專利名稱：一種高磷鐵礦冶煉工藝參數(shù)優(yōu)化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于冶金及化學(xué)工程技術(shù)，統(tǒng)計(jì)學(xué)及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，具體地說是 一種適應(yīng)于高磷礦鋼鐵冶煉工藝參數(shù)的優(yōu)化的方法。
背景技術(shù)：
工藝參數(shù)是指在完成某項(xiàng)工作的工藝的一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或者指標(biāo)，也就是說這些 基礎(chǔ)參數(shù)構(gòu)成了工藝操作或者設(shè)計(jì)的內(nèi)容。高磷礦鋼鐵冶煉中的工藝參數(shù)如堿度，配碳比， 溫度，粒度，組成因素通常需要做馬弗爐實(shí)驗(yàn)來獲取，需要做大量的中小實(shí)驗(yàn)且耗費(fèi)了大量 的能源和材料，如鋼鐵當(dāng)中需要買大量的坩堝，許多情況下對(duì)坩堝的腐蝕造成了坩堝的無 法再次使用，污染也很嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)中排出的大量的濃煙和揮發(fā)性及有害氣體，給人的身體健 康和生命安全造成了嚴(yán)重的威脅，而當(dāng)前正是節(jié)能減排的重要時(shí)期國家提倡低碳經(jīng)濟(jì)，但 是不通過實(shí)驗(yàn)又無法獲取這些參數(shù)的優(yōu)化。而馬弗爐實(shí)驗(yàn)則無法觀察其冶煉的動(dòng)態(tài)變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了馬弗爐實(shí)驗(yàn)方法的缺點(diǎn)和不足，提供一種具有較高的應(yīng)用 價(jià)值的、簡便可行的，靈敏度高，適應(yīng)性強(qiáng)的用于高磷礦鋼鐵冶煉工藝參數(shù)的優(yōu)化的方法。本發(fā)明高磷鐵礦冶煉工藝參數(shù)優(yōu)化的方法的技術(shù)方案是該方法采用熱重分析儀 來獲得數(shù)據(jù)并用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來分析，具體步驟如下(1)用不同配比，或不同礦粉的粒度、配碳比、溫度的樣品放在熱重分析儀上做動(dòng) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)；(2)每隔一定時(shí)間獲取的差熱掃描量熱數(shù)據(jù)；(3)把獲得的數(shù)據(jù)制成時(shí)間序列表放入所使用的軟件上作分析；(4)根據(jù)圖像特征來判斷冶煉效果，從而確定最佳的工藝參數(shù)。所取樣品的量小/低于10毫克，粒度為2 10mm，配碳比為0. 5 1. 5，堿度采用
D CaOimV0)
二元堿度，表達(dá)式為(wo/o)，溫度為1350 。C 1550°C。所取的數(shù)據(jù)為差熱掃描量熱離散數(shù)據(jù)，每隔一秒所得的數(shù)據(jù)，它表征著反應(yīng)動(dòng)向。本發(fā)明使用的軟件為VRA(Visual Recurrence analysis)軟件(Version 4· 9 免 費(fèi)版)，把時(shí)間序列轉(zhuǎn)化為圖像，如果差熱掃描量熱數(shù)據(jù)圖像顏色亮度集中，左上角和右下 角呈現(xiàn)云朵區(qū)域亮度且從里到外出現(xiàn)層狀，而且云朵越沿向右下和左上的連線越對(duì)稱越 佳，其對(duì)稱性區(qū)別明顯。在熱重分析儀上測(cè)量其動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，差示掃描量熱法(DSC Differential Scanning Calorimetry)是在程序控制溫度下，測(cè)量輸給物質(zhì)和參比物的功率差與溫度關(guān) 系的一種技術(shù)。試樣在熱反應(yīng)時(shí)發(fā)生的熱量變化，由于及時(shí)輸入電功率而得到補(bǔ)償，所以實(shí) 際記錄的是試樣和參比物下面兩只電熱補(bǔ)償?shù)臒峁β手铍S時(shí)間t的變化關(guān)系。差熱掃描 量熱數(shù)據(jù)象征著反應(yīng)動(dòng)向，根據(jù)其數(shù)據(jù)的圖像特征研究其動(dòng)力學(xué)行為，冶煉效果的好壞可以反應(yīng)的圖像的特征上。本發(fā)明的有益效果是1、解決了傳統(tǒng)馬弗爐的不足之處；2、該方法簡單可行，且有費(fèi)用低耗材少，起到了節(jié)能減排的作用；3、采用了將離散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像的特殊表征手段；4、該方法靈敏度高，實(shí)用性強(qiáng)。本發(fā)明應(yīng)用在對(duì)冶煉參數(shù)的優(yōu)化上，該方法簡單方便，且具有很高的實(shí)用價(jià)值，對(duì) 高磷礦鋼鐵冶煉各種參數(shù)的優(yōu)化上，提供了一種可靠實(shí)用的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)方法。本發(fā)明的解決 了傳統(tǒng)的馬弗爐實(shí)驗(yàn)的不足之處；且有費(fèi)用低耗材少，起到了節(jié)能減排的作用；用了將離 散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像的特殊表征手段。


圖1為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)演化圖,其中，R = 0. 8。圖2為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)R = 1· 1。 圖3為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)R = 1· 4。圖4為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)R = 1· 7。圖5為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)演化圖,其中，R = 2. 0。圖6為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)演化圖，其中，T = 1350°C。圖7為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)演化圖，其中，T = 1400"C。圖8為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)演化圖，其中，T = 1450"C。圖9為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)演化圖，其中，T = 1500°C。圖10為本發(fā)明差熱掃描量熱數(shù)據(jù)的VRA軟件所處理的DSC (Differential Scanning Calorimetry)演化圖，其中，T= 1550°C。下面結(jié)合附圖以實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于 此。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 具體方法是(1)用不同配比(或礦粉的粒度，配碳比，溫度)的樣品放在熱重分 析儀上做動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，；( 每隔一定時(shí)間獲取的差熱掃描量熱數(shù)據(jù)；C3)把獲得的數(shù)據(jù)制成時(shí)間序列表放入所使用的軟件上作分析；(4)根據(jù)圖像特征來判斷冶煉效果，從而確定 最佳的工藝參數(shù)。某高磷鐵礦冶煉中堿度的選取，堿度范圍為0.8，1. 1，1.4，1.7，2.0。進(jìn)行配比后 利用熱重實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)得出差熱掃描量熱數(shù)據(jù)用VRA軟件做成動(dòng)態(tài)圖(如圖1-5)。 發(fā)現(xiàn)堿度為1. 1到1. 4時(shí)云朵集中且沿左上和右下的對(duì)角線較為對(duì)稱，實(shí)際的馬弗爐實(shí)驗(yàn) 也證明了堿度處于1. 1到1. 4時(shí)的脫磷效果和鐵的收到率都較好。實(shí)施例2 某高磷鐵礦冶煉中最佳熔融溫度的選取，范圍為1350°C，1400°C，1450°C，1500°C， 1550°C。進(jìn)行配比后利用熱重實(shí)驗(yàn)進(jìn)行恒溫分析。實(shí)驗(yàn)得出差熱掃描量熱數(shù)據(jù)用VRA軟件 做成動(dòng)態(tài)圖(如圖6-10)。發(fā)現(xiàn)1450°C時(shí)云朵顏色深淺集中且沿左上和右下的對(duì)角線較為 對(duì)稱，實(shí)際的馬弗爐實(shí)驗(yàn)也證明了 1450°C左右時(shí)的渣鐵相均勻分布(通過掃描電鏡分析形 貌所知)。VRA軟件是現(xiàn)有軟件，我們僅是使用這種軟件進(jìn)行分析。本發(fā)明應(yīng)用在對(duì)冶煉參數(shù)的優(yōu)化上，該方法簡單方便，且具有很高的實(shí)用價(jià)值，對(duì) 高磷礦鋼鐵冶煉各種參數(shù)的優(yōu)化上，提供了一種可靠實(shí)用的實(shí)驗(yàn)優(yōu)化方法。
權(quán)利要求
1.一種高磷鐵礦冶煉工藝參數(shù)優(yōu)化的方法，其特征在于該方法采用熱重分析儀來獲 得數(shù)據(jù)并用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來分析，具體步驟如下(1)用不同配比、或不同礦粉的粒度、配碳比、溫度的樣品放在熱重分析儀上做動(dòng)力學(xué) 實(shí)驗(yàn)；(2)每隔一定時(shí)間獲取的差熱掃描量熱數(shù)據(jù)；(3)把獲得的數(shù)據(jù)制成時(shí)間序列表放入所使用的軟件上作分析；(4)根據(jù)圖像特征來判斷冶煉效果，從而確定最佳的工藝參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高磷鐵礦冶煉工藝參數(shù)優(yōu)化的方法，其特征在于所取樣品 的量小于10毫克；粒度為2 10mm，配碳比為0. 5 1. 5，堿度采用二元堿度，表達(dá)式為 D_ CaO(m%)R=^^，溫度為 135(TC 155(rC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高磷鐵礦冶煉工藝參數(shù)優(yōu)化的方法。其特征在于所取的數(shù) 據(jù)為差熱掃描量熱離散數(shù)據(jù)，每隔一秒所得的數(shù)據(jù)，它表征著反應(yīng)動(dòng)向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高磷鐵礦冶煉工藝參數(shù)優(yōu)化的方法，其特征在于使用的軟 件為VRA(Visual Recurrence analysis)軟件(Version 4· 9免費(fèi)版)，把時(shí)間序列轉(zhuǎn)化為 圖像，如果差熱掃描量熱數(shù)據(jù)圖像顏色亮度集中，左上角和右下角呈現(xiàn)云朵區(qū)域亮度且從 里到外出現(xiàn)層狀，而且云朵越沿向右下和左上的連線越對(duì)稱越佳，其對(duì)稱性區(qū)別明顯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高磷鐵礦冶煉工藝參數(shù)優(yōu)化的方法。本發(fā)明主要應(yīng)用于高磷礦鋼鐵冶煉工藝參數(shù)的選擇設(shè)計(jì)上。具體是(1)用不同配比(或礦粉的粒度，配碳比，溫度)的樣品放在熱重分析儀上做動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)；(2)每隔一定時(shí)間獲取的差熱掃描量熱數(shù)據(jù)；(3)把獲得的數(shù)據(jù)制成時(shí)間序列表放入所使用的軟件上作分析；(4)根據(jù)圖像特征來判斷冶煉效果，從而確定最佳的工藝參數(shù)。本發(fā)明應(yīng)用在對(duì)冶煉參數(shù)的優(yōu)化上，該方法簡單方便，且具有很高的實(shí)用價(jià)值，對(duì)高磷礦鋼鐵冶煉各種參數(shù)的優(yōu)化上，提供了一種可靠實(shí)用的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)方法。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的馬弗爐實(shí)驗(yàn)的不足之處；且有費(fèi)用低耗材少，起到了節(jié)能減排的作用；用了將離散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像的特殊表征手段。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102129488SQ201010591020
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者卿山, 徐建新, 王 華, 范國鋒 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)