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电熔镁炉熔炼过程工艺参数优化指导软件的研究与开发

作　者: 闫占伟
导　师: 李小平
学　校: 东北大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 电熔镁炉极心圆直径质量品位系数规则推理 BP神经网络
分类号: TG232
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

电熔镁砂是一种广泛地应用于冶金行业、玻璃工业、水泥工业、家电加热器和温化学工业等诸多领域的耐火材料。电熔镁炉是当前电熔镁砂生产行业中应用最广泛的生产设备之一。电熔镁炉的工艺参数中极心圆直径是确定三相交流电极位置的重要参数,并直接影响着熔炼质量与单位电耗等工艺指标。当前极心圆直径的确定主要是依靠现场操作人员的长期的工作经验来进行的,经常不能预测到生产的产品的质量品位。因此研究和开发电熔镁炉熔炼工艺参数优化指导软件来指导优化现场工艺参数中的极心圆直径的设定,是企业实现节能降耗,提高企业的经济效益的迫切需要。本文是以国家科技支撑计划“镁产业综合节能技术创新工程”为依托,以国内某镁砂企业的熔炼电熔镁砂为背景,对电熔镁炉工艺参数中的极心圆直径与单位电耗和质量品位系数之间关系展开研究,设计开发了电熔镁炉熔炼过程工艺参数优化指导软件。本文主要研究工作如下：1.对实际的熔炼生产进行调研,采集了大量的极心圆直径和单位电耗及质量品位系数的现场数据。针对于实际生产中相互干扰因素多,难以精确建立各参数之间数学模型的问题,本文引入了神经网络,利用现场采集的过程数据和化验数据,建立了以产品质量品位系数、极心圆直径为输入,以单位电耗为输出的BP神经网络预测模型。在给定期望产品质量参数的前提下,通过对单位电耗进行极小化确定极心圆直径的初始值。2.在上述确定极心圆直径的初始值的基础上,通过对现场操作经验的研究,提取了基于烧减量(L.O.L)和炉壳新旧程度确定对极心圆直径初始值的修正补偿值的规则,应用正向推理的方法对极心圆初始值直径进行修正补偿,以最终确定实际的极心圆直径。3.基于Visual Basic6.0和SQL Server2000设计开发了电熔镁炉熔炼工艺参数优化指导软件,实现了对极心圆直径的优化指导。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-12
第1章绪论  12-18
  1.1 论文的研究背景  12-13
  1.2 电熔镁炉生产运行现状及存在问题  13-14
  1.3 电熔镁炉工艺参数选择方法的研究现状  14-16
    1.3.1 理论和经验方法研究现状  14-15
    1.3.2 智能方法研究现状  15-16
      1.3.2.1 人工神经网络  15
      1.3.2.2 专家系统  15-16
  1.4 本文主要的工作  16-18
第2章电熔镁炉系统结构及熔炼工艺参数  18-30
  2.1 电熔镁炉基本构造  18-19
  2.2 电熔镁炉的熔炼工艺与能耗  19-23
    2.2.1 电熔镁炉熔炼工艺描述  19-21
    2.2.2 电熔镁炉熔炼过程中能耗分析  21-23
  2.3 熔炼过程中的关键问题  23-24
  2.4 电熔镁炉工艺参数中的极心圆直径变化的影响  24-28
    2.4.1 极心圆直径对电熔镁炉内的温度场分布的影响  24-27
    2.4.2 极心圆直径对电熔镁炉内的有效反应区的大小的影响  27-28
  2.5 温度场对电熔镁砂熔体中杂质迁移的影响  28-29
  2.6 本章小结  29-30
第3章基于神经网络的极心圆直径优化方法  30-46
  3.1 电熔镁炉极心圆直径与单位能耗、质量品位系数的函数关系  30
  3.2 电熔镁炉极心圆直径与单位能耗、质量品位系数的函数关系确定的难点和方法  30-31
  3.3 BP神经网络  31-34
    3.3.1 BP神经网络的发展过程  32
    3.3.2 Matlab的BP神经网络工具  32-34
  3.4 电熔镁炉的极心圆直径优化策略  34-44
    3.4.1 基于BP神经网络的单位电耗预测模型  34-37
    3.4.2 基于BP神经网络建立  37-43
    3.4.3 极心圆直径的优化的实现  43-44
  3.5 本章小结  44-46
第4章电熔镁炉极心圆直径优化补偿研究  46-56
  4.1 极心圆直径优化补偿修正方法  46
  4.2 现场经验确定极心圆直径补偿考虑因素  46-49
    4.2.1 原料  46-48
    4.2.2 电极的影响  48-49
  4.3 现场确定极心圆直径修正补偿的规则提取  49-54
    4.3.1 知识及知识的表示  49-50
    4.3.2 知识的推理机制  50-52
    4.3.3 现场极心圆直径修正补偿规则  52-54
  4.4 本章小结  54-56
第5章电熔镁炉熔炼过程工艺参数优化指导软件的设计与开发  56-70
  5.1 软件开发平台  56-58
    5.1.1 VB 6.0简介  56-57
    5.1.2 Microsoft SQL Sever 2000简介  57-58
  5.2 软件的框架  58-59
  5.3 规则的存储  59-61
  5.4 VB与SQL Server之间的连接  61-62
  5.5 VB与Matlab的连接  62-63
  5.6 推理机  63-64
  5.7 软件的功能实现与验证  64-69
    5.7.1 主模块  65
    5.7.2 用户登录模块  65-66
    5.7.3 规则库维护模块  66-68
    5.7.4 版本信息模块  68-69
  5.8 本章总结  69-70
第6章结论与展望  70-72
  6.1 结论  70-71
  6.2 展望  71-72
参考文献  72-76
致谢  76-78
攻读硕士学位期间的主要工作  78

电熔镁炉熔炼过程工艺参数优化指导软件的研究与开发

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