烧结配矿配比的线性分式优化模型研究.pdf

武汉科技大学
硕士学位论文
烧结配矿配比的线性分式优化模型研究
姓名:程曦
申请学位级别:硕士
专业:管理科学与工程
指导教师:潘开灵
20100512
武汉科技大学硕士学位论文摘要第钢铁企业面临煤炭价格、铁矿石价格、运费、水电费等的不断上涨和钢材产品价格不断下降的市场环境,在内部只有通过不断提高生产管理水平来降低生产成本,保持竞争优势。本文研究烧结配矿的配比模型及其求解算法,及其对烧结生产成本的影响,对钢铁企业具有重要的实用价值。论文描述了本文研究目的和意义,概述了我国钢铁企业烧结配料工艺的背景,分析了烧结配料模型的国内外研究现状,指出本文的研究内容和技术路线,简要阐述了数学最优化及数值计算的理论基础和基本原理。结合钢铁企业生产现场调研结果,本文阐述了目前烧结现场配矿使用的经验配比计算方法及步骤。为了实现在满足化学成分、烧结矿碱度、国外矿的比例等约束条件下烧结矿成本最小的最优原料配比,分别利用线性规划和线性分式规划的建模方法,构建了烧结配矿配比的对应优化模型。论文运用前面阐述的最优化算法,以某钢铁企业实际生产数据,对构建的两种优化模型进行编程计算,并将计算结果进行对比、分析,得出结论。结果显示,线性分式优化模型比线性优化模型求得成本更小,,节省了ァ关键词:烧结配矿约束优化方法线性分式规划优化工具箱
.,甒,皉甒,,/,琭,【瑃瓵,甌/痮琲簉.
武汉科技大学硕士学位论文第一章绪论第本章阐明烧结配矿配比计算问题的研究目的和意义,综述我国钢铁企业烧结配料工艺背景和烧结配料模型的研究现状,并指出本文的研究内容和技术路线。问题的研究目的及意义本文的研究目的是减少钢铁企业烧结厂生产的烧结矿成本。从配料工的经验配比计算方法中,分析总结计算步骤和方法,提出线性分式优化模型,进行数值计算。随着我国钢铁企业引进国外先进的高炉生产设备,钢铁企业在炼铁产能和炼铁工艺水平都有了长足的进步的同时,也对于配矿原料的品质提出了更为严格的要求,铁矿石必须达到一定的冶金性能指标才能进入高炉冶炼。在自然条件下,找不到一种天然富矿能够完全满足高炉炼铁的需求。烧结是炼铁生产的重要工序之一。配料是烧结的基础,大致可以分为两步。第一步是中和配矿。产地和品位各不相同的铁矿石按一定的配比混合形成中和矿;第二步是烧结配矿。第一步得到的中和矿、烧结后的返矿、溶剂和固体燃料按一定的比例混合后,形成烧结混合料。混合料必须满足烧结矿的各项质量指标。混合料经过烧结后得到烧结矿将作为高炉炼铁的主要原料。因此烧结矿必须满足高炉冶炼的各项质量需生产管理部门需要选择合理优化的配矿配比方案,根据矿石的化学成分含量限制等约束条件,对入炉铁矿石的种类及配比作出科学的调整,达到冶金工艺和炼铁品质需求,为生产管理部门提供配矿的决策支持,对改善钢铁企业物料的供应链管理⋯,增加企业在行业的竞争优势具有广阔的应用前景。本文的研究在经济上将大幅度节约成本;在管理流程上将减少反复配料配比试算的人工劳动,有利于烧结混匀料生产计划制定,提高配矿的效率;另一方面最优化的物料配比方案将为采购计划、供应商管理及战略规划提供重要的决策支持。在企业信息化方面,有助于推进生产管理信息系统和专家系统的信息化建设与共享知识资源的整合,为企业采购计划和物流战略的实施提供重要的决策支持。国内外研究现状及综述钢铁企业在炼铁产能和炼铁工艺水平都有了长足的进步的同时,也对于配矿原料的品质提出了更为严格的要求。烧结工艺有了空前的发展。下面分别就烧结工艺,烧结配矿模型的发展进行简要概述。.战崤淞瞎ひ崭攀烧结是在高温条件下,加热原料,在不完全融化的条件下,原料烧结成块。所得产品称为烧结矿,是高炉炼铁的主要原料之一。烧结料内的燃料与通入过剩的空气燃烧提供烧结所需的热能,如下图所示。图描述了整个烧结生产的流程。铁矿粉、熔剂和燃料按照一定的配比,加入一定的返矿杂料作为烧结原料。配好的原料按一定配比加水混合,送给料槽,然后到烧结机,由电火炉点火,使表面烧结,烟气由抽风机自上而下抽走,在台车移动过程中,烧结自上而下进行。当台车移动接近术端时,烧结终止。为了保持表层求。
武汉科技大学硕士学位论文第温度和防止急冷,有的企业采用延长电火炉或设保温炉,烧结完了的烧结块由机尾落下,经破碎、筛分和冷却,筛上物料送到高炉,筛下物料作为返矿和铺底料重新烧结。现代大型烧结厂除了上述的烧结主工艺过程以外,还设有许多辅助车间,包括有效利用余热的余热锅炉,保持环境的水处理以及抽风机车间等【。烧结生产工艺是指根据原料特性所选择的加工程序和烧结工艺制度。它对烧结生产的产量和质量有着直接而重要的影响。要求根据具体的原料燃料条件和产品品质标准,按照烧结过程的内在规律,确定合理的烧结工艺流程和操作