用混勻料堆實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算鐵礦粉混勻作業(yè)效率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鐵礦粉混勻作業(yè)工序效果的計(jì)算方法，具體的說(shuō)是一種利用混勻 料堆實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)計(jì)算鐵礦粉混勻作業(yè)中混勻效率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)，不論是新企業(yè)還是老企業(yè)，幾乎普遍建立了大型的現(xiàn)代化鐵礦 粉混勻作業(yè)料場(chǎng)，鐵礦粉混勻作業(yè)已成為現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)工藝的一道重要工序，因此，在 當(dāng)前鐵礦粉混勻作業(yè)料場(chǎng)工藝裝備不斷完善的同時(shí)，如何計(jì)算混勻效率的問(wèn)題成為鋼鐵企 業(yè)最引人注目的關(guān)注焦點(diǎn)。
[0003] 混勻效率的計(jì)算是對(duì)鐵礦粉混勻工序重要性的定量描述，也是對(duì)混勻料生產(chǎn)管理 中一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的估計(jì)，因此，長(zhǎng)期以來(lái)人們一直都沒(méi)有停止過(guò)對(duì)鐵礦粉混勻 作業(yè)中混勻效率計(jì)算方法的探討，現(xiàn)有技術(shù)中已有的研究主要有以下幾種：
[0004]⑴傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差法:鐵礦粉混勻作業(yè)前各種原料總的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算式為：
[0005]
[0006] 其中Zi:某種物料的布料層數(shù)；
[0007] Z:料堆布料總層數(shù)；
[0008] 〇i:對(duì)應(yīng)于Zi層的標(biāo)準(zhǔn)偏差；
[0009] K:不同種類物料數(shù)；
[0010]鐵礦粉混勻作業(yè)后的標(biāo)準(zhǔn)偏差估算式為：
[0011] σ A = σ Ε /及㈡
[0012] 混勻效率計(jì)算式為:η = σΕ/σ?、?[0013]其中：ri為混勻效果（％);
[0014] 傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差法在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，將㈠ 和㈡代入㈢式，得到：
[0015]
[0016] 利用㈣式計(jì)算鐵礦粉混勻作業(yè)中的混勻效率，只需知道料堆布料總層數(shù)Ζ，即可得 出混勻效率。但是這種方法建立在簡(jiǎn)單工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)的描述過(guò)于簡(jiǎn)約，其數(shù)學(xué)理論 的推導(dǎo)過(guò)程也有許多值得質(zhì)疑的地方，因此，公式的計(jì)算結(jié)果與事實(shí)相去甚遠(yuǎn)。
[0017] ⑵英國(guó)人Vander Mooren A.L建立在自相關(guān)函數(shù)(i>d(KAt)基礎(chǔ)上的混勻效率計(jì) 算方法:該方法也沒(méi)有直接計(jì)算出σΑ，而是通過(guò)推導(dǎo)，利用計(jì)算公式：
[0018]
[0019] 來(lái)計(jì)算混勻效率，
[0020] 式中:Ν是層數(shù)；
[0021] K = l，2,3,……,Ν；
[0022] (K(KAt)是自相關(guān)函數(shù)；
[0023] At是料層厚度；
[0024] 這種計(jì)算方法的缺點(diǎn)是：當(dāng)各層相關(guān)時(shí)，隨著相關(guān)性的增加，Φ a(K △ t)的值增大， 使公式㈤方括號(hào)內(nèi)第二項(xiàng)的數(shù)值顯著增大，這樣由于增加層數(shù)而帶來(lái)有利因素被這種相關(guān) 性增加抵消了，實(shí)際應(yīng)用中，獲取原料自相關(guān)函數(shù)較困難，因而方法通常已不使用。
[0025] ⑶佘希方混勻效率計(jì)算方法:這種方法分兩個(gè)情況，一種是無(wú)精確配料情況，另一 種是有精確配料情況。無(wú)精確配料情況下的混勻效率計(jì)算方法的步驟為:①計(jì)算鐵礦粉混 勻作業(yè)前各種原料總的標(biāo)準(zhǔn)偏差σΕ，計(jì)算公式為(-)式;②利用計(jì)算公式：
[0026] η=Κ(〇Ε+1)(六）
[0027] 來(lái)計(jì)算混勻效率，其中Κ是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。由于目前混勻作業(yè)幾乎都有精確配料，因此 這種方法已基本不使用。有精確配料情況下的混勻效率計(jì)算方法為:利用公式
[0028] η- b (t)
[0029] 來(lái)計(jì)算混勻效率，
[0030] 式中:N是堆料層數(shù)；
[0031 ] a、b均為經(jīng)驗(yàn)回歸系數(shù)，a是斜率，b為截距；
[0032] 該公式與本文其它列舉混勻效率計(jì)算公式?jīng)]有實(shí)質(zhì)性區(qū)別。
[0033] ⑷汪蘇、劉江寧的效率計(jì)算方法:計(jì)算公式為：
[0034] η 二 a#+ b ㈧
[0035] 混勻效率只與堆料層數(shù)有關(guān)，a、b均為經(jīng)驗(yàn)回歸系數(shù)，a是斜率，b為截距，該方法用 于實(shí)際生產(chǎn)不是很準(zhǔn)確。
[0036] (5)最優(yōu)組合三因素計(jì)算方法:利用公式 [0037] n=Kini+K2n2+K3n3 (九）
[0038]來(lái)計(jì)算混勻效率，
[0039] 其中
十b (只與堆料層數(shù)N、入混原料進(jìn)料標(biāo)準(zhǔn)偏差.^yE 有關(guān)的混勻效率)；
[0040]
+ b (只與入混原料進(jìn)料標(biāo)準(zhǔn)偏差&有關(guān)的混勻效率)；
[0041 ]
- b (只與堆料層數(shù)N有關(guān)的混勻效率）；
[0042] &、&1、&2、13均為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， &是斜率，13為截距，1(1、1(2、1(3為各預(yù)測(cè)公式參與組合的權(quán) 重分配值;這種方法實(shí)際上是承認(rèn)諸修正式都不能準(zhǔn)確反映客觀事實(shí)情況下以權(quán)重求精 確，集修補(bǔ)之大成。
[0043]在鐵礦粉混勻作業(yè)工序的生產(chǎn)工藝技術(shù)不斷發(fā)展完善的實(shí)踐過(guò)程中，以上這些方 法在生產(chǎn)實(shí)際使用時(shí)均被發(fā)現(xiàn)其存在著影響混勻效率的因素單一而且描述的規(guī)律不夠正 確，沒(méi)有抓住主要因素，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況差距甚遠(yuǎn)的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0044] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種利用混 勻料堆實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)計(jì)算鐵礦粉混勻作業(yè)效率的方法，不僅能夠反映混勻作業(yè)工序的生 產(chǎn)實(shí)際，同時(shí)還便于混勻作業(yè)的生產(chǎn)管理。
[0045] 本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：
[0046] -種利用混勻料堆實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)計(jì)算鐵礦粉混勻作業(yè)中混勻效率的方法，包括 以下步驟：
[0047] ㈠ 對(duì)鐵礦粉混勻作業(yè)工序進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬求出混勻料中鐵礦石的含量P(A):
[0048] 設(shè)參加混勻的各原料均只有鐵礦石和脈石組成，將混勻作業(yè)工序的混勻生產(chǎn)過(guò)程 看作是η次獨(dú)立重復(fù)的貝努里試驗(yàn)，以A代表"鐵礦石出現(xiàn)"這個(gè)事件，1-A代表"脈石出現(xiàn)"即 "A不出現(xiàn)"事件，將A出現(xiàn)的次數(shù)與總次數(shù)相比，即為A出現(xiàn)的概率，也就是混勻料中鐵礦石 的百分含量P(A)( % )，將混勻料中鐵礦石出現(xiàn)的全概率公式表達(dá)為：
[0049] P(A)=P(B1)P(A/B1)+P(B2)P(A/B2)+……+P(Bk)P(A/Bk) (1)
[0050] 式中：B1，B2,……，Bk為參加混勻的K種原料;A代表鐵礦石;P(B1)，P(B2)，……，P (Bk)，（ ％ )為各種原料的配料比;P(A)為混勻料中鐵礦石的含量;P(A/B1)，P(A/B2)，……，P (A/Bk)，（ ％ )是各種原料中鐵礦石的含量；
[0051 ]在實(shí)際混勻作業(yè)的生產(chǎn)中，P(A/B1)，P(A/B2)，……，P(A/Bk)由現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)得 到，現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)是對(duì)各種原料進(jìn)行化驗(yàn)的Tfe含量，將Tfe含量變換為P(A/B1)，P(A/ B2)，……，P(A/Bk)，變換的方法是：
[0052] P(A/Bl) = (Tfel)/70% = 10/7(Tfel)
[0053] ......
[0054] P(A/Bk) = (Tfe k)/70% = 10/7(Tfe k)
[0055] 其中（Tfel)為第一種原料的化驗(yàn)Tfe;……；（Tfek)為第k種原料的化驗(yàn)Tfe;
[0056] ㈡確定鐵礦粉離散型隨機(jī)變量X的分布，X的期望和方差：
[0057] 對(duì)鐵礦粉混合料進(jìn)行η次獨(dú)立重復(fù)的貝努里機(jī)械混勻試驗(yàn)，根據(jù)堆取料作業(yè)的特 點(diǎn)及研究對(duì)象鐵礦石的數(shù)學(xué)特征確定過(guò)程的隨機(jī)變量種類為離散型隨機(jī)變量，隨機(jī)變量X 的分布為服從二項(xiàng)分布，因此，X的期望和方差分別為：
[0058] E(X)=n P(A) (2)
[0059] D(X)=n Ρ(Α)[1_Ρ(Α)] (3)
[0060] ㈢求出鐵礦粉混勻作業(yè)后混勻料堆的標(biāo)準(zhǔn)差〇a:
[0061] I由混勻料堆合格率P求出〇a:
[0062] 1)混勻料堆的標(biāo)準(zhǔn)差〇a與混勻料堆化學(xué)成分Tfe合格率P的過(guò)程控制理論數(shù)學(xué)表 達(dá)式：
[0063] i由Tu_TL = 2t，得出P = P(TL<X<Tu)，其中，Tu:混勻料生產(chǎn)中質(zhì)量控制上限；TS 混勻料生產(chǎn)中質(zhì)量控制下限；
[0064] ii 根據(jù) P(TL<X<Tu)=2〇(3Cp)_l，得到：
[0065] Ρ = 2Φ(30ρ)-1
[0066] 也就是 〇(3Cp) = (l+P)/2 (4)
[0067] 式中，P:混勻作業(yè)工序生產(chǎn)的混勻料堆合格率;Cp:混勻作業(yè)工序的工程能力指 數(shù)；
[0068] 2)得到求鐵礦粉混勻作業(yè)后混勻料堆的標(biāo)準(zhǔn)差〇a的表達(dá)式：
[0069] 由于 Cp = (Tu_TL)/6〇a，
[0070] 也就是：Cp = t/3〇a
[0071] 因此，上述公式(4)也可以表達(dá)為：
[0072] 0(t/〇a) = (l+P)/2 (5)
[0073] 式中，〇a為鐵礦粉混勻作業(yè)后混勻料堆的標(biāo)準(zhǔn)差;t:混勻料生產(chǎn)的單邊規(guī)范限;P: 混勻作業(yè)工序生產(chǎn)的混勻料堆合格率；
[0074] 3)根據(jù)公式(5)，由查標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)值表求出〇a;
[0075] Π 統(tǒng)計(jì)計(jì)算的方法直接用科學(xué)計(jì)算器算出實(shí)測(cè)〇a:混勻作業(yè)