K-OBM-S轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼終點(diǎn)碳含量和溫度預(yù)測模型.pdf

1、隨著我國加入WTO，國內(nèi)市場與國際市場的逐漸接軌，我國的鋼鐵企業(yè)正面臨更加激烈的挑戰(zhàn)和競爭，而如何有效地使用自動化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高效化和資源利用的合理化已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)保持競爭力和發(fā)展壯大的關(guān)鍵。由于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的高溫、高壓、復(fù)雜、多變等特性，傳統(tǒng)的控制方法和技術(shù)無法更好地勝任。計算機(jī)的廣泛應(yīng)用和人工智能技術(shù)的發(fā)展為鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程自動化帶來了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段。智能控制是人工智能、控制論、運(yùn)籌學(xué)和信息論等多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，它善于

2、解決那些含有復(fù)雜性、不完全性、模糊性或不確定性以及不存在已知算法的非數(shù)字過程，這對鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的過程控制是非常適合的。 不銹鋼冶煉是鋼鐵工業(yè)中的重要組成部分。在各種不銹鋼爐外精煉的方法中，由于K-OBM-S轉(zhuǎn)爐具有熱效率高，爐襯壽命長，原料適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以其正逐漸受到鋼鐵企業(yè)的青睞。太原鋼鐵集團(tuán)公司第二煉鋼廠于2002年12月通過技術(shù)改造首先在我國開始使用K-OBM-S轉(zhuǎn)爐進(jìn)行不銹鋼的冶煉。本文是在太鋼第二煉鋼廠K-OB

3、M-S轉(zhuǎn)爐三步法冶煉不銹鋼生產(chǎn)原料、設(shè)備和工藝的現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，建立了對K-OBM-S轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)時鋼水的碳含量和溫度進(jìn)行智能預(yù)測的模型。 本文介紹了K-OBM-S轉(zhuǎn)爐三步法冶煉不銹鋼的原理、特點(diǎn)和工藝，然后在論述模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的基礎(chǔ)之上，對它們的特點(diǎn)進(jìn)行了分析和比較。之后詳細(xì)地闡明了結(jié)合了模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的新型推理系統(tǒng)——自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)(ANFIS)的理論基礎(chǔ)，包括ANFIS的結(jié)構(gòu)和混合學(xué)習(xí)算法。在對影響K

4、-OBM-S轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳溫的各種因素進(jìn)行分析后，選取鐵水碳含量、鐵水溫度、鐵水重量、合金加入量和氧氣吹入量作為模型的5個輸入變量。然后結(jié)合ANFIS的特點(diǎn)，設(shè)計模型的結(jié)構(gòu)，建立基于ANFIS的K-OBM-S轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量及溫度預(yù)測模型，再使用實(shí)際K-OBM-S轉(zhuǎn)爐冶煉過程的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)對模型的參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，最后進(jìn)行仿真。從仿真結(jié)果來看，此預(yù)測模型實(shí)現(xiàn)了較好的預(yù)測精度：在預(yù)測誤差±0.02％內(nèi)的終點(diǎn)碳含量的命中率為88.24％，在預(yù)測