朱新宁等：炉外法冶炼最优配料数学模型及计算机应用 ·63· 2.3目标函数 以产品单位原材料消耗费用最低为寻求目标：S-之。·工 (8) 在上述数学模型中：n一可用原料种类；a一第i种原料中的j种成分含量；7，一第i种原 料的回收率；x一配入的第i种原料量；f,、d,一冶炼某种铁合金所要求配成原料中第j种成 分含量；L一第k种杂质含量；Q。一第i种原料与第p种原料反应的发热量；z0,()、x,一 第i种原料放出的氧量和第k种元素氧化所需氧量；xeo,xrM,一第i种原料含铁量和铁合金 冶炼所需铁量；c,,一第i种原料单价和最大用量；S一目标函数。 式(1)~(8)经适当的数学处理，化为线性规划问题.这种线性最优化问题可在计算 机上迅速求得， 3优化配料计算和计算机实现 以某铁含金厂生产FeMo60一A为例，采用单纯形法进行优化配料的计算机模拟. 为了保证可比性，便于现场应用和推广，模拟计算采用的原料条件、化学成分和原料价 格等完全与现场实际情况相符，并分别用BASIC语言和FORTRAN语言编制成适用于IBM 一PC/XT型微机的软件. 3.1原料化学成分与合金成分 钼铁冶炼的主要原料为焙烧钼精矿；75%的硅铁（热源、铁源）；铁鳞或铁矿粉（氧源、 铁源)；铝粒（热源）；炭素钢屑（铁源）；硝石（辅助氧源）等，其化学成分与原料价格如表 1所示. 表1原料的主要化学成分(%)及价格（元/） 品名Mo FeO S P c ∑Fe Si Al Cu NaNO,CaF:原料价格 熟钼精矿526.50.080.0030.08 18500 铁鳞 0.040.040.0370(97) 80 硅铁 0.0150.050.221762 3300 钢屑 0.040.040.398 350 铝 粒 991 12000 硝 石 98 920 萤石 8 140 注：表中括号内参数为FeO,含量(%) 硝石与萤石不参与优化配料的迭代过程，仅累加到目标函数上， 所要求FeMo60-A合金化学成分如表2所示. 表2合金化学成分(%)(GB3649-87) 牌号 Mo Si S P C Cu Sb Sn FeMo60-A 55651.00.010.040.100.500.040.04 3.2计算机模拟计算及其结果 金属热法冶炼时间较短，铁的还原率较低，铁的氧化物大约只有30%40%被还原为金朱新宁等 : 炉 外法 冶炼 最优配料数学模型及计 算机应用 2 . 目标函 数 3 以 产 品 单位原材 料 消耗费用最 低 为寻求 目标 : 一 艺 s : ` . 龙 ( ) 8 在 上 述数学模型 中 : n 一可用 原料 种类 ; 一第 j a i 种 原料 中 的 i 种 成分 含量 j 从 ; 一第 种原 i 料 的 回收率 ; x i 一配入 的第 种原 料量 i ; 无 、 一冶炼某种铁合金所要求配成 原料中第 种成 j j d 分含量 ; 及一第 种杂 质含 量 k ; Q , 一第 i 种原料 与 第 p 种原 料 反应 的发 热量 , xo Z i( ) 、 x O Z (k) 一 第 i 种 原 料放 出的氧量 和第 k 种 元素氧 化所 需氧 量 ; x F e ( i ) , x e(F M 。 )一第 i 种 原 料含铁量和 铁合金 冶 炼所 需铁量 ; 。 : , 叭一第 i 种 原 料单价 和最 大用 量 ; S一 目标函数 。 式 ( 1) 一 ( 8) 经适 当的数学 处理 , 化 为线性规 划 问题 . 这种 线性最 优化 问题可 在 计算 机 上迅 速 求得 . 3 优化配料计算和计算机 实现 以 某铁含金厂 生产 eF M o6 o 一 A 为例 , 采 用单 纯形 法进 行 优化 配料 的 计算 机模拟 . 为 了保证 可 比性 , 便 于现 场应 用和 推广 , 模 拟计 算采 用 的原 料条 件 、 化学 成分和 原料 价 格等 完全 与现 场实 际情况 相符 , 并分 别 用 B A SI C 语 言和 F O R T R A N 语言 编制 成 适 用于 BI M 一 P C / X T 型微 机 的软件 . .3 1 原料 化学 成分 与合金 成分 钥铁 冶炼 的主要 原料 为焙烧 钥精 矿 ; 75 % 的 硅铁 (热 源 、 铁源 ) ; 铁鳞 或铁矿粉 ( 氧源 、 铁源 ) ; 铝粒 (热 源 ) ; 炭 素钢 屑 ( 铁源 ) ; 硝 石 ( 辅 助氧 源 ) 等 , 其化 学 成分与原 料 价格 如表 1 所示 . 表 1 原料 的主要化学成分 ( % ) 及价格 (元 t/ ) 品 名 M o F e O 5 p C 艺 F 。 S ` A I C u N a N O 3 aC F Z 原料价 格 熟 钥精矿 52 0 8 0 4 O 8 0 3 7 0 ( 9 7 ) 2 2 1 7 6 3 9 8 1 8 5 0 0 8 0 3 3 0 0 3 5 0 1 2 0 0 0 )3454 0沙以伽 9 2 0 1 4 0 铁硅钢铝硝萤 鳞铁粒石屑 注 : 表中括号内参数为 eF 3 0 ` 含量 ( % ) 硝 石与 萤石 不参与 优化 配料 的迭 代过 程 , 仅累 加到 目标函 数上 . 所要 求 eF M o6 0 一 A 合金 化学成 分 如表 2 所示 . 表 2 合金化学成 分 ( % ) ( G B 3 6 4 9一 8 7 ) 牌 号 5 1 5 P C C u S b S n F e M o 6 O 一 A 5 5 ~ 6 5 0 1 0 . 0 4 0 . 1 0 0 . 5 0 0 . 0 4 0 . 0 4 3 . 2 计算机模拟 计算 及其 结 果 金属 热法 冶炼 时 间较 短 , 铁 的还原 率较 低 , 铁的氧 化物 大 约 只有 30 % 一 40 % 被还原 为金