贵州达众第七砂轮有限责任公司胡勇/文2使用传统方法存在问题和需要注意事项的讨论2.1存在的问题2.1.1硅铁比概念理解存在歧义在棕刚玉冶炼用混合炉料物料配比计算传统方法计算公式（2）、（4）中，规定K为“硅铁中铁硅比”，其定义是指硅铁中铁元素百分含量与硅元素百分含量的比值。由于棕刚玉冶炼过程中，混合炉料中二氧化硅还原反应途径多样化，除了一部分还原为单质硅进而生成硅铁除去外，其余则要么生成SiO等气体除去，要么以二氧化硅形式少量残存没有被还原，致使实际硅铁中的铁硅比与混合炉料配比计算及配料作业时使用的“硅铁中铁硅比”并不一致，实际硅铁中的铁硅比才是真正的硅铁中铁硅比，而混合炉料配比计算及配料作业所使用的“硅铁中铁硅比”不是真正的硅铁中铁硅比，所以K要表达的不是硅铁中铁硅比，而是为了满足一定的物料配比需要所规定的一个参数，这个参数可以用“配料铁硅比”这一概念术语来表述，其定义为混合炉料中的铁元素百分含量与硅元素百分含量的比值。可见，“配料铁硅比”与硅铁中铁硅比，是完全不同的两个概念，传统方法计算公式中所谓的“硅铁中铁硅比”实际上是“配料铁硅比”，对其含义的理解和认识不同，导致对硅铁比概念存在歧义。

2.1.2配料硅铁比范围不同，取值有高有低

明确了计算公式（2）、（4）中K为配料铁硅比后，配料铁硅比如何取值是首先必须要解决的问题。配料铁硅比取值范围不同于硅铁中铁硅比取值范围，但配料铁硅比取值，显然和硅铁中铁硅比密切相关，其目的主要是为了确保硅铁中铁硅比在适宜范围内（4.5~6.5），以满足促使杂质沉降分离和促进杂质还原反应的需要，满足保证硅铁的感磁性能的需要，同时还需要考虑铁质添加剂的经济使用。

根据有关资料推荐，硅铁中铁硅比的适宜取值范围为4.5~6.5，其所要表达的究竟是硅铁中铁硅比，还是配料铁硅比？由于对硅铁比概念理解存在歧义，有的是将硅铁中硅铁比直接视为配料铁硅比，因而导致实际硅铁中的铁硅比值高于4.5~6.5，一般会达到6~8甚至更高；有的则认为，这一要求是实际硅铁中的铁硅比，只要能保证实际硅铁中的铁硅比在规定范围（4.5~6.5）即可，加上铁质添加剂使用目的不同，以及冶炼装备不同，所以配料铁硅比取值往往较低，其取值大多小于5.0。也就是说，由于对硅铁比概念的理解和认识不同，在物料配比计算公式中采用的配料铁硅比范围不同，取值有高有低。

2.1.3没有专门量化反映三氧化二铝的还原及其对物料配比的影响

在传统方法中，一些确定性影响因素，在探讨其对物料配比的影响时，是和所有其他随机性影响因素一起，被视作随机性影响因素简化处理，没有专门量化反映到物料配比计算公式中。

具体来讲，传统方法物料配比计算公式，只考虑了三氧化二铁、二氧化硅、二氧化钛的还原反应，实际上三氧化二铝的还原不可避免，三氧化二铝还原对物料配比必然产生影响。特别是当原材料中二氧化钛含量高时，三氧化二铝还原量更大，三氧化二铝还原对物料配比的影响更不能忽视。

由于传统方法计算公式所依据的反映物理化学原理的还原反应式不全面，不能准确地反映棕刚玉冶炼过程实际情况，混合炉料物料配比计算公式中，没有专门量化反映三氧化二铝的还原及其对物料配比的影响，因而物料配比准确性必然受到影响。

2.1.4杂质还原程度采用固定值，不能准确反映冶炼过程实际情况

棕刚玉冶炼，需要将混合炉料中杂质三氧化二铁、二氧化硅、二氧化钛等还原去除，以便获得化学组成符合要求的棕刚玉熔液。无论是从从化学平衡理论，还是从棕刚玉冶炼实践来看，各种杂质均不可能全部还原去除，总是会残留一定数量，因此对于使用不同质量的物料，这些杂质的还原程度是变化的，不是固定值；即使是使用同一原料、相同的物料配比，由于冶炼过程的复杂性和不可重复性，各种杂质还原程度也是不断变化的，不会保持一致；而传统方法计算公式中杂质的还原程度是固定值，这显然不能准确反映棕刚玉冶炼过程的实际情况。

2.1.5没有专门量化反映铁质添加剂中硅元素和三氧化二铁对物料配比的影响

铁质添加剂中硅元素和三氧化二铁总是不可避免地存在。由于所能获得的铁质添加剂质量的下降，一是发生氧化作用或掺杂使三氧化二铁含量增加，再就是存在一定量硅元素，需要将其视作确定性影响因素，其对碳质还原剂配比量和铁质添加剂配比量的影响不可忽略，需要反映到物料配比计算公式中，而传统方法计算公式中对此并没有专门量化反映。

2.1.6碳质还原剂配比调整系数选择范围宽泛

对于碳质还原剂理论配比量的调整，所规定的“碳质还原剂配比调整系数”，是综合考虑了理论配比计算公式准确性（不区分确定性影响因素和随机性影响因素）和冶炼实践作业层面（随机性影响因素）两方面各种因素的共同作用，对理论配比计算公式进行调整而总体规定的一个经验系数，物理含义笼统，选择范围宽泛，其准确取值需要通过冶炼实践经验确定，具体选定、适时调整。造成此问题的原因是，在于传统方法没有根据影响因素的性质和作用规律，将理论配比计算公式准确性的影响因素按照随机性影响因素和确定性影响因素区分开来，更没有把理论配比计算公式准确性的影响因素与冶炼实践作业层面方面的影响因素区分开来，并据此按照各自的作用规律分别对碳质还原剂理论配比量进行调整。2.2需要注意的事项2.2.1计算公式对铝矾土化学组成的适用要求

主要原料铝矾土中二氧化钛含量较低时（比如低于2.5%），碳质还原剂理论配比量计算公式不适用，需要对原料组合选用重新调整，否则不仅不能保证棕刚玉中二氧化钛含量在1.5%~3.8%范围内，三氧化二铝含量也会偏高；二氧化钛含量也不能太高（比如大于7.5%），否则碳质还原剂理论配比量计算公式同样不适用，也需要对原料组合选用重新调整，否则也不能保证棕刚玉中二氧化钛含量在1.5%~3.8%范围内，三氧化二铝含量往往低于94.5%。

2.2.2棕刚玉化学组成不是点值而是范围值

按照传统方法计算公式进行计算，预期获得的棕刚玉化学组成不是点值而是范围值，没有固定的目标值，因而使用同一铝矾土或不同质量铝矾土，特别是二氧化钛不同的铝矾土，按照计算的物料配比进行混合炉料配制，由于冶炼过程的复杂性和不可重复性，各种杂质还原程度不会保持一致，不同炉次冶炼产出的棕刚玉其化学组成不同，有一定变化范围，棕刚玉产品技术条件对此进行了规定，即三氧化二铝含量94.5%~97.5%、二氧化钛含量1.5%~3.8%。因而，棕刚玉在化学组成符合技术条件的情况下，其具体化学组成有差别，导致其理化指标和技术性能不同，产品质量、用途也不完全相同。

反过来，由于棕刚玉产品技术条件规定化学组成有一定变化范围，因而可以使用同一质量铝矾土，只需改变计算公式中碳质还原剂配比调整系数，从而改变二氧化钛等杂质的还原程度，改变物料配比以及通过炉前调整，就可获得棕刚玉具体化学组成不同、但其化学组成在技术条件规定范围内的符合要求的棕刚玉。更进一步要求，要使棕刚玉化学组成基本保持一致，具有固定的目标值，则必须改变计算公式中碳质还原剂配比调整系数，对物料配比进行调整，并辅之以炉前调整、控制才能实现。

2.2.3原料质量呈现下降趋势

随着社会经济的发展和科学技术的进步，产品市场和原料需求规模越来越大，市场对铝矾土、碳质还原剂、铁质添加剂的需求量也越来越大。铝矾土、碳质还原剂都是不可再生的资源，特别是优质铝矾土资源随着不断的开采和使用，其天然储备量越来越少，甚至接近枯竭。市场竞争的结果，导致棕刚玉冶炼用的铝矾土质量越来越差。铸造技术的进步，使精密铸造和无余量铸造得到很大的发展，铸件加工余量很小甚至不需加工就可直接使用，致使铸铁屑和铸钢屑的产出比和产量也在下降，而实际市场需求量却在不断增加，这一供需矛盾是科技进步和社会经济发展的必然结果，直接导致棕刚玉冶炼用铁质添加剂货源紧张，质量下降也是不争的事实。原料质量下降的结果，超标到一定程度，必然影响物料配比计算公式的准确性，进而影响物料配比的准确性。

2.2.4铝矾土质量下降，对物料配比准确性要求更高

铝矾土质量下降，表现在棕刚玉冶炼实践中，就是炉况不稳定、炉前操作难度大，作业条件恶化、物料飞扬和燃烧损失增大、炉中物料配比发生变化、炉前质量调整频繁且调整量大，甚至导致安全事故，各项技术经济指标不理想。这些不利影响，在物料配比不准确时会进一步恶化，因而铝矾土质量下降，对物料配比准确性的要求更高。

2.2.5铁硅比取值选择，受多种因素影响

由于对铁硅比概念的理解和认识不同，以及在棕刚玉冶炼过程中追求的主要目的和棕刚玉产品用途的不同，因而对促使杂质沉降分离和促进杂质还原反应、保证硅铁感磁性能的

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