国内钢铁企业 烧结操作指导 中文文献集锦 pdf

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑 国内钢铁企业 烧结操作指导 中文文献集锦 pdf 收稿日期:2022-07-08联系人:龙红明(410083)湖南长沙中南大学烧结球团研究所 烧结矿化学成分操纵系统在宝钢生产中的应用 胡志清1龙红明2范红青1李冰1范晓慧2姜涛2 (11宝钢股份不锈钢分公司21中南大学烧结球团研究所) 摘要针对宝钢不锈钢分公司烧结生产实际状况,开发了基于神经网络的烧结矿化学成分预报模型,将模型的预报结果作为操纵系统的前提条件,结合现场专家的阅历知识,推理、计算出最正确的原料配比。系统于2022年11月在烧结分厂正式投入运行,在线运行结果说明,化学成分预报命中率和操作指导建议

2、采用率均超过90%,烧结矿碱度(R )的一级品稳定率提高1198%,全铁(TFe )的一级品稳定率提高0133%,取得了良好的效果。 关键词化学成分预报模型操纵系统操作指导 1前言 我国烧结厂从上世纪80年代初开始就投入了大量资金从国外引进了集散型操纵系统,基本实现了烧结生产的基础自动化 1 ;而且随 着计算机网络技术的发展,国内大中型钢铁企 业也拥有了企业内部的局域网,并构建了企业管理信息系统,实现了企业的信息化和管理自动化。但烧结生产的决策以及操作参数最优值确实定等,主要还是依靠于现场操作人员的阅历,因此,国内烧结厂要全面实现生产自动化,关键还是要开发出适合自身生产条件的烧结生产专家系统。

3、 宝钢股份不锈钢分公司为了提高烧结过程 矿冶工程,1999,19(3):36 2李伦,钟昭兴1韶钢烧结生产技术的发展J 1烧结球团, 2022,27(3):4648 3深川卓美等1川崎制铁技报J 11991,23(3):2032094Josef Ebner 等1奥钢联林茨厂用模糊规律操纵改善烧结厂 生产操作J 1世界钢铁,1997,(4):6165 5郗安民,刘晓超,刘颖1烧结终点位置的模糊操纵J 1冶 金设备,2000,1:1921 6WAN G Hai 2dong ,QIU Guan 2zhou and HUAN G Sheng 2 sheng 1Design and developmen

4、t of expert system for controlling sintering processJ 1Trans Nonferrous Met Soc China ,1999,9(3):651655 7Takumi Fukagawa ,Syunji Iyama and Masayoshi Okuyama 1 Sintering operation control system with artificial intelligence J 1K awasaki Steel G iho ,1991,23(3):203207 8舒笛前1预计操纵系统及其应用M 1北京:机械工业出 版社,199

5、8:6568 BTP FORECAST MODE L BASED ON BP NERVE NET Shen Xiaow en et al 1 Abstract B TP is an important mark to judge whether sintering process is in normal or not 1The B TP forecasting model based on nerve net was developed and was used in the B TP optimize control system of L IAN G AN G 280m 2sinteri

6、ng plant 1This article introduces em phatically the establishment ,on 2line study and correction of B TP forecast model based on BP NN ,as well as the running situation both in laboratory and on line 1 K eyw ords B TP ,BP nerve net ,forecast model 6 2烧结球团 Sintering and Pelletizing 第31卷第4期2022 年8月 的自

7、动化水平,稳定烧结生产,提高烧结矿产质量,降低烧结能耗,进行了烧结矿化学成分操纵专家系统的研究开发。 2基础条件 一钢公司1、2、3号烧结机工程的DCS 系统 配置如图1所示,系统主要由ICS (Information and Command Station )、PICS (PC 2Based ICS )、EWS (Engineering Work Station )、FCS (Field Control Station )、ACB 、ACG (Communication G ateway Unit )、ABC (Bus Converter )、E 2net 、V 2net 、RIO 2Bus

8、 等几部分组成 。 图1DCS 系统配置示意图 系统在烧结工艺中的主要功能如下: 1)配料槽料位监视及管理、配料系统自动操纵; 2)原料输送跟踪、数据管理;3)混合机加水操纵; 4)混合料槽、铺底料槽料位的自动操纵;5)冷、热返矿槽料位自动操纵;6)点火炉燃烧自动操纵;7)烧结终点(B TP )操纵;8)烧结机、环冷机机速联动操纵;9)环冷卸料槽料位自动操纵;10)显示、通信功能、报表记录功能。 从烧结过程操纵的角度看,一钢公司烧结厂目前已具备了较好的硬件基础设施,通过DCS 数据接口,能够读取到所需的烧结过程数 据,而且局域网对比完善,可以实现网络数据共享,但生产操作操纵方面基本上还是依靠人

9、工来完成。所以,需要进行烧结生产操纵专家系统的研究和软件开发,以实现稳定、优化烧结生产,实现烧结过程的高产、优质和低耗。 3系统的设计与实现 311系统的设计 采用基于BP (Back Propagation )算法的成分预报模型和基于专家阅历的规矩模型相结合 的方案,来操纵烧结矿的化学成分2、3 。其操纵 策略流程图如图2所示 。 图2操纵策略流程图 图中,u 、y 表示原始的输入输出数据,u 、y 表示经过数据预处理后的输入输出数据,提供应BP 模型自适应学习,学习好的网络通过连接权、阈值保存下来用于预报系统,系统的预报值传递给化学成分操纵系统,作为基于规矩的专家系统模型的前提条件,操纵系

10、统通过智能推理、计算给出对原料配比的调整措施,最终作用 7 22022年第4期 胡志清等烧结矿化学成分操纵系统在宝钢生产中的应用 于配料系统。312系统软件的实现31211系统功能的实现 系统采用功能强大的面向对象的程序设计语言Visual C +610(VC )作为开发工具4-5, 后台数据库选用SQL Server2000数据库管理系统。其系统的主界面如图3所示。 系统的功能模块如图4所示。系统的功能主要由化学成分预报模块、专家系统模块、其他功能模块组成 。 图3 系统主界面 图4系统的功能模块 1)化学成分预报模块。对烧结矿的化学成 分R (CaO/ SiO 2)、TFe 、SiO 2、

11、CaO 、MgO 进行预报,当系统读取到最新的烧结矿化学成分和原料配比及成分时,系统将自动预报;当用户点击界面上“预报按钮时,系统预报瞬时化学成分的变化,并与烧结矿实际检测值比较,分析变化趋势,同时统计各化学成分的命中率和一级品的稳定率,见图3的左半部分。 2)专家系统模块。对化学成分预报模块的预报结果,结合当前的现状进行分析,计算出当前化学成分状态是否异常以及异常的理由和偏 离正常水平的量,从而给出具体的调整措施,指导生产,同时,系统对整个推理、计算过程作出解释。 3)其他功能模块。主要有5个小模块,使得整个系统的功能更加完善,操作更加灵活。矿槽料位显示,如图3的上半部分所示,实时动态的显示

12、配料室矿槽的料位,当料位超过下限或上限时自动报警;系统参数设置,系统可以根据生产的要求设置化学成分的中心值、一级品范围、合格品范围,以及预报模型自学习的时间等;数据库连接,系统既可以在线读取网 8 2烧结球团 第31卷 第4期 络数据,也可以离线输入数据,可根据实际状况灵活选择;知识库编辑,现场专家可以对知识规矩进行添加、删除、修改,使之符合生产实际;数据导出,系统将预报结果和操作建议都存入数据库,操作人员可以便利地将数据导出到Excel 、Access 中进行分析,打印。31212操纵系统分布式网络连接的实现 整个系统是基于网络的分布式专家系统, 通过铁厂数据服务器从集散型操纵系统中采集 在

13、线检测数据,经过数据预处理剔除异常数据, 存入本系统的数据库服务器中。系统采用客户机/服务器模式(Client/Server ),设计了两个客户端,分别置放于烧结中控室和厂长办公室,系统用户分管理员和普通用户两种,普通用户只能进行一般的操作,如启动系统、查看预报结果和指导建议等,而管理员则拥有对系统参数进行设置,修改知识库等高级功能。其系统连接如图5所示。 图5系统连接示意图 4系统的应用 系统的应用主要分两个阶段,第一阶段为考察、提高模型的预报命中率和操作指导建议确切率;其次阶段是实现闭环操纵。411系统应用的第一阶段 系统于2022年11月在宝钢股份不锈钢分公司烧结分厂正式投入使用。在线运

14、行结果说明:系统运行稳定,化学成分预报命中率一直稳定在90%以上。预报命中率的计算方法是当各化学成分的预报值与检测值同在一个状态区间即为命中。状态区间是指将烧结矿的碱度(R )、TFe 、SiO 2、CaO 的值划分为5个等级,分别为: 太高、较高、适合、较低、太低。以TFe 为例,当TFe 的预计值在较低区间,2小时后化验室的检 测值也在较低区间,则这次预报命中。按这种方法从2022年11月至2022年2月的命中率统计数据说明:R 、TFe 、SiO 2的命中率分别为 91136%、94187%、90113% 。如图6是R 的预 报与实际检测值的比较曲线。 当系统给出的配比调整建议与现场专家看法调整方向一致,数量相差在011内时,认为建议确切,可以采用。通过对2022年11月至2022年2月份的数据进行分析统计,操作指导 建议采用率达到92%以上。系统投入运行后,由于系统能及时给出原料配比的调整建议,烧结矿化学成分稳定率明显提高,以R 、TFe 为例,系统应用前(2022年911月)与应用后(2022年122022年2月)相比,烧结矿碱度(R )的一级品稳定率有明显的上升,应用后3个月的平均值比应用前3个月的提高1198%;尽管TFe 的稳定