摘要：各厂燃料比与高炉冶炼强度、燃料比与利用系数之间呈现U字型，根据实际数据绘制散点图分析发现降低燃料比对提高利用系数的作用效果比提高冶炼强度更加有效。其次，将入炉品味、风温、顶压、熟料率化为其它指标，剩余的15个能耗指标通过相关性检验分成四类，分别探究能耗指标和其它指标与利用系数之间的关系，将两方程联立建立多元线性回归方程，此方程经过F检验，相关性较强。
关键词：绿色高炉；多元线性回归方程；相关性分析
1冶炼强度、燃料比、利用系数之间关系
最低焦比的冶炼强度区域为1.0~1.15t/(m3.d)。炼铁学理论上是:高炉利用系数=冶炼强度÷燃料比，即提高利用系数可以从两个方面着手：1、提高冶炼强度；2、降低燃料比。
虽然各厂高炉的生产条件相差很大,但是做出趋势图，可以得出与以前研究相符的结果。根据分析，要想提高利用系数，首选还是降低燃料比。根据关系图分析发现，冶炼强度过高时并不能提高利用系数，而降低燃料比对提高利用系数的作用效果比提高冶炼强度更加有效。因此，强化高炉、提高利用系数需要从降低燃料比方面寻找对策。
根据分析，要想提高利用系数，首选还是降低燃料比。根据关系图分析发现，冶炼强度过高时并不能提高利用系数，而降低燃料比对提高利用系数的作用效果比提高冶炼强度更加有效。因此，强化高炉、提高利用系数需要从降低燃料比方面寻找对策。
1.1各级高炉利用系数的确定
基于降低燃料比来提高利用系数的观点，确定设计年平均利用系数的上下限时，应以冶炼强度和燃料比的最低点所在的区域作为原则。
经查阅资料，梅山高炉即为1000m3级（有效容积分别为：两座1250m3、一座1280m3),其中2000~2005年间梅山高炉平均冶炼强度达到1.07,平均利用系数为2.22t/(m3.d),平均燃料比为497kg/t,富氧率为1.5%~2.0%。根据整理出的2000~2005年间的月平均生产数据,去除其中波动比较大的数据,画出高炉冶炼强度与燃料比的关系图。
由其关系可知,当冶炼强度达1.14t/(m3.d)时,燃料比为494.49kg/t，最低利用系数为2.30；当冶炼强度小于1.14t/(m3.d)或大于1.14t/(m3.d)时,燃料比都呈现上升趋势。
由统计数据可得燃料比(Y)、焦比(W)与冶炼强度(X)的回归方程式,当冶炼强度达到1.10t/(m3.d)时，存在最低燃料比为550kg；冶炼强度大于1.10t/(m3.d)时,燃料比呈上升趋势,此时利用系数为2.20t/(m3.d)；当冶炼强度达到1.15t/(m3.d)时,存在最低焦比为400kg/t；当冶炼强度大于1.15t/(m3.d)时,焦比呈上升趋势。
根据相应的图表数据，可以求出燃料比(Y)、焦比(W)与冶炼强度(X)的一元线性回归方程式：Y=147.69X+348.92；W=173.80X+163.94。
由上式可知,当冶炼强度提高0.10t/(m3.d)时，燃料比提高大约14.77kg/t，焦比提高约17.38kg/t；当利用系数提高0.10t/(m3.d)时，燃料比提高大约78kg/t，焦比提高大约98kg/t。因此可以看出，当冶炼强度和利用系数提高时，焦比的提高速度相较于燃料比快。
同时分析回归曲线图可知,冶炼强度与燃料比亦分为三个区域:冶炼强度1.02t(m3.d)/区域的燃料比最低;冶炼强度低于1.00t/(m3.d)的燃料比随着冶炼强度的升高而降低；冶炼强度高于1.05t/(m3.d)区域的燃料比随着冶炼强度的升高而升高。可以求出燃料比(Y)与冶炼强度(X)的回归方程式：
Y=1990.1X2-4046.9X+25462
将上述曲线图结合在一起可以发现两图中的数据点能很好衔接，据此可以说明二者之间存在相似的变化规律。
因此，由利用系数的计算公式（高炉利用系数=冶炼强度÷燃料比），结合对邯钢7号及马钢四铁厂2号高炉分析结果进行计算，将2000m3级高炉的利用系数的上下限分别设定为2.35t/(m3.d)和2.00t/(m3.d)。
1.2 3000m3级高炉设计年平均利用系数上限的确定
经查阅资料，可以武钢5、6号高炉作为该层次的研究对象，将其生产数据绘制成邯钢7号和马钢2号高炉燃料比与冶炼强度的关系图。由其关系图可发现当冶炼强度为1.17t/(m3.d)时，燃料比存在最小值,此时利用系数为2.20t/(m3.d)。以该数据作为3000m3级高炉设计年平均利用系数的上限。即3000m3级高炉设计年平均利用系数的上限为2.20t/(m3.d)。
2 能耗指标、利用系数、其他指标之间的数量关系
2.1利用系数与其它指标
根据软件求解指标前系数。由此可得，利用系数与其它指标之间的关系为
Z=0.035x1+0.002x2+0.007x3-0.662
由上式可以看出，利用系数与入炉品味和风温成正相关，增大入炉品味、提高风温可以提高生铁利用系数，与顶压成负相关，在高炉炼铁过程中应当适当降低顶压。
2.2利用系数与能耗指标
焦比、煤比、燃料比等剩余15个指标可化为能耗指标，首先将能耗指标进行分类，采用主成分分析法，将某些可能存在相关性的变量化为线性不相关的一类变量。利用系数与能耗指标之间的关系为:
Z=0.119y1+0.005y2-0.019y3+0.001y4+1.468
其中，y1——焦炭灰份；y2——煤比；y3——M4O；y4——焦比。
2.3利用系数、能耗指标与其它指标之间关系
利用系数与其它指标之间关系为：
Z=0.035x1+0.002x2+0.007x3-0.662
利用系数与能耗指标之间关系为:
Z=0.119y1+0.005y2-0.019y3+0.001y4+1.468
假设利用系数与其它指标、能耗指标之间的关系为
Z=0.035x1+0.002x2+0.007x3+0.119y1+0.005y2-0.019y3+0.001y4+0.806
对于此模型为多元线性回归模型，在对每个回归系数做显著性检验之前，应当对回归模型的整体做显著性检验。
首先构造F统计量。总平方和（SST）可分解成回归平方和（SSR）与残差平方和（SSE）两部分。与这种分解相对应，相应自由度也可以被分解成两部分。
SST具有7个自由度。这是因为在8个变差 ，t=1,2,…，8中存在一个约束条件，即 。由于回归函数 中含有8个参数，而这8个参数受一个约束条件 制约，所以SSR由7个自由度。与SST相对应，自由度T-1也被分解为两部分，
3 结论
本文主要讨论了如何解决一段时间以来我国高炉一味追求高利用系数的问题，因此,当前应把节约能源和资源作为炼铁工业发展的基点，大力发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型的高炉，在科学发展观的指引下切实走新型炼铁工业发展道路。
参考文献
[1]丁玉龙.高炉冶炼炼铁技术工艺及应用研究[J].绿色环保建材,2018(06):169.
[2]宋亚超,杨连阔.浅析炼铁高炉冶金技术的应用与发展[J].中国金属通报,2018(04):18+20
论文作者:耿一帆1 程宇阳2 张柳叶2
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年8月上
论文发表时间:2019/3/13
标签：系数论文; 高炉论文; 燃料论文; 强度论文; 焦比论文; 指标论文; 关系论文; 《新材料·新装饰》2018年8月上论文;