烧结智能优化配矿的发展浅析

概述了烧结智能优化配矿及其研究现状,归纳了国内外炼铁工作者的研究工作,分析了现有的烧结智能配矿的方法和技术,对烧结智能优化配矿的进一步发展和完善进行了展望。指出以吨铁最小能耗和最低成本为优化目标,建立烧结-高炉一体化智能配矿将是烧结优化配矿的发展方向之一。应充分利用人工智能算法、机器学习结合烧结和高炉工艺的机理和本质,开发一体化配矿系统。

多目标金属露天矿配矿装载点选取问题及求解算法

目的:为了减少矿产资源浪费,提高贫矿的利用率,针对大型金属露天矿多装载点配矿问题,综合考虑矿石剩余量不足、铲装设备数量有限等因素对配装载点选取的影响,以品位偏差最小、生产成本最小、车辆总排队时间最短为目标建立配矿装载点选取模型。方法:采用二维矩阵整数编码法,并设计一种基于随机片段交叉与特定变异算子相结合的间接二次遗传优化算法对模型进行求解。结果:以国内某大型金属露天矿实际生产数据为例进行仿真实验,结果表明:所得出的装载点选取方案在受铲装设备数量限制、优先开采矿石剩余量相对较少装载点的条件下,仍能满足配矿计划需求。结论:所提模型、算法能普遍适用于大型金属露天矿山开采,使装载点的矿石得到充分利用。意义:提高了企业的经济效益和矿山整体开采效率。

京唐烧结配矿结构优化及生产实践

首钢京唐公司基于自身配矿结构特点和降本增效的实际需求,烧结尝试大比例使用高性价比但SiO_(2)、Al_(2)O_(3)含量较高的3种新矿粉。通过开展研究铁矿粉同化性、液相流动性等基础性能以及烧结杯实验,分析了新矿粉配加后对烧结技术经济指标的影响,并根据研究结果进行了替代主流矿粉的生产应用。实践表明,3种矿粉在混匀矿中总质量占比提高至20%以上替代主流矿粉是可行的。同时,结合京唐烧结工艺控制,实现了烧结矿质量整体稳定,配矿成本降低,铁水原料费用可降低约4元/t。

铁矿石烧结中配加PMC粉试验研究

PMC粉是一种铜矿的尾矿,其铁品位相对较高,在烧结中具有一定的使用价值,为开发利用烧结用铁矿石新资源,首钢京唐对烧结配加PMC粉开展了烧结杯试验研究。研究结果表明:PMC粉全铁品位达到62.00%,属于磁铁精粉,其w(TiO_(2))高达2.22%,大量配加会导致烧结矿中TiO_(2)含量升高,不利于烧结矿低温还原粉化性能;配加PMC粉后混合料中核颗粒减少、黏附粉比例增加,会导致料层透气性变差,从而使垂直烧结速度呈现降低趋势;随着PMC粉配比的升高,烧结矿成品率呈现升高趋势,固体燃耗有所降低,当PMC粉质量配比为3%时达到最低水平,降低约2.3 kg/t;虽然配加PMC粉会降低垂直烧结速度,但是烧结矿成品率提高,因此烧结利用系数基本不变;配加PMC粉后,烧结矿平均粒径增加1~2 mm,粒度组成改善明显。

高海拔露天矿山智能配矿系统应用实践

西藏玉龙铜矿改扩建工程建成投产后生产规模不断扩大,随着市场竞争的不断加剧,为了提高选矿效率,降低生产成本。玉龙铜矿提出“精准配矿”管理理念。但矿山前期传统的采矿场—堆场—矿仓的配矿方法已逐渐落伍,为适应市场竞争,玉龙铜矿积极引进智慧矿山管控、精准配矿管理的生产模式,结合露天矿山特点,大胆尝试,建设矿山智能配矿系统,经过近半年的实践,在降低矿石入选品位波动,提高资源综合利用率、提升生产设备效率等方面,取得了瞩目的成绩,在降本增效的同时,也为高海拔露天矿山智能配矿应用积累经验,树立典型。

复杂多金属露天矿山精细化配矿方法的应用

矿产资源的自然属性与选矿生产对矿石质量均衡、稳定供给的要求相矛盾,针对复杂多金属露天矿山的矿石供给多存在波动较大的问题,提出通过人为预先编制计划调整开采的时空关系,严格配矿工艺流程,使供给矿石在一定的时间周期内保持平衡的新配矿模式。以铜街—曼家寨露天矿山实际配矿为例,通过计算机编程获取配矿方案,并加强源头固定频次取样及末端配矿结果验证程序。固化精细化配矿方法可使得多金属矿山各元素品位限值在可控范围内,且配矿品位合格率提升3个百分点,使供矿质量能最大限度满足稳定高效的选矿生产需求,实现采、选综合经济技术指标的提升。

高品质球团配矿结构工业生产试验研究

为寻求宣钢公司氢冶金气基竖炉球团实际生产最佳的原料结构和关键工艺参数控制范围等,通过开展球团配矿结构工业生产试验,对其生球性能、成品球团矿理化性能,以及气基竖炉气氛条件下的还原性能、还原膨胀、黏结性能等指标进行分析比对研究,明确了球团实际生产配矿最佳结构排序及适宜的关键工艺参数控制范围等,且通过试验表明,在现有工艺装备和技术操作水平条件下,公司生产氢冶金气基竖炉用球团矿是可行的,进而为气基竖炉项目投产后,能顺利实现达产、达效奠定基础保障,同时为后续球团原料结构再优化指明改进方向和提供借鉴。

高炉提高低价块矿配比生产实践

榆钢高炉无自有铁矿石资源,所有生产物料均外购,物料价格高、质量不稳定,制约高炉炉况稳定及成本降低。为有效降低铁水成本,坚持以高炉长周期稳定顺行为前提,以铁水成本最优为导向,合理有效使用低价块矿资源,积极推进经济配料,利用球团、块矿价格差异,探索提高块矿配比,降低球团矿使用量,实现了铁水成本降低。

矿料级配对大空隙沥青混合料空隙参数的影响敏感性研究

文章为研究矿料级配对大空隙沥青混合料空隙率及连通孔隙率的影响敏感性,通过改变13.2 mm、2.36 mm、0.075 mm关键筛孔通过率以及2.36~4.75 mm含量,调试了16组矿料级配,测试了不同矿料级配下混合料的空隙率及连通孔隙率,分析了不同因素对混合料体积参数的影响规律。结果表明:9.5 mm筛孔通过率变化对空隙率影响较小,但对连通孔隙率影响显著,在一定范围内9.5 mm筛孔通过率越低,连通孔隙率越大;2.36 mm筛孔通过率与空隙率及连通孔隙率均具有高度的线性相关性,且对二者影响敏感性相当;2.36~4.75 mm含量<6%时,其含量变化对空隙率及连通孔隙率影响较显著,但其含量>6%时,混合料空隙率将降低至20%以下,会影响其透水效果;0.075 mm筛孔通过率对空隙率及连通孔隙率均有一定的影响,但对连通孔隙率影响更显著。

基于蚁群—蚁周模型的大均化联合配矿及生产数据 集成共享系统研究

针对矿山企业普遍存在的配矿手工计算精度低、入选矿石品位波动大、矿量不均衡和生产数据管理碎片化的问题,基于大均化联合配矿技术理论和蚁群—蚁周算法模型,建立了大均化配矿数学模型;基于大均化联合配矿技术路线及矿山现场情况,提出了生产数据集成共享一体化管理方法。通过对配矿模型的解算生成符合生产实际的大均化配矿自动指令单,并以ASP.NET低代码开发平台、B/S框架和SQL Server数据库技术为基础,引入大数据图表结合分析技术和集成数据接口技术开发了大均化联合配矿及生产数据集成共享系统。以大宝山多金属矿的应用情况为例,结果表明:系统投入使用后,矿山配矿生产的全流程实现了系统化流水作业,与原配矿方式相比,矿石品位稳定均衡,提高了综合回收率,控制了入选矿石品位波动范围,提高了矿山管理水平和矿产品质量。

杨迪矿替代巴西矿对烧结过程的影响机理

杨迪矿和巴西矿为国内钢铁企业大规模使用的进口矿种。为降低铁前生产成本,在烧结生产中提高廉价的杨迪矿配比已成为各大钢铁企业关注的焦点。本文基于某钢铁公司的原料条件,通过烧结杯试验系统研究杨迪矿替代巴西矿对混匀料性质和烧结过程产、质量指标的影响。结果表明:杨迪矿替代巴西矿后,烧结混合料的平均粒度减小、透气性指数略有降低,该矿替代巴西矿烧结的最佳配比为23.81%,所得烧结矿的成品率为72.03%,转鼓强度为67.07%,固体燃料消耗为69.56%;相较于基准配矿方案,转鼓强度和成品率分别提高3.31%和0.40%。烧结矿微观结构和物相分析显示:适当的杨迪矿替代比(≤23.81%)会改善黏结相侵入烧结矿孔隙中与铁矿颗粒的胶结状态,提高烧结矿强度;过高的替代比(>23.81%),会使得混合料中黏附粉的含量减少、料层温度降低,导致黏结相含量不足,烧结矿强度下降。

基于PSO–VIKOR的烧结配矿成本与能耗协同优化模型

烧结作为钢铁生产的主要能源消耗工序之一,在钢铁总能耗中约占10%.烧结工序能源主要来源于固体燃料,传统烧结优化配矿燃料配比通常由经验确定,未能实现原料类型与烧结过程燃耗的动态平衡.针对烧结过程的能量平衡,首先在已有化学成分、碱度、原料配比等约束条件的基础上,嵌入烧结能量平衡约束,构建了基于烧结能量平衡的烧结配料模型,最后采用粒子群算法进行求解,实现了烧结铁矿石、熔剂和燃料的协同优化.仿真结果表明,本文提出的基于PSO–VIKOR(Particle swarm optimization–multicriteria optimization and compromise solution)烧结优化配矿模型提高了烧结过程的能源利用率,在考虑烧结成本与质量的同时,实现了烧结过程的节能减排,有助于钢铁企业烧结低碳绿色发展.

基于模糊层次分析与综合评价法的矿料级配优选

矿料级配是影响沥青混合料路用性能的重要因素。基于9种级配的ATB-25沥青混合料路用性能正交试验结果,将模糊层次分析与模糊综合评价相结合,应用于矿料级配的路用性能评价。先利用模糊标度值定量表示各指标间的相对重要程度,构造模糊判断矩阵,计算出评价指标单层权重与总排序权重,然后引入隶属度函数将不同评价指标归一化,构建模糊关系矩阵,最终计算得出模糊综合评价值。研究结果表明,1^(#)~9^(#)矿料级配的综合路用性能排序为:4^(#)>5^(#)>1^(#)>6^(#)>9^(#)>3^(#)>2^(#)>7^(#)>8^(#);该方法减小了判断矩阵一致性检验的困难性与复杂性,消除了指标间的不可比性,考虑了权重因素的影响,可为沥青混合料多指标正交试验结果分析中运用模糊数学方法提供借鉴。

黏性物料参与混匀配矿的生产实践

分析武钢有限炼铁厂原料分厂在使用黏性物料过程中遇到的问题,采取制定合理的配矿结构、分block配矿、加强水分控制、提高生产组织的合理性及改善设备条件等一系列措施,确保了混匀矿生产顺行、质量稳定,达到加大黏性物料用量、降低生产成本的目的,也为其他原料厂使用黏性物料提供参考。

改善预热球团矿抗压强度的工艺优化

为了改善预热球团矿的抗压强度,结合生产实践经验,模拟链篦机-回转窑工艺制度,采用正交实验法分析了影响预热球团矿抗压强度的因素及工艺改进措施。结果表明,OA矿和OB矿粒度较细,-0.074 mm粒级含量大于85%,能满足造球粒度基本要求;90%OA矿搭配10%OB矿时,经过干燥、预热工艺段,球团矿FeO含量可以从26%降低到4%以下,氧化度大于85%;提高预热球团矿抗压强度的适宜链篦机热工参数为:鼓风干燥温度200℃、抽风干燥温度360℃、预热Ⅰ段温度720℃、预热Ⅱ段温度990℃,此条件下预热球团矿抗压强度可达1056 N/球;验证实验符合预期结果。

基于数字化矿山平台的智能配矿系统研究

传统的矿石配矿过程通常依赖于经验和人工判断,存在效率低、资源浪费和质量控制难等问题。本文研究的智能配矿系统在矿区三维模型的基础上结合地质钻探数据得到了矿区的生产配矿品位模型,采用目标规划方法生成配矿方案,实现了配矿过程的自动化,提高了矿石的品位和回收率,延长了矿山的服务年限,提高了矿山生产效率,有利于建设绿色矿山,为矿山企业带来良好的经济效益和社会效益。

铁矿评价及铁前一体化优化配矿模型研发与应用

根据宁波钢铁公司原料及工艺参数,开发了网页版的铁矿评价及铁前一体化优化配矿模型,模型界面简洁、操作简单。铁矿评价包括铁矿粉性价比分析,块矿和球团矿性价比分析,烧结矿、块矿和球团矿性价比分析。铁前一体化优化配料模型兼具手动配矿和自动配矿两种模式,可以根据效益最大或成本最低为目标进行优化配矿。模型使用后,有效指导了宁钢铁矿粉的采购,同时一体化配料优化的铁水理论成本较现有人工方案低2.0元/t.铁以上,经济效益显著。

钒钛磁铁矿提钒尾渣钙化碱浸试验研究

由于钒钛磁铁矿提钒尾渣中Na2 O含量高,作为炼铁配矿使用时会造成高炉结瘤问题,难以规模化利用。本文针对此问题,以承钢钒钛磁铁矿提钒尾渣为原料,进行了钙化碱浸-偏钒酸铵沉钒试验,目的是对提钒尾脱碱的同时提取其中有价金属钒。试验主要考察了浸出温度、碱浓度、氧化钙添加量和液固比对钠和钒浸出率的影响,结果表明,在浸出温度160℃、碱浓度100 g·L^(-1)、氧化钙添加量15%、液固比6:1、浸出时间60 min的条件下,钒和钠的浸出率分别达到82.25%和85.36%;对含钒碱浸液进行偏钒酸铵沉钒,得到了纯度大于97%的V_(2)O_(5)产品;终渣中Na_(2)O含量小于0.5%,Fe_(2)O_(3)含量达到30.10%,结合承钢高炉的碱金属平衡数据,可满足高炉炼铁配矿使用。本文研究结果可为相关企业钒钛磁铁矿提钒尾渣的规模化利用提供参考。

铁矿粉种类和成分对其烧结基础特性的影响

铁矿粉的同化性能、黏结相强度与液相流动性等基础特性是烧结优化配矿的重要基础。对BX、YLJ和NFJ等多种铁矿粉进行基础特性检测,并将2种及2种以上铁矿粉混合进行拓展研究。分析铁矿粉基础性能的主要影响因素和三大矿种的基础性能特征,提出基于同化性能、液相流动性的互补配矿思路,为增加性价比高的缺陷矿用量、提高生产质量、降低配矿成本提供理论指导。

三钢铁矿石高温基础特性评价与研究

为保证烧结高效稳定生产,针对三钢常用的八种铁矿粉的高温基础性能进行了相关研究。研究结果表明,矿种和铁氧化物赋存形态的不同均会影响到矿粉的高温基础性能,A 1矿粉内部褐铁矿含量较高,高温反应性较好,最低同化温度较低;磁铁矿粉的最低同化温度都达到了1300℃以上,液相生成能力和流动能力都较好,尤其B 1液相流动性指数达到了5.59,各铁矿粉之间存在烧结互补特性。研究铁矿石的高温基础特性为优化烧结配矿提供了技术依据,基于检测结果,确定了矿粉配比为外购富矿粉∶国内精矿粉=8∶2,后续可根据性价比对配比进行微调。