高爐冶煉過程爐況監(jiān)控及趨勢預估.pdf

1、鋼鐵產業(yè)是我國重要的支柱產業(yè)，而高爐是鋼鐵產業(yè)中最主要的生產設備，如何保證爐況穩(wěn)定順行、高效生產是鋼鐵產業(yè)重要目標。隨著計算機技術的大力發(fā)展高爐煉鐵也由原憑借操作人員經驗進行操作到現在以數據為基準進行生產操控。但高爐冶煉過程的復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)境的復雜性使得采集到的數據存在大噪聲干擾，生產過程中只能通過采集設備獲取各參數測量值，但各參數真實值未知，只能憑借專家經驗對真實值進行估計

2、，不利于對高爐實際爐況的判斷；2）由于高爐內部高溫、高壓使得無法直接獲得當前爐況，只能憑借其它相關參數對爐況進行判斷；3）高爐生產的復雜性使得其生產數據存在數據異常、數據缺失等問題，這不利于高爐操控及后期研究；4）高爐是一多傳感器系統，不同數據間的強耦合特性、采樣周期不統一、時間滯后不同等問題，導致生產操控優(yōu)化極其困難；5）高爐操作人員需通過多種參數、曲線及圖像的調閱才能對當前爐況及未來爐況發(fā)展做出判斷，數據的分散性不利于高爐的操控。本

3、文利用已有參數：主要包括鐵水[Si]含量、鐵水溫度、料速等高爐狀態(tài)參數信息；風量、風溫、噴煤、富氧等高爐控制參數信息間接反映高爐爐況信息，并設計高爐冶煉過程綜合監(jiān)控系統，以此實現高爐爐況實時監(jiān)控，輔助高爐操作人員對爐況判斷及操作。主要研究內容包括：
　?。?）對高爐數據的一元時間序列回歸模型進行建模研究，不同于常規(guī)一元時間序列回歸模型，高爐數據存在大噪聲干擾，其真實值、噪聲方差未知，對此進行分析建模用于后期數據補值及預測工作，然后

4、對含噪 AR模型進行無偏參數估計，為信息評估及數據濾波提供依據。
　?。?）從高爐實際生產數據的角度出發(fā)，闡述數據存在問題，在分析傳統異常值檢測及修補方法不適用于高爐這種復雜系統的基礎上，提出多尺度結合拉依達準則對高爐異常數據檢測的新方法及把 AR模型應用于高爐數據補值及預測，保證數據的完整性及有效性，為后期研究提供數據基礎。
　?。?）高爐是一多傳感器的復雜系統，針對高爐多源信息不同數據的量綱及采樣周期進行配準分析研究，消

5、除量綱及頻率的影響更利于后期研究，同時針對鐵水參數進行信息融合，融合后的信息比單一參數更全面，更能準確的反應爐熱的變化。
　　（4）高爐以不同形式記錄數據，操作人員需要結合多種數據才能對當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據間的不利影響，設計狀態(tài)參數綜合判斷圖及操作參數綜合判斷圖，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的變化。
　?。?）在上述研究的基礎上，設計高爐冶煉過程綜合監(jiān)控系統，該系