轉(zhuǎn)爐煉鋼過程控制模型開發(fā).pdf

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼作為一種非常重要的煉鋼方法，其主要任務(wù)就是生產(chǎn)出成分合格、溫度合適的鋼水。由于轉(zhuǎn)爐冶煉過程是一個非常復(fù)雜的帶有強耦合性的高溫物理化學(xué)變化過程，輸入輸出之間存在很強的非線性關(guān)系，還無法對其冶煉機(jī)理進(jìn)行透徹的解析，所以要建立常規(guī)的數(shù)學(xué)模型對其進(jìn)行描述是非常困難和不切合實際的。 目前，廣泛采用靜態(tài)控制技術(shù)結(jié)合以副槍檢測為基礎(chǔ)的動態(tài)控制技術(shù)的方法建立轉(zhuǎn)爐冶煉過程控制模型。本文正是從這種建模思想出發(fā)，根據(jù)轉(zhuǎn)爐煉鋼過程特點，以轉(zhuǎn)爐冶

2、煉機(jī)理和具體生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)，對冶煉過程中碳含量和溫度的控制從靜態(tài)和動態(tài)兩方面著手進(jìn)行了系統(tǒng)研究，從而達(dá)到提高冶煉終點碳含量和溫度命中率的目的，保證出鋼質(zhì)量。 針對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程靜態(tài)控制，首先建立了以冶煉機(jī)理和生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)的冶煉知識模型，在此基礎(chǔ)上依據(jù)再現(xiàn)性原理，應(yīng)用能量平衡及質(zhì)量平衡方程中各平衡項，建立結(jié)合統(tǒng)計學(xué)理論的靜態(tài)增量控制模型，即分別建立控制參量關(guān)于熱平衡項和氧平衡項的增量方程，并采用多元回歸分析方法確定增量方程中的未知

3、參數(shù)，通過求解增量方程獲得本爐次冶煉控制參量值，從而達(dá)到利用歷史爐次冶煉實績指導(dǎo)本爐次冶煉的目的。 由現(xiàn)場收集到的數(shù)據(jù)對靜態(tài)控制模型進(jìn)行驗證，得到模型的碳、溫同時命中率為64％左右，相比原來一直徘徊在40％左右的情況有了明顯提高，模型效果顯著。 針對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程動態(tài)控制，本文將對冶煉終點的預(yù)報作為研究重點，引入智能控制技術(shù)，建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的冶煉終點動態(tài)預(yù)報模型，為進(jìn)一步實施終點動態(tài)控制打下基礎(chǔ)。 在對

4、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)行一般性研究的基礎(chǔ)上，采用泛化性能、收斂速度良好，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別建立了冶煉終點碳含量和溫度的預(yù)報模型。由于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能受其自身神經(jīng)元數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)中心值影響較大，本文在建模過程中采用SVD方法對網(wǎng)絡(luò)模型中神經(jīng)元個數(shù)和網(wǎng)絡(luò)中心值等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化處理，從而使模型結(jié)構(gòu)簡化，計算速度加快。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用為在冶金工業(yè)中更好的實現(xiàn)智能控制技術(shù)做了有益嘗試。 應(yīng)用測試樣本對動態(tài)預(yù)報模型準(zhǔn)確性進(jìn)行評價，