[发明专利]一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法

权利要求书

1.一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：收集配矿混合料化验指标的历史数据；

步骤2：收集所述配矿混合料所对应的烧结矿化验指标的历史数据；

步骤3：采用机理建模的方法构建出配制所述配矿混合料所采用的各原料与所述配矿混合料化验指标之间关系的机理预测模型；并根据已收集到的所述配矿混合料化验指标的历史数据以及所述烧结矿化验指标的历史数据，采用支持向量机的方法构建出矿混合料化验指标与烧结矿化验指标之间关系的数据驱动预测模型；

各原料与所述混合料化验指标之间关系的机理预测模型如下所示：

其中，x_i：参与配矿的每种原料用量；n：参与配矿原料总数；TFe_i：各原料全铁品位；CaO_i：各原料氧化钙质量分数；SiO_2i：各原料二氧化硅质量分数；MgO_i：各原料氧化镁质量分数；d_i：烧损率；

数据驱动预测模型输入为混合料的性质，包括混合料TFe，Ro，MgO，SiO₂，CaO；

数据驱动预测模型输出为烧结矿的性质，包括烧结矿k₁及k₂；

其中，k₁及k₂为烧结矿的预测化验指标，分别为烧结矿的全铁品位、碱度、氧化镁、氧化硅、氧化钙含量及烧结矿石的一级品率和合格品率；

步骤4：根据所述混合料采用的各原料及燃料的价格和用量构建烧结矿成本的机理模型；并根据现场操作经验，构建烧结矿价格的预测机理模型；

所述烧结矿成本C的机理模型如下：

其中，P_i：每种原料和燃料单价；x_i：每种原料和燃料用量；

所述烧结矿价格的预测机理模型如下：

其中，为烧结矿的预测售价，P₀为烧结矿的市场平均价格，k₁为一级品率，k₂为合格品率；

进而，烧结矿利润R即为：

步骤5：以提高利润为目标，建立优化模型，通过遗传算法并根据烧结矿成本和利润选出最优配矿方案；

具体步骤如下：

步骤5.1：以烧结矿利润最大设为第一优化目标，以烧结矿成本最低设为第二优化目标，建立优化模型；

步骤5.2：将烧结矿化验指标、现场原料最高与最低使用量设为约束条件，以各原料和燃料的价格为基准；

步骤5.3：根据步骤3所述数据驱动预测模型和机理预测模型，将各原料和燃料参数带入所述约束条件和所述优化模型中；

步骤5.4：通过带精英策略的非劣排序遗传算法计算，确定遗传代数，确保最后一代的每一组数据都符合约束条件；

步骤5.5：在遗传的最后一代相似准数群的非劣解集的所有组数据中，根据烧结矿成本及利润选取最优的一组解为最优配矿方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法，其特征在于，所述配矿混合料化验指标历史数据包括混合料的SiO₂含量、CaO含量、MgO含量、TFe及Ro；所述历史数据为任意组。

3.根据权利要求1所述的一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法，其特征在于，所述烧结矿化验指标的历史数据，包括烧结矿TFe、CaO、SiO₂和MgO含量、Ro及其对应的一级品率、合格品率。

4.根据权利要求1所述的一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法，其特征在于，所述优化模型为：

max(R,1/C)。

5.根据权利要求1所述的一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法，其特征在于，所述步骤5.5中，选取最优的一组解的方法为采用TOPSIS算法根据欧式距离选取。