無鐘高爐布料過程的控制策略研究.pdf

1、無鐘爐頂裝料是現(xiàn)代高爐重要的爐況調(diào)節(jié)手段，研究表明高爐內(nèi)的爐料分布狀態(tài)對(duì)高爐生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響，合理的高爐布料操作有益于改善爐內(nèi)煤氣分布，進(jìn)而穩(wěn)定爐況，提高煤氣利用率，降低燃料比。在無鐘高爐布料過程中，人工決策無法得到穩(wěn)定的礦焦比以及維持合理的料面形狀，爐況發(fā)生波動(dòng)時(shí)不能及時(shí)調(diào)整布料操作。因此，分析無鐘高爐布料過程，開發(fā)高爐生產(chǎn)優(yōu)化控制模型，準(zhǔn)確判斷高爐內(nèi)部的煤氣分布狀況，預(yù)測(cè)高爐爐況的發(fā)展趨勢(shì)，研究無鐘高爐布料操作的優(yōu)化控制策略，將高爐

2、生產(chǎn)調(diào)整到最佳狀態(tài)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　為準(zhǔn)確掌握無鐘高爐布料規(guī)律，采用數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，研究了爐料在無鐘爐頂內(nèi)的流動(dòng)行為，分析了爐料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)爐料堆積行為的影響，采用兩直線段和一多項(xiàng)式曲線構(gòu)造了料堆輪廓，并在此基礎(chǔ)上提出了一種適用于變布料半徑、變料流流量的爐料分布計(jì)算方法，分別建立了環(huán)形布料和螺旋布料的爐喉料面預(yù)測(cè)模型，為優(yōu)化高爐布料操作奠定了基礎(chǔ)。
　　采用非接觸式爐喉料面測(cè)量技術(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量爐喉料面的形狀

3、和徑向下降速度分布，分析了料柱在高爐內(nèi)非勻速下降時(shí)的料層位置和形狀變化，準(zhǔn)確獲得了高爐內(nèi)的礦焦比分布。以料面形狀和礦焦比分布作為無鐘高爐爐況調(diào)整的主要參數(shù)，為獲得合理的料面形狀和礦焦比分布，提高布料精度，分別建立了基于改進(jìn)遺傳算法的常規(guī)多環(huán)布料操作優(yōu)化數(shù)學(xué)模型、基于社會(huì)情感優(yōu)化算法的步進(jìn)式同心圓布料操作和螺旋布料操作優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。
　　采用爐料分布誤差和料層厚度不均勻率兩個(gè)指標(biāo)對(duì)布料精度進(jìn)行量化，分析了常規(guī)多環(huán)布料不同工藝參數(shù)對(duì)爐

4、料分布誤差的影響，探究了步進(jìn)式同心圓布料、螺旋布料與常規(guī)多環(huán)布料之間的內(nèi)在聯(lián)系，研究了螺旋布料料層厚度不均勻率的變化規(guī)律，并提出了改善爐料分布周向不均的措施。
　　在分析煤氣分布對(duì)高爐生產(chǎn)影響的基礎(chǔ)上，將煤氣分布分為4種類型，并建立了基于學(xué)習(xí)向量量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤氣分布類型識(shí)別數(shù)學(xué)模型，根據(jù)高爐實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)判斷高爐煤氣分布狀態(tài)。建立了考慮爐況穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)品質(zhì)量和高爐壽命的高爐生產(chǎn)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用多層小波分解去除高爐生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)