連鑄機(jī)單爐澆注運(yùn)行優(yōu)化方法研究及軟件實(shí)現(xiàn).pdf

1、連鑄生產(chǎn)過(guò)程是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程中的核心工序。在連鑄操作運(yùn)行過(guò)程中，其主要目標(biāo)是在保證整個(gè)連鑄生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)性的前提下，合理設(shè)定連鑄機(jī)的拉速和水量，以充分的發(fā)揮連鑄機(jī)生產(chǎn)能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，使連鑄生產(chǎn)過(guò)程處于優(yōu)化運(yùn)行工況。現(xiàn)有的連鑄操作運(yùn)行方式以操作工通過(guò)查詢水表給定拉速和水量的方式實(shí)現(xiàn)，難以保證連鑄機(jī)處于最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)。連鑄運(yùn)行優(yōu)化的提出就是要在滿足工藝和資源約束的條件下，從生產(chǎn)全局優(yōu)化的角度，給定連鑄機(jī)拉速和水量，使連鑄調(diào)度計(jì)劃和二冷

2、水過(guò)程控制系統(tǒng)相互配合，實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)的最優(yōu)運(yùn)行。
　　連鑄生產(chǎn)過(guò)程是具有移動(dòng)邊界的凝固過(guò)程，其機(jī)理可以由非線性熱傳導(dǎo)偏微分方程和湍流偏微分方程描述。由于生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程受到鋼水溫度、成分、連鑄機(jī)設(shè)備狀態(tài)等多種因素的影響，使實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程表現(xiàn)出強(qiáng)烈的不確定性和動(dòng)態(tài)特性。因此，單純從計(jì)劃調(diào)度優(yōu)化、或者過(guò)程控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)定，都難以實(shí)現(xiàn)連鑄生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化運(yùn)行。
　　本文首先對(duì)連鑄機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程和運(yùn)行模式進(jìn)行了分析和描述，提出了連鑄運(yùn)行優(yōu)化的問(wèn)

3、題描述;然后針對(duì)單爐澆注的連鑄運(yùn)行優(yōu)化問(wèn)題，建立了基于冶金準(zhǔn)則的連鑄運(yùn)行指標(biāo)模型、連鑄運(yùn)行約束模型以及連鑄運(yùn)行優(yōu)化的決策變量;在對(duì)運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行歸一化加權(quán)、基于質(zhì)量守恒的生產(chǎn)連續(xù)性約束處理、凝固傳熱方程離散化方法等基礎(chǔ)上，建立了基于GA的連鑄運(yùn)行優(yōu)化模型的求解算法，實(shí)現(xiàn)連鑄運(yùn)行優(yōu)化的求解;最后，利用Microsoft.NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)和gPROMS流程模擬軟件，采用C＃編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了連鑄運(yùn)行優(yōu)化算法實(shí)驗(yàn)軟件，通過(guò)此軟件不僅能實(shí)現(xiàn)連鑄運(yùn)

4、行優(yōu)化計(jì)算，對(duì)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果進(jìn)行仿真驗(yàn)證，還能進(jìn)行連鑄生產(chǎn)過(guò)程各工況下的連鑄凝固傳熱過(guò)程仿真模擬，為連鑄凝固傳熱過(guò)程和連鑄運(yùn)行優(yōu)化的研究提供了軟件實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
　　本文在對(duì)連鑄機(jī)運(yùn)行優(yōu)化算法實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行功能和模型測(cè)試的基礎(chǔ)上，以某廠的實(shí)際操作運(yùn)行數(shù)據(jù)為背景，對(duì)本文提出的連鑄單爐澆注運(yùn)行優(yōu)化方法進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與人工查詢水表的操作方式相比較，本文的方法給出的拉速和水量計(jì)算出的鑄坯溫度更接近工藝設(shè)定的目標(biāo)溫度，實(shí)現(xiàn)了在保證產(chǎn)品質(zhì)