25t转炉自适应静态模型动态化控制

针对中小转炉不宜增设副枪检测,无法进行动态控制的实际状况,提出了自适应静态模型动态化控制的思想;首先建立自适应终点静态控制模型;然后根据枪位－加料模型进行吹炼并自动动态化控制知识库,修正枪位－加料模型及控制量,最后启动预报模型进行终点预报指导出钢。根据实际吹炼数据验证,终点控制模型具有良好的跟踪性,终点预报模型的终点Ｃ,Ｔ命中率分别达到６８％和６３％。     

铜PS转炉内的流域分布和混合时间研究

铜锍吹炼是铜精矿火法冶炼工艺的关键工序之一，目前全世界85%的冰铜均是采用PS转炉进行吹炼的。铜锍PS转炉吹炼是一个涉及化学反应、传热、传质的复杂的多相流体流动过程，吹炼过程中的流场分布特征、气锍渣分布规律以及物料混合特性对转炉生产率和铜回收率等指标起着重要影响。本文旨在通过可视化的冷态水模型试验模拟研究转炉吹炼高温冶炼过程流域分布和混合特性，进而对吹炼工艺进行优化。基于相似性原理建立了1:5等比例PS转炉冷态试验模型，采用高速摄像技术对吹炼过程的流场进行了动态记录，并基于图像处理技术对气液喷吹过程的流域进行了划分，包括喷吹区、喷溅区、强混合区、弱混合区、死区，并且对不同流域进行了定量化分析。此外，本文提出了一种新的判据，即“浓度稳定混合区波动极值”判据，用于判定不同示踪剂加入方式炉内的混合时间，进而确定了最佳的投料位置为喷吹波回落区，可明显提升转炉吹炼的混合效率。     

比色法测P-S转炉炉内温度的波长和带宽的选择

针对铜锍吹炼过程中复杂的环境使光谱发射率不稳定,难以实现温度场的比色温度测量,本文分析了吹炼过程炉内熔液、粉尘和烟气等成分,选择非激发的波长作为比色法测温的工作波长;为了避免由于CCD感光性能的原因而使感光过低或饱和,提出了利用照度公式计算最小带宽,并为两个工作波长选择了合适的带宽。实验使用选择好波长和带宽的两个滤光片进行比色测温实验,测量得到的图像信号没有失真,标定结果精确。最后采用MATLAB软件建立铜锍吹炼终点时刻的P-S转炉炉内二维温度场,测量结果误差较小,说明本文提出的波长和带宽的选择方法合理有效。     

基于MetCal计算模型双底吹连续炼铜工艺关键参数影响规律分析

双底吹连续炼铜工艺具有连续性、瞬时性的特点,其生产操作参数控制相对于其他炼铜工艺更为复杂,为确保产品质量稳定、炉况处于优化状态,需对双底吹连续炼铜工艺关键控制参数及其影响规律进行研究。本论文利用MetCal desk计算平台,通过物质流、能量流守恒的原理建立了双底吹连续炼铜工艺冶金计算模型,并在此基础上,通过单一调整富氧空气量、石英石配量、电解残极配加量等参数,分别考察其对双底吹连续炼铜工艺熔炼关键参数“铜锍品位、熔炼渣铁硅比及温度”和吹炼关键参数“粗铜品位、吹炼渣铁硅比及温度”的影响规律。结果表明：铜锍品位与熔炼石英石量、富氧空气量呈正相关,与配煤量呈负相关;熔炼渣铁硅比与熔炼石英石量、配煤量呈负相关;熔炼渣温度与熔炼富氧空气量、配煤量呈正相关;粗铜品位与吹炼富氧空气量、电解残极量呈正相关;吹炼渣铁硅比与电解残极量呈正相关,与吹炼石英石量呈负相关;吹炼渣温度与吹炼富氧空气量、电解残极量呈正相关。     

利用炉气分析预报AOD炉终点锰磷含量

基于测得的一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气等气体的体积分数,依据反应平衡和质量守恒定律,并结合炉气分析模型所得到的炉内氧的积累,分别建立了预测吹炼终点锰、磷含量的数学模型. 通过对模型预测值和实测值进行分析比较, 该模型可以预测终点的锰、磷含量,为AOD炉终点锰、磷含量的预报提供了有用的参考.     

转炉吹炼后期动态终点控制

建立了转炉吹炼后期的系统状态模型,讨论了在正常吹炼条件下系统吹炼后期的动态行为与状态的可达性等问题。并在此基础上,提出了两种实用的动态终点控制方案,后期初始点调整与终点调整。     

金川Ni—Cu锍的吹炼过程及高锍“降铁保硫”的研究——Ⅰ.金川Ni—Cu锍吹炼过程的理论研究

根据金川冶炼厂Ni-Cu锍吹炼过程的取样分析数据,提出了金川50t转炉吹炼过程中各组元变化的数学模型及描述吹炼过程特点的两个参数:dn_s/dn_F。(除铁脱硫摩尔比)和δ_S(Ni-Cu锍缺硫分数)的数学表达式。讨论了Ni-Cu转炉吹炼过程不同阶段的特点及在转炉内获得含Fe<1％,含硫>20％的Ni-Cu高锍的可能途径。     

贵溪闪速炉铜锍熔炼过程热力学模型

在后藤佐吉开发的热力学平衡模型的基础上，引进了氧效率系数和热损失参数，以修正实际贵溪闪速炉造锍熔炼过程与理想的热力学平衡体系的偏差，用逐步回归分析的方法，由大量工业生产数据拟合出的氧效率系数和热损失参数，求得了两者的回归关系式，从而建立了贵溪闪速炉铜锍熔炼过程的热力学模型。     

基于神经网络的转炉冶炼终点磷和硫含量预报模型

通过研究转炉冶炼终点磷、硫含量的影响因素.确定了影响冶炼终点的控制变量,根据人工神经网络技术,对常用BP算法进行改进,建立了基于神经网络的转炉冶炼终点双节点输出模型,实现了对终点钢水磷、硫含量同时进行预报,选取现场实际生产数据为样本,对模型进行训练,使模型对磷、硫含量的预报误差在±0.003%的命中率均达到了85%以上,预报精度达到了炼钢工艺的要求。     

基于膜算法进化极限学习机的氧气转炉炼钢终点预报模型

氧气转炉炼钢的控制目标是终点温度和碳含量,但由于不能对其进行在线连续测量,直接影响了出钢的质量.针对该问题,提出一种基于膜算法进化极限学习机(ELM)的抗干扰终点预报模型.利用进化膜算法的全局寻优能力调整ELM网络参数,不仅避免了ELM网络受异常点影响出现过拟合现象,还可以寻找最优复杂度的ELM模型.将找到的ELM模型应用到转炉炼钢领域并建立终点碳含量和温度的预报模型.在仿真实验中,分别使用含有高斯噪声的标准sin C函数和氧气转炉炼钢实际生产数据进行仿真,结果表明所提模型在含噪声的数据中具有较好的预报精度和鲁棒性.     

基于神经网络的铜闪速熔炼过程工艺参数预测模型

基于铜闪速熔炼过程是典型的高温、多相多组分复杂生产过程,熔炼时,闪速炉内发生激烈而迅速的化学反应,冰铜品位、冰铜温度和渣中铁硅比是铜熔炼过程的关键三大工艺参数,在线检测时存在成本高、滞后大,实现困难等问题,在分析影响工艺参数因素的基础上,提出一种基于BP神经网络的三大工艺参数预测方法,通过收集现场生产数据,挖掘其中隐含的工艺参数信息,建立预测模型。仿真结果表明,这三大工艺参数的最大绝对误差分别为0.630,6.680和0.051,最大相对误差分别为1.16%,0.55%和3.40%,说明模型预测结果与实际生产数据较吻合,该预测模型可用来指导实际生产操作,并可用于铜闪速熔炼过程参数优化。     

贵溪闪速炉造锍熔炼过程计算机模拟

利用作者建立的贵溪闪速炉造锍熔炼过程的热力学模型，对贵溪闪速炉造锍熔炼过程进行了计算机模拟，并对贵溪闪速炉控制的３个关键参数即冰铜品位、冰铜温度及渣中ｍＦｅ／ｍＳｉＯ２进行模拟，取得了良好效果．此外，还进一步讨论了富氧体积分数、反应塔油耗、粉煤代油、精矿成份等因素对贵溪闪速炉熔炼过程的影响．     

粗铜冶炼中铜锍品位的动态预测模式 —AR（p）与指数平滑最优组合法

提出了一种对铜锍品位进行预测的新方法 ,即以采集的现场数据为基础 ,采用系统辨识动态地建立了AR(p)模型与三次指数平滑模型 .AR(p)模型要求数据对象是平稳时间序列 ,而三次指数平滑模型的数据对象具有随机性 ,考虑到铜锍品位的波动性 ,将 2种模型按最小二乘原理 ,以组合预测误差平方和为目标函数 ,通过使误差平方和极小化来确定 2种预测方法的最优加权系数 ,建立了一种新的组合模型 ,其预测误差最小 .结果表明 ,在当时数据条件下 ,AR(p)与指数平滑组合模型比AR(p)与指数平滑模型单独使用时精确度都要高 ,这对指导生产具有实用意义 .     

铜冰铜熔炼过程的物理现象

在模拟反射炉和电炉熔炼冰铜的实验中,用X射线电视装置研究了铜冰铜熔炼时的各种物理现象。炉料在熔炼时所发生的变化均记录在电视录像磁带及X光胶片上。利用渣锍两相之间界面张力的数据计算了体系的浮游系数和膜系数。讨论了熔融硫化物对固体炉料的浸染,泡沫渣的形成条件,冰铜液滴与气泡在渣中的行为以及它们对金属在渣中损失的影响。     

富氧对铜熔炼中伴生元素行为和能耗的影响

借助于已开发的铜冶炼过程的计算机模型,模拟研究了富氧浓度对伴生元素Ni,Co,Sn,Pb,Zn,As,Sb和Bi在铜冶炼体系中的分配行为和炉子能耗的影响。模拟结果与贵溪冶炼厂和霍恩冶炼厂的实际生产数据进行了比较,模拟值与实测值吻合得很好。研究表明:在铜冶炼中使用富氧,有利于节能,却对挥发性的伴生元素Sn,Pb,Zn,As,Sb和Bi等在气相中的挥发脱除十分不利。     

基于算术平均最小贴近度和BP神经网络的变权组合预测模型研究

通过构造新的差值-比例矩阵,对2012年的沪铜期货价格建立了基于算术平均最小贴近度和BP神经网络的变权组合预测模型,并对沪铜期货价格进行了实证研究.结果表明,基于算术平均最小贴近度和BP神经网络的变权组合预测模型的预测精度明显高于各个单模型的预测精度,说明了此变权组合预测模型是有效的.     

基于平滑指数法的我国铜材产量预测

铜是用途广泛且较为贵重和稀缺的有色金属.科学预测我国铜材产量,是制定行业发展规划的基础,对指导企业有序、有效生产经营,保持我国促进我国铜产业健康发展具有重要的现实意义.平滑指数法是时间序列预测常用的方法,预测值是以前观测值的加权和,且对不同的数据给予不同的权数,新数据给予较大的权数,旧数据给予较小的权数.运用三次平滑指数法预测我国铜材产量,取得了理想的效果,平均预测仅为1.658 8%.由模型预测得到2017年6月我国铜材产量为178.356万t.     

铜合金时效性能的神经网络预测模型

运用BP神经网络算法，对时效试验数据进行训练，建立了Cu-0．30Cr-0．15Zr合金时效后硬度和导电性与时效时间和时效温度的映射模型，从而可预测铜合金在一定时效条件下的硬度和导电性，预测结果与实测值吻合较好，表明神经网络用于铜合金的时效性能预测是可行的，预测的准确性取决于用于训练网络的铜合金时效试验数据的数量和质量。     

底吹冰铜吹炼炉中气-液流动状况的数学模拟

采用Eulerian-Eulerian模型描述了底吹冰铜吹炼炉内气液两相流行为,在模拟结果与实测结果一致的基础上,对双喷嘴在不同喷气角度下熔池内的气液两相流行为及气体含量进行模拟计算与比较.结果表明:随着喷吹角度的增大,喷溅情况相应有所减弱,在14°对喷角度下的喷溅现象最为严重.随着双喷嘴对喷角度的增大,射流轴线横向穿透距离增大,湍动能的分布区域也相应增大,气泡在容器中停留时间增加.但当夹角超过一定范围后,继续增大角度会使喷嘴口距离液面垂直距离减小,气泡在熔池中的停留时间反而减小,其中28°对喷角度下,熔池中的气体体积分数最大,而且湍动能分布范围最广.