沖天爐熔煉過程成分預(yù)測系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、據(jù)統(tǒng)計,鑄鐵件產(chǎn)量占我國鑄件總產(chǎn)量的70％以上,鑄鐵仍是我國鑄造生產(chǎn)最重要的材料,因此,提高鑄鐵件質(zhì)量、降低其成本對促進我國國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重要意義。而作為影響鑄鐵件質(zhì)量和成本的關(guān)鍵因素,鑄鐵熔煉水平的提高對實現(xiàn)低能耗綠色鑄造以及實現(xiàn)國家降低單位產(chǎn)值能耗的目標(biāo)具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文針對目前我國鑄鐵最主要的熔煉方式—沖天爐熔煉展開相關(guān)研究,重點對沖天爐熔煉體系成分預(yù)測模型的建立和系統(tǒng)實現(xiàn)兩方面開展研究工作。本文首先研究了沖

2、天爐熔煉體系成分變化過程的數(shù)學(xué)表達方法,即利用分子式矩陣、化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)矩陣、獨立組分、獨立反應(yīng)等物理化學(xué)知識對沖天爐熔煉體系進行數(shù)學(xué)描述。在此基礎(chǔ)上,基于沖天爐熔煉體系的建模要求,綜合比較平衡常數(shù)法和最小自由能法這兩種多相多組分體系平衡計算算法的優(yōu)勢,最終選用最小自由能法來進行沖天爐熔煉體系成分預(yù)測的熱力學(xué)建模。為保證該熱力學(xué)模型的精度,本文還研究了沖天爐熔煉參數(shù)的約束處理方法,即采用間接約束的思路,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來處理熔煉參數(shù)與

3、鐵液溫度之間的約束關(guān)系,從而完成熔煉參數(shù)對鐵液成分影響的探索研究,最終建立了沖天爐熔煉過程的成分預(yù)測模型。
　　在分析成分預(yù)測模型求解特點的基礎(chǔ)上,本文選用遺傳算法作為上述模型的求解算法,并對遺傳算法進行了相關(guān)改進以提高算法效率,然后利用Matlab平臺實現(xiàn)了該模型,文章最后設(shè)計了兩個熔煉算例來說明成分預(yù)測系統(tǒng)的實際應(yīng)用效果。
　　本文的研究結(jié)果論證了沖天爐熔煉過程成分預(yù)測系統(tǒng)的可行性,并對系統(tǒng)的影響因素展開深入闡述,為后續(xù)