响应面-满意度函数法优化烧结配矿

烧结配矿效果的好坏直接影响烧结矿的产质量和成本,甚至影响到高炉冶炼技术经济指标。为了探究原料成分配比与烧结矿质量多指标的综合关系,提出一种基于响应面-满意度函数法的烧结原料配矿优化方法。采用响应面法Box-Behnken设计(RSM-BBD),以氧化镁的质量分数w(MgO)、氧化铝的质量分数w(Al₂O₃)、碱度R(w(CaO)/w(SiO₂))为自变量,以低温还原粉化指数、气孔率、铁酸钙含量等质量指标为因变量,建立响应面回归模型,分别研究3个因素及其交互作用对赤铁矿型烧结矿低温还原粉化指数、气孔率、铁酸钙含量等质量指标的影响;在此基础上,再结合满意度多目标优化法,以低温还原粉化指数、气孔率、铁酸钙含量的整体满意度为目标,构建响应面Box-Behnken整体满意度函数模型(RSM-BBD-DFA)优化烧结配矿。试验结果表明,各因素对低温还原粉化指数、铁酸钙含量的影响显著程度大小为w(MgO)>R>w(Al₂O₃),对气孔率的影响显著程度大小为w(Al₂     

不同含量Al2O3烧结矿矿相结构与RDI+3.15 mm的定量关系

目前高碱度烧结矿中铝含量明显增多,其低温还原粉化现象亦日趋严重。以化学纯为原料,固定碱度为2.0,采用微型烧结的方法实验室自制烧结矿,从工艺矿物学角度入手,运用偏光显微镜,厘清Al₂O₃对烧结矿矿相结构的影响规律及其与烧结矿低温还原粉化指数RDI_{+3.15 mm}的定量关系。结果表明,随着Al₂O₃质量分数由1.0%提高至3.0%,烧结矿的显微结构不均匀化加剧,由以交织-熔蚀结构为以主变为熔蚀结构为主,斑状结构有所增多;气孔率由32.47%减小至20.68%,且裂隙及不规则薄壁大气孔增多;黏结相总体含量增加,局部出现硅酸盐玻璃相,铁酸钙形态由针状向板柱状和他形发展;金属相磁铁矿、赤铁矿含量均有所较低,但骸晶状赤铁矿明显增多;RDI_{+3.15 mm}明显降低。分析探讨了铝对烧结矿矿相结构影响的机理及低温还原粉化的根本原因,提出改善高铝烧结矿低温还原粉化性能的建议。     

鞍钢烧结配加巴西南部粉矿实验研究

随着鞍钢自产铁精矿供应量逐年减少,扩大进口矿用量成为必然。本文根据鞍钢炼铁总厂烧结车间和西区烧结车间的原料条件,在实验室进行了配加巴西南部粉矿的烧结杯试验研究。结果表明：（1）配加巴西粉矿后超过20%后,烧结矿的转鼓强度下降幅度明显。随着巴西南部粉矿配比增加,垂直烧结速度增大,利用系数提高,燃耗略有提高。（2）相同配比条件下,配矿C方案时烧结矿转鼓要高于A、B方案,但烧结速度较慢、烧结机利用系数低,烧结燃耗增加。（3）配加巴西粉矿后超过20%后,烧结矿的低温还原粉化趋于严重。相同配比条件下,配矿C方案时烧结矿低温还原粉化最优。据此认为：采用巴西南部粉矿配比不超过20%时,可获得较好的烧结指标。工业应用中应避免采用B配矿方案。     

基于响应曲面法的烧结孔隙优化

基于烧结生产实际工艺参数,采用响应曲面法对烧结矿孔隙率进行优化研究,以碱度(A)、燃料配比(B)、燃料粒度(C)为设计变量,以烧结矿孔隙率(Y1)和转鼓指数(Y2)为目标函数,建立数学模型,进行三因素的优化设计分析.研究结果表明,碱度和燃料配比对孔隙率和转鼓指数影响显著,燃料粒度的影响较小;碱度与燃料配比、燃料配比与燃...     

MgO对赤铁矿粉矿烧结产物低温还原过程的影响

铁矿粉烧结中添加MgO有助于稳定磁铁矿和抑制二次赤铁矿的形成,可以改善烧结矿低温还原粉化性能,但其对烧结矿低温还原过程的影响尚不是十分明确。通过热重法测定不同MgO含量的烧结产物在550℃还原过程中质量的变化,定量地了解MgO对烧结产物低温还原性的影响。同时结合XRD和光学显微镜跟踪试样在还原前后矿物组成、结构及裂纹的变化,揭示了MgO改善烧结矿低温还原粉化的机理。结果表明,MgO对烧结产物低温还原过程的影响与Al_2O_3含量有关,不含Al_2O_3时,MgO抑制烧结产物的低温还原,添加Al_2O_3后,MgO对烧结产物低温还原的抑制作用减弱。另外,烧结产物还原过程中裂纹的形成与烧结产物的矿物组成及结构有关,适当的孔隙有利于减少裂纹的形成,这很好地解释了实际铁矿石烧结生产中添加少量的MgO可以改善烧结矿的低温还原粉化性。     

石钢烧结原料配比变化对烧结矿RDI影响的研究

介绍了石钢烧结原料配比变化对烧结矿RDI指标的影响情况,通过实验结果进行了对比分析,指出了合理的烧结原料结构配比.     

降低武钢烧结返矿率的生产实践

武钢烧结矿返矿率一直较高,造成烧结能耗和加工成本的增加。为降低烧结返矿率,采取了适当提高烧结矿FeO含量、调整烧结点火温度、强化制粒、调整烧结筛网尺寸等一系列措施。2014年第1季度,炼铁厂全厂烧结返矿率降至11.5%,较2011年全年平均值下降5.9%,有效提高了烧结产量,在控制炼铁成本上取得了实效。     

提高澳矿配比,优化烧结配矿方案研究与实践

重庆钢铁股份公司与重庆大学合作,对重钢新区使用的矿石,按照不同配比进行烧结实验研究,以期了解各种矿石的烧结性能,提高进口矿石资源的利用率,得到烧结效果较好的配比,为重钢新区烧结生产提供可行性依据。     

配加贾家堡铁矿对烧结矿性能的影响

为降低烧结矿成本,对烧结原料中配加一定比例的贾家堡铁矿进行了研究。烧结杯试验结果表明,随着烧结铁料中贾家堡铁矿配比增加,烧结矿成品率呈现逐渐降低趋势,转鼓指数也逐渐降低。贾家堡铁矿配比由0增加到4.48%时,烧结矿低温还原粉化率由76.7%降低到71.9%,而当贾家堡铁矿配比继续增加时,低温还原粉化率却有所上升。     

烧结工艺优化的试验研究

针对湘钢采用高铁低硅烧结的特点,虽然提高了入炉烧结矿品位,但会使烧结矿强度、粒度、冶金性能等明显变差.采取添加蛇纹石的试验和生产,结果表明:烧结矿的SiO2含量略有提高,但改善了高铁低硅烧结矿中液相少、强度差的状况,使返矿率下降,固体燃耗量降低,烧结矿的还原性和软熔性能得到改善.针对湘钢高炉渣Al2O3含量高的实际情况,解决增加MgO会影响烧结矿强度的问题;工业试验表明:用轻烧白云石部分代替白云石对烧结矿的产量没有明显的影响,转鼓强度稍有提高,固体燃耗明显下降,高炉利用系数提高,焦比下降,炉渣流动性好.在降低烧结矿低温还原粉化率方面,喷洒约3?Cl2溶液是非常有效的.     

南(昌)钢烧结优化配矿的研究

为进一步提高烧结矿的冶金性能,稳定高炉炉况,本文从原料基础特性、优化配矿及烧结矿冶金性能等方面进行了研究,取得了预期的效果。     

河钢烧结矿冶金性能和矿相的研究

通过对邯钢和承钢烧结矿质量检测可知,在相同的碱度或含碳量条件下,承钢钒钛烧结矿冷强度较差,转鼓指数比邯钢低12%～18%。两者还原性基本持平,承钢钒钛烧结矿低温还原粉化率RDI_(+3.15)仅24.92%,比邯钢低50%。邯钢烧结矿基本不含钙钛矿,承钢烧结矿中含20%～23%钙钛矿,这是烧结矿质量差的直接原因。邯钢烧结矿矿相显微结构均匀,以交织熔蚀结构为主。承钢烧结矿矿相显微结构不均匀,主要以粒状结构、骸晶结构为主。     

基于响应面法的高寒矿山充填配比优化

采用中心复合试验研究采场温度、灰砂质量比和固相质量分数对高寒矿山充填料浆的强度特性和流动特性影响规律.利用多项式近似隐式极限状态方程,建立充填体强度、充填料浆坍落度和充填材料成本响应面回归模型.以回归模型响应值的满意度为输入,使用加权几何平均算法求得料浆充填性能整体满意度,采用基于整体满意度准则的非线性多目标优化技术对充填配比参数进行优化,得到高寒矿山不同采场温度范围下最佳灰砂质量比及充填料浆输送浓度.结果表明:采场温度低于5℃时,固相质量分数70%、灰砂质量比1:6的料浆整体满意度可达0.4~0.5,满足低温充填要求,且整体满意度随温度变化较小;当采场温度增至5℃之上时,温度提高充填性能整体满意度迅速增大,固相质量分数65%、灰砂质量比1:6的料浆满意度增大最快.     

基于不同炼铁工艺的铁矿石低温还原粉化特征

 为改善铁矿石在炉内的低温还原粉化性能以适应多样的炼铁生产条件,以炼铁生产常用的烧结矿、球团矿以及块矿为研究对象,通过控制还原气体成分和温度的方式,考察并比较了不同种类铁矿石在高炉炼铁工艺和COREX非高炉炼铁工艺2种煤气条件下的低温还原粉化行为。试验结果表明,相同的还原气氛和温度条件下,烧结矿、球团矿以及块矿的还原粉化形式、程度有较大差异,而各类铁矿石对煤气性质、温度变化的敏感性也各不相同。这对更为全面地考察和评价不同类型铁矿石的低温还原粉化特征,进而改善铁矿石冶金性能和优化炼铁工艺参数具有一定的实用性和参考价值。     

响应面法优化黑曲霉产葡萄糖氧化酶条件

运用响应面法对黑曲霉(Aspergillus niger)产葡萄糖氧化酶以及发酵条件进行了优化.根据单因素实验结果,利用Plackett-Burman设计对影响其产酶相关因素进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素:葡萄糖,玉米浆和碳酸钙.用最陡爬坡试验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,确定其优化后发酵条件为(g/L):葡萄糖172.11、玉米浆11.05、碳酸钙52.29、牛肉蛋白胨3.5、(NH4)H2PO4O05、KCl0.15、MgSO4·7H2O 0.125、FeSO4·7H2O 0.125,220r/min,30℃培养48h.优化后的葡萄糖氧化酶酶活达786.3 U/g,比在种子培养基中酶活350.5 U/g提高了2倍左右.     

基于响应面优化法的某矿山充填配比优化

为得到某矿山充填最佳配比方案,在实验的基础上利用BBD 响应面设计法确定充填配比的最佳条件.通过实验得到影响充填体强度因素的排序,并得到最佳配比实验方案,即灰砂比（质量比）1∶4,养护时间为28 d,浓度为75%,按照此方案得到的充填体强度为5.48 MPa,与理论值5.71 MPa的误差为4.2%,利用响应面法优化得到充填体的配比方案真实可靠,能够为矿山充填配比的应用提供理论依据,在实践中具有指导意义.而真实值比理论值偏低,可能是试验过程中仍存在干扰因素,建议在后续深入研究过程中考虑的因素要更彻底、更全面.     

基于响应面法的膨胀性充填体强度演化规律及配比优化

针对某铁矿采场充填接顶率低和接顶效果差的问题,通过添加复合膨胀剂可实现采场主动接顶.采用响应面法,借助Design-Expert软件中的Box-Behnken design (BBD)方法,开展了膨胀性充填体强度配比试验,研究了料浆质量分数、胶固粉质量分数和复合膨胀剂质量分数对膨胀性充填体抗压强度的影响规律.结果表明,单一因素及各因素间交互作用对膨胀性充填体抗压强度均有显著影响,其中胶固粉质量分数影响最大,复合膨胀剂质量分数次之,料浆质量分数最小;料浆质量分数与胶固粉质量分数的交互作用对充填体的早、中期抗压强度影响最为显著,胶固粉质量分数与复合膨胀剂质量分数的交互作用对充填体的后期抗压强度影响最为显著.通过目标规划法确定了膨胀性充填体最优配比：料浆质量分数为69%,胶固粉质量分数为10%,复合膨胀剂质量分数为3×10^–4.利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析发现,复合膨胀剂可使充填体的内部结构疏松而引起膨胀,提高充填接顶率.     

钒钛烧结矿还原粉化过程的矿相分析

低温还原粉化率RDI-3.15是评价烧结矿质量的一项重要指标,它会影响高炉焦比和产量.钒钛烧结矿的RDI-3.15高达60%以上,研究认为钙钛矿是造成RDI-3.15高的主要原因.但是随着钒钛烧结矿中钙钛矿含量的大幅降低,其低温还原粉化性能并未得到有效改善.本研究应用矿相分析法对比分析了普通烧结矿和钒钛烧结矿的微观结构...     

镁铝对烧结矿矿相结构的影响规律

烧结矿中镁、铝的质量分数是影响其低温还原粉化性能的关键因素.本文从工艺矿物学角度入手,利用XRD、偏光显微镜等手段,以化学纯试剂为原料进行微型烧结,重点研究原料中MgO、Al2 O3的不同配比对烧结矿矿相结构的影响规律,并分析其与低温还原粉化性能之间的关系.结果 表明:在碱度为2.0时,随着原料中MgO质量分数的提高,...     

基于综合神经网络的优化配矿系统模拟模型及应用

针对烧结配矿的复杂性，建立了综合神经网络模拟模型，用以仿真烧结配矿与烧结矿产质量指标问的关系，并利用生产数据对模型进行了检验。综合神经网络的应用能大大提高预报的命中率。同时，对在其他领域的应用，也有很好的参考价值。