基于烧结基础特性的铁矿粉烧结优化配矿研究

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烧结造块-高炉冶炼是我国炼铁生产的主要工艺流程,在高炉生产过程中,烧结矿约占高炉含铁炉料的78%。烧结用原料的变化需要更加快速准确的优化配矿模型,而铁矿粉烧结基础特性是进行烧结优化配矿的重要前提。由于各种铁矿粉种类、基础特性不同,且烧结生产采用多种铁矿粉形成混合矿,矿粉之间的相互作用和交叉影响使配矿问题具有很强的非线性特征。因此,亟需进行单矿和混合矿烧结基础特性研究。通过实验研究,进行合作企业烧结常用铁矿粉的单矿和混合矿烧结基础特性研究,并进行单矿和混合矿烧结基础特性评价,初步阐明单矿与混合矿烧结基础特性相互关系,建立混合矿烧结基础特性预测模型;确定合作钢铁企业烧结生产合理的配矿比例及烧结工艺参数,为现场烧结生产提供参考。基于烧结基础特性的烧结配矿研究对钢铁企业提高烧结工艺指标、降低生产成本、改善烧结矿质量具有重要的意义。通过研究,得到如下结论:(1)不同铁矿粉烧结基础特性不同,在所研究的7种矿粉中,纽曼的同化性能最好,同化性温度仅为1238℃;研山液相流动性最高,液相流动性指数高达4.97;巴卡粘结相强度最高,达2412N;南非精粉连晶强度最高,达1199N,七种铁矿粉粘结相强度和连晶强度均符合烧结生产需求;不同铁矿粉的铁酸钙生成性能各有差异,其中一钢粉和球粉的铁酸钙生成性能较好,南非精粉的铁酸钙生成性能最差。(2)不同铁矿粉基础特性差异较大,导致单一铁矿粉的配比变化对各烧结基础特性指标的作用规律各不相同,建立不同铁矿粉配比与混合矿烧结基础特性相互关系模型,可为优化配矿提供依据;基于单矿与混合矿的相互关系提出了优化配矿的部分措施,结合烧结杯实验进行实验验证,建议少使用南非精粉以及一钢粉。(3)从烧结基础特性与烧结矿冶金性能关系分析,采用MATLAB与XGBoost,建立基于基础特性的烧结优化配矿模型。其中,烧结基础特性中同化性温度作为主要影响因子影响预测结果。模型预测值均与烧结杯实测值呈现良好的对应关系,预测结果精确度较高,相对误差值较小,证明烧结优化配矿模型具有良好的可靠性和准确性,为钢铁企业现场的优化配矿提供参考。
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