轉(zhuǎn)爐煉鋼控制模型研究

發(fā)布時間：2020-11-16 01:11

　　轉(zhuǎn)爐煉鋼是鋼鐵生產(chǎn)過程中重要的環(huán)節(jié)，主要任務(wù)去除鐵水中的雜質(zhì)，獲得成分和溫度均合格的鋼水。而吹煉終點控制是轉(zhuǎn)爐煉鋼的一項重要操作，其自動化技術(shù)水平直接影響轉(zhuǎn)爐吹煉后期鋼水的質(zhì)量。本文針對聯(lián)峰鋼鐵公司50噸轉(zhuǎn)爐目前存在的自動化控制水平不高，配料、加料時間、槍位操作和供氧操作完全依靠人工經(jīng)驗問題，建立了轉(zhuǎn)爐煉鋼控制模型，解決了配料問題，同時設(shè)計了一種基于規(guī)則和權(quán)值的最近鄰算法，來求解最優(yōu)案例，根據(jù)最優(yōu)解的吹煉操作信息指導(dǎo)新爐次。并建立了轉(zhuǎn)爐煉鋼RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)終點預(yù)測模型，檢驗控制模型的控制效果，以提高終點命中率。轉(zhuǎn)爐煉鋼靜態(tài)配料模型是基于物料平衡和熱平衡原理建立的，目前聯(lián)峰鋼鐵公司轉(zhuǎn)爐造渣方法采用的是單渣法，確定爐渣堿度的范圍，然后結(jié)合新爐次鐵水重量、鐵水成分、鐵水溫度，計算下一爐需要加入的造渣劑重量，主要有生石灰加入量和白云石加入量，當(dāng)造渣劑誤差范圍在600kg時，計算結(jié)果準(zhǔn)確率在73.4%，可以很好的輔助配料，并且根據(jù)質(zhì)量平衡定律，建立了終點鋼水中錳、磷、硫的含量計算公式和吹煉噸鋼耗氧量計算公式。轉(zhuǎn)爐煉鋼控制模型是基于案例推理的原理建立的，根據(jù)不同的鋼種設(shè)計合理的案例庫，保存不同鋼種的一倒成功爐次的靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)，包括鐵水重量、廢鋼量、供氧操作、槍位操作等參數(shù)，使用一種基于規(guī)則和權(quán)值的最近鄰算法搜索數(shù)據(jù)庫中與新爐次相似甚至一致的案例，如果匹配到案例，則新爐次根據(jù)規(guī)則參照案例吹煉，否則轉(zhuǎn)為工人操作。轉(zhuǎn)爐煉鋼終點預(yù)測模型選用具有逼近速度快、收斂性強等特點的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，根據(jù)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模原理，按照樣本選擇、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)處理和學(xué)習(xí)算法選擇4步建立轉(zhuǎn)爐煉鋼終點RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，將樣本數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練樣本和預(yù)測樣本，使用MATLAB軟件實現(xiàn)模型仿真，仿真結(jié)果顯示，當(dāng)終點溫度偏差，碳含量偏差時，碳溫命中率可達(dá)65%。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TF713
【部分圖文】：

模型圖,氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐,模型

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文的生鐵。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，廢鋼越來越多。在 1864 年，法國人馬熱原理提出了平爐煉鋼法，使用廢鋼作為煉鋼原料，使鋼鐵質(zhì)量獲得較平爐煉鋼法自 1880 年產(chǎn)生，其特點是煉鋼原料要求寬松、大容量以及多種鋼鐵。1952 年在奧地利的林茨（Linz）廠和多納維茨（Donawitz氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐法，它可以很好的去除鐵水中的有害雜質(zhì)，使煉鋼質(zhì)量接，而且還可以減少了廢氣（，等）帶走的熱量，還能多用廢鋼。現(xiàn)底吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法及以后的側(cè)吹氧氣、頂吹氧氣底吹惰性氣體轉(zhuǎn)爐目前我國除了寶鋼、武鋼等幾家大型的鋼鐵廠是采取頂?shù)讖?fù)吹方法外，數(shù)煉鋼廠都是采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，氧氣頂吹煉鋼模型如下圖所示

生石灰,仿真圖,主料

每 100kg 主料由鐵礦石參加化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氧氣為 0.096kg，假設(shè)所以氧氣全部用來氧化雜質(zhì)，那么 100kg 主料所需要的氧氣量為：（）（3.11）實際生產(chǎn)中所用的工業(yè)氧氣純度為 99.6%，密度為 1.429kg/ ，則每 t 主料的氧耗量為：（）（3.12）平均每噸金屬料的氧耗量為 49.85 ，若吹煉氧氣損失為 x%，則換算成噸鋼水氧氣需求量為(49.85/(1-x%)) 。3.5 模型仿真分析選用 2013 年 4 號爐，鋼種為 X20MnSiC 的一倒成功的 79 爐歷史數(shù)據(jù)作為測試模型精確度的樣本，見附錄 B，本文使用 MATLAB 作為主要仿真軟件，石灰加入量和白云石的仿真結(jié)果如下面所示。（1）石灰加入量仿真分析

加入量,偏差范圍,石灰,白云石