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面向产品成本的高炉物料结构优化研究

刘艳春  
【摘要】: 铁精粉等高炉原料的采购成本在生铁成本中的比例可达70%左右,因此,确立最佳的原料结构是降低产品(生铁)成本的有效手段。另外,随着我国钢铁行业的高速发展,铁精粉的需求量和进口量大幅增加,铁精粉的价格不断上升,高炉含铁原料的采购决策模型也逐步完善和被广泛使用。 本文对B钢铁公司物料结构进行优化分析,建立了面向产品成本的高炉物料结构优化模型。数学模型分为6个子模型,其中工艺模型有烧结机优化模型、竖炉优化模型、高炉优化模型,物料配置模型有铁精粉优化配置模型,烧结矿优化配置模型和球团矿优化配置模型,模型之间交互的数据流为原料或产品的物料流量、物料性能、价格及原料性能的影子价格。工艺模型采用模糊规划方法建模,物料配置模型采用网络流优化方法建模,模型采用MATLAB软件编写程序。计算结果以含铁原料使用数量的边际贡献的方式提交,以支持决策者调节原料结构。 本论文的特色如下:首先,本论文模型将以产品成本最低作为原料结构优化的目标,而不以采购成本最低、烧结矿成本最低球团矿成本最低等作为目标;其次,模型运用模糊规划,从基准期的工艺参数和原料性能中校准出效率参数,从而精确描述出优化期内数量(产品产量或原料用量)、性能(产品性能和原料性能)和成本三者之间的数值关系;最后,计算含铁物料用量的边际贡献。本模型不计算最优的原料结构,而是计算原料用量的边际贡献(原料用量发生单位变化时,铁水成本的变化值),这种提交方式允许决策者综合考虑社会人文等模型无法考虑的因素,另外,由于在计算边际贡献时,模型仅仅在基准值的一个邻域内求解,消解了插值和外推带来的误差,因而计算结果更为准确。 本文得出以下结论:第一,模糊线性规划方法可有效地校准高炉过程的效率参数,较回归分析法简便,且计算精度高;第二,使用输运矩阵描述烧结矿、球团矿和铁精粉的运输网络,可将非线性规划转化为线性规划,简化了求解过程。


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