高爐冶煉過程的復(fù)雜性機(jī)理及其預(yù)測(cè)研究.pdf

1、高爐煉鐵是鋼鐵工業(yè)的上游主體工序,作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,它對(duì)整個(gè)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展與節(jié)能降耗都起重要的作用。本文以內(nèi)蒙古包鋼6＃高爐在線采集的冶煉過程數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),針對(duì)煉鐵生產(chǎn)中工長(zhǎng)關(guān)注的實(shí)際問題,主要從爐溫變動(dòng)的復(fù)雜性、爐溫預(yù)測(cè)這兩個(gè)角度深入研究高爐冶煉過程的復(fù)雜性機(jī)理及其預(yù)測(cè),具有一定的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 高爐煉鐵過程的爐溫預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型研究,既是煉鐵自動(dòng)化中的難題,也是實(shí)際生產(chǎn)中工長(zhǎng)和廠長(zhǎng)都十分關(guān)注的重要課題。分析

2、爐溫波動(dòng)并對(duì)爐溫進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào),將有助于提高工長(zhǎng)的操作水平,從而達(dá)到提高利用系數(shù)和降低焦比的目的。論文的第二章對(duì)表征鐵水質(zhì)量和高爐爐溫的含硅量[Si]時(shí)間序列分別運(yùn)用替代數(shù)據(jù)法和信息冗余圖像法做定量和定性的非線性檢驗(yàn),證明[Si]序列存在較強(qiáng)的非線性相關(guān),為非線性預(yù)測(cè)方法的應(yīng)用建立了理論基礎(chǔ)。并從平穩(wěn)性和序列演化的確定性角度進(jìn)一步研究鐵水[Si]序列的波動(dòng)特征,統(tǒng)計(jì)逆序檢驗(yàn)的結(jié)果表明：[Si]序列方差具有顯著的非平穩(wěn)特征,而相空間重構(gòu)后的

3、目標(biāo)方差檢驗(yàn)初步顯示：鐵水硅含量序列的可預(yù)測(cè)性介于確定性系統(tǒng)和混沌Lorenz系統(tǒng)產(chǎn)生的時(shí)間序列之間。在此基礎(chǔ)上,論文第三章結(jié)合包鋼6＃高爐在線采集的鐵水含硅量數(shù)據(jù),應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?、支持向量機(jī)、Volterra級(jí)數(shù)、Hopfield網(wǎng)絡(luò)等方法從非平穩(wěn)和非線性的角度對(duì)[Si]序列做單變量擬合和預(yù)報(bào)。 考慮到高爐冶煉過程是高爐主控制室指揮下的多工序復(fù)合系統(tǒng),對(duì)鐵水含硅量有影響的因素錯(cuò)綜復(fù)雜,因此,僅僅考慮單一硅序列對(duì)高爐鐵水含硅量

4、做預(yù)報(bào)是不夠的。根據(jù)包鋼6＃高爐數(shù)據(jù)采集的實(shí)際情況,論文第四章選取了風(fēng)量、噴煤、料速等14個(gè)變量,通過灰色關(guān)聯(lián)度和粗糙集方法深入分析變量與鐵水含硅量之間的非線性相關(guān)度及這些變量之間的內(nèi)部關(guān)聯(lián),對(duì)冗余信息做知識(shí)約簡(jiǎn),確定了起主導(dǎo)作用的6個(gè)變量。依照所確定的變量,第五章針對(duì)現(xiàn)有模型不考慮噪聲污染、不夠穩(wěn)健、無法確定輸入變量與[Si]之間具體函數(shù)關(guān)系的缺點(diǎn),分別運(yùn)用集員辨識(shí)理論和遺傳程序設(shè)計(jì)方法對(duì)包鋼6＃高爐連續(xù)100爐鐵水含硅量[Si]做多