沖天爐熔煉過程成分預測系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、據(jù)統(tǒng)計,鑄鐵件產(chǎn)量占我國鑄件總產(chǎn)量的70％以上,鑄鐵仍是我國鑄造生產(chǎn)最重要的材料,因此,提高鑄鐵件質(zhì)量、降低其成本對促進我國國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重要意義。而作為影響鑄鐵件質(zhì)量和成本的關鍵因素,鑄鐵熔煉水平的提高對實現(xiàn)低能耗綠色鑄造以及實現(xiàn)國家降低單位產(chǎn)值能耗的目標具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文針對目前我國鑄鐵最主要的熔煉方式—沖天爐熔煉展開相關研究,重點對沖天爐熔煉體系成分預測模型的建立和系統(tǒng)實現(xiàn)兩方面開展研究工作。本文首先研究了沖

2、天爐熔煉體系成分變化過程的數(shù)學表達方法,即利用分子式矩陣、化學反應計量系數(shù)矩陣、獨立組分、獨立反應等物理化學知識對沖天爐熔煉體系進行數(shù)學描述。在此基礎上,基于沖天爐熔煉體系的建模要求,綜合比較平衡常數(shù)法和最小自由能法這兩種多相多組分體系平衡計算算法的優(yōu)勢,最終選用最小自由能法來進行沖天爐熔煉體系成分預測的熱力學建模。為保證該熱力學模型的精度,本文還研究了沖天爐熔煉參數(shù)的約束處理方法,即采用間接約束的思路,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡來處理熔煉參數(shù)與

3、鐵液溫度之間的約束關系,從而完成熔煉參數(shù)對鐵液成分影響的探索研究,最終建立了沖天爐熔煉過程的成分預測模型。
　　在分析成分預測模型求解特點的基礎上,本文選用遺傳算法作為上述模型的求解算法,并對遺傳算法進行了相關改進以提高算法效率,然后利用Matlab平臺實現(xiàn)了該模型,文章最后設計了兩個熔煉算例來說明成分預測系統(tǒng)的實際應用效果。
　　本文的研究結(jié)果論證了沖天爐熔煉過程成分預測系統(tǒng)的可行性,并對系統(tǒng)的影響因素展開深入闡述,為后續(xù)