沖天爐熔煉過(guò)程成分預(yù)測(cè)系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、據(jù)統(tǒng)計(jì),鑄鐵件產(chǎn)量占我國(guó)鑄件總產(chǎn)量的70％以上,鑄鐵仍是我國(guó)鑄造生產(chǎn)最重要的材料,因此,提高鑄鐵件質(zhì)量、降低其成本對(duì)促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要意義。而作為影響鑄鐵件質(zhì)量和成本的關(guān)鍵因素,鑄鐵熔煉水平的提高對(duì)實(shí)現(xiàn)低能耗綠色鑄造以及實(shí)現(xiàn)國(guó)家降低單位產(chǎn)值能耗的目標(biāo)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文針對(duì)目前我國(guó)鑄鐵最主要的熔煉方式—沖天爐熔煉展開相關(guān)研究,重點(diǎn)對(duì)沖天爐熔煉體系成分預(yù)測(cè)模型的建立和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩方面開展研究工作。本文首先研究了沖

2、天爐熔煉體系成分變化過(guò)程的數(shù)學(xué)表達(dá)方法,即利用分子式矩陣、化學(xué)反應(yīng)計(jì)量系數(shù)矩陣、獨(dú)立組分、獨(dú)立反應(yīng)等物理化學(xué)知識(shí)對(duì)沖天爐熔煉體系進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。在此基礎(chǔ)上,基于沖天爐熔煉體系的建模要求,綜合比較平衡常數(shù)法和最小自由能法這兩種多相多組分體系平衡計(jì)算算法的優(yōu)勢(shì),最終選用最小自由能法來(lái)進(jìn)行沖天爐熔煉體系成分預(yù)測(cè)的熱力學(xué)建模。為保證該熱力學(xué)模型的精度,本文還研究了沖天爐熔煉參數(shù)的約束處理方法,即采用間接約束的思路,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)處理熔煉參數(shù)與

3、鐵液溫度之間的約束關(guān)系,從而完成熔煉參數(shù)對(duì)鐵液成分影響的探索研究,最終建立了沖天爐熔煉過(guò)程的成分預(yù)測(cè)模型。
　　在分析成分預(yù)測(cè)模型求解特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,本文選用遺傳算法作為上述模型的求解算法,并對(duì)遺傳算法進(jìn)行了相關(guān)改進(jìn)以提高算法效率,然后利用Matlab平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了該模型,文章最后設(shè)計(jì)了兩個(gè)熔煉算例來(lái)說(shuō)明成分預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果。
　　本文的研究結(jié)果論證了沖天爐熔煉過(guò)程成分預(yù)測(cè)系統(tǒng)的可行性,并對(duì)系統(tǒng)的影響因素展開深入闡述,為后續(xù)