷於對燒結礦全鐵和二元鹼度的波動(下稱燒結礦質量)與高爐經濟效益(這裡主要是指高爐的產量和焦比，下同)關係的探討，那是因為燒結礦在高爐入爐原料中的地位舉足輕重，而從煉鐵生產實踐中得到的燒結礦全鐵和二元鹼度的波動與高爐經濟效益指標之間的經驗數據又進一步強化了高爐煉鐵工作者對這兩個指標波動的重視，例如，日本高爐生產的經驗證明燒結礦R2從士0.05降低到士0.025時，高爐增產0.5%，焦比降低0.3%。蘇聯的經驗是當燒結礦R2的波動值從士0.1降至士0.075時，高爐增產1.5%，焦比降低0.8%，波動值若進一步由士0.075降至士0.05時，又可提高生產率1%，節焦0.5%。相比燒結礦R2，燒結礦Tfe的波動值更加重要，高爐生產經驗證明，波動值由士1.5%降至士1.0%時，高爐一般要增產2.5%，焦比降低1.5%，波動值由士1.0%降至士0.5%時，則高爐產量又會提高2%，焦比下降1%(唐先覺，李希超，燒結(M)，北京冶金工業出版社，1984。)等等。由此可知燒結礦全鐵和二元鹼度的波動區間的降低可以提高高爐的經濟效益，因此，在提高高爐產量和降低高爐焦比的問題上，人們過多地把注意力集中在燒結礦的全鐵和二元鹼度的波動區間的變化上，使得這個問題的研究很容易地就陷入了如下境地第一，導致看到了現象而沒有看到實質；第二，導致在實際生產中人們不斷地提高對這兩個指標的要求，以為只要提高這兩個指標的規範限，實際生產就必定能提高高爐產量和降低高爐焦比，結果是燒結礦的全鐵和二元鹼度合格率降低，高爐經濟效益並沒有達到預期的效果。然而，混勻料堆Tfe合格率和混勻料堆SiO2合格率(下稱混勻料質量或混勻料堆合格率)與高爐經濟效益的關係又怎樣呢？與燒結礦比較起來，人們對它的重視程度要遜色多了，這其中的一個重要原因是混勻料對高爐經濟效益影響的非直接性，一方面，似乎很難建立一個與高爐經濟效益一一對應的定性或定量關係，另一方面，在工序流程上混勻作業工序遠離高爐煉鐵作業工序，似乎也確實存在著不僅僅是混勻料堆質量一個因素會引起高爐經濟效益的變化，因此，雖然隨著含鐵原料混勻技術不斷發展和完善，在當今鋼鐵企業中，出現了越來越多燒結廠在生產中使用全混勻料生產燒結礦，混勻料的質量幾乎對燒結礦的質量起著決定性的作用，但是人們還是感覺不到混勻料堆質量與高爐經濟效益的關係的重要性，從而導致混勻料對高爐經濟效益影響鮮有人做深入研究，在實際煉鐵生產中就更沒有人提出使用提高混勻料堆合格率的方法來提高高爐產量和降低高爐焦比。
發明內容本發明所要解決的技術問題是針對以上現有技術存在的缺點，提出一種提高高爐煉鐵產量和降低高爐煉鐵焦比的工藝方法，相對
背景技術：
中的數據，透過現象抓住了實質，具體且可操作，在生產規定的考核標準下，只要混勻料堆Tfe合格率得到提高，就能獲得預期的高爐煉鐵產量增加量和高爐煉鐵焦比降低量。本發明解決以上技術問題的技術方案是一種提高高爐煉鐵產量和降低高爐煉鐵焦比的工藝方法，通過提高混勻料堆Tfe合格率來提高高爐煉鐵產量和降低高爐煉鐵焦比。本發明的提高高爐煉鐵產量和降低高爐煉鐵焦比的工藝方法，通過降低混勻料堆Tfe波動區間來獲得提高混勻料堆Tfe合格率的需要量。本發明的提高高爐煉鐵產量和降低高爐煉鐵焦比的工藝方法，具體按以下步驟進行(1)根據混勻料堆Tfe合格率和混勻料堆Tfe的標準偏差關係式Ρ(|χ-μI彡K)=2Φ(κ/σ)-1(1)其中φ(X)表示標準正態分布函數；μ表示混勻料堆Tfe的平均值；σ表示混勻料堆Tfe的標準偏差；K表示混勻料堆Tfe的合格率所參考的規範限；將各項參數的具體數據代入公式(1)，通過計算和查正太函數分布表得到一定混勻料堆Tfe合格率和混勻料堆Tfe波動區間條件下對應的混勻料堆Tfe標準偏差表；(2)根據混勻料生產現場原來的標準，在步驟(1)中得到的混勻料堆Tfe標準偏差表中找到原來混勻料堆Tfe波動區間及其混勻料堆Tfe合格率，兩者交叉得到一個混勻料堆Tfe的標準偏差值；(3)在步驟(1)中得到的混勻料堆Tfe標準偏差表中找到新的將要降低的混勻料堆Tfe波動區間，在這一橫行中找到與步驟(2)中交叉得到的混勻料堆Tfe的標準偏差值相當的混勻料堆Tfe的標準偏差值，該混勻料堆Tfe的標準偏差值所對應的豎行中的混勻料堆Tfe合格率就是需要提高的混勻料堆Tfe合格率的起點數據，將這個數據提高到100%。本發明的優點是(1)從礦石混勻時就開始對高爐生產經濟效益的增長進行有利的控制，符合精料和全面質量管理方針；⑵效果明顯，其量化後的效果見下表2；(3)相對
背景技術：
中的經驗數據，具有透過現象抓住了實質，具體且可操作，各種提高混勻料堆Tfe合格率的措施都是實實在在的提高高爐生產經濟效益的有效手段；(4)可以量化的特點導致可預見性強，在生產規定的考核標準(規範限)下，只要混勻料堆Tfe合格率提高到本發明所描述的檔次，就能獲得本發明規定檔次的高爐煉鐵產量增加量和高爐煉鐵焦比降低量，雖然現場情況千差萬別，但是仍然可以大致量化，其量化情況見下表2。具體實施例方式實施例一根據概率論數理統計學的觀點，混勻料堆Tfe的數據分布服從參數為μ、σ的正態分布，即XΝ(μ，O2)。這種情況下，可以推導出混勻料堆Tfe的規範限變化時，不同的混勻料堆Tfe合格率所對應的混勻料堆Tfe的標準偏差的關係式Ρ(|χ-μI≤K)=2Φ(κ/σ)-1(1)其中φ(X)表示標準正態分布函數；μ表示混勻料堆Tfe的平均值；σ表示混勻料堆Tfe的標準偏差；K表示混勻料堆Tfe的合格率所參考的規範限。公式(1)就是混勻料堆Tfe合格率和混勻料堆Tfe的標準偏差之間關係，現將各項參數的具體數據代入該公式，通過計算和查正太函數分布表得到一定混勻料堆Tfe合格率和混勻料堆Tfe波動區間條件下對應的混勻料堆Tfe標準偏差表表1sMJ勻料堆Tfe40%|~60%Γ7θ%ΓδΟ%[90%100%~Xs^合格率混勻料Tfe波動區|、^χ________tableseeoriginaldocumentpage5一般來講對於影響標準偏差的各種因素都固定不變的情況下(比如工藝，設備，原料，方法，操作者，外因等等固定不變)，混勻料堆Tfe的標準偏差是不會改變的，因此，當混勻料堆Tfe波動區間由士1.5%降至士1.0%時，由表1可以看出，必然要有與之相適應的混勻料堆Tfe合格率的降低，否則，混勻料堆Tfe波動區間就不可能由士1.5%降至士1.0%，也就是說，混勻料堆Tfe波動區間為士1.0%的情況下要保持混勻料堆Tfe合格率與降低之前(Tfe士1.5%)同樣的水平，沒有混勻料堆Tfe合格率的提高，混勻料堆Tfe波動區間的降低就不可能成為現實。由此可以認為，混勻料堆Tfe波動區間的降低就意味著混勻料堆Tfe合格率的提高。根據混勻料生產現場原來的考核標準，在表1中找到原來混勻料堆Tfe波動區間(比如士1.5%)及其混勻料堆Tfe合格率(比如100%)，兩者交叉有一個混勻料堆Tfe的標準偏差值(0.384)，再在表1中找到新的將要降低的混勻料堆Tfe波動區間(比如士0.5%)，在這一橫行中找到與上述0.384相當的混勻料堆Tfe的標準偏差值0.388，所對應的豎行中的混勻料堆Tfe合格率80%就是需要提高的混勻料堆Tfe合格率的起點數據，應將這個數據提高到100%。也就是說，混勻料堆Tfe波動區間值從士1.5%降低到士0.5%，必然造成混勻料堆Tfe合格率由原來的100%降低到新要求下的80%，要獲得混勻料堆Tfe波動區間值從士1.5%降低到士0.5%這一檔次預期的高爐的經濟效益的提高，就必須在新的Tfe波動區間值士0.5%的條件下將混勻料堆Tfe合格率由80%提高到100%。本發明得出的混勻作業的變化與高爐生產經濟效益的增量之間的對應關係如下表所示表2tableseeoriginaldocumentpage6從表2中可以很容易得出上述假設的實施效果為高爐增加產量4.5%，焦比降低2.5%。下面是根據上述內容的實施例本實施例對燒結礦以混勻料堆為統計單元，對不同合格率的混勻料堆所生產的燒結礦進行冶金性能試驗，然後對所做的冶金性能試驗數據進行數理統計分析，得到各混勻料堆Tfe和Si02合格率條件下生產的燒結礦冶金性能試驗結果和各影響因素X與其燒結礦冶金性能Y之間的相關係數及其檢驗結果，分析結果見表3和表4。表3tableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7表4tableseeoriginaldocumentpage7注樣本量為19，檢驗相關係數的臨界值為0.456時，置信度為95%；檢驗相關係數的臨界值為0.575時，置信度為99%。5因為影響燒結礦冶金性能的因素較多，在採集數據時充分注意了一些影響因素的穩定和統一，例如作業區的配料比和配礦種類，配炭量為3.5%左右，生石灰用量根據混勻料中Si02保持R2=2.0左右，燒結料層高度為720mm，其他燒結生產工藝參數保持日常生產控制水平，另外，對可能影響燒結礦冶金性能的其它因素也做了數理統計檢驗(見表4)。高溫荷重軟化及熔滴性能試驗條件如下。試樣粒度燒結礦6.3IOmm；焦炭1012.5mm；試樣質量150g。分別以試樣收縮率達到10%和ΔPmax/2所對應的溫度作為軟化開始溫度(ta)和軟化終了溫度(ts)；以試樣渣鐵開始滴落時的溫度作為礦石熔滴溫度tm;礦石軟化溫度區間Atsa=(ts-ta)；礦石熔滴溫度區間Atms=(tm-ts)；ΔPmax為試驗過程中出現的最大壓差。低溫還原粉化採用靜態測定法，試樣重量500克，粒度1012.5mm,還原溫度5000C，還原氣成分為20%C0+20%C02+60%/N2，還原時間為60分鐘，轉鼓Φ130X200mm,轉鼓轉9分鐘共300轉，鼓後篩分，取-0.5mm佔總重量的百分數為RDI-0.5。從表4可以看出，混勻料堆Tfe合格率對燒結礦冶金性能的影響主要表現在對燒結礦的軟化開始溫度和軟化溫度區間這兩個指標的影響上。混勻料堆Tfe合格率與燒結礦的軟化開始溫度呈現出顯著的正相關關係，與軟化溫度區間呈現出顯著的負相關關係，特別是軟化開始溫度，其置信度達到了99%數量級，而對軟化終了溫度，軟熔溫度區間，滴落溫度都沒有發生顯著意義的影響。也就是說在混勻作業規範限Fe士0.5%內，較高的混勻料Tfe合格率的混勻料堆，所生產的燒結礦擁有較高的軟化開始溫度，同時還擁有較低的軟化溫度區間。軟化開始溫度對高爐冶煉過程有一定的影響，軟化開始溫度愈高，則高爐內塊狀帶的體積就愈大，鐵的直接還原度愈低，高爐焦比也就愈低。軟化溫度區間，這一溫度差的數值愈大，軟熔帶的厚度愈大，因此，這一數值直接關係到高爐上部料柱的透氣性，關係到高爐爐料的順行。因此，這就能夠很好地解釋前面討論中提到的這樣一個現象混勻作業中混勻料堆Tfe合格率的提高與燒結礦Tfe合格率的提高效果一樣，都能提高高爐的產量和降低高爐生產的焦比。從表4還可以看出混勻作業的另外一個質量指標，混勻料堆Si02合格率對燒結礦冶金性能的影響主要表現在對燒結礦的低溫還原粉化性能這個指標的影響上。它們兩者之間呈現出顯著的負相關關係，而與高溫荷重軟化及熔滴性能之間沒有發現具有顯著性意義的影響。也就是說，在混勻作業規範限Si02士0.3%內，較高的混勻料Si02合格率的混勻料堆，所生產的燒結礦擁有較好的低溫還原粉化性能。低溫還原粉化性能差的燒結礦進入高爐，在高爐爐身上部受氣流的衝擊以及爐料之間的摩擦和擠壓，將會產生粉末，降低料柱透氣性，使高爐技術經濟指標下降(利用係數降低、焦比升高)。當然高爐技術經濟指標與很多因素有關，例如設備狀況、操作水平、爐料的其他性質等等，但燒結礦的低溫還原粉化性是一個重要的影響因素。因此，這就能夠很好地解釋前面討論中提到的這樣一個現象混勻作業中混勻料堆Si02合格率的提高與燒結礦R2合格率的提高效果一樣，都能提高高爐的產量和降低高爐生產的焦比。本實施例是按混勻料堆Tfe合格率的高低從40%提高到100%進行數理統計分析的，分析後發現，在混勻作業規範限Fe士0.5%內，較高的混勻料Tfe合格率的混勻料堆，所生產的燒結礦擁有較高的軟化開始溫度，同時還擁有較低的軟化溫度區間，根據前面所做理論分析，燒結礦冶金性能的改善也就意味著高爐產量的增加和焦比的降低，根據混勻料堆Tfe合格率提高的數據，從表1可以查出混勻料堆Tfe波動區間降低的數據從混勻料堆Tfe的標準偏差值分析，本發明實施例現場生產混勻料堆在波動區間為Fe士0.5%及Tfe合格率為40%時的標準偏差值為0.953，這個值與波動區間為Fe士1.5%，混勻料堆Tfe合格率為90%時的標準偏差值0.911相當，因此，本實施例是從Tfe波動區間Fe士1.5%降低到Fe士0.5%的，對照
背景技術：
中從煉鐵生產實踐中得到的燒結礦全鐵與高爐經濟效益指標之間的經驗數據(見表2)，就可以很容易得出本發明的實施效果為高爐增加產量4.50%,焦比降低2.5%。可見其效果非常顯著。本發明還可以有其它實施方式，凡採用同等替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求保護的範圍之內。權利要求提高混勻料堆Tfe合格率來提高高爐產量和降低高爐焦比的方法，其特徵在於通過提高混勻料堆Tfe合格率來提高高爐產量和降低高爐焦比。2.如權利要求1所述的提高混勻料堆Tfe合格率來提高高爐產量和降低高爐焦比的方法，其特徵在於通過降低混勻料堆Tfe波動區間來獲得提高混勻料堆Tfe合格率的需要量。3.如權利要求1或2所述的提高混勻料堆Tfe合格率來提高高爐產量和降低高爐焦比的方法，其特徵在於按以下步驟進行(1)根據混勻料堆Tfe合格率和混勻料堆Tfe的標準偏差關係式formulaseeoriginaldocumentpage2(1)其中Φ(X)表示標準正態分布函數；μ表示混勻料堆Tfe的平均值；σ表示混勻料堆Tfe的標準偏差；K表示混勻料堆Tfe的合格率所參考的規範限；將各項參數的具體數據代入公式(1)，通過計算和查正太函數分布表得到一定混勻料堆Tfe合格率和混勻料堆Tfe波動區間條件下對應的混勻料堆Tfe標準偏差表；(2)根據混勻料生產現場原來的標準，在步驟(1)中得到的混勻料堆Tfe標準偏差表中找到原來混勻料堆Tfe波動區間及其混勻料堆Tfe合格率，兩者交叉得到一個混勻料堆Tfe的標準偏差值；(3)在步驟(1)中得到的混勻料堆Tfe標準偏差表中找到新的將要降低的混勻料堆Tfe波動區間，在這一橫行中找到與步驟(2)中交叉得到的混勻料堆Tfe的標準偏差值相當的混勻料堆Tfe的標準偏差值，該混勻料堆Tfe的標準偏差值所對應的豎行中的混勻料堆Tfe合格率就是需要提高的混勻料堆Tfe合格率的起點數據，將這個數據提高到100%。全文摘要本發明涉及一種提高高爐煉鐵產量和降低高爐煉鐵焦比的工藝方法，通過提高混勻料堆Tfe合格率來提高高爐產量和降低高爐焦比，通過降低混勻料堆Tfe波動區間來獲得提高混勻料堆Tfe合格率的需要量。本發明相對現有技術中的經驗數據，透過現象抓住了實質，具體且可操作，在生產規定的考核標準下，只要混勻料堆Tfe合格率得到提高，就能獲得預期的高爐煉鐵產量增加量和高爐煉鐵焦比降低量。文檔編號C21B5/00GK101818219SQ20101015110公開日2010年9月1日申請日期2010年4月15日優先權日2010年4月15日發明者劉曉丹,劉浩申請人:南京鋼鐵股份有限公司