[发明专利]基于线性规划的高炉配料优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及高炉炼铁的计算机控制技术，尤其涉及一种基于线性规划的高炉配料优化方法。

背景技术

高炉配料计算(burdening calculation of blast furnace)指在给定的原燃料条件和冶炼参数下，确定高炉炼铁过程中冶炼单位生铁的焦炭、矿石、熔剂消耗和配比的计算。通过计算还可确定消耗的鼓风量和产出的炉渣数量和成分以及煤气数量和成分。该计算结果是高炉设计和生产操作的重要依据。

目前国内的高炉配料计算方式大致分为Excel计算表方式和高炉配料应用软件计算方式2种，按算法分大致可分为人工调整验算法和循环逼近算法2种。这两种方法均属于正向推算模型，即在已知所有原料成分的基础上，输入各种原料的配比，通过冶金计算公式计算出该配比在当前炉温下的理论出铁量和理论渣中碱度，并校验是否与目标方案一致。如果不一致，则调整原料配比或加入碱度调控溶剂，然后再次计算，直至计算结果中2元碱度与目标碱度一致，且4元碱度和铁水微量元素在偏差允许范围内，即确认料单。由于这两种方法都是正向计算，必须先输入一组配比验证是否符合要求，因此都仅能求得一个可行解，而无法求取一组满足特定约束条件的解集，并在其中准确地挑选出一个达到成本或其他优化方向的最优解。

发明内容

本发明旨在提出一种为解决已知原燃料成分条件下高炉配料计算最优化的问题的方法。

根据本发明的一实施例，提出一种基于线性规划的高炉配料优化方法，包括：

获取配料参数配置信息和当前使用的燃料成分信息；

确定目标函数，将目标函数转换成与成分配比相关的线性方程；

对线性方程增加约束条件，所述约束条件包括成分配比上下限约束、焦炭负荷约束、碱度约束、煤比约束、猛负荷约束；

保存包含有约束条件的线性方程；

调用包含有约束条件的线性方程并代入成分变量；

进行迭代运算，得到成分配比的结果；

验证成分配比的结果的唯一性。

在一个实施例中，目标函数包括：

令第i种原料使用量为X_i，在已知目标2元碱度B2、4元碱度B4，和所有成分信息的情况下，可得：

2元碱度约束方程为：

Σi=1nxi·CaOi/(Σi=1nxi·SiO2i-ASi·Σi=1nxi·TFei*2.139)=B2]]>

其中，x₁，x₂...x_m为每一种矿石或副原料的批重，x_m+1，x_m+2...x_n为每一种焦炭的批重，C_aO_i表示第i种原料的氧化钙含量，S_iO_2i表示第i种原料的二氧化硅含量，TF_ei表示第i种原料中铁含量，A_Si为目标铁水含硅量；经过移项并提取公因式后可得