新钢1000m3级高炉适宜冶炼强度和

新钢1000m3级高炉适宜冶炼强度和经济冶炼强度分析 侯兴新余钢铁集团有限公司 摘要 根据2010年新钢1000m3级高炉最新生产统计数据推导建立了生铁月产量和内部成本 利润关系变化高预测精度数学模型 根据数学模型计算的盈亏平衡点 最低成本点和最大利润点及给定条件 定量化计算了1000m3级高炉的适宜冶炼强度和经济冶炼强度 为指导高炉在给定条件下选择适宜冶炼强度和经济冶炼强度 优化操作 实现效益最大化提供了技术依据 研究摘要 新钢现有3座1000m3级高炉 实际平均容积约1260m3 炼铁理论和生产实践表明 燃料比与冶炼强度通常呈现U形曲线关系 在一定的冶炼条件下 存在一个与最低燃料比相对应的适宜冶炼强度 当实际冶炼强度高于或低于适宜冶炼强度时 燃料比都将升高 并导致生铁产量降低 随着冶炼条件改善 与改善后的冶炼条件相适应的冶炼强度可以进一步提高 与之相对应的最低燃料比也会进一步下降 可见 传统炼铁理论主要是根据燃料比和冶炼强度曲线选择适宜冶炼强度 并未解决经济效益最佳的经济冶炼强度如何分析选择的问题 生产实践证明 生铁最低成本并不是在与最低燃料比相对应的冶炼强度下 而是在略高的情况下获得的 经济效益最好时的产量也并非生铁成本最低时的产量 而是略高于该产量 本文通过建立生铁产量与内部成本 利润关系数学模型 创新性地首次将生铁成本 利润与冶炼强度联系起来 在给定条件下 利用盈亏平衡点产量推算了适宜冶炼强度 利用最小成本点和最大利润点推算了经济冶炼强度 为高炉操作者优化操作 提高效益提供了技术依据 生铁产量和成本关系数学模型的建立2010年新钢二铁厂3 1000m3级高炉月产量和内部成本变化见表1 数学模型解析 根据经验 分别采用一元线性方程和抛物线方程对上表数据进行拟合 得到描述成本和产量关系变化规律的两组方程式 数学模型 1 一元线性方程式 C x 4037 4944 1907 3029x 万元 公式1 相关系数r 0 9826 2 抛物线方程式 C x 204 58442x2 8869 2255x 145482 9302 万元 公式2 相关系数R 0 9898显然 用两组方程式预测生铁成本都有令人满意的高精度 相对而言 抛物线方程式的预测精度更高 更接近于生产实际 因此 选用公式2抛物线方程为生铁成本函数进行研究 公司2010年合格生铁内部结算价为2100元 t 故生铁收入函数S x 2100 x 万元 公式3 生铁利润函数L x 为收入函数与成本的差值 即有 L x S X C x 204 58442X2 10969 2255X 145482 9302 万元 公式4 盈亏平衡点的测算 显然 L X 0时的产量即为盈亏平衡点产量 本例有两个盈亏平衡点 从而构成盈亏平衡区间 即X1 24 0566 万t X2 29 5594 万t 因此 目前条件下 二铁厂3 1000m3级高炉合理月产量规模应位于24 0566 29 5594万t区间内 当月产量达到26 808万t时 月盈利达到最大值 最小成本点产量 最大利润点产量 从函数图像分析 L x 是一条开口向下的抛物线 故L x 有最大值 对L x 求一阶导数得 L x 409 1768x 10969 2255 公式7 令L x 0 得X4 26 8080 万t 即最大利润点产量 又因L x 409 1768 0 故当X4 26 808万t时 有最大值 即L 26 808 max 1548 7540 万元 适宜冶炼强度 当生铁月产量处于盈亏平衡区内 即24 0566 29 5594万t范围内时 炼铁厂有内部利润 此时对应的冶炼强度即为适宜冶炼强度 在综合焦比510kg t 休风率1 5 平均炉容1260m3条件下 与盈亏平衡点产量相对应的适宜冶炼强度区间是1 098 1 350t m3 d 经济冶炼强度 当生铁月产量处于26 6665 26 8080万t范围内时 即进入最低成本点和最大利润点区间 炼铁厂经济效益最好 在综合焦比510kg t 休风率1 5 平均炉容1260m3条件下 高炉相对应的经济冶炼强度区间是1 218 1 224t m3 d 结论 传统炼铁理论一般根据燃料比最低的原则选择适宜冶炼强度 并未解决经济效益最好的经济冶炼强度的分析和选择问题 本文尝试通过建立生铁产量与成本 利润数学模型 测算盈亏