高爐配料計算

高爐煉鐵的配料計算指的是以現有的環境和原料為基礎，計算單位生鐵冶煉出的產品和副產品，針對當前我國高爐配料計算方式存在的準確性低、效率低、耗時耗力的弊端，對高爐煉鐵配料計算系統進行了設計，並分析了高爐煉鐵配料計算系統的具體套用，供相關人員參考。

基本介紹

• 中文名：高爐配料計算
• 外文名：Calculation of blast furnace ingredients
• 學科：冶金工程
• 領域：鋼鐵
• 優點：提高效率
• 基礎：現有的環境和原料

簡介

高爐煉鐵的配料計算指的是以現有的環境和原料為基礎，計算單位生鐵冶煉出的產品和副產品，針對當前我國高爐配料計算方式存在的準確性低、效率低、耗時耗力的弊端，對高爐煉鐵配料計算系統進行了設計，並分析了高爐煉鐵配料計算系統的具體套用，供相關人員參考。

立足於物料平衡理論，以高爐煉鐵的具體生產工藝為基礎，對高爐煉鐵的配料計算系統進行了設計和實現。該系統能夠對高爐煉鐵配料過程中的每個環節進行監控，從而對整個高爐配料流程進行簡化，使高爐配料調整更加便利、準確。

高爐煉鐵配料計算系統的設計

高爐煉鐵配料計算系統的重要性

在高爐煉鐵的過程中，為了降低成本，提高生產率，保障煉鋼和煉鐵生產工藝對鐵水質量的要求得到滿足，必須對高爐煉鐵配料進行計算，這就需要科學地設計高爐煉鐵配料計算系統。在這高爐煉鐵配料計算系統進行設計之前要對高爐煉鐵的配料計算過程進行了解，高爐煉鐵的配料計算過程事實上就是以當前的冶煉條件和原料條件為依據，將不同化學成分和物理性能的原料按照一定的質量要求精確地組合起來，從而保障煉鐵產品的化學成分和物理性能的穩定性，獲得合格的生鐵和合適的爐渣成分，並對所需的溶劑和礦石的消耗量進行精確的計算。冶煉產品的質量和產量都會受到配料方案是否合理、配料計算模型是否恰當的影響，從而直接影響到配礦的成本。如果沒有準確的計算，或者配料計算的過程有誤，都會降低生產效益、提高生產成本、影響產品質量，甚至釀成安全事故，造成極其惡劣的社會影響。

各單位為了提高生產效益、降低生產成本，都採取了一些措施來提高配料的精度。礦石是煉鐵的主要原料，但是礦石的種類較多，各種類的成分和品位往往具有很大的差別，對計算精度進行精確的控制確有難度，當前通用的高爐煉鐵配料計算方式又存在著準確性低、耗時耗力的缺點。在我國的中小型高爐蓬勃發展的過程中也暴露出了很多問題，主要表現為計算機的控制能力普遍較低，配料計算過程非常繁瑣，而且也不能保障計算結果的準確性，給操作人員的操作帶來了較大的不便。為了實現高爐配料計算的自動化，應該對高爐煉鐵的配料計算系統進行科學的設計。

高爐煉鐵配料計算系統的具體設計

根據高爐物料的平衡理論，對高爐煉鐵配料計算套用系統進行設計，其計算基礎參數主要包括生產高爐生鐵的預定鐵水成分、原始操作條件、燃料成分和原料成分等，對高爐煉鐵過程中的重要生產數據進行計算，例如爐渣成分、出鐵鐵水成分、煤氣成分、鐵水生產最佳原燃料配比用量等。

將高爐煉鐵配料計算系統主要分為2 個部分：初始條件輸入系統、物料平衡輸出系統。其中初始條件輸入子系統則主要包括焦炭成分模組、礦石成分模組、煤粉成分模組、溶劑成分模組、鐵水假定成分模組、爐塵成分模組等6 個部分。物料平衡輸出系統主要包括噸鐵需要的礦石及熔劑量模組，冶煉噸鐵產生的爐渣量模組，入爐風量計算模組和爐頂煤氣發生量計算模組及煤氣的化學成分等模組。

本系統立足於高爐現場操作， 在編程設計時使用了windows 環境，以及VisualBasic 語言，保障界面的友好和計算的精確性。

高爐煉鐵配料計算系統的實現

理論依據

本系統的開發主要以配料計算中的聯合計算法為依據。即在給定的原燃料條件和冶煉參數下，套用物料平衡法求解出單位生鐵的焦炭、礦石、熔劑等的消耗量。根據所得消耗量計算噸鐵的耗風量和煤氣量。

主要運用到以下幾個平衡方程：

①出鐵量平衡方程；

②根據生鐵中某元素要求的含量或某元素的平衡方程；

③根據爐渣鹼度或造渣氧化物平衡方程；

④根據爐渣中某一造渣氧化物含量或渣中某氧化物平衡方程。

高爐煉鐵配料計算系統的登錄

為了有效的保護系統的穩定性，同時儘可能減少人為因素對系統的干擾或者由於使用過程中對系統的誤操作，本系統採取了密碼驗證方式進行登錄。系統使用人員要進行登錄，輸入正確的口令，才能進行下一步操作。這樣可以最大限度的避免高爐煉鐵配料計算的隨意性問題。

原料成分輸入子系統的套用

該子系統共有6 個模組，分別為焦炭成分模組、礦石成分模組、煤粉成分模組、溶劑成分模組、鐵水假定成分模組、爐塵成分模組。各模組都有對應的資料庫，能夠進行獨立的數據動態存儲。

該子系統的6 個模組均具有數據保存、數據修改、數據傳輸和數據添加的功能，通過相應的操作，用戶可以在對應的資料庫中添加相應的內容，也可以修改或刪除資料庫中的數據。為了保障數據的準確性，提高系統計算的準確率，系統會對每個輸入的數據進行校驗，設定個數值的取值範圍，如果該數據不在取值範圍之內，就無法輸入系統，系統會提醒操作人員對其進行修改。這樣可以最大限度的避免人為操作失誤而造成的計算結果偏差，儘量提高計算結果和相關數據的準確性。

配料計運算元系統的套用

作為整個高爐煉鐵配料計算系統的核心子系統，配料計運算元系統又可以分為計算結果查詢和配料計算兩個部分，而該子系統的核心部分就是配料計算模組。配料計算模組的計

算基礎是預定鐵水成分、原始條件、燃料成分、原料成分等，能夠將爐渣鹼度、爐渣成分、爐渣量、出鐵鐵水成分、出鐵量、S 負荷、礦石品位、原料燃料用量等生產數據計算出來。在系統中主要還是以直接輸入數據的方法進行計算。此方法操作簡單，可隨時對其中的某一個數據進行修改調整。真正做到操作方便，提高計算的準確性。

在將燃料數據和原料數據輸入配料計算模組之後，就可以進行自動計算，計算內容包括變數計算和配料計算，同時在界面上直接顯示計算的結果。系統會對礦石原料配合比是否為百分之百進行效驗，否則會提醒操作者修改或報警。然後再對焦丁、煤比是否參與計算進行查看，以假定輸入的冶煉條件為依據，對原始的操作條件進行計算整合，從而對綜合負荷、綜合焦比等數據進行計算。在配料計算參數中，操作者可以選擇變料方式，系統提供了兩種變料方式可供選擇，一是在設定負荷計算焦比和設定焦比計算負荷中選擇一個，二是在設定礦批計算焦批和設定焦批計算礦批中選擇一個。

根據實際需要，系統的使用者可以便利地更改和調換名稱，如果原燃料的名稱發生改變，那么相應的後台資料庫也會隨之變化，該模組還具有連續計算功能。通過配料計算模組，操作者也可以列印、查詢和保存計算的結果，並以計算結果為依據對燃料和原料的用量進行調整，達到提高生產效率、降低成本、提高質量的目的，使實際生產的鐵渣成分和生鐵成分能夠儘可能的接近理論預定的要求。

每次計算的過程和結果都會在計算結果查詢模組的資料庫中進行保存，以供操作者查詢。同時操作者也可以在計算結果查詢模組對某一個配料計算的結果進行刪除，或者將資料庫清空。通過對歷史數據的查詢操作人員能夠更加科學的制定相應的操作方案。

總結

對高爐煉鐵配料計算系統進行了設計，經過現場測試和套用，該系統的穩定性和精確性較高，而且系統使用比較便利，煉鐵生產操作中的具體要求基本能夠得到滿足，具有良好的操作便利、運行穩定性、實時跟蹤性和數據準確性，能夠有效地提高我國高爐配料計算的自動化程度。