[发明专利]一种建立综合焦比预测模型和预测综合焦比的方法

说明书

本发明公开了一种建立综合焦比预测模型和预测综合焦比的方法，包括以下步骤，选定综合焦比作为衡量烧结过程碳效的指标；通过烧结过程的机理分析，确定影响综合焦比的烧结参数，采用主成分析法对烧结参数进行数据降维及重新组合处理，得到主成分变量，基于主成分变量，建立综合焦比预测模型，分析待烧结矿的烧结参数，将烧结参数转化为主成分变量，将待烧结矿的主成分变量输入综合焦比预测模型，输出变量即为综合焦比。本发明能解决烧结参数之间存在的耦合问题，为烧结过程碳效优化奠定基础，并且能够实现烧结过程综合焦比的精确预测，满足实际烧结过程生产要求。

技术领域

本发明涉及钢铁烧结过程生产节能降耗领域，具体涉及一种建立综合焦比预测模型和预测综合焦比的方法。

背景技术

钢铁工业是国民经济支柱产业之一，钢铁工业的发展也将决定我国国民经济的发展。随着钢铁行业的快速发展，其所带来的能源消耗以及环境问题也日益突显。烧结过程又是炼铁过程的一个重要环节，其过程生产的烧结矿是高炉炼铁的主要原料，并且烧结过程也是钢铁生产过程除高炉炼铁过程外最大的耗能工序，其能耗约占钢铁冶金总能耗的10％～15％，在能源消耗中，主要有焦粉燃烧、燃气点火和电能消耗，其中焦粉燃料消耗约为80％，燃气消耗约为6％，电能消耗约为13.5％，其他约为0.5％。随着近几年来全球生态环境的持续恶化，各国也越来越重视对环境的保护，“可持续发展”、“绿色制造”和“低碳经济”等经济发展观念被越来越多的国家接受，并融入到各国的经济发展之中。由此可见，通过提高烧结过程碳能源利用率(即提高碳效)，将是实现我国钢铁行业生产过程节能减排的重要途径之一。

目前，国际上著名钢铁企业所采用的钢铁生产方式是带式抽风烧结方式，其生产过程主要是先把原料充分混合得到混合料，然后将混合料平铺在台车上，混合料在点火炉处点燃料层表面，料层随台车移动而移动，此时台车下方的风箱开始进行负压抽风，料层将自上而下地进行燃烧，直到在烧结终点处烧穿料层，最终完成烧结造块过程。烧结过程的工艺流程见附图1。但带式抽风烧结方式在烧结生产中，充分混合的混合料在料层中燃烧会产生1300℃左右的高温，使得烧结混合料会在这样的高温环境下会发生一系列的化学物理变化，这样会使混合料层出现分层现象，其中料层自上而下可分为烧结矿层、燃烧层、预热干燥层、过湿层和生料层等，其中烧结料层的分层现象见附图2。另外，烧结生产过程中，焦粉作为烧结过程主要的能量来源，无法在保证烧结矿质量和产量的前提下提高焦粉利用率，而且，烧结过程涉及到配料、制粒、布料、烧结点火和烧结终点等等工序，并且该过程具有非线性、强耦合、机理复杂和工艺流程长等特征。因此，为了保证烧结矿的质量和产量，需要对烧结过程碳效指标进行准确有效预测。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种能对烧结过程碳效指标进行准确预测的建立综合焦比预测模型和预测综合焦比的方法。

本发明的实施例提供一种建立综合焦比预测模型和预测综合焦比的方法，包括以下步骤：

(1)选定综合焦比作为衡量烧结过程碳效的指标，并计算综合焦比；

(2)确定影响综合焦比的烧结参数，对烧结参数的生产历史数据进行时序配准和平均值滤波处理，得到样本数据库；

(3)对步骤(2)得到的样本数据库采用主成分分析法对烧结参数进行数据降维，并重新组合，得到主成分变量；

(4)以步骤(3)得的主成分变量作为输入变量，以步骤(1)得的综合焦比作为输出变量进行重复计算和验证，建立综合焦比预测模型；

(5)分析待烧结矿的烧结参数，对待烧结矿的烧结参数进行数据降维，并重新组合，得到待烧结矿的主成分变量；

(6)将步骤(5)得到的待烧结矿的主成分变量输入步骤(4)建立的综合焦比预测模型，综合焦比预测模型的输出变量即为待烧结矿烧结过程的综合焦比。

进一步，所述步骤(1)中，综合焦比是生产每吨铁水消耗的燃料所折合成的焦炭数量，综合焦比的的计算式如下：