[发明专利]一种低碳高炉冶炼成本控制方法及系统

说明书

本发明提供一种低碳高炉冶炼成本控制方法及系统，获取进行低碳高炉冶炼时的燃料类别以及每种燃料的成本单价；并按照燃料类别以及每种燃料的成本单价，建立冶炼成本目标函数；再获取进行低碳高炉冶炼时的约束条件以及满足所有约束条件时的燃料配比范围；然后计算冶炼成本目标函数在燃料配比范围中冶炼预设数量钢铁时的最小成本值，并输出最小成本值时的燃料配比。本发明根据最小成本值所对应的燃料配比来进行高炉冶炼，可以将燃料成本对低碳高炉冶炼的影响联系起来，而且还能确保高炉在高效低碳的基础上进行稳定高效运行，得到最小成本的冶炼方案；并且在燃料类别和/或燃料单价出现改变后，也可以根据变化后的条件计算得到最小成本的冶炼方案。

技术领域

本发明涉及高炉冶炼技术领域，特别是涉及一种低碳高炉冶炼成本控制方法及系统。

背景技术

低碳高炉在减少碳排放的同时，低成本冶炼也是其追求的目标。高炉冶炼的主要成本在矿石和燃料，燃料是影响其成本的重要因素，由于原料的价格随时间在波动，所以低成本炼铁的方案也是不断变化的，因此，要实现高炉低成本冶炼，应当有一套合适的方案，能随时根据原料条件和价格的变化，优化高炉冶炼的方案。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低碳高炉冶炼成本控制方法及系统，用于解决现有技术中低碳高炉冶炼时成本无法最优化的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低碳高炉冶炼成本控制方法，所述方法包括以下步骤：

获取进行低碳高炉冶炼时的燃料类别以及每种燃料的成本单价；

按照所述燃料类别以及每种燃料的成本单价，建立冶炼成本目标函数；

获取进行低碳高炉冶炼时的约束条件，以及满足所有约束条件时的燃料配比范围；

计算所述冶炼成本目标函数在所述燃料配比范围内，满足冶炼约束条件的成本值，并输出所述冶炼成本目标函数在最小成本值时的燃料配比；

其中，进行低碳高炉冶炼时的约束条件包括以下至少之一：燃料供应量、喷吹富氢气体后进行低碳高炉冶炼时的物料平衡、喷吹富氢气体后进行低碳高炉冶炼时的热平衡、喷吹富氢气体后进行低碳高炉冶炼时的炉内温度分布、喷吹富氢气体后进行低碳高炉冶炼时的炉内压差。

可选地，所述方法还包括判断喷吹富氢气体后进行低碳高炉冶炼时是否满足物料平衡，有：

获取进行低碳高炉冶炼时的原料成分和高炉冶炼工艺参数，所述高炉冶炼工艺参数至少包括：元素分配率、炉渣碱度、初始铁的直接还原度和初始富氢气体喷吹量；

根据所述元素分配率和原料成分计算铁矿石量，以及根据所述炉渣碱度计算初始熔剂量；

根据所述铁矿石量、所述初始熔剂量、预设初始焦比以及预设初始煤比计算炉渣量和炉渣成分；

基于计算出的炉渣量和炉渣成分校核炉渣中的碱性氧化物是否满足脱硫标准；若不满足，则调整初始熔剂量后重新计算新的炉渣量和炉渣成分，直至炉渣中的碱性氧化物满足脱硫标准；若满足，则基于风口回旋区的煤气量及煤气成分、初始铁的直接还原度计算煤气利用率；

判断所述煤气利用率是否小于等于预设热力学限制值；若小于等于，则判定当前时刻下的低碳高炉满足物料平衡；若大于，则判定当前时刻下的低碳高炉不满足物料平衡，并调整预设初始焦比、预设初始煤比、初始富氢气体喷吹量和初始铁的直接还原度，以及在完成调整后重新对低碳高炉进行物料平衡判断，直至满足物料平衡。

可选地，基于风口回旋区的煤气量及煤气成分、初始铁的直接还原度计算煤气利用率的过程包括：

在炉渣中的碱性氧化物满足脱硫标准后，根据所述原料成分、所述铁矿石量、满足脱硫标准时的熔剂量、预设初始煤比、预设初始焦比和所述元素分配率核算铁水成分；