[发明专利]一种铁矿石烧结试验方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体地讲，本发明涉及铁矿石烧结试验方法。

背景技术

烧结工艺参数与烧结矿的质量和产量有着密切的关系。因此，选择较好的工艺参数对降低烧结成本以及节能降耗有着非常重要的作用。

烧结过程是一个复杂的物理化学过程，影响烧结的因素也很繁杂。因此，为了得到最佳的烧结工艺参数，需要进行大量烧结试验来优化。烧结试验是指导烧结设计、生产工艺条件优化的基础，也是烧结研究的重要组成部分。然而，烧结试验过程环节多，工作量大，因此，为了缩短试验周期，节约试验成本，有时会人为削减试验因子数与水平数。但是，这样对试验效果的影响很大。烧结试验具有如下特点：

1、烧结试验工作量大、试验时间长、环境恶劣。烧结杯试验中环节多，工作量很大，试验出来的结果还不一定满意，因此试验方法至关重要。如果能使用适当的方法，既能减少试验次数，又能获得满意的效果，将起到事半功倍的作用。

2、烧结试验一般都进行单因子或少因子试验。由于烧结试验量大，所以一般采用减少试验因子与水平来进行烧结试验，即，固定许多因子，只试验1个至3个因子，这显然是不恰当的，与进行烧结试验的初衷和目的相违背；而从烧结学的角度来说，烧结因子是相互影响相互制约的，其中任何一个因子变动，都会对试验考察的指标产生影响，主要原因是单因子试验忽略了其它因子的影响。

3、对于烧结试验，为了减少试验次数，需要缩短水平的上下限范围或者范围不缩小而拉大水平间距。有许多试验寻优往往是在因子的大范围内试验获得的，水平间距太大，试验点太少影响试验结果。有的试验在水平间距变化过大后，往往出现跳跃性，难以找出连续性规律，或者最好的结果可能存在于试验范围以外。

4、烧结杯试验条件难以控制，试验结果重现性差。特别是试验时间跨度大，例如持续时间长达几十天的试验，很难保证试验设备状况，原燃料条件及其它外界干扰影响保持一样，因此有时还要安排同一方案的两组平行试验，这将使工作量增大一倍。

因此，要准确客观地反映试验规律，找出事物本质性的东西，就必须增加因子数，加宽水平的试验范围，缩短水平间距，增加试验点，这就增大了工作量。为此，对于烧结试验，需要一种既能很好地解决减少试验次数而又使试验具有代表性的试验设计方法。

因子和水平数少于4的试验设计，易于选择适用的方法较多，如正交试验设计、回归正交试验设计、旋转设计、D-最优设计等，试验次数通常是十几个，一般能够接受。但是，当描述复杂自然现象和探讨复杂的规律试验因子和水平在5个以上时，用上述方法试验次数会剧增，使得试验工作量难于接受，只好简化条件或是取消试验考察。

均匀设计是我国独创的一项重大的科学试验方法，1978年由方开泰和王元教授共同提出，它是考虑如何将设计点均匀地散布在试验范围内而又具有代表性，使得能用较少的试验点获得最多的信息，是处理多因子多水平试验设计的首选方法，可用较少的试验次数，完成复杂科研课题和新产品的研究和开发。均匀设计法已广泛应用于各个领域特别是国防等尖端领域，并取得了显著的成效。目前，还未见烧结与炼铁专业领域有全面、系统地采用均匀设计而创造性地开展试验研究等相关报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁矿石烧结试验的全新方法，能用较少的试验次数而又使试验点具有代表性，从而缩短试验时间，提高试验效率，节约试验成本，达到优质高效的目的。

本发明公开了一种铁矿石烧结试验与参数寻优方法，所述方法采用均匀设计试验方法来进行铁矿石烧结试验，包括以下步骤：

1、确定铁矿石烧结试验的目标与影响因子，进行多因子多水平试验；

2、结合烧结试验特点在可用的均匀设计试验的各种方法确定一种本试验采用的具体方法；

3、根据所选的均匀设计方法，选择一张本试验所用的均匀设计表，将试验因子与水平(具体的物理量)填入均匀设计表对应的因子与水平位置上；

4、如果无本试验可用的现成均匀设计表，则必须结合专业特点对已有的均匀设计表进行改造，使其可用于本试验；或者重新修改因子-水平数，使其可用现成的均匀设计表来进行试验；

5、按照均匀设计试验方法进行铁矿石配料、混合、点火、抽风烧结-试验，以得到一系列试验结果；

6、对试验参数进行初步直观择优；对试验结果建模；

7、第二次使用利用均匀设计表计算模型，结合直观择优与专业特点，以确定铁矿石烧结的最优参数组合；

8、对寻优参数进行必须的验证性试验。