本發(fā)明屬于高爐冶煉，涉及一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，具體涉及一種高品位超低鈦型釩鈦磁鐵礦高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，并在獲得最佳爐料熔滴性能的前提下實現(xiàn)總工序的節(jié)能減排。
背景技術(shù)：
1、目前，高爐法是我國處理釩鈦磁鐵礦資源應(yīng)用最普遍、處理技術(shù)最成熟的方法。該方法首先將釩鈦磁鐵礦造塊，然后經(jīng)高爐冶煉選擇性地將礦石中的有價元素分離。傳統(tǒng)的高爐冶煉釩鈦磁鐵礦工藝中，采用高比例的燒結(jié)礦加少量球團礦和塊礦的爐料結(jié)構(gòu)。而燒結(jié)礦的生產(chǎn)環(huán)節(jié)會產(chǎn)生大量的溫室氣體和大氣污染物，根據(jù)目前實際生產(chǎn)及《鋼鐵行業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)》相關(guān)數(shù)據(jù)分析，帶式焙燒機球團工序能耗僅為燒結(jié)工序能耗的50％，先進值僅為燒結(jié)工序能耗的1/3。
2、為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了優(yōu)化改良高爐控制以提高球團入爐比例的新技術(shù)。如中國專利cn114959258a公開了一種高爐高比例球團礦的冶煉方法，通過控制布料和鼓風實現(xiàn)了高比例球團下高爐順利運行；如中國專利cn117701797a公開了一種基于高比例球團爐料結(jié)構(gòu)的排料自送控制方法，實現(xiàn)了球團礦在高爐橫截面上的精準分布?，F(xiàn)有專利技術(shù)(如cn114959258a、cn117701797a)雖通過布料控制或排料優(yōu)化提高了球團比例，但未涉及基于熔滴性能實時數(shù)據(jù)的智能預(yù)測與動態(tài)調(diào)控，導致爐料結(jié)構(gòu)適應(yīng)性不足。
3、綜上，一方面，現(xiàn)有的技術(shù)依然存在依賴使用燒結(jié)礦，導致能源消耗大，污染排放大的問題；另一方面，提高球團礦配比的爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整多依賴靜態(tài)配比或人工經(jīng)驗，缺乏對高爐冶煉過程中動態(tài)變化的實時響應(yīng)能力。因此，進一步提高球團礦的入爐比例、開發(fā)一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法勢在必行。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)高品位超低鈦型釩鈦磁鐵礦高比例球團爐料結(jié)構(gòu)冶煉的方法，基于智能預(yù)測混合調(diào)控，對球團礦的成分配比進行改進，不僅大大提高爐料結(jié)構(gòu)中高品位超低鈦型釩鈦磁鐵礦球團的使用比例，且提高爐料的熔滴性能，實現(xiàn)爐料中球團比例達到100％。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
3、一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，包括以下步驟：
4、步驟1.將高品位超低鈦型釩鈦磁鐵礦鐵精粉和堿性熔劑、膨潤土混合，分別制成酸性鐵精粉混合物和堿性鐵精粉混合物；
5、步驟2.將酸性鐵精粉混合物和堿性鐵精粉混合物造球，分別制得酸性生球和堿性生球；
6、步驟3.烘干酸性生球和堿性生球后進行焙燒，得到酸性氧化球團、堿性氧化球團；
7、步驟4.將酸性氧化球團、堿性氧化球團進行冷卻，得到冷卻后的酸性氧化球團、堿性氧化球團；
8、步驟5.將冷卻后的酸性氧化球團和堿性氧化球團通過爐料智能預(yù)測與動態(tài)調(diào)整進行混合，得到動態(tài)優(yōu)化后的混合爐料，即高爐爐料；
9、所述高爐爐料球團比例為100％。
10、所述爐料智能預(yù)測與動態(tài)調(diào)控過程包括：
11、a.數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理：通過傳感器網(wǎng)絡(luò)實時采集高爐內(nèi)熔滴溫度、壓力及熔渣流動性數(shù)據(jù)，并傳輸至中央處理器進行噪聲過濾與特征提?。?/p>
12、b.熔滴性能預(yù)測：將處理后的數(shù)據(jù)輸入預(yù)訓練的lstm模型，預(yù)測當前爐料配比下未來10min的熔滴區(qū)間變化；
13、c.動態(tài)配比調(diào)整：若預(yù)測熔滴區(qū)間超出預(yù)設(shè)閾值±5℃，模型生成配比調(diào)整信號，控制堿性氧化球團礦與酸性氧化球團礦的混合比例，并通過分布式控制dsc系統(tǒng)實時調(diào)節(jié)入爐物料輸送量，根據(jù)需要調(diào)整至最終爐料堿度為目標值；
14、d.閉環(huán)驗證與迭代優(yōu)化：調(diào)整后重新采集熔滴數(shù)據(jù)，與預(yù)測結(jié)果對比，更新模型參數(shù)以提升預(yù)測精度，形成“監(jiān)測-預(yù)測-調(diào)控-驗證”的閉環(huán)流程，最終調(diào)控得到動態(tài)優(yōu)化后的混合球團。
15、步驟1中，熔劑為生石灰、石灰石、白云石中的一種或幾種組合物；
16、酸性鐵精粉混合物成分以質(zhì)量分數(shù)計包括：tfe：58％～64％，feo：18％～25％，sio2：4％～8％，cao：1％～9％，mgo：2％～3％，al2o3：1％～1.5％，v2o5：0.5％～1.5％，tio2：1％～4％，cr2o3：0～0.5％；
17、堿性鐵精粉混合物成分以質(zhì)量分數(shù)計包括：tfe：55％～58％，feo：21％～24％，sio2：5％～8％，cao：6％～10％，mgo：2％～3％，al2o3：0.8％～1.8％，v2o5：0.5％～1.0％，tio2：2％～4％，cr2o3：0.18％～0.48％。
18、步驟2中，生球的球團粒度為6mm～40mm。
19、步驟3中，焙燒溫度以實現(xiàn)酸性氧化球團和堿性氧化球團的抗壓強度為2000n/個以上、還原膨脹率小于20％進行調(diào)控；
20、酸性氧化球團堿度小于0.5，堿性氧化球團堿度為1.15～1.4。
21、步驟4中，冷卻方式為自然冷卻。
22、步驟5中，高爐爐料堿度為1.05～1.25。
23、本發(fā)明提供一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，通過以下創(chuàng)新手段實現(xiàn)技術(shù)突破：
24、熔滴性能實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集：在高爐關(guān)鍵位置部署多模態(tài)傳感器(包括溫度傳感器、壓力傳感器及光學成像裝置)，實時采集熔滴溫度區(qū)間、熔滴速度及渣鐵分離狀態(tài)數(shù)據(jù)。
25、智能預(yù)測模型構(gòu)建：采用機器學習算法(如lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))對歷史熔滴數(shù)據(jù)與爐料配比進行訓練，建立熔滴性能預(yù)測模型，動態(tài)預(yù)測不同配比下的熔滴區(qū)間變化趨勢。
26、閉環(huán)反饋控制機制：將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入預(yù)測模型，生成堿性球團礦與酸性球團礦的混合比例調(diào)整指令，通過自動化配料系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)配比優(yōu)化，確保熔滴區(qū)間穩(wěn)定在目標范圍(較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)縮小30％以上)。
27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
28、首次將智能預(yù)測模型與閉環(huán)反饋控制結(jié)合，實現(xiàn)爐料結(jié)構(gòu)的動態(tài)優(yōu)化，顯著區(qū)別于現(xiàn)有靜態(tài)配比技術(shù)。
29、通過精準調(diào)控減少熔滴性能波動，降低焦比3％以上，進一步減少碳排放。
30、保留原技術(shù)中球團比例100％、熔滴區(qū)間縮小30％以上的優(yōu)勢，同時提升高爐運行的穩(wěn)定性與適應(yīng)性。
31、提高了高爐爐料的球團礦比例，該爐料結(jié)構(gòu)的球團礦占比是100％。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，減少了造塊工藝的能源消耗和污染排放。因為球團礦的品位遠高于燒結(jié)礦，進而提高高爐利用系數(shù)，減小渣比。
32、本發(fā)明提供的方案重視爐料結(jié)構(gòu)的熔滴性能，優(yōu)化后的爐料結(jié)構(gòu)間接還原效果更充分，煤氣利用率更高，冶煉過程中透氣性等指標更好，最佳情況下較傳統(tǒng)爐料結(jié)構(gòu)熔滴區(qū)間縮小了30％以上。
1.一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，爐料智能預(yù)測與動態(tài)調(diào)控過程包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟1中，熔劑為生石灰、石灰石、白云石中的一種或幾種組合物；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2中，生球的球團粒度為6mm～40mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟3中，焙燒溫度以實現(xiàn)酸性氧化球團和堿性氧化球團的抗壓強度為2000n/個以上、還原膨脹率小于20％進行調(diào)控；
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟4中，冷卻方式為自然冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于智能預(yù)測混合調(diào)控的高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟5中，高爐爐料堿度為1.05～1.25。