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转炉补吹脱碳升温规律与终点控制研究

钢铁钒钛 2013年第1期34卷 35-40页

作者：何平刘浏赵进宣钢铁研究总院冶金工艺研究所北京100081

对转炉炼钢接近吹炼终点阶段的脱碳升温规律进行了深入研究,并据此建立了转炉补吹模型;采用线性统计回归自适应算法实现转炉补吹模型参数动态修正。结果表明:转炉吹炼后期补吹阶段的总脱碳氧效率与钢水中碳含量呈线性关系,建立的补吹自... 详细信息

对转炉炼钢接近吹炼终点阶段的脱碳升温规律进行了深入研究,并据此建立了转炉补吹模型;采用线性统计回归自适应算法实现转炉补吹模型参数动态修正。结果表明:转炉吹炼后期补吹阶段的总脱碳氧效率与钢水中碳含量呈线性关系,建立的补吹自适应模型在转炉自动化炼钢终点控制中的精度和命中率方面满足了生产需要。

关键词：转炉补吹脱碳升温模型终点控制

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氩氧精炼低碳铬铁终点控制

计算机测量与控制 2013年第12期21卷 3275-3277页

作者：马海涛尤文韩顺杰长春工业大学电气与电子工程学院长春130012

在冶炼低碳铬铁过程中,终点碳含量和温度控制是整个吹炼工艺的核心,以氩氧精炼低碳铬铁生产过程为具体研究对象,在建立生产过程数学模型的基础上,采用推理控制策略,调整底吹氧气流量,动态控制冶炼过程铁水温度和碳含量,特别是终点温度... 详细信息

在冶炼低碳铬铁过程中,终点碳含量和温度控制是整个吹炼工艺的核心,以氩氧精炼低碳铬铁生产过程为具体研究对象,在建立生产过程数学模型的基础上,采用推理控制策略,调整底吹氧气流量,动态控制冶炼过程铁水温度和碳含量,特别是终点温度及碳含量,改善底吹冶炼效果;仿真结果表明,在所有模型准确的情况下,无论是在不可测阶跃信号扰动的作用下,还是系统给定阶跃信号作用下,在控制铁水碳含量的暂态性能和稳态性能方面推理控制都比PI调节器优越得多,在控制铁水温度方面两种算法各有优缺,当模型不够准确时,推理反馈控制可以消除稳态偏差。

关键词：氩氧精炼法推理控制低碳铬铁终点控制

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转炉炼钢终点控制技术

炼钢 2011年第1期27卷 66-70页

作者：许刚雷洪波李惊鸿叶印鹏薛军鞍钢股份有限公司技术中心辽宁鞍山114001

概述了转炉炼钢终点控制技术的发展,介绍了人工经验控制、静态控制、动态控制及自动控制的方法,指出采用神经网络、模糊推理、专家系统等多种控制技术的智能型炼钢终点控制技术,是大、中型转炉炼钢终点控制技术的发展方向,确认采用智能... 详细信息

概述了转炉炼钢终点控制技术的发展,介绍了人工经验控制、静态控制、动态控制及自动控制的方法,指出采用神经网络、模糊推理、专家系统等多种控制技术的智能型炼钢终点控制技术,是大、中型转炉炼钢终点控制技术的发展方向,确认采用智能型炼钢终点控制技术,可在线准确地预测、检测和控制转炉炼钢终点时的钢水成分和温度,有效缩短冶炼时间,减少消耗,降低成本,提高产品质量。

关键词：炼钢转炉终点控制

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转炉冶炼终点控制系统的研究

转炉冶炼终点控制系统的研究

作者：邢曼华西安建筑科技大学

学位级别：硕士

国内外钢铁界在转炉终点控制技术方面做了大量有意义且有效的工作,国外的终点控制也由静态控制发展到动态控制。受条件限制,目前国内大部分的中小型转炉仍旧采取人工经验控制冶炼出钢。因为中小型转炉在安装副枪时无论是从资金上还是从... 详细信息

国内外钢铁界在转炉终点控制技术方面做了大量有意义且有效的工作,国外的终点控制也由静态控制发展到动态控制。受条件限制,目前国内大部分的中小型转炉仍旧采取人工经验控制冶炼出钢。因为中小型转炉在安装副枪时无论是从资金上还是从设备上都具有很大难度,而且转炉静态控制模型是动态控制模型的基础,其控制精度影响动态控制的终点命中率。所以对提高转炉静态控制模型的终点命中率的研究,依然具有十分重要的意义。本文对转炉冶炼终点控制的发展历程进行了简要的归纳和总结。根据炼钢过程中的各种物理化学反应的物料平衡、热平衡及经验总结参数建立氧气顶吹转炉冶炼的理论模型。同时通过采集转炉炼钢过程产生的数据并进行分析处理,建立专家系统的知识库。利用Visual Basic 6.0开发了转炉冶炼终点控制的应用软件,后台数据库通过Microsoft Access数据库管理系统来实现。该软件可实现以下任务:（1）理论模型:输入转炉冶炼所需的相关数据,软件可快速计算相关公式得出冶炼所需的供氧量、石灰量、废钢量、冷却剂量等参数。该软件大大节省了计算时间,提高了工作效率,同时可将其作为课件引入到相关课程的课题设计中。（2）专家系统:对冶炼专家的问题求解能力进行建模编制的转炉冶炼专家系统,可通过输入铁水温度、铁水成分、铁水量以及相关入炉原料的成分,得出冶炼所需的供氧压力、氧气流量、供氧时间、枪位控制、石灰不同批次的加入量及加入时间、矿石用量、废钢量等参数,该系统依据的是“再现性”原理。（3）数据查询及更新系统:通过采集大量的数据资料建立的数据库,用户可分别依据钢种或日期进行提取,当数据库的内容不能满足使用的要求时,还可通过该软件手动添加或者更新记录,实现了有效的数据管理,方便实用。通过对转炉冶炼专家系统的可行性验证,发现该系统在预测石灰用量、冷却剂用量、供氧时间及枪位控制等方面都具有较高的准确性。转炉冶炼终点控制系统解决了由于转炉副枪系统一次性投入大,维修费高,体积庞大而导致大部分中小型钢厂转炉没有或不能安装副枪的难题,在提高吹炼终点碳、温命中率,降低消耗,提高钢的质量,缩短冶炼周期,提高生产效率方面具有一定的意义。此外转炉静态控制模型是动态控制模型的基础,因此该模型的研究可以为动态控制模型服务。

关键词：转炉炼钢终点控制理论模型专家系统数据库

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转炉炼钢终点控制系统建模研究

转炉炼钢终点控制系统建模研究

作者：陈昌沈阳工业大学

学位级别：硕士

转炉炼钢作为钢铁生产的重要环节，其主要目标是冶炼出温度和成分（主要指熔池碳含量）均合格的钢水。由于钢水的温度和碳含量不能连续检测，同时冶炼过程的边界条件变化频繁，这给冶炼过程的终点控制带来困难，在实际生产过程中，难以... 详细信息

转炉炼钢作为钢铁生产的重要环节，其主要目标是冶炼出温度和成分（主要指熔池碳含量）均合格的钢水。由于钢水的温度和碳含量不能连续检测，同时冶炼过程的边界条件变化频繁，这给冶炼过程的终点控制带来困难，在实际生产过程中，难以准确控制熔池碳、温而多次拉碳重吹，所以提高转炉炼钢终点命中率具有重要意义。由于转炉炼钢是一个非常复杂的多元多相高温物理化学过程，其机理的解析尚不透彻，输入输出间的非线性关系十分严重，常规建模方案始终不太理想。本文阐述了转炉冶炼终点控制技术的发展及概况，简要介绍了几种人工神经网络转炉炼钢终点预报模型。本文在原有静态控制方法的基础上，结合副枪检测信息，将智能控制应用到转炉炼钢过程的建模和控制中，提出转炉炼钢智能预报方法。并根据现场冶炼过程和数据，研究了转炉冶炼终点温度和碳含量的影响因素，确定了预报模型的输入变量，对常规的BP算法进行改进，利用Levenberg-Marquardt（LM）算法收敛速度最快，而且学习性能好的特点，分别建立了基于神经网络的终点碳、温预报模型。并与几种快速BP算法的特点及性能作了归纳和对比，结果表明LM算法具有比较高的预报精度。所提出的模型有严格的理论基础，经过了理论与试验的双重验证。模型选取某企业转炉车间现场60炉实际生产数据为样本，分别以影响转炉冶炼终点碳、温度的9个影响因素为输入变量，建立三层结构的BP神经网络模型，对终点碳、温度进行预报，并在此基础上确定补吹阶段需要的吹氧量和加入的冷却剂量，仿真研究结果表明了该方法效果较好，可以用于实际转炉炼钢过程。

关键词：转炉炼钢终点控制预报模型 BP算法 Levenberg-Marquardt算法

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应用信息集成的铜吹炼转炉终点控制

冶金自动化 2000年第3期24卷 14-17页

作者：张云生金以诚刘瑞敏昆明理工大学自动化系!昆明650093

应用分布信息集成技术，以多种通信方式，构成信息传输系统。在铜吹炼过程中，根据多维信息，对吹炼终点作准确判断，取得优化控制效果。

关键词：铜吹炼终点控制信息集成

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基于神经网络的转炉炼钢终点控制的研究

基于神经网络的转炉炼钢终点控制的研究

作者：郑良峰江西理工大学

学位级别：硕士

转炉炼钢是生产钢铁的一道关键工序,它所要完成的是冶炼出温度和各种成分(关键是含碳量)都达到预期所需要的钢水。因为钢水的温度及碳含量无法连续检测,并且冶炼过程的边界条件变化复杂,这就导致冶炼过程的终点控制有很大困难,在实际生... 详细信息

转炉炼钢是生产钢铁的一道关键工序,它所要完成的是冶炼出温度和各种成分(关键是含碳量)都达到预期所需要的钢水。因为钢水的温度及碳含量无法连续检测,并且冶炼过程的边界条件变化复杂,这就导致冶炼过程的终点控制有很大困难,在实际生产中,很难精准掌控钢水碳、温从而导致重复吹炼,因此提高转炉炼钢的终点命中率是非常有必要的。因为转炉炼钢过程是一个相当复杂的多元多相高温物理化学过程,他的机理的解析还不是很透彻,输入输出之间的非线性化非常突出,常规建模方法总是无法满足生产要求。因此,研究基于神经网络的转炉炼钢控制问题是必要的。本文,首先简单介绍了转炉炼钢原理和设备状况和转炉冶炼终点控制技术的概况和现状。其次,通过对几种BP算法之间特性归纳和比较,得出Levenberg ?Marquardt(LM)算法拥有收敛速度快,并且学习性能好的特性。再次,简要介绍了神经网络的方法及几种神经网络转炉炼钢终点预报模型。最后,提出转炉炼钢基于LM算法的神经网络智能预报模型和控制模型。本文研究的方法有充实的理论基础,通过了理论和试验的双重验证。在研究过程中选用某转炉炼钢厂60炉实际生产数据为样本,用对转炉冶炼终点温度和碳有影响因素作为输入参数,提出了有三层网络结构的BP神经网络预报和控制模型,也就是先对终点温度和含碳量进行预报,然后以此为前提决定补吹时期所需的吹氧量和辅助原料量。通过仿真研究表明了此方法有效,能够在实际转炉炼钢使用。

关键词：转炉炼钢终点控制神经网络模型 LM算法

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转炉终点控制模型的比较分析和改进研究

转炉终点控制模型的比较分析和改进研究

作者：史战东重庆大学

学位级别：硕士

转炉终点控制直接影响产品质量、生产效率和经济效益,已成为衡量炼钢综合技术水平的一项重要指标。随着全连铸,生产工艺的发展、铁水预处理和精炼手段的不断完善,炼钢生产节奏大大加快,转炉终点控制的命中率提升对后续的炉外精炼和连铸... 详细信息

转炉终点控制直接影响产品质量、生产效率和经济效益,已成为衡量炼钢综合技术水平的一项重要指标。随着全连铸,生产工艺的发展、铁水预处理和精炼手段的不断完善,炼钢生产节奏大大加快,转炉终点控制的命中率提升对后续的炉外精炼和连铸过程有重要影响,转炉终点控制在整个炼钢生产中的地位显得尤为重要。因此,对提高转炉终点空控制命中率的研究在理论和应用方面具有重要意义。论文首先分析了转炉终点控制研究的现状,对转炉炼钢静态控制与动态控制模型方法、作用及功能关系进行了比较,指出随转炉装备水平的进步,基于人工智能的模型方法成为控制技术的主流,而且静态模型对转炉控制水平有重要影响;通过对基于GA-BP混合算法的转炉终点优化控制模型和转炉准动态控制模型的对比分析,认为混合算法可以提高静态模型的预测效果,而准动态模型可以反映转炉冶炼过程的动态操作和加料过程对一次倒炉时间和终点的影响,然而,模型样本数据的完整和准确性是这类基于数据建模的模型应用效果的关键。因此,论文结合实际的生产统计规律,对现有模型进行改进研究,建立了基于时间的BP神经网络终点控制模型。新建模型在数据的预处理上,结合转炉炼钢机理,并加入生产统计规律,在冶炼枪位的处理上引入与枪位成二次函数关系的氧气利用效率为模型输入参数,对枪位变化在转炉冶炼过程中所起的作用进行量化;在算法上针对BP神经网络容易陷入局部最优与“过拟合”等问题,采用了引入验证样本的改进BP神经网络学习算法,并在BP神经网络权值初始化设置和激励函数方面进行了改进。在模型的构建上,基于时间的BP神经网络终点控制模型考虑了时间对转炉冶炼的影响。根据攀钢1#转炉以冶炼Stb32系列钢的416炉生产数据,应用基于时间的BP神经网络终点控制模型进行的离线测试,将数据样本分别按80%、5%、15%的比例划分为训练样本、验证样本和测试样本的预测结果表明:在预测精度为一次倒炉温度|ΔT|≤15℃、一次倒炉碳含量|ΔC|≤0.03%条件下,碳、温命中率分别为72.6%和75.8%,同时命中率为58.1%,取得了较好的效果。论文研究工作取得了一定的进展,建立并实现的基于时间的BP神经网络终点控制模型,为转炉终点控制的相关研究提供了一种研究思路和研究手段。

关键词：转炉炼钢终点控制对比分析 BP神经网络

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基于神经网络的转炉炼钢终点控制模型的研究

基于神经网络的转炉炼钢终点控制模型的研究

作者：孙凯沈阳工业大学

学位级别：硕士

转炉炼钢是一个极其复杂的工业过程,由于冶炼过程温度高,环境恶劣,期间难以准确地进行连续不断的测量温度和成分,因而无法采用常规过程控制的方法对其进行控制。因此,对转炉炼钢终点温度和成分进行准确预报显得尤为重要,它是实施终点控... 详细信息

转炉炼钢是一个极其复杂的工业过程,由于冶炼过程温度高,环境恶劣,期间难以准确地进行连续不断的测量温度和成分,因而无法采用常规过程控制的方法对其进行控制。因此,对转炉炼钢终点温度和成分进行准确预报显得尤为重要,它是实施终点控制的基础。神经网络是解决非线性系统问题的有效途径,将神经网络用于转炉炼钢终点控制是一个值得研究的方向。本文在简要介绍几种人工神经网络转炉炼钢终点预报模型的基础上,提出了终点钢水温度和终点碳含量的基于RBF(Radial Basis Function)神经网络的预测模型和基于BP(Back Propagation)神经网络的控制模型,具体研究成果如下: 利用RBF神经网络具有收敛速度快、避免陷入局部极值的优点,建立了终点钢水温度和终点碳含量的预报模型。径向基函数中心的选取一直是阻碍RBF神经网络推广使用的瓶颈问题,本文尝试使用最近邻聚类方法选取径向基函数的中心,隐层中心数随精度可变,从而避开K均值法依赖于聚类中心的初始位置,易陷入局部极小点的缺点。实验结果表明,该模型预报的终点钢水温度和终点碳含量精度较高。在预报模型的基础上,利用BP神经网络的非线性映射能力,建立一个基于BP网的内模控制模型,该模型利用动态控制方法计算终点控制期间需要加入的冷却剂量和吹氧量。实验结果表明,该方法克服了传统控制方法中基于热平衡和氧平衡控制模型不准确的缺点,提高了终点命中率。

关键词：转炉炼钢终点控制 RBF神经网络最近邻聚类 K均值聚类