钢铁工业是能源消耗的大户,占全国总能源消耗的10%-11%,而高炉炼铁又占钢铁工业能耗的70%左右,所以充分利用高炉冶炼的能源,降低吨铁能耗十分重要且有重要意义。对于炼铁行业来说,节能降耗既能降低生产成本,提高企业的竞争力,又可减少环境污染,实现可持续发展。因此有必要对高炉物料、热量收支准确核算,提高物料及能量利用效率。以马钢4000~3级高炉为研究对象,对其进出炉料的量、成分、主要指标参数进行收集、核算与校准;建立了实用的高炉物料平衡、全炉热平衡、区域热平衡及多参数变化时的协同变料模型。在热平衡模型中开发了随温度、成分变化而变化的比热容计算模块,使计算结果的有效性和准确性得到有效提升。在数学模型基础上,成功开发了在网络上可以运行和修改的通用软件。软件采用B/S结构的浏览模式。前端开发方面以Easy UI为基本框架,网页构建路线以HTML语言为基础,与Java Script脚本语言相互配合,同时采用CSS样式进行页面排版。中间层以PHP为编程语言。选取My SQL作为本软件的数据库。该软件可实现各种模型的在线网络运行,经局域网授权后,铁前技术和工程管理人员可以修改相应参数,对炉况运行趋势进行预判并提出高炉操作调剂意见或建议。根据A高炉不同时段的运行参数与统计数据进行了物料平衡与热平衡的相关计算,得到如下结果:物料平衡方面,物料平衡误差率在1%以内,说明计算结果准确合理;平均理论渣量为288.6kg/t,渣量偏大,应当进一步提高高品质球团矿的比例降低渣比;直接还原度为0.444,有进一步降低的空间。热平衡方面,全炉热损失为0.441GJ/t,吨铁热损失占高炉总热收入的4.47%;高温区损失为0.280GJ/t,热损失占高温区热收入的4.93%;碳素利用率和能量利用率分别为63.7%和89.7%,化学能和热能的利用尚有进一步提升的可能。此外,A炉实际焦比为361.5kg/t,经计算得出理论焦比和最低焦比分别为355.1kg/t和343.6kg/t,炉身工作效率为95.3%,说明该高炉基本实现了高效冶炼,但焦比尚有降低的潜力;另外,通过求偏导的方法找出不同因素对焦比的影响量,为高炉进一步降低焦比提供指导。