基于火焰多光譜分析的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制研究.pdf

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)效率高、能耗低，是目前鋼鐵行業(yè)中最主要的煉鋼生產(chǎn)方式之一，其吹煉終點(diǎn)的準(zhǔn)確控制對(duì)降低能源消耗、節(jié)約生產(chǎn)成本，提高鋼產(chǎn)品質(zhì)量，提升環(huán)保能力，擴(kuò)大產(chǎn)品范圍具有決定性的影響。然而，由于轉(zhuǎn)爐煉鋼所采用的原料成分不穩(wěn)定，吹煉過程涉及多種高溫環(huán)境下復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，吹煉終點(diǎn)的熔池成分受眾多因素影響，使得轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)的在線準(zhǔn)確控制至今難以實(shí)現(xiàn)，這也是全世界冶金行業(yè)亟待解決的難題。本文針對(duì)上述問題展開研究，具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:

2、r>　　構(gòu)建了爐口火焰多光譜輻射信息采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在煉鋼現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、非接觸式的爐口火焰多光譜輻射信息的采集，且采集過程不受轉(zhuǎn)爐的吹煉工藝變化以及轉(zhuǎn)爐爐型差異的影響;將不同吹煉階段爐口火焰的光譜分布特征和轉(zhuǎn)爐爐前操作工人的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，分析了轉(zhuǎn)爐吹煉過程中爐口火焰與熔池狀態(tài)之間所存在的規(guī)律。
　　以吹煉過程中與熔池碳含量相關(guān)的爐口火焰光譜特征及吹煉參數(shù)作為模型的輸入變量，分別提出了兩種針對(duì)于不同的終點(diǎn)目標(biāo)碳

3、含量范圍的基于支持向量機(jī)分類與回歸混合模型的終點(diǎn)碳含量預(yù)報(bào)方法。提出了采用吹煉中期的爐口火焰光譜特征等作為輸入變量來構(gòu)建終點(diǎn)磷含量二分類模型的方法。提出了采用爐內(nèi)鋼水作為輻射源來測(cè)量輻射采集系統(tǒng)的響應(yīng)系數(shù)的方法，并分別采用雙波長(zhǎng)法和多光譜法對(duì)爐口火焰溫度進(jìn)行計(jì)算。考慮到爐口火焰溫度與熔池溫度之間的聯(lián)系，構(gòu)建了基于支持向量機(jī)回歸算法的終點(diǎn)溫度預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了熔池溫度的在線、非接觸式的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
　　本文所有數(shù)據(jù)均是在實(shí)際的轉(zhuǎn)爐吹煉過

4、程中采集得到的。此外，為了檢驗(yàn)所提出的方法與系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果，將上述系統(tǒng)與終點(diǎn)碳溫預(yù)報(bào)模型應(yīng)用于煉鋼廠的實(shí)際吹煉過程。實(shí)驗(yàn)對(duì)象均是隨機(jī)抽樣的鋼廠正常的吹煉過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所構(gòu)建的終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型能夠完全滿足煉鋼現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際要求，在國內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)了采用爐口火焰多光譜分析進(jìn)行轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，其終點(diǎn)命中率相比于人工經(jīng)驗(yàn)法的73％提升了約20％。本文的研究方法能夠適用于不同的轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝，且不受吹煉過程中復(fù)雜的熔池反應(yīng)的影響，對(duì)世界