基于多目標(biāo)規(guī)劃理論預(yù)測(cè)高爐鐵水硅含量

1、基于多目標(biāo)規(guī)劃理論預(yù)測(cè)高爐鐵水硅含量 基于多目標(biāo)規(guī)劃理論預(yù)測(cè)高爐鐵水硅含量黃海燕 東明 自創(chuàng)摘要： 摘要：本文研究的是高爐鐵水硅含量問(wèn)題。通過(guò)數(shù)據(jù)可知，這是一類(lèi)多元非線性回歸問(wèn)題。我們運(yùn)用多目標(biāo)規(guī)劃理論建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型得到鐵水硅含量與各參數(shù)間的關(guān)系。首先，從給定的大量數(shù)據(jù)（實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)）中篩選出與高爐鐵水硅含量有密切聯(lián)系的三個(gè)參數(shù)，鐵水溫度、鐵量差、料速。此外，對(duì)鐵水硅含量有影響的還有透氣性指數(shù)、風(fēng)溫、風(fēng)量，由于各參數(shù)間息息相關(guān)，我們

2、首先建立多目標(biāo)規(guī)劃模型，得到鐵量差、料速和鐵水溫度與鐵水硅含量間的多目標(biāo)非線性關(guān)系Ⅰ（見(jiàn) ），再運(yùn)用效用最 6 P優(yōu)化方法將其轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)規(guī)劃模型，并利用Lingo 求解。又由參考文獻(xiàn)可知，風(fēng)溫與鐵水溫度存在著正比關(guān)系，設(shè)函數(shù)表達(dá)式為：（k,b均為常數(shù)） T kT b ? ? 風(fēng) 鐵水將以上表達(dá)式代入式Ⅰ，間接得到風(fēng)溫與鐵水硅含量的關(guān)系式Ⅱ。以上模型，初步分析了鐵水溫度、鐵量差、料速、風(fēng)溫與鐵水硅含量在的聯(lián)系。通過(guò)文獻(xiàn)資料，我們對(duì)模型進(jìn)

3、一步改進(jìn)。首先，通過(guò)分析風(fēng)口狀況與爐溫指數(shù)間的關(guān)系，由風(fēng)量的定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間,流過(guò)井巷或風(fēng)筒的空氣體積或質(zhì)量。得到風(fēng)量與鐵水硅含量間的關(guān)系式，再利用實(shí)測(cè)資料，知透氣性指數(shù)與風(fēng)量構(gòu)成函數(shù)表達(dá)式Ⅲ：2 Q a P ? ?同樣地，將以上表達(dá)式代入式Ⅱ，又可間接得到透氣性指數(shù)與鐵水硅含量的聯(lián)系。我們通過(guò)各參數(shù)間形成的生物鏈，最終獲得鐵水溫度、鐵量差、料速、風(fēng)溫、風(fēng)量、透氣性指數(shù)與鐵水硅含量間的非線性關(guān)系。從而合理的預(yù)測(cè)出高爐鐵水硅含量。最后，我們

4、還給出了模型的評(píng)價(jià)與推廣。關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：鐵水硅含量、多元非線性回歸、多目標(biāo)規(guī)劃 1.2 1.2 基本信息 基本信息高爐煉鐵是應(yīng)用焦炭、含鐵礦石和溶劑（石灰石、白云石）在豎式反應(yīng)器——高 爐連續(xù)生產(chǎn)液態(tài)生鐵的方法。它是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。高爐煉鐵是一個(gè)非常復(fù)雜、高度藕合的非線性系統(tǒng)，影響正常生產(chǎn)的因素非常多，而高爐爐溫（即鐵水硅含量）是決定高爐生產(chǎn)是否順行的主要指標(biāo)?？刂聘郀t爐溫（即鐵水硅含量）是控制鐵水?dāng)?shù)量和質(zhì)量的有效手段。 影

5、響鐵水硅含量（即爐溫）的因素很多，大體上分為兩大類(lèi)：狀態(tài)參數(shù)和控制參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)包括料速、透氣性指數(shù)、風(fēng)口狀況、鐵水與爐渣成分等；控制參數(shù)包括入爐原料的性質(zhì)(成分、比重、配料比等)、裝料方式、風(fēng)量、風(fēng)溫、富氧量等，各個(gè) 因素之間也存在交互影響。這些參數(shù)能反映高爐爐溫的變化。在正常狀態(tài)下，爐溫向涼時(shí)，風(fēng)量會(huì)有所上升、風(fēng)壓平穩(wěn)逐步下降、料速增大、透氣性指數(shù)增大。1.3 1.3 名詞的解釋 名詞的解釋 1）料速：是判斷高爐爐況的一個(gè)重要參數(shù)。

6、料速的變化可以反映爐溫的狀態(tài)。當(dāng)爐溫向熱時(shí)，料速由快變慢，當(dāng)爐溫向涼時(shí)，料速由慢變快。2）透氣性指數(shù)：是判斷爐溫與爐況順行的一個(gè)重要參數(shù)，它的值在某一圍，表示爐況順行，小于某一數(shù)值，表示爐況難行，更小時(shí)就表明爐子懸料。3）鐵量差指的是理論出鐵量與實(shí)際出鐵量之差。當(dāng)鐵量差為一個(gè)較大的正值時(shí)，說(shuō)明爐缸里還有一定量的鐵水未出盡，這些滯留的鐵水使鐵水硅含量升高。如果鐵量差保持在較小的圍，表示爐缸保持熱平衡狀態(tài)。當(dāng)鐵量差為較大的負(fù)值時(shí)，爐缸的熱平

7、衡被打破，導(dǎo)致鐵水硅含量降低。4）風(fēng)溫對(duì)高爐冶煉過(guò)程的影響，主要是直接影響到爐缸溫度，并間接的影響高爐高度方向上溫度分布的變化，以及影響到爐頂溫度水平。5）風(fēng)量引起的爐料下降速度和初渣中 FeO 的含量的增減，以及煤氣流分布的變化，都會(huì)影響到煤氣能的利用程度和爐況順行情況，這也表示對(duì)高爐直接還原和間接還原的比例有一定的影響，這些都會(huì)影響到爐缸溫度。2 問(wèn)題的分析 問(wèn)題的分析高爐煉鐵是一個(gè)非常復(fù)雜、高度藕合的非線性系統(tǒng)，影響正常生產(chǎn)的因素

8、非常多，而高爐爐溫（即鐵水硅含量）是決定高爐生產(chǎn)是否順行的主要指標(biāo)。影響鐵水硅 含量（即爐溫）的因素很多，大體上分為兩大類(lèi)：狀態(tài)參數(shù)和控制參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)包 括料速、透氣性指數(shù)、風(fēng)口狀況、鐵水與爐渣成分等；控制參數(shù)包括入爐原料的性質(zhì)(成分、比重、配料比等)、裝料方式、風(fēng)量、風(fēng)溫、富氧量等，各個(gè)因素之間也存在 交互影響。這些參數(shù)能反映高爐爐溫的變化。通過(guò)以上信息，我們初步確定這是有關(guān)多元線性回歸的問(wèn)題。影響高爐爐溫的因 素很多，但是我們無(wú)法