新鋼1000m3級(jí)高爐適宜冶煉強(qiáng)度和

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1、新鋼1000m3級(jí)高爐適宜冶煉強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)冶煉強(qiáng)度分析侯興新余鋼鐵集團(tuán)有限公司摘要根據(jù)2010年新鋼1000m3級(jí)高爐最新生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)推導(dǎo)建立了生鐵月產(chǎn)量和內(nèi)部成本、利潤關(guān)系變化高預(yù)測精度數(shù)學(xué)模型。根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算的盈虧平衡點(diǎn)、最低成本點(diǎn)和最大利潤點(diǎn)及給定條件，定量化計(jì)算了1000m3級(jí)高爐的適宜冶煉強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)冶煉強(qiáng)度，為指導(dǎo)高爐在給定條件下選擇適宜冶煉強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)冶煉強(qiáng)度、優(yōu)化操作、實(shí)現(xiàn)效益最大化提供了技術(shù)依據(jù)。研究摘要新鋼現(xiàn)有3座1000m3級(jí)高爐，實(shí)際平均容積約1260m3。煉鐵理論和生產(chǎn)實(shí)踐表明：燃料比與冶煉強(qiáng)度通常呈現(xiàn)U形

2、曲線關(guān)系。在一定的冶煉條件下，存在一個(gè)與最低燃料比相對應(yīng)的適宜冶煉強(qiáng)度。當(dāng)實(shí)際冶煉強(qiáng)度高于或低于適宜冶煉強(qiáng)度時(shí)，燃料比都將升高，并導(dǎo)致生鐵產(chǎn)量降低。隨著冶煉條件改善，與改善后的冶煉條件相適應(yīng)的冶煉強(qiáng)度可以進(jìn)一步提高，與之相對應(yīng)的最低燃料比也會(huì)進(jìn)一步下降?？梢?，傳統(tǒng)煉鐵理論主要是根據(jù)燃料比和冶煉強(qiáng)度曲線選擇適宜冶煉強(qiáng)度，并未解決經(jīng)濟(jì)效益最佳的經(jīng)濟(jì)冶煉強(qiáng)度如何分析選擇的問題。生產(chǎn)實(shí)踐證明：生鐵最低成本并不是在與最低燃料比相對應(yīng)的冶煉強(qiáng)度下，而是在略高的情況下獲得的。經(jīng)濟(jì)效益最好時(shí)的產(chǎn)量也并非生鐵成本最低時(shí)的產(chǎn)量，而是略高于該產(chǎn)量。本

3、文通過建立生鐵產(chǎn)量與內(nèi)部成本、利潤關(guān)系數(shù)學(xué)模型，創(chuàng)新性地首次將生鐵成本、利潤與冶煉強(qiáng)度聯(lián)系起來。在給定條件下，利用盈虧平衡點(diǎn)產(chǎn)量推算了適宜冶煉強(qiáng)度，利用最小成本點(diǎn)和最大利潤點(diǎn)推算了經(jīng)濟(jì)冶煉強(qiáng)度，為高爐操作者優(yōu)化操作、提高效益提供了技術(shù)依據(jù)。生鐵產(chǎn)量和成本關(guān)系數(shù)學(xué)模型的建立2010年新鋼二鐵廠3×1000m3級(jí)高爐月產(chǎn)量和內(nèi)部成本變化見表1。數(shù)學(xué)模型解析根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，分別采用一元線性方程和拋物線方程對上表數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到描述成本和產(chǎn)量關(guān)系變化規(guī)律的兩組方程式（數(shù)學(xué)模型）：（1）一元線性方程式：C(x)=4037.4944+1907.

4、3029x（萬元）（公式1）相關(guān)系數(shù)r=0.9826（2）拋物線方程式：C(x)=204.58442x2-8869.2255x+145482.9302（萬元）（公式2）相關(guān)系數(shù)R=0.9898顯然，用兩組方程式預(yù)測生鐵成本都有令人滿意的高精度。相對而言，拋物線方程式的預(yù)測精度更高，更接近于生產(chǎn)實(shí)際。因此，選用公式2拋物線方程為生鐵成本函數(shù)進(jìn)行研究。公司2010年合格生鐵內(nèi)部結(jié)算價(jià)為2100元/t，故生鐵收入函數(shù)S(x)=2100x（萬元）（公式3）生鐵利潤函數(shù)L（x）為收入函數(shù)與成本的差值，即有：L（x）=S(X)*C(x)==

5、-204.58442X2+10969.2255X-145482.9302（萬元）（公式4）盈虧平衡點(diǎn)的測算顯然，L(X)=0時(shí)的產(chǎn)量即為盈虧平衡點(diǎn)產(chǎn)量。本例有兩個(gè)盈虧平衡點(diǎn)，從而構(gòu)成盈虧平衡區(qū)間，即X1=24.0566（萬t），X2=29.5594（萬t）。因此，目前條件下，二鐵廠3×1000m3級(jí)高爐合理月產(chǎn)量規(guī)模應(yīng)位于24.0566～29.5594萬t區(qū)間內(nèi)。當(dāng)月產(chǎn)量達(dá)到26.808萬t時(shí)，月盈利達(dá)到最大值。最小成本點(diǎn)產(chǎn)量最大利潤點(diǎn)產(chǎn)量從函數(shù)圖像分析，L（x）是一條開口向下的拋物線，故L（x）有最大值。對L（x）求一階導(dǎo)數(shù)得

6、：L`(x)=-409.1768x+10969.2255（公式7）令L`(x)=0，得X4=26.8080（萬t），即最大利潤點(diǎn)產(chǎn)量。又因L``(x)=-409.1768＜0，故當(dāng)X4=26.808萬t時(shí)，有最大值，即L(26.808)max=1548.7540（萬元）適宜冶煉強(qiáng)度當(dāng)生鐵月產(chǎn)量處于盈虧平衡區(qū)內(nèi)，即24.0566～29.5594萬t范圍內(nèi)時(shí)，煉鐵廠有內(nèi)部利潤。此時(shí)對應(yīng)的冶煉強(qiáng)度即為適宜冶煉強(qiáng)度。在綜合焦比510kg/t、休風(fēng)率1.5%、平均爐容1260m3條件下，與盈虧平衡點(diǎn)產(chǎn)量相對應(yīng)的適宜冶煉強(qiáng)度區(qū)間是1.098

7、～1.350t/m3·d。經(jīng)濟(jì)冶煉強(qiáng)度當(dāng)生鐵月產(chǎn)量處于26.6665～26.8080萬t范圍內(nèi)時(shí)，即進(jìn)入最低成本點(diǎn)和最大利潤點(diǎn)區(qū)間，煉鐵廠經(jīng)濟(jì)效益最好。在綜合焦比510kg/t、休風(fēng)率1.5%、平均爐容1260m3條件下，高爐相對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)冶煉強(qiáng)度區(qū)間是1.218～1.224t/m3·d。結(jié)論傳統(tǒng)煉鐵理論一般根據(jù)燃料比最低的原則選擇適宜冶煉強(qiáng)度，并未解決經(jīng)濟(jì)效益最好的經(jīng)濟(jì)冶煉強(qiáng)度的分析和選擇問題。本文嘗試通過建立生鐵產(chǎn)量與成本、利潤數(shù)學(xué)模型，測算盈虧平衡點(diǎn)、最小成本點(diǎn)、最大利潤點(diǎn)等重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)，結(jié)合給定條件，定量化計(jì)算了新鋼1

8、000m3級(jí)高爐的適宜冶煉強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)冶煉強(qiáng)度，為高爐操作者優(yōu)化操作、實(shí)現(xiàn)效益最大化提供了一條全新的思路和方式。