高爐爐況智能化判斷方法的研究.pdf

1、高爐是個逆流式的熱交換豎爐，現(xiàn)代高爐體積龐大，內(nèi)部反應(yīng)涉及了物質(zhì)三態(tài)和“三傳”，反應(yīng)機(jī)理以及動力學(xué)表現(xiàn)都相當(dāng)復(fù)雜，兼之爐體密閉，使得認(rèn)識和了解其內(nèi)部物質(zhì)變化和作用的規(guī)律比較困難。 傳統(tǒng)方法，通過近似、簡化冶煉過程，從而建立數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行爐況判斷，并不能滿足高爐適時運行的需要且設(shè)計參量眾多，模型往往非常復(fù)雜，難以掌握。 因此，目前對于高爐爐況的判斷和操作主要仍基于操作者多年的現(xiàn)場經(jīng)驗，其操作方式屬于“基本理論＋經(jīng)驗”。其中

2、經(jīng)驗還占有相當(dāng)大的比重，由此導(dǎo)致操作主觀性大、傳繼性差，每個有經(jīng)驗的操作者都有一套自己的操作理論。 盡量減弱操作者的主觀性對高爐控制的影響，加大高爐控制的自動化程度已成為各個煉鐵廠的迫切需要。其中以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)的應(yīng)用為主流。 而專家系統(tǒng)的建立難以突破知識獲取的“瓶頸”。“專業(yè)編程人員＋高爐操作專家”的建模方式耗費大量的時間、人員與財力。 由此，本文提出了一種以模糊數(shù)學(xué)聚類為基礎(chǔ)的高爐基本爐況智能化判定的簡易

3、方法。通過對高爐冶煉過程數(shù)據(jù)初步聚類分析，從而得到各個參量與爐況之間的基本關(guān)系；接著，以所獲得的關(guān)系（隸屬度）為爐況打分，再通過二次聚類來生成爐況判定專家系統(tǒng)的雛形，并結(jié)合了VB編制的界面構(gòu)成了一個簡易的爐況初判專家系統(tǒng)。通過多組數(shù)據(jù)與公式驗證與討論得出：聚類數(shù)目為3時效果最佳。 與其它方法相比，此方法具有如下優(yōu)點： 1) 判斷模式從全局考慮，思路符合工長的操作者的經(jīng)驗邏輯，此方法所用建模參量，皆為日常高爐工作中易于獲取

4、的基本參量，易于高爐操作者接受。 2) 滿足高爐實時判斷的要求，可作為在線分析的工具。 3) 有數(shù)據(jù)分析自主生成專家系統(tǒng)知識庫，打破傳統(tǒng)開發(fā)模式的耗時多、耗人力且知識采集困難的“瓶頸”。 4) 程序編寫簡單，易于非專業(yè)編程人員掌握且可移植性較強(qiáng)。 通過不同地區(qū)、容積、冶煉強(qiáng)度的高爐運行中的大量數(shù)據(jù)驗證了此方法的可行性，其既適用于高爐隨機(jī)離散數(shù)據(jù)又適用于連續(xù)運行的數(shù)據(jù)。最后，作者還就系統(tǒng)將來的研究提出了進(jìn)一