动态规划法的烧结预配料系统

作者:彭文伟
摘要: 这是我给湘潭钢铁公司开发的烧结预配料系统的质量控制系统.使用动态规划法的配料软件系统堆料,提高烧结铁原料的混匀料质量,降低混匀料铁硅标准偏差.同时实现料场的全面管理.
一、    系统概况及存在的问题
1、    概况
混匀预配料系统是烧结生产工艺中重要环节，（工艺流程图如下：）主要是把湘钢采购进厂的数十种含铁原料，按照生产工艺的要求和原料采购到达的基本情况而制定的《烧结原料配矿方案》，将各种原料分不同批次配入混匀料堆，再采用“平铺截取”的方式，送往烧结车间配料室矿仓，在烧结行业中，有三分操作七分原料之说，故烧结矿产量和质量的好坏，很大程度决定于混匀料质量。
 

2、    存在的问题
2．1   含铁原料来自数十家矿山，各品种物化性能差异大（见表1），且同一品种成分波动大，如：清底料、铁皮等，虽烧结厂根据各品种的性能的相近或相似，人为划分为十四大类别，然而，预配料八个配料园盘，而对十四个大品种进行配料，生产组织和配料质量难以保证。原料品种多配料园盘少,变料频繁,变料过程控制不完善造成质量波动。 
表一：
品种    TFe%    CaO%    SiO2%    品种    TFe%    CaO%    SiO2%
大宝山    53.65    0.01    0.28    清底料    48.59    5.38    11.44
转炉渣    19.28    41.05    9.23    混合料    56.72    8.21    4.71
铁皮    69.5    0.75    1.59    巴西    65.38    /    /
澳矿    63.31    /    3.44    南非    65.41    /    3.37
印度    66.52    /    1.68                

2．2  预配料PID和电脑监控系统虽能对八台电子秤进行控制和可读、写数据，但不能对十四个大品种的变换更替过程进行控制和优化.
2．3  因原料采购受到市场等各种因素的影响，使原料到达不能按《烧结厂原料需求计划》而到达，故造成烧结原料场混堆和《烧结原料配矿方案》进行不定期调整，对生产工艺过程影响极大。
二、    系统优化和改造的具体方案
从2005年元月开始，经过对铁料系统进行近一年的深入调查和研究对大量各类信息和数据进行分析和总结，为提高混匀料质量，本人历时一年,开发了相应的配料算法,同时建立料场管理数据库系统.解决了上述问题. 将混匀铁原料的标准偏差降到了0.1,同时还极大的改善了取料系统的送料紧张的生产状态.加强了料场的信息化管理.
改变混匀料质量考核方式：由原来的考核(对混合料的质量考核是针对烧结配料的混匀铁原料的铁和硅的标准偏差不大于0.4. 1,全铁Ｔfe ＣaＯ ＳiＯ２质量稳定达到TFe标准偏差≤0.45  SiO2标准偏差≤0.3)变革为考核评价混匀料质量目前世界上最科学的方式,考核预铁(从预配料室配出来的混匀料)的Tfe、SiO2、CaO的标准偏差，要求偏差值均≤0.1。
使用该软件系统,可以将12种铁矿石的生产配比单分成五个阶段,每个阶段只有8种铁原料,每个阶段铁原料的铁硅含量是相同的.由于现有的测量设备不可能同时放空两个槽,所以每次换阶段只让一个槽换料,保证各个时段配出来的铁原料的铁硅含量都是相同的.把以前控制混匀料质量的标准由烧结配料室向前推到铁原料混匀配料室,也就是控制预配料的铁硅标准偏差不大于0.1.这样就保证了混匀造堆后铁原料的标准偏差不可能大于0.1. 在这种条件下,通过阶段粒级分析,就可以轻松实现目前最科学的BLOCK堆料法.
由于生产过程的复杂,往往出现料场无料,缺料和料的运输问题,以及配比单的修改.这时可以用该软件的算法进行重新运算.重新安排新的阶段配料生产,保证质量稳定的同时还保证了生产的顺利进行.
三、    配料方案变革和改造实施过程：
生产科配比单如下:
 
分阶段计算结果如下:
 
所有的结果都是以完成生产科配比单计划为基础的,质量上铁硅含量基本相同.然后从中间选择一个最符合生产的配料结果,进行生产.
中间出现情况,如配比单改变和缺料,取料不畅等,用软件重新运算即可.
四、    方案实施前后对比及效果分析：
      1.实施效果前后对比<见下表>
表二、混匀料质量标准偏差值对照表
时    间    TFe    SiO2    CaO
2004年10-12月    0.582    0.41    0.56
2005年1-11月    0.12    0.05    0.335
提高值    0.13    0.143    0.225


表三、二烧烧结矿质量指标对照表
时    间    合格率    一级品率    转古强度    TFe    SiO2
2004年10-12月    88.41    76.55    73.85    56.9    4.99
2005年1-11月    93.04    86    75.23    57.13    4.53
提高值    4.63 &nbs