提高燒結礦成分預測準確度的實踐

唐凌劍

（山鋼股份萊蕪分公司 煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

1 前 言

為使燒結礦成分更加穩定，大部分燒結廠會將各種含鐵原料按一定配比進行中和混勻，配制成大堆混勻料后供往燒結車間?；靹蛄吓浔榷ㄖ七^程即燒結配料計算過程，對配制后的混勻料及該混勻料燒結后形成燒結礦的化學成分進行預測，用以指導燒結車間快速確定各熔劑配加量，減少不合格燒結礦的產生。目前一般都采用Excel或編寫的特定程序來進行配料計算［1-2］，將所有參與燒結的主料、輔料、燃料的化學成分輸入后，便可得出燒結礦的理論成分。理論成分只有在理想狀況下才等于實際化驗成分，構成理想狀況的條件之一是：計算所采用的所有單種物料的化學成分值均具有代表性。山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠老區因受一些因素的影響，并不是所有物料的化學成分都具有代表性；另外，部分輔料的供應也不能完全滿足生產要求。這些因素均會嚴重影響燒結礦成分的預測準確度。在確認上述這些不利條件在短期內無法改善的情況下，通過優化計算方法，使燒結礦成分預測準確度能夠滿足生產要求。

2 燒結礦成分預測的難點

2.1 部分物料無法直接準確得知成分

2.2 白云石不能穩定足量供應

老區燒結礦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能力不足，無法穩定供應滿足MgO含量要求的白云石數量，致使燒結礦MgO含量因供應問題而波動較大，進而導致燒結礦TFe含量產生波動。

3 燒結礦成分預測

3.1 常規計算

對燒結礦成分采用Excel進行計算及預測。對于無法準確得知成分的雜礦堆，根據已知成分的料種及進量進行估算。以老區1709堆混勻料為例，雜礦的估算成分及其他礦料的檢驗值見表1。

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

表1 老區1709堆混勻料相關參數 %

表2 老區1709堆燒結礦成分

3.2 TFe偏差值修正

對于表2中TFe的偏差值進行修正，原因分析如下：

1）燒結礦MgO含量變化會造成TFe含量變化，根據計算經驗，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%，低于目標值2.4%，如果MgO分析值與目標值持平，TFe分析值將會降低。

2）燒結礦R值與TFe變化呈反比。隨著燒結礦堿度升高，單位堿度變化引起的TFe變化量逐漸降低。一般燒結廠要求堿度范圍為1.85～2.1，在這個區間內當堿度變化0.05時，TFe變化0.19%左右。R分析值為1.927，高于目標值（1.9），如果R分析值與目標值持平，TFe分析值將會升高。

由于燒結礦中MgO含量和R顯著影響TFe，因此在比較TFe偏差時，應分別將MgO分析值、R分析值與對應計算值的差折算成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計算值進行比較。表2中TFe的偏差計算式如下：

MgO和R的變化對除TFe之外的其他成分影響很小，故其他成分不做修正。

TFe分析值經過上述修正后，可抵消各種輔料配加環節對燒結礦TFe預測的不利影響，如白云石供應不穩定、生石灰配加不準確、料堆使用中途調整燒結礦R或MgO等。

3.3 代入偏差值進行預測

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

由于認為雜礦對于成分偏差的貢獻度最大，且其配比易受生產情況影響出現波動，因此在實際預測中，采用前兩堆料偏差的加權平均值作為下一堆料可能出現的偏差進行預測。如表3、表4所示，用1708、1709兩堆燒結可偏差值的加權平均值作為1710堆燒結可的偏差進行預測，其中1709堆因距當前時間較近，權重設為0.7，1708堆權重設為0.3。當相鄰料堆雜礦配比單向變化時，使用加權平均偏差對燒結礦成分預測的效果不如使用單堆偏差；但當相鄰料堆雜礦配比或其他一些對燒結礦成分偏差貢獻度大的未知因素反復波動時，使用加權平均偏差可以提高燒結礦成分預測的準確度。

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平均偏差值，原因如下：當SiO2進行偏差修正得出預測值后，CaO預測值=SiO2預測值×R，無需再做其他修正；MgO含量受燒結配料室控制，當實際含量與目標值出現偏差時，主要是燒結配料室配加白云石量的問題（供應不足），而不是計算的問題，故不能修正，否則當白云石量從供應不足變成足量供應時，會對當堆燒結礦TFe預測產生較大影響。將1710堆燒結礦分析值的MgO、R與目標值的差值折算成TFe后，分析值與預測值的TFe偏差為-0.25%，SiO2偏差為-0.09%，能滿足生產要求。

表3 1708、1709堆燒結礦偏差值及加權平均偏差值 %

表4 1710堆燒結礦成分預測值 %

3.4 注意事項

每個料種對于燒結礦成分偏差的貢獻度與其自身成分偏差程度及配比有關。對于某一料種，計算采用的成分與真實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測，需注意以下兩點：

1）當某一堆料使用 N（N≥1）個新料種時，剛開始被檢驗的批次不多，計算時采用的成分可能與之后的多批次檢驗均值偏差較大。下一堆在更新這些料種的成分時應將更新的成分代入上一堆（如采用前兩堆加權平均則分別代入前兩堆，下同），重新計算出上一堆的偏差值。因為原偏差值包含的是原成分與真實成分的差值，如果直接更新成分預測下一堆，原偏差值不能代表該料種更新后成分與真實成分的差值，就會影響預測精度。

2）應盡可能保持相鄰料堆料種及配比穩定。

4 結 論

山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠各工序所產生的各類含鐵廢棄物，除部分有害元素較高的開路處理外，其余大部分都通過燒結循環利用。不同廢棄物及返礦化學成分存在較大差異，理應分開單獨存放，但老區一次料場場地以及配料室設備情況不支持將所有種類廢棄物分開存放，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、球團返礦、高爐系統環境除塵灰、瓦斯灰、燒結及原料系統環境除塵灰、燒結機尾除塵灰、煉鋼系統除塵灰、鋼渣、火車清底料等。各料種均由自卸汽車拉至料堆頂部傾倒，然后用挖掘機集中翻倒混勻。雜礦堆庫存高時達1萬t以上，加上料種太多，挖掘機翻倒混勻的效果并不十分理想，而且還有部分物料不計量。因此幾乎不可能對整個雜礦堆進行有代表性的取樣，也就無法直接準確得知該料堆的成分。另外，雜礦在混勻料中的比例高達20%～30%，其配比易受生產情況影響出現波動。如：第1堆配比25%（一般平衡使用量）、第2堆配比20%（庫存不夠被迫降低）、第3堆配比25%（庫存激增被迫增加），對準確預測燒結礦成分造成較大困難。

參考文獻：

［1］ 高丙寅.用 Excel作燒結配料計算［J］.燒結球團，2001，26（1）：32-34.

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