[发明专利]一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法

说明书

本发明的目的是为了解决现有技术中配矿工作主要依赖人工进行且没有从经济指标入手的问题，提供一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法，属于铁矿烧结技术领域。本发明通过建立烧结配矿历史方案数据库拟合出经济混合模型，根据不同种类矿石原料、燃料及辅料的性质及价格，综合考虑成本及成品的利润，通过带精英策略的非劣排序遗传算法计算，并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。本发明能够给出烧结过程配矿方案的操作指导，可以在保证产品质量指标的基础上提高烧结生产过程的实时性、可靠性和经济性，减少了配矿计算时间，提高烧结利润。

技术领域

本发明属于铁矿烧结技术领域，具体涉及一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法。

背景技术

为了保证钢铁冶炼的质量，通常需要在冶炼前将选出的精矿进行烧结。烧结是将铁矿粉、熔剂、燃料等按一定比例配成混合料，再经高温烧结成烧结矿。合理的配矿方案应该不仅考虑烧出矿石的质量，同时应该考虑原料成本，尽可能使配矿方案适应市场矿石、燃料的波动，使烧结矿的利润最大化。目前，配矿工作主要依赖人工进行，主要考虑的是烧结矿的性质达到冶炼要求，通过试凑的方法人工计算得到配矿结果，并没有从经济指标的角度考虑如何提高烧结矿的利润。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中配矿工作主要依赖人工进行并没有考虑经济指标的问题，提供一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法。本发明通过建立烧结配矿历史方案数据库拟合出经济混合模型，根据不同种类矿石原料、燃料及辅料的性质及价格，综合考虑成本及成品的利润，通过优化计算，给出烧结过程配矿方案的操作指导，可以在保证产品质量指标的基础上提高烧结生产过程的实时性、可靠性和经济性，减少了配矿计算时间，提高烧结利润。

一种基于提高利润的烧结过程配矿优化方法，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，包括混合料的SiO₂含量、CaO含量、MgO含量、TFe(铁含量)及Ro(碱度)；所述历史数据为任意组；

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，包括烧结矿TFe、Ro、CaO、SiO₂和MgO含量及其对应的一级品率、合格品率；

步骤3：采用机理建模的方法构建出所述混合料采用的各原料(包括铁矿、辅料和燃料)理化指标与所述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混合料化验指标和所述的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烧结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；

步骤4：根据所述混合料采用的各原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的机理模型计如下：

其中，P_i：每种原料的单价；x_i：每种原料的用量；

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为：

步骤5：以提高利润为目标，建立优化模型，通过带精英策略的非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)计算出相似准数群的非劣解集，并根据烧结矿成本和利润选出最优配矿方案，即选取的各原料和燃料的种类和用量。

进一步的，所述步骤5选出最优配矿方案的方法，具体步骤如下：

步骤5.1：以提高利润为目标，即以烧结矿利润最大为第一优化目标，以烧结矿成本最低为第二优化目标，建立优化模型；