李虎 卢志刚

1.研究背景

在钢铁行业中高炉炼铁是比较复杂的环节，在高炉炼铁过程中有大量的输入值和输出值，而且随着时间的变化而变化，因此，在高炉炼铁过程中为了确保其稳定性和安全性的运行，高炉内部的温度控制需要高效的生产。本文以探析高炉铁水硅趋势的预测为研究对象，分别分析生铁硅含量的现状波动、煤粉质量对生铁硅含量的影响和入炉料综合品位的影响，进一步分析高炉铁水硅趋势的影响。

1.生铁硅含量的波动原因

在钢铁冶金行业中高炉铁水中生铁含硅量的稳定性需建立在高炉稳定的基础上，生铁含硅量存在的含量越稳定，最后使得其产量也会越高，同时稳定并降低生铁硅的含量是降低综合焦比最直接的措施，所以生铁含硅量与产量及综合焦比有较强的相关性。

通过学者的研究分析了解到硅的单值控制分析中得出，单独值的数值范围为0.0-1.6，日期范围为2010年01月01日-2016年06月08日，硅的单值集中聚集在0.2-0.5之间，从2010年01月01日到2016年06月08日区间，生铁平均硅含量波动比较大，最大值为1.59%，最小值为0.2%，平均值为0.38%，其中硅含量波动较大的区间主要有3次。

高炉产量走势控制研究中得出，单独值的范围为0-5000，产量主要集中在3800-4900之间，从2010年01月01日-2016年06月08日硅含量的单值出现次数比较多，在2010年12月、2011年01月、2015年12月硅的单值较高而且集中。前期2010年初，产量逐渐增多，综合焦比也呈上升趋势，但到2010年10月，综合焦比迅速降低，在2010年11月到2011年2月产量明显降低，综合焦比升高，因可判断此期间为炉况波动期。

在2011年2月以后，炉况恢复正常，产量逐步回升到正常水平，为4500t/d，综合焦比进而有降低趋势。第二次产量和綜合焦比大幅波动也集中在2011年7月到2012年4月，期间，产量呈阶段性降低趋势，产量低，消耗高;到2012年8月以后，产量明显升高，此期间创造了日产5062吨的记录，综合焦比呈明显下降趋势。第三次产量失常，综合焦比增高，发生在2015年8月以后，尤其是2016年以后，日平均产量在4000t/d以下，综合焦比由470kg/t下限升高到500kg/t以上。

由此可看出，整个炉役期间，生铁硅含量及产量、综合焦比是呈阶段性变化趋势。可以看出将外部环境原料市场和内部炉况波动相结合，首先在炉役前期阶段，炉温控制较高，且波动较大;其次在炉役中期阶段炉温呈下行趋势，并能够长时间保持稳定的状态，最后，在炉役阶段后期，因为受到冷却壁侵蚀及水温差高的影响，炉温再次控制到上限并波动较大。

在2011年7月，由于钢铁行业中在生产过程中使用低质量、材料低价格，从而导致炉温再次有波动的情况出现，使整体的产量降低，综合焦比上升。伴随着生产条件的成熟发展，各项操作的配合，炉役中期阶段使得产量逐渐提升并创造了日产5062吨的记录，同时综合焦比呈明显下降趋势，生铁成本大幅降低，待到炉役后期，受护炉限制，产量降低，综合焦比上升。其中炉役前期，低产量次数较多，对应的综合焦比升高，生铁含硅量波动大，且炉温偏高，主要受计划检修，减风、慢风，休风的影响，待中后期，低产量次数明显减少。

2.煤粉质量对生铁硅含量的影响

在钢铁行业中煤粉质量对生铁硅的含量同样有一点的影响，受国家社会市场经济的影响，钢铁企业的煤粉质量波动较大，特别是煤粉发热值的波动会增大，呈现出阶段性的波动状态。在研究过程中发现煤粉的发热数值过低，长期低于大约7000大卡，因此导致加入炉内的还没有燃煤粉的增多，会发生堵枪情况以至于多个风口喷射的煤粉不均匀，最终使整个环境空间中的透气性变差，高炉内的下部软熔带和滴落带的部分会有炉渣滞留，甚至严重的情况会使液泛发生，最终导致铁水硅含量随煤粉质量波动，影响稳定硅含量铁水的连续生产。

3.入炉料综合品味的影响

目前经济市场中钢铁行业依然是主要的支柱产业，并不断的随着钢铁事业的市场形势而不断变化，不断的铁水成本，使其利润的空间减小，因此，许多钢铁企业为了自己的企业公司能够在经济市场的快速变化中能够正常生存，极力扭转此种现象，钢铁公司采用低质量、原料低价格来进行高炉炼铁的生产，随着配加8%个配比的低品低价料，入炉料的综合品位由57%呈断崖式降到53%左右，最低到52%。

进入高炉炼铁的低品位、低价料的过程中铁水成本有一定幅度的下降，但由于进入高炉炼铁的综合品位的逐渐下降，焦炭质量也在不断恶化，会导致残渣量上升，给高炉生产及高炉的使用期限带来了一系列的不利影响，也导致了炉况的再次波动。如此大的品位波动导致各项指标操作参数大幅调整，以维持稳定炉况，为此生铁含硅由0.3%控制到0.4%以上。因此，大幅调整入炉料的综合品位会导致炉况恶化、从而影响铁水硅含量的控制。

总结

本文以探析高炉铁水硅含量变化趋势的预测为研究对象，分析生铁硅含量的波动原因从中得出生铁硅含量、产量、综合焦呈阶段性波动;分析煤粉质量对生铁硅含量的影响得出铁水硅含量随煤粉质量波动，影响稳定硅含量铁水的连续生产;分析入炉料综合品味的影响得出大幅调整入炉料的综合品味会导致炉况情况变差，从而影响铁水硅的控制。

参考文献

[1]杨卫轩.数据挖掘在高炉铁水质量预测中的应用[D].西安建筑科技大学，2019.06.

[2]黄陈林. 基于粒子群-极限学习机的高炉铁水硅含量预测研究[D].安徽工业大学，2019.05.

[3]金东浩，毛舒月.基于优化SVM模型的高炉铁水[Si]动态预报[J].冶金管理，2020（06）：28-29.

作者简介：

李虎，男，1974年2月出生，汉族，籍贯：河北唐山，本科学历，助理工程师，研究方向：冶金、炼铁生产，工作单位：唐山金马钢铁集团有限公司。

卢志刚，男，1977年9月出生，汉族，籍贯：河北唐山，大专学历，助理工程师，研究方向：冶金、炼铁生产，工作单位：唐山金马钢铁集团有限公司。