用混匀料堆实测标准偏差计算铁矿粉混匀作业效率的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铁矿粉混匀作业工序效果的计算方法，具体的说是一种利用混匀 料堆实测标准偏差来计算铁矿粉混匀作业中混匀效率的方法。
【背景技术】
[0002] 国内外钢铁企业，不论是新企业还是老企业，几乎普遍建立了大型的现代化铁矿 粉混匀作业料场，铁矿粉混匀作业已成为现代钢铁企业生产工艺的一道重要工序，因此，在 当前铁矿粉混匀作业料场工艺装备不断完善的同时，如何计算混匀效率的问题成为钢铁企 业最引人注目的关注焦点。
[0003] 混匀效率的计算是对铁矿粉混匀工序重要性的定量描述，也是对混匀料生产管理 中一个关键性技术经济指标的估计，因此，长期以来人们一直都没有停止过对铁矿粉混匀 作业中混匀效率计算方法的探讨，现有技术中已有的研究主要有以下几种：
[0004]⑴传统的标准偏差法:铁矿粉混匀作业前各种原料总的标准偏差计算式为：
[0005]
[0006] 其中Zi:某种物料的布料层数；
[0007] Z:料堆布料总层数；
[0008] 〇i:对应于Zi层的标准偏差；
[0009] K:不同种类物料数；
[0010]铁矿粉混匀作业后的标准偏差估算式为：
[0011] σ A = σ Ε /及㈡
[0012] 混匀效率计算式为:η = σΕ/σΑ㈢ [0013]其中：ri为混匀效果（％);
[0014] 传统的标准偏差法在实际计算过程中，将㈠ 和㈡代入㈢式，得到：
[0015]
[0016] 利用㈣式计算铁矿粉混匀作业中的混匀效率，只需知道料堆布料总层数Ζ，即可得 出混匀效率。但是这种方法建立在简单工艺的基础上，对生产的描述过于简约，其数学理论 的推导过程也有许多值得质疑的地方，因此，公式的计算结果与事实相去甚远。
[0017] ⑵英国人Vander Mooren A.L建立在自相关函数(i>d(KAt)基础上的混匀效率计 算方法:该方法也没有直接计算出σΑ，而是通过推导，利用计算公式：
[0018]
[0019] 来计算混匀效率，
[0020] 式中:Ν是层数；
[0021] K = l，2,3,……,Ν；
[0022] (K(KAt)是自相关函数；
[0023] At是料层厚度；
[0024] 这种计算方法的缺点是：当各层相关时，随着相关性的增加，Φ a(K △ t)的值增大， 使公式㈤方括号内第二项的数值显著增大，这样由于增加层数而带来有利因素被这种相关 性增加抵消了，实际应用中，获取原料自相关函数较困难，因而方法通常已不使用。
[0025] ⑶佘希方混匀效率计算方法:这种方法分两个情况，一种是无精确配料情况，另一 种是有精确配料情况。无精确配料情况下的混匀效率计算方法的步骤为:①计算铁矿粉混 匀作业前各种原料总的标准偏差σΕ，计算公式为(-)式;②利用计算公式：
[0026] η=Κ(〇Ε+1)(六）
[0027] 来计算混匀效率，其中Κ是经验系数。由于目前混匀作业几乎都有精确配料，因此 这种方法已基本不使用。有精确配料情况下的混匀效率计算方法为:利用公式
[0028] η- b (t)
[0029] 来计算混匀效率，
[0030] 式中:N是堆料层数；
[0031 ] a、b均为经验回归系数，a是斜率，b为截距；
[0032] 该公式与本文其它列举混匀效率计算公式没有实质性区别。
[0033] ⑷汪苏、刘江宁的效率计算方法:计算公式为：
[0034] η 二 a#+ b ㈧
[0035] 混匀效率只与堆料层数有关，a、b均为经验回归系数，a是斜率，b为截距，该方法用 于实际生产不是很准确。
[0036] (5)最优组合三因素计算方法:利用公式 [0037] n=Kini+K2n2+K3n3 (九）
[0038]来计算混匀效率，
[0039] 其中
十b (只与堆料层数N、入混原料进料标准偏差.^yE 有关的混匀效率)；
[0040]
+ b (只与入混原料进料标准偏差&有关的混匀效率)；
[0041 ]
- b (只与堆料层数N有关的混匀效率）；
[0042] &、&1、&2、13均为经验系数， &是斜率，13为截距，1(1、1(2、1(3为各预测公式参与组合的权 重分配值;这种方法实际上是承认诸修正式都不能准确反映客观事实情况下以权重求精 确，集修补之大成。
[0043]在铁矿粉混匀作业工序的生产工艺技术不断发展完善的实践过程中，以上这些方 法在生产实际使用时均被发现其存在着影响混匀效率的因素单一而且描述的规律不够正 确，没有抓住主要因素，计算结果与实际情况差距甚远的缺点。
【发明内容】
[0044] 本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种利用混 匀料堆实测标准偏差来计算铁矿粉混匀作业效率的方法，不仅能够反映混匀作业工序的生 产实际，同时还便于混匀作业的生产管理。
[0045] 本发明解决以上技术问题的技术方案是：
[0046] -种利用混匀料堆实测标准偏差来计算铁矿粉混匀作业中混匀效率的方法，包括 以下步骤：
[0047] ㈠ 对铁矿粉混匀作业工序进行数学模拟求出混匀料中铁矿石的含量P(A):
[0048] 设参加混匀的各原料均只有铁矿石和脉石组成，将混匀作业工序的混匀生产过程 看作是η次独立重复的贝努里试验，以A代表"铁矿石出现"这个事件，1-A代表"脉石出现"即 "A不出现"事件，将A出现的次数与总次数相比，即为A出现的概率，也就是混匀料中铁矿石 的百分含量P(A)( % )，将混匀料中铁矿石出现的全概率公式表达为：
[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为参加混匀的K种原料;A代表铁矿石;P(B1)，P(B2)，……，P (Bk)，（ ％ )为各种原料的配料比;P(A)为混匀料中铁矿石的含量;P(A/B1)，P(A/B2)，……，P (A/Bk)，（ ％ )是各种原料中铁矿石的含量；
[0051 ]在实际混匀作业的生产中，P(A/B1)，P(A/B2)，……，P(A/Bk)由现场采集的数据得 到，现场采集数据是对各种原料进行化验的Tfe含量，将Tfe含量变换为P(A/B1)，P(A/ B2)，……，P(A/Bk)，变换的方法是：
[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)为第一种原料的化验Tfe;……；（Tfek)为第k种原料的化验Tfe;
[0056] ㈡确定铁矿粉离散型随机变量X的分布，X的期望和方差：
[0057] 对铁矿粉混合料进行η次独立重复的贝努里机械混匀试验，根据堆取料作业的特 点及研究对象铁矿石的数学特征确定过程的随机变量种类为离散型随机变量，随机变量X 的分布为服从二项分布，因此，X的期望和方差分别为：
[0058] E(X)=n P(A) (2)
[0059] D(X)=n Ρ(Α)[1_Ρ(Α)] (3)
[0060] ㈢求出铁矿粉混匀作业后混匀料堆的标准差〇a:
[0061] I由混匀料堆合格率P求出〇a:
[0062] 1)混匀料堆的标准差〇a与混匀料堆化学成分Tfe合格率P的过程控制理论数学表 达式：
[0063] i由Tu_TL = 2t，得出P = P(TL<X<Tu)，其中，Tu:混匀料生产中质量控制上限；TS 混匀料生产中质量控制下限；
[0064] ii 根据 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:混匀作业工序生产的混匀料堆合格率;Cp:混匀作业工序的工程能力指 数；
[0068] 2)得到求铁矿粉混匀作业后混匀料堆的标准差〇a的表达式：
[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)也可以表达为：
[0072] 0(t/〇a) = (l+P)/2 (5)
[0073] 式中，〇a为铁矿粉混匀作业后混匀料堆的标准差;t:混匀料生产的单边规范限;P: 混匀作业工序生产的混匀料堆合格率；
[0074] 3)根据公式(5)，由查标准正态分布函数值表求出〇a;
[0075] Π 统计计算的方法直接用科学计算器算出实测〇a:混匀作业