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摘要：高炉配料计算就是在给定原料和环境的条件下得出单位生铁所冶炼出的各种产品与副产品。目前国内大型高炉已经是高炉生产发展的趋势。炼铁的各种原燃料的用量遵循一定的规律，不同的需求与条件可以催生出不同的工艺设计方案。配料计算则是在矿石燃料用量确定的情况下，计算所需的铁渣比、综合焦比、综合负荷、S负荷、入炉品位等。
关键词：高炉炼铁；高炉炼铁配料计算系统的设计；应用
1 高炉炼铁
炼铁的原料是矿石，由于矿石种类繁多，品位、成分参差不齐，很难控制计算精度，如何提高配料精度成为各厂家需要解决的难题。虽然通过PID可实现配料以及混均，但其通用性低，难以用于其他厂家。由于各厂的实际情况不同，便出现了以总成本为主和以铁水、炉渣成份精度为主等一系列的配料计算。目前大部分国内的高炉配料计算方式不仅耗时、耗力、效率底，准确性还得不到保证。因此亟需一个安全可靠的系统来克服这些困难。自动配料系统能很好地解决这个问题，而且系统能实时地监控每个生产过程，使得高炉配料调整更加简单。
2 高炉炼铁配料计算系统的设计
2.1 高炉炼铁配料计算系统的组成
系统主要由操作参数、风口情况、出铁情况、成份输入、上料管理、配料计算等模块构成。操作参数画面用于显示高炉操作中的重要工艺参数及下料数据，允许用户查询历史数据，为操作人员制订操作方案提供依据。风口情况画面用于显示当前风口状态及风口更换历史记录。系统的开发主要以配料计算中的联合计算法为依据。即在给定的原燃料条件和冶炼参数下，应用物料平衡法求解出单位生铁的焦炭、矿石、熔剂等的消耗量。根据所得消耗量计算吨铁的耗风量和煤气量
2.2 高炉炼铁配料计算系统的具体设计
根据高炉物料的平衡理论，对高炉炼铁配料计算应用系统进行设计，其计算基础参数主要包括生产高炉生铁的预定铁水成分、原始操作条件、燃料成分和原料成分等，对高炉炼铁过程中的重要生产数据进行计算，例如炉渣成分、出铁铁水成分、煤气成分、铁水生产最佳原燃料配比用量等。将高炉炼铁配料计算系统主要分为2个部分：初始条件输入系统、物料平衡输出系统。其中初始条件输入子系统则主要包括焦炭成分模块、矿石成分模块、煤粉成分模块、溶剂成分模块、铁水假定成分模块、炉尘成分模块等6个部分。物料平衡输出系统主要包括吨铁需要的矿石及熔剂量模块，冶炼吨铁产生的炉渣量模块，入炉风量计算模块和炉顶煤气发生量计算模块及煤气的化学成分等模块。本系统立足于高炉现场操作，在编程设计时使用了windows环境，以及VisualBasic语言，保障界面的友好和计算的精确性。主要运用到以下几个平衡方程：①出铁量平衡方程；②根据生铁中某元素要求的含量或某元素的平衡方程；③根据炉渣碱度或造渣氧化物平衡方程；④根据炉渣中某一造渣氧化物含量或渣中某氧化物平衡方程。
3 高炉炼铁配料计算系统的重要性
3.1 高炉炼铁配料计算系统的登录
为了有效的保护系统的稳定性，同时尽可能减少人为因素对系统的干扰或者由于使用过程中对系统的误操作，本系统采取了密码验证方式进行登录。系统使用人员要进行登录，输入正确的口令，才能进行下一步操作。这样可以最大限度的避免高炉炼铁配料计算的随意性问题。在高炉炼铁的过程中，为了降低成本，提高生产率，保障炼钢和炼铁生产工艺对铁水质量的要求得到满足，必须对高炉炼铁配料进行计算，这就需要科学地设计高炉炼铁配料计算系统。在这高炉炼铁配料计算系统进行设计之前要对高炉炼铁的配料计算过程进行了解，高炉炼铁的配料计算过程事实上就是以当前的冶炼条件和原料条件为依据，将不同化学成分和物理性能的原料按照一定的质量要求精确地组合起来，从而保障炼铁产品的化学成分和物理性能的稳定性，获得合格的生铁和合适的炉渣成分，并对所需的溶剂和矿石的消耗量进行精确的计算。冶炼产品的质量和产量都会受到配料方案是否合理、配料计算模型是否恰当的影响，从而直接影响到配矿的成本。如果没有准确的计算，或者配料计算的过程有误，都会降低生产效益、提高生产成本、影响产品质量，甚至酿成安全事故，造成极其恶劣的社会影响。
各单位为了提高生产效益、降低生产成本，都采取了一些措施来提高配料的精度。矿石是炼铁的主要原料，但是矿石的种类较多，各种类的成分和品位往往具有很大的差别，对计算精度进行精确的控制确有难度，当前通用的高炉炼铁配料计算方式又存在着准确性低、耗时耗力的缺点。在我国的中小型高炉蓬勃发展的过程中也暴露出了很多问题，主要表现为计算机的控制能力普遍较低，配料计算过程非常繁琐，而且也不能保障计算结果的准确性，给操作人员的操作带来了较大的不便。为了实现高炉配料计算的自动化，应该对高炉炼铁的配料计算系统进行科学的设计。
3.2 原料成分输入子系统的应用
该子系统共有6个模块，分别为焦炭成分模块、矿石成分模块、煤粉成分模块、溶剂成分模块、铁水假定成分模块、炉尘成分模块。各模块都有对应的数据库，能够进行独立的数据动态存储。该子系统的6个模块均具有数据保存、数据修改、数据传输和数据添加的功能，通过相应的操作，用户可以在对应的数据库中添加相应的内容，也可以修改或删除数据库中的数据。为了保障数据的准确性，提高系统计算的准确率，系统会对每个输入的数据进行校验，设置个数值的取值范围，如果该数据不在取值范围之内，就无法输入系统，系统会提醒操作人员对其进行修改。这样可以最大限度的避免人为操作失误而造成的计算结果偏差，尽量提高计算结果和相关数据的。配料计算模块是本系统的核心部分，以生产生铁的原料成分、燃料成分、原始条件及预定铁水成分为计算基础，计算生产铁水所需最佳的原料燃料用量、矿石品位、S负荷、出铁量、出铁铁水成分、炉渣量、炉渣成分、炉渣碱度等生产所需数据。
4 结语
在对应用系统进行了大量生产数据验证的基础上，系统在现场进行了应用，期间系统表现了优越的数據准确性、实时跟踪性、运行稳定性和操作方便性，能够很好地满足炼铁具体生产操作的要求。总之，高炉炼铁配料计算应用系统以建立配料计算应用软件为切入点 ，以高炉物料平衡计算为理论基础 ，以建立切实可行的高炉炼铁配料和变料计算为目标 ，真正实现了高炉配料计算的自动化，切实减少了手工配料计算带来的误差，减轻了操炉人员的负担，对高炉生产具有切实可行的指导意义。
参考文献：
[1]张明星，雷鸣，杜屏，赵华涛.沙钢5800m3高炉提高煤比操作实践[J].上海金属，2014（05）.
[2]肖洪，张建良，贾凤娟，庞清海，朱广跃，郑常乐.高炉喷吹煤粉合理搭配[J].钢铁，2014（09）.
[3]曹锋，张纲，丁英杰，袁苗苗.首钢长钢9号高炉合理喷煤比的探析[J].炼铁，2014（01）.
（作者单位：河钢宣钢炼铁厂）
关键词：高炉炼铁；高炉炼铁配料计算系统的设计；应用
1 高炉炼铁
炼铁的原料是矿石，由于矿石种类繁多，品位、成分参差不齐，很难控制计算精度，如何提高配料精度成为各厂家需要解决的难题。虽然通过PID可实现配料以及混均，但其通用性低，难以用于其他厂家。由于各厂的实际情况不同，便出现了以总成本为主和以铁水、炉渣成份精度为主等一系列的配料计算。目前大部分国内的高炉配料计算方式不仅耗时、耗力、效率底，准确性还得不到保证。因此亟需一个安全可靠的系统来克服这些困难。自动配料系统能很好地解决这个问题，而且系统能实时地监控每个生产过程，使得高炉配料调整更加简单。
2 高炉炼铁配料计算系统的设计
2.1 高炉炼铁配料计算系统的组成
系统主要由操作参数、风口情况、出铁情况、成份输入、上料管理、配料计算等模块构成。操作参数画面用于显示高炉操作中的重要工艺参数及下料数据，允许用户查询历史数据，为操作人员制订操作方案提供依据。风口情况画面用于显示当前风口状态及风口更换历史记录。系统的开发主要以配料计算中的联合计算法为依据。即在给定的原燃料条件和冶炼参数下，应用物料平衡法求解出单位生铁的焦炭、矿石、熔剂等的消耗量。根据所得消耗量计算吨铁的耗风量和煤气量
2.2 高炉炼铁配料计算系统的具体设计
根据高炉物料的平衡理论，对高炉炼铁配料计算应用系统进行设计，其计算基础参数主要包括生产高炉生铁的预定铁水成分、原始操作条件、燃料成分和原料成分等，对高炉炼铁过程中的重要生产数据进行计算，例如炉渣成分、出铁铁水成分、煤气成分、铁水生产最佳原燃料配比用量等。将高炉炼铁配料计算系统主要分为2个部分：初始条件输入系统、物料平衡输出系统。其中初始条件输入子系统则主要包括焦炭成分模块、矿石成分模块、煤粉成分模块、溶剂成分模块、铁水假定成分模块、炉尘成分模块等6个部分。物料平衡输出系统主要包括吨铁需要的矿石及熔剂量模块，冶炼吨铁产生的炉渣量模块，入炉风量计算模块和炉顶煤气发生量计算模块及煤气的化学成分等模块。本系统立足于高炉现场操作，在编程设计时使用了windows环境，以及VisualBasic语言，保障界面的友好和计算的精确性。主要运用到以下几个平衡方程：①出铁量平衡方程；②根据生铁中某元素要求的含量或某元素的平衡方程；③根据炉渣碱度或造渣氧化物平衡方程；④根据炉渣中某一造渣氧化物含量或渣中某氧化物平衡方程。
3 高炉炼铁配料计算系统的重要性
3.1 高炉炼铁配料计算系统的登录
为了有效的保护系统的稳定性，同时尽可能减少人为因素对系统的干扰或者由于使用过程中对系统的误操作，本系统采取了密码验证方式进行登录。系统使用人员要进行登录，输入正确的口令，才能进行下一步操作。这样可以最大限度的避免高炉炼铁配料计算的随意性问题。在高炉炼铁的过程中，为了降低成本，提高生产率，保障炼钢和炼铁生产工艺对铁水质量的要求得到满足，必须对高炉炼铁配料进行计算，这就需要科学地设计高炉炼铁配料计算系统。在这高炉炼铁配料计算系统进行设计之前要对高炉炼铁的配料计算过程进行了解，高炉炼铁的配料计算过程事实上就是以当前的冶炼条件和原料条件为依据，将不同化学成分和物理性能的原料按照一定的质量要求精确地组合起来，从而保障炼铁产品的化学成分和物理性能的稳定性，获得合格的生铁和合适的炉渣成分，并对所需的溶剂和矿石的消耗量进行精确的计算。冶炼产品的质量和产量都会受到配料方案是否合理、配料计算模型是否恰当的影响，从而直接影响到配矿的成本。如果没有准确的计算，或者配料计算的过程有误，都会降低生产效益、提高生产成本、影响产品质量，甚至酿成安全事故，造成极其恶劣的社会影响。
各单位为了提高生产效益、降低生产成本，都采取了一些措施来提高配料的精度。矿石是炼铁的主要原料，但是矿石的种类较多，各种类的成分和品位往往具有很大的差别，对计算精度进行精确的控制确有难度，当前通用的高炉炼铁配料计算方式又存在着准确性低、耗时耗力的缺点。在我国的中小型高炉蓬勃发展的过程中也暴露出了很多问题，主要表现为计算机的控制能力普遍较低，配料计算过程非常繁琐，而且也不能保障计算结果的准确性，给操作人员的操作带来了较大的不便。为了实现高炉配料计算的自动化，应该对高炉炼铁的配料计算系统进行科学的设计。
3.2 原料成分输入子系统的应用
该子系统共有6个模块，分别为焦炭成分模块、矿石成分模块、煤粉成分模块、溶剂成分模块、铁水假定成分模块、炉尘成分模块。各模块都有对应的数据库，能够进行独立的数据动态存储。该子系统的6个模块均具有数据保存、数据修改、数据传输和数据添加的功能，通过相应的操作，用户可以在对应的数据库中添加相应的内容，也可以修改或删除数据库中的数据。为了保障数据的准确性，提高系统计算的准确率，系统会对每个输入的数据进行校验，设置个数值的取值范围，如果该数据不在取值范围之内，就无法输入系统，系统会提醒操作人员对其进行修改。这样可以最大限度的避免人为操作失误而造成的计算结果偏差，尽量提高计算结果和相关数据的。配料计算模块是本系统的核心部分，以生产生铁的原料成分、燃料成分、原始条件及预定铁水成分为计算基础，计算生产铁水所需最佳的原料燃料用量、矿石品位、S负荷、出铁量、出铁铁水成分、炉渣量、炉渣成分、炉渣碱度等生产所需数据。
4 结语
在对应用系统进行了大量生产数据验证的基础上，系统在现场进行了应用，期间系统表现了优越的数據准确性、实时跟踪性、运行稳定性和操作方便性，能够很好地满足炼铁具体生产操作的要求。总之，高炉炼铁配料计算应用系统以建立配料计算应用软件为切入点 ，以高炉物料平衡计算为理论基础 ，以建立切实可行的高炉炼铁配料和变料计算为目标 ，真正实现了高炉配料计算的自动化，切实减少了手工配料计算带来的误差，减轻了操炉人员的负担，对高炉生产具有切实可行的指导意义。
参考文献：
[1]张明星，雷鸣，杜屏，赵华涛.沙钢5800m3高炉提高煤比操作实践[J].上海金属，2014（05）.
[2]肖洪，张建良，贾凤娟，庞清海，朱广跃，郑常乐.高炉喷吹煤粉合理搭配[J].钢铁，2014（09）.
[3]曹锋，张纲，丁英杰，袁苗苗.首钢长钢9号高炉合理喷煤比的探析[J].炼铁，2014（01）.
（作者单位：河钢宣钢炼铁厂）