高爐冶煉過程爐況監(jiān)控及趨勢預(yù)估.pdf

1、鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國重要的支柱產(chǎn)業(yè)，而高爐是鋼鐵產(chǎn)業(yè)中最主要的生產(chǎn)設(shè)備，如何保證爐況穩(wěn)定順行、高效生產(chǎn)是鋼鐵產(chǎn)業(yè)重要目標(biāo)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的大力發(fā)展高爐煉鐵也由原憑借操作人員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作到現(xiàn)在以數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)操控。但高爐冶煉過程的復(fù)雜性使得其控制存在許多困難。目前主要面臨的困難有：1）高爐冶煉過程中由于環(huán)境的復(fù)雜性使得采集到的數(shù)據(jù)存在大噪聲干擾，生產(chǎn)過程中只能通過采集設(shè)備獲取各參數(shù)測量值，但各參數(shù)真實(shí)值未知，只能憑借專家經(jīng)驗(yàn)對真實(shí)值進(jìn)行估計(jì)

2、，不利于對高爐實(shí)際爐況的判斷；2）由于高爐內(nèi)部高溫、高壓使得無法直接獲得當(dāng)前爐況，只能憑借其它相關(guān)參數(shù)對爐況進(jìn)行判斷；3）高爐生產(chǎn)的復(fù)雜性使得其生產(chǎn)數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)異常、數(shù)據(jù)缺失等問題，這不利于高爐操控及后期研究；4）高爐是一多傳感器系統(tǒng)，不同數(shù)據(jù)間的強(qiáng)耦合特性、采樣周期不統(tǒng)一、時間滯后不同等問題，導(dǎo)致生產(chǎn)操控優(yōu)化極其困難；5）高爐操作人員需通過多種參數(shù)、曲線及圖像的調(diào)閱才能對當(dāng)前爐況及未來爐況發(fā)展做出判斷，數(shù)據(jù)的分散性不利于高爐的操控。本

3、文利用已有參數(shù)：主要包括鐵水[Si]含量、鐵水溫度、料速等高爐狀態(tài)參數(shù)信息；風(fēng)量、風(fēng)溫、噴煤、富氧等高爐控制參數(shù)信息間接反映高爐爐況信息，并設(shè)計(jì)高爐冶煉過程綜合監(jiān)控系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)高爐爐況實(shí)時監(jiān)控，輔助高爐操作人員對爐況判斷及操作。主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）對高爐數(shù)據(jù)的一元時間序列回歸模型進(jìn)行建模研究，不同于常規(guī)一元時間序列回歸模型，高爐數(shù)據(jù)存在大噪聲干擾，其真實(shí)值、噪聲方差未知，對此進(jìn)行分析建模用于后期數(shù)據(jù)補(bǔ)值及預(yù)測工作，然后

4、對含噪 AR模型進(jìn)行無偏參數(shù)估計(jì)，為信息評估及數(shù)據(jù)濾波提供依據(jù)。
　?。?）從高爐實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的角度出發(fā)，闡述數(shù)據(jù)存在問題，在分析傳統(tǒng)異常值檢測及修補(bǔ)方法不適用于高爐這種復(fù)雜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出多尺度結(jié)合拉依達(dá)準(zhǔn)則對高爐異常數(shù)據(jù)檢測的新方法及把 AR模型應(yīng)用于高爐數(shù)據(jù)補(bǔ)值及預(yù)測，保證數(shù)據(jù)的完整性及有效性，為后期研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　（3）高爐是一多傳感器的復(fù)雜系統(tǒng)，針對高爐多源信息不同數(shù)據(jù)的量綱及采樣周期進(jìn)行配準(zhǔn)分析研究，消

5、除量綱及頻率的影響更利于后期研究，同時針對鐵水參數(shù)進(jìn)行信息融合，融合后的信息比單一參數(shù)更全面，更能準(zhǔn)確的反應(yīng)爐熱的變化。
　?。?）高爐以不同形式記錄數(shù)據(jù)，操作人員需要結(jié)合多種數(shù)據(jù)才能對當(dāng)前爐況及未來爐況發(fā)展做出評判，本文利用上述方法消除不同數(shù)據(jù)間的不利影響，設(shè)計(jì)狀態(tài)參數(shù)綜合判斷圖及操作參數(shù)綜合判斷圖，使得高爐操作人員可以在一張圖上一目了然的把握各參數(shù)的變化。
　?。?）在上述研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)高爐冶煉過程綜合監(jiān)控系統(tǒng)，該系