烧结生产过程的智能控制技术

针对烧结生产复杂的物理化学反应进程,提出烧结终点预测模型和应用机尾烧结矿断面图像判断烧结终点的实际解决方法.在分步骤地解决烧结生产各个关键环节的在线检测和实现各个环节的智能控制的基础上,应用信息化、智能化技术集成各个控制环节,构成烧结生产过程的综合智能控制系统.     

补偿式烧结终点预报方案

单纯以烧结热状态为基础预报烧结终点将导致烧结过程调节的滞后性及振荡性.通过对烧结过程的实验分析,研究了烧结过程反应状态(透气性状态、热状态)的迁移特征,指出在预热带触底点之前,烧结废气温度对工艺因素波动无区别性特征,而透气性状态在整个烧结机长度方向上对工艺因素波动均呈现明显区别性特征.以透气性状态迁移规律为基础对烧结终点进行前置性预报,以热状态迁移规律为基础对烧结终点进行补偿性预报,可以大幅度提高预报的前置度及预报结果的准确性,最大程度的避免烧结过程调节的振荡性.     

烧结过程控制专家系统(Ⅲ)——透气性中心控制策略和烧结终点预报策略

为了克服烧结过程因机理复杂、影响因素多且相关性高而难以准确控制的困难,提出了烧结过程状态控制以透气性为中心的控制策略,研究了透气性的判断方法和实现此策略的控制原则和方法;同时,为了解决烧结过程控制的长时滞问题,提出了烧结终点的预报策略,研究了烧结终点的预报方法．     

基于烧结过程各带迁移规律的烧结终点预报方法

提出利用最小二乘法拟合烧结废气温度曲线,求曲线方程的二阶导数计算出烧结废气温度的四个拐点. 结合烧结过程各带的迁移情况,计算得出拐点所对应的各带前沿到达料层底部的温度. 根据拐点出现的时间,求出烧结过程中各带前沿平均速度. 利用多元线性回归法和F检验进一步考察烧结工艺参数对各带前沿平均速度的影响规律,并给出了它们之间的关系式. 利用该关系式, 可以在节能和提高烧结矿平均粒度的原则下,定量地调整工艺参数以稳定烧结终点.     

铅锌烧结过程的智能集成优化控制系统

以铅锌烧结过程的优化控制为背景,建立了铅锌烧结过程的烧穿点预测模型、综合透气性预测模型、综合工况预测模型,得到了烧结过程的优化控制的目标函数.采用模糊专家规则进行烧结过程状态控制,同时采用聚类搜索混沌遗传算法获得最优的操作参数,从而实现了铅锌烧结过程的在线实时集成优化控制.提出了智能集成优化控制系统,解决了多输入多输出复杂工业过程的控制问题.     

烧结生产过程的智能控制技术

针对烧结生产复杂的物理化学反应进程,提出烧结终点预测模型和应用机尾烧结矿断面图像判断烧结终点的实际解决方法。在分步骤地解决烧结生产各个关键环节的在线检测和实现各个环节的智能控制的基础上,应用信息化、智能化技术集成各个控制环节,构成烧结生产过程的综合智能控制系统。     

利用风箱温度对烧结终点的模糊控制

烧结终点(Burning Through Point-简称BTP)是指烧结原料经过点火后,在机床上恰好完全进行物理和化学反应的那一点,即烧结结束时的位置。烧结终点是影响烧结质量和产量的重要因素,控制好烧结终点位置具有重要的意义。本文在参考已有研究文献的基础上,给出了烧结终点位计算的算法。     

基于多目标粒子群协同算法的状态参数优化

针对铅锌烧结过程综合透气性、烧结终点的优化具有强非线性、计算复杂等特点,提出了一种有效的多目标粒子群协同优化算法。首先,建立了有综合透气性、烧结终点两个目标的优化模型。接着,通过改进的约束比较方法、粒子极值选取方法,以及利用不同的粒子群来分别优化相应的变量,提出了一种改进的多目标粒子群协同优化算法。最后,利用提出的多目标优化算法进行综合透气性、烧结终点的优化。仿真结果表明,所提出的多目标优化算法能较好地解决综合透气性、烧结终点的优化问题。     

小样本贫信息条件下高炉冶炼烧结终点组合预测法

由于烧结过程具有不确定性、多变量耦合、时变时滞的特点,并且烧结终点受多种因素的影响,采用传统控制方法难以将烧结终点控制在要求的范围内,提出应用支持向量机优良的时序预测性能,以及贝叶斯理论能够利用样本信息和先验知识来简化预测模型和优化参数的特性,建立了贝叶斯支持向量机烧结终点的预报模型。首先对烧结终点的机理分析,后分别叙述贝叶斯框架理论和LS-SVM算法,并将贝叶斯证据框架应用于最小二乘支持向量机模型参数的自动选择,建立起时间序列的烧结终点非线性预测模型。在贝叶斯推断的第一层,进行模型参数的选择;在贝叶斯推断的第二层,进行模型超参数的选择;在贝叶斯推断的第三层,估计模型核参数,然后利用贝叶斯最小二乘支持向量机算法(LS-SVM)对烧结终点进行预测,并在此基础上构造了烧结终点的贝叶斯最小二乘支持向量机模型。仿真结果和多种模型比较表明,本模型能在小样本贫信息条件下对烧结终点做出比较准确的预测,并具有预测精度高、所需样本少、计算简便等优点,取得了令人满意的结果。     

铁矿烧结工艺中温室气体CO2的排放规律

采用KM9106综合烟气分析仪对烧结工艺过程温室气体Cox排放规律进行研究. 研究结果表明: 在烧结过程中, 温室气体Cox排放变化情况能够很好地反映烧结过程固体燃料焦粉的燃烧状况, 证明烧结过程焦粉的燃烧是以生成CO2的完全燃烧反应为主, 但仍有部分生成CO的未完全燃烧反应存在;烧结烟气中CO2浓度降为零时所对应的点与烧结废气温度为最大值有很好的对应关系, 能很好地用于确定烧结终点;焦粉配比对烧结过程固体燃料燃烧的影响能明确地从温室气体Cox的排放情况表现出来, 而且, 通过判断燃料燃烧状况, 可以推测出烧结矿产质量的优劣, 用于指导烧结生产.     

铁矿石烧结终点的优化控制

根据铁矿石烧结过程的特点，提出了烧结终点的长期和短期控制策略．长期控制根据原始料层透气性以及垂直烧结速度的状态，通过调整料高或机速实现；短期控制通过调整机速，稳定废气温度上升点实现．采用自定中心、非线性量化、控制规则自调整等方法实现了模糊控制算法的自适应．提出了用垂直烧结速度描述烧结过程透气性的观点，采用系统辨识的方法建立了垂直烧结速度的预报模型．应用结果表明：所建预报模型的准确率较高，达95％以上；系统的使用可使烧结过程主要状态参数（烧结终点位置、温度、大烟道温度等）的波动降低18％～29％．     

烧结过程控制专家系统(Ⅰ)─—系统总体控制方案和系统总体结构

为了提高我国烧结生产过程控制水平，作者将数学模型与人工智能相结合，建立了烧结过程控制专家系统，并应用于烧结生产过程的离线控制，取得了较好的效果．本文着重分析烧结过程及其控制的特点，研究烧结过程的总体控制方案以及烧结过程控制专家系统的总体结构．     

一种烧结终点模糊滑模控制策略及其在烧结过程中的应用

烧结过程具有强非线性、时滞和时变等特性。在分析烧结过程热状态的基础上,提出了一种烧结终点的模糊滑模控制策略,将模糊逻辑和滑模控制方法结合起来,并将其应用在某烧结厂烧结机的台车速度控制中。这种控制方法能在线调整参数,对烧结过程中大惯性、大滞后对象进行有效控制,在对象参数变化或存在较大扰动的情况下,能保持较好的控制品质。结果表明:这种方法稳定了烧结生产,为实现烧结过程的智能优化控制奠定了基础。     

烧结工艺对透明氧化铝陶瓷性能的影响

以Isobam600AF为分散剂,Isobam104为胶黏剂,采用注凝成型工艺和真空无压烧结技术,通过改进两步烧结法制备了透明氧化铝陶瓷,探究了不同烧结温度和保温时间对氧化铝陶瓷晶粒尺寸、致密度、光学性能和力学性能的影响.结果表明:该烧结工艺可有效控制晶粒尺寸长大和提高相对密度,进而提高其光学性能和力学性能.在烧结过程中,当温度升高到一定范围时,致密化过程开始,且致密化速率随着温度的升高和保温时间的延长先增加后降低,在两步烧结1 400 ℃保温3 h时致密化速率达到最快.因此,坯体的致密化过程是非线性的,且具有一个最高致密化速率温度和保温时间点.     

基于质量指标的球团焙烧先进过程控制

以某烧结厂球团焙烧过程中燃烧控制系统为研究对象，针对生产过程中因果非线性及条件不确定等因素的影响，综合运用网络技术、软测量技术、模糊控制和专家系统等，提出一种焙烧过程的质量控制策略和先进过程控制(APC)方案，设计了基于神经网络的模糊化软测量(FNNSS)模型。采用软测量的方法实现生产综合条件指标即广义透气性的测定，对不同的透气性采取不同的控制策略，并进行了仿真研究。     

注凝成型及其烧结工艺研究进展

科技的发展对材料的要求越来越高，传统的成型和烧结技术仅适用于小尺寸且形状规则的金属成型，且需要在一定的压力下才能达到足够高的力学性能。注凝成型技术适用于各种复杂形状、大尺寸部件的近净尺寸成型，具有实验设备简单、工艺过程易控制、坯体密度均匀、强度高等突出优点。为了制备出高固相含量、低黏度、高密度的金属陶瓷，分别从注凝成型工艺过程、注凝成型体系和烧结致密化方法等方面进行了研究。研究表明：注凝成型工艺过程主要分为球磨、凝胶、干燥、排胶和烧结；注凝成型体系分为水系凝胶和非水系凝胶；浆料的黏度对坯体的力学性能影响较大；干燥不当会导致坯体的开裂；烧结温度和烧结助剂对烧结体性能有较大的影响。     

影响烧结工艺过程NOx排放质量浓度的主要因素解析

在烧结烟气脱硫治理取得成效之后,烟气脱硝迅即摆上钢铁企业的环保治理议程.在尚无经济有效的末端治理脱硝工艺的前提下,有必要在烧结生产中进行工序过程控制,从而保持烧结烟气NOx排放质量浓度处于较低水平.本文通过统计解析的研究方法,系统分析了2013至2014年宝钢实际烧结过程中原燃料条件参数、工艺条件参数对烟气中NOx排放质量浓度的影响规律.研究结果表明:适当降低赤铁矿的使用比例,提高烧结粉、返矿的配比,提高钙质熔剂中石灰石的使用比例,降低镁质熔剂使用比例,保持烧结矿较高的碱度水平,强化制粒提高料层透气性,坚持厚料层烧结等措施均有利于抑制烧结烟气NOx的排放质量浓度水平.     

烧结过程异常状况诊断专家系统SPADES(Ⅰ)--系统总体规划

烧结过程异常状况的发生是影响烧结过程稳定运行的主要因素之一.为了准确诊断烧结过程的异常状况并及时消除异常,将数学模型、模糊技术和专家系统相结合,建立了烧结过程异常状况诊断专家系统,并应用于烧结生产过程的实时在线诊断;分析了烧结过程异常状况诊断的本质;通过知识获取,建立了烧结过程中出现的17种典型异常状况的表征现象集合,研究了烧结过程异常类型的模糊诊断模型;提出了将烧结异常诊断分为异常类型判断、异常原因分析和消除异常操作决策的总体方案;采用简化的黑板系统组织总体结构,用VC++语言开发了Windows平台的应用软件.在大型烧结机烧结过程的实际异常诊断上的应用结果表明,该系统具有很好的实时性和实用性,诊断和操作决策的准确率在85%以上.     

钢铁企业烧结工序烟粉尘排放的测试与评价

对某钢铁企业烧结工序不同烟粉尘排放源的现场采样,包括烧结煤粉破碎、烧结配料、烧结机头、烧结机尾和烧结矿成品筛分等工艺过程.测试了各工艺过程的除尘灰以及排放烟粉尘的粒径分布和化学组成,分析得出除尘前烟粉尘的粒径分布和化学组成.在此基础上,建立了烧结工序各个烟粉尘排放点的综合评价指标.通过专家调研得出了各个评价指标的权重集,最终运用模糊综合评判法,对烧结工序各个烟粉尘排放点进行综合评价,得出烧结工序的重点烟粉尘排放点.结果表明,烧结机头的TSP排放总量、PM_(2.5)质量分数、PM_(10)质量分数和重金属元素质量分数均为最大,是烧结工序最重要的烟粉尘排放点.     

传统高温炉的改造

使用传统的高温炉时采用机械式方法进行操作,升温速度靠人工手动电流调节旋钮来控制。在升温过程中必须不断地观察并调节电流大小以控制升温速度,因而在烧结样品时温度控制不够准确,且花费较多的时间、耗费较多的电量。为了满足烧结工艺对炉温的高要求,选用智能控温仪,通过改进线路,对老式高温炉温度控制系统进行技术改造。改造后的高温炉能通过控温程序准确控制烧结过程,温差为±1℃～2℃,并达到了节能、省时的效果。