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专家系统在转炉氧枪枪位控制中的应用研究

于洋  
【摘要】:氧气转炉炼钢工艺是兴起于20世纪60年代,因其具有快速、低成本、钢种适应性强等特点,被广泛应用于钢铁的冶炼当中,如今氧气转炉炼钢生产的钢铁产量已经占到世界钢铁产量的一半以上。在同一个时期产生的人工智能的一个分支,专家系统也伴随着时间的推移,理论和技术日臻成熟,其应用得到了飞速发展。至今,世界各国已经在很多领域研制出了大量的实用专家系统。 转炉的吹炼过程是一个复杂的物理和化学反应过程,转炉吹炼的关键工艺是吹氧造渣过程,但是转炉内在冶炼过程中发生的反应是非常复杂的。吹炼过程很难用一个准确的模型来表述,因此对转炉吹炼过程的控制一直难以用传统的控制方法来解决。而且炉内成分的实时检测也是一个难题。学者们研究出一种通过检测炉口声强判断炉内造渣情况的理论,围绕这种理论来进行氧枪控制的方法也层出不穷。 作者在对专家系统结构以及建立方法深入学习的基础上。又对转炉造渣过程进行了分析,得出炉口噪声与炉内炉渣厚度的关系。并利用参与转炉自动化控制系统设计调试的经验,根据转炉冶炼工艺,建立了应用于转炉吹炼过程的氧枪枪位控制的专家系统,并编制了相应的专家系统软件,提出了将现有转炉自动化系统改造成为基于专家系统的转炉氧枪枪位自动化控制系统的改造方案。使用来自现场的数据进行实验室仿真,其仿真结果验证了氧枪枪位专家系统可以在大多数情况下可以代替现场工人的操作,实现了氧枪枪位自动控制,从而达到防止喷溅以及返干的发生,提高钢水的产量,减少了原料的损失,最终优化吹炼过程的目的。 本文将转炉操作经验理论化、数字化,建立转炉氧枪枪位专家系统,对探索合理的氧枪操作模式,实现吹炼过程的自动化控制有着指导意义。


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