轉爐煉鋼控制模型研究

發(fā)布時間：2020-11-16 01:11

　　轉爐煉鋼是鋼鐵生產(chǎn)過程中重要的環(huán)節(jié)，主要任務去除鐵水中的雜質，獲得成分和溫度均合格的鋼水。而吹煉終點控制是轉爐煉鋼的一項重要操作，其自動化技術水平直接影響轉爐吹煉后期鋼水的質量。本文針對聯(lián)峰鋼鐵公司50噸轉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，建立了轉爐煉鋼控制模型，解決了配料問題，同時設計了一種基于規(guī)則和權值的最近鄰算法，來求解最優(yōu)案例，根據(jù)最優(yōu)解的吹煉操作信息指導新爐次。并建立了轉爐煉鋼RBF神經(jīng)網(wǎng)絡終點預測模型，檢驗控制模型的控制效果，以提高終點命中率。轉爐煉鋼靜態(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)峰鋼鐵公司轉爐造渣方法采用的是單渣法，確定爐渣堿度的范圍，然后結合新爐次鐵水重量、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，當造渣劑誤差范圍在600kg時，計算結果準確率在73.4%，可以很好的輔助配料，并且根據(jù)質量平衡定律，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，否則轉為工人操作。轉爐煉鋼終點預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)絡建模，根據(jù)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡建模原理，按照樣本選擇、網(wǎng)絡結構設計、數(shù)據(jù)處理和學習算法選擇4步建立轉爐煉鋼終點RBF神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型，將樣本數(shù)據(jù)分為訓練樣本和預測樣本，使用MATLAB軟件實現(xiàn)模型仿真，仿真結果顯示，當終點溫度偏差，碳含量偏差時，碳溫命中率可達65%。
【學位單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TF713
【部分圖文】：

模型圖,氧氣頂吹轉爐,模型

杭州電子科技大學碩士學位論文的生鐵。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氧氣頂吹轉爐法，它可以很好的去除鐵水中的有害雜質，使煉鋼質量接，而且還可以減少了廢氣（，等）帶走的熱量，還能多用廢鋼 �，F(xiàn)底吹氧氣轉爐煉鋼法及以后的側吹氧氣、頂吹氧氣底吹惰性氣體轉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)讖痛捣椒ㄍ�，�?shù)煉鋼廠都是采用氧氣頂吹轉爐煉鋼法，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反應所產(chǎn)生的氧氣為 0.096kg，假設所以氧氣全部用來氧化雜質，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