燒結配料、高爐生產(chǎn)及調(diào)度過程優(yōu)化模型研究.pdf

1、高爐煉鐵系統(tǒng)是鋼鐵冶金過程中的重要部分，整個流程工序繁多，工藝機理復雜，現(xiàn)象解釋困難。對關鍵過程工藝操作建立優(yōu)化模型，對維系生產(chǎn)穩(wěn)定，提高生產(chǎn)效率，改進產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本具有重要作用。
　　迄今為止，國內(nèi)外已有許多針對高爐煉鐵過程優(yōu)化的研究，建立了各具特色的數(shù)學模型，但是這些研究中仍存在著一些不足，如燒結配料優(yōu)化中僅著眼于化學成分的約束；高爐布料優(yōu)化缺乏系統(tǒng)性的研究，模型的一些假設條件與現(xiàn)實難以吻合；高爐爐況判斷及預測模型復雜

2、，知識獲取困難等。而對于“燒結-高爐”工藝過程的調(diào)度優(yōu)化模型研究也鮮有報道。
　　本文針對高爐煉鐵系統(tǒng)中，燒結配料，高爐布料，高爐爐況判斷以及區(qū)域調(diào)度分別建立了工藝預測及優(yōu)化模型。
　　①燒結配料優(yōu)化模型中：
　　1)運用遺傳算法對重鋼燒結配料進行了優(yōu)化，在保證燒結礦化學成分、物理性能等綜合指標符合入爐要求的前提下，降低了成本，增加了燒結礦各項指標的穩(wěn)定性。
　　2)運用多元逐步回歸方法，建立起了燒結礦物理性能與

3、配礦的函數(shù)關系。對指導當前配料基礎上的優(yōu)化配礦有良好效果。解決配料過程中燒結礦冶金性能的約束可以用同樣的方法。
　?、诟郀t布料模型中：
　　1)運用傳統(tǒng)力學理論，結合爐料布料過程中運動關系、爐料堆積堆角修正O/C比預測等模塊建立了高爐無料鐘布料模型。其中，對于料流軌跡采用了兩條料股的方式，更符合物理規(guī)律，對于料面形狀的處理采用了多段線性化處理。
　　2)結合遺傳算法，建立了基于目標O/C比布料操作優(yōu)化模型，可較好的實現(xiàn)

4、目標O/C比下的布料參數(shù)優(yōu)化。
　　3)建立1:15的物理模型，通過實驗驗證了模型主料流軌跡及下料流軌跡；并通過實驗驗證了操作參數(shù)對于不同粒度的原料布料堆尖位置的影響。
　　4)建立了基于圖像處理檢測固體散料的方法，以此測量了實驗布沙形成的堆角，研究了不同操作參量下堆積過程中堆角的變化規(guī)律。
　　③高爐爐況判斷模型中：
　　1)結合遺傳算法以及模糊聚類，建立了基于數(shù)據(jù)挖掘的爐況判斷模型。通過優(yōu)化可自主選擇最佳的建

5、模方法及相應參數(shù)；可完全經(jīng)由數(shù)據(jù)分析而自行生成基礎規(guī)則庫，打破傳統(tǒng)專家系統(tǒng)知識獲取的困難；模型簡易，程序編寫簡單，易于維護與進一步的開發(fā)。今后將實時數(shù)據(jù)存庫，定期重復上述過程，將會使系統(tǒng)具有自適應進化功能。
　　2)提出以小波分析結合支持向量的技術路線對高爐生產(chǎn)中的透氣性指數(shù)進行預測，通過與其它人工智能方法建立的預測模型比較，其預測精度高，擬合與推廣能力也比較好。
　　④“燒結-高爐”工序調(diào)度優(yōu)化模型中：
　　1)以煉

6、鋼需求為訂單，使用弧賦時Petri網(wǎng)(TAPN)對“燒結-高爐”工序進行建模，提出了包括關鍵操作的連續(xù)性函數(shù)、滿足訂單的供應函數(shù)和關鍵倉貯的穩(wěn)定性函數(shù)在內(nèi)的復合目標函數(shù)。最小化目標函數(shù)為目標通過遺傳算法搜索最優(yōu)的調(diào)度參數(shù)。
　　2)以某煉鐵廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)代入模型，通過仿真優(yōu)化后的調(diào)度參數(shù)：可以滿足關鍵操作連續(xù)；可以保證最大限度完成訂單；可以保持關鍵倉儲最佳的穩(wěn)定性。
　　3)將模型逆轉(zhuǎn)可實現(xiàn)物流追蹤功能。
　　4)模型進行