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精炼炉钢水成分的预报及终点控制

作　者: 周世龙
导　师: 毛志忠
学　校: 东北大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 钢水成分预报终点控制遗传算法 LF
分类号: TF703.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着计算机及自动控制技术在钢铁工业中的应用,在电炉冶炼—炉外精炼—连铸—轧制这—短流程生产工艺中,LF的作用日益突出。因此,LF精炼过程中终点成分和温度控制成为整个流程是否能够顺利进行的重要因素之一。目前,我国LF精炼过程钢水终点成分和温度控制基本采用人工控制,如果操作工有操作疏忽的情况发生将给企业的生产带来很大的损失,所以尽快实现精炼炉的终点控制对冶金工作者而言是一个极其迫切的课题。针对LF冶炼过程中不能连续多次测量碳和磷成分的问题,通过对冶金理论的研究,提出了动态预报碳和磷成分的模型。对动态预报模型中难以测量的参数建立了优化模型,通过遗传算法对参数进行寻优,寻优结果满足现场工艺要求。运用加权理论的思想,将动态和静态预报模型结合对终点碳和磷成分进行预报,实现了满足工况条件的钢水成分预报。针对电极加热过程中其端部增碳有可能影响终点碳成分的问题,.提出了更符合现场工艺要求的供电制度曲线。采用精炼炉升温、保温理论的方法结合电极增碳理论和遗传算法对LF供电曲线进行了寻优,得到了理想的供电制度。此供电制度既考虑了生产节奏也满足了连铸的要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-21
  1.1 LF的特点  9-13
    1.1.1 LF的功能  9-11
    1.1.2 LF的作用  11-12
    1.1.3 LF的优点  12
    1.1.4 LF成分预报模型建立的意义和难点  12-13
  1.2 LF工艺过程模型的国内外发展状况  13-18
  1.3 课题的目的和意义  18-19
  1.4 课题的主要工作  19-21
第二章钢水碳成分预报模型的建立  21-35
  2.1 活度  21-24
    2.1.1 活度及活度系数  21-23
    2.1.2 活度的测定及计算方法  23-24
  2.2 脱碳反应原理  24-28
    2.2.1 熔渣的物理特点  24-25
    2.2.2 熔渣的离子溶液结构模型  25-26
    2.2.3 脱碳反应  26-28
  2.3 终点碳成分静态预报模型  28-29
    2.3.1 参考炉次法  28
    2.3.2 终点成分预报模型  28-29
  2.4 基于加权理论的碳成分预报模型的建立  29-35
    2.4.1 临界碳量以上的脱碳速率  29-30
    2.4.2 临界碳量以下的脱碳速率  30
    2.4.3 脱碳速率机理模型中待辨识参数的确定  30-32
    2.4.4 基于加权理论的碳成分预报模型  32-35
第三章钢水磷成分预报模型的建立  35-43
  3.1 脱磷反应原理  35-38
    3.1.1 熔渣的化学特点  35-37
    3.1.2 脱磷反应热力学原理  37-38
  3.2 终点磷成分静态预报模型  38-39
    3.2.1 参考炉次法  38-39
    3.2.2 终点成分预报模型  39
  3.3 基于加权理论的磷成分预报模型的建立  39-43
    3.3.1 脱磷速率机理模型中待辨识参数的确定  40-41
    3.3.2 基于加权理论的磷成分预报模型  41-43
第四章 LF供电制度的建立  43-53
  4.1 电极消耗原理  43-46
    4.1.1 电极的消耗机理  43-45
    4.1.2 电极折断、表面剥落及掉块的损失  45-46
  4.2 LF电热特性及供电制度  46-53
    4.2.1 LF的热工特性  46-49
    4.2.2 LF供电制度模型的建立  49-53
第五章仿真实例  53-63
  5.1 遗传算法的基本思想  53
  5.2 遗传算法的实数编码  53-55
  5.3 适应度函数的设计  55
  5.4 遗传算子  55-58
  5.5 仿真结果分析  58-63
    5.5.1 待辨识参数仿真  58
    5.5.2 基于加权思想的预报模型的仿真  58-60
    5.5.3 供电制度的仿真  60-61
    5.5.4 电极端部增碳的仿真  61
    5.5.5 整个炼钢过程中碳变化的仿真  61-63
第六章结论  63-65
参考文献  65-69
致谢  69

精炼炉钢水成分的预报及终点控制

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