无料钟高炉布料模型的研究与应用

针对高炉炉内料面的分布特征．通过分析和考虑无料钟高炉布料的影响因素及其特点，结合数学知识和计算机技术，建立了无料钟高炉布料模型。该模型在某钢铁企业的450m^3小型高炉中得到了实际应用，实现了无料钟高炉布料过程的实时监视，指导操作工对炉料分布进行合理调整，从而提高了料柱的透气性指数．降低了焦比，改善了高炉冶炼状况。这对实时了解高炉炉内料面的分布情况，指导高炉的优化操作具有十分重要的意义。     

高炉布料设定值优化控制

高炉炼铁是钢铁生产中的重要能耗因素.为了实现生产的节能降耗,布料策略显得极为重要.本文针对某钢铁厂高炉的无料钟布料系统,基于现场采集的数据,建立了以铁水质量和经济效益为变量的指标效益评价函数,给出了最优设定料面的推理机制.针对不同运行环境,建立不同的料面优化设定值,构成多模型集合.当工况环境发生大的变化时,采用切换机制,对比多模型集合,选择最优料面设定值,并在此基础上对布料进行自适应控制,计算布料矩阵,提高布料过程的快速性和准确性.最后对整个高炉动态优化控制系统做了总体分析,基于现场数据,对高炉布料模型进行了仿真和验证.     

串罐无料钟炉顶的料罐称重差压模糊补偿系统

精确的料罐称量是决定高炉能否平顺运行的重要因素之一,目前已有的称量方法存在着不能持续保证料罐称重值的准确性和稳定性的缺点。该文提出一种串罐无料钟炉顶的料罐称重差压模糊补偿系统,它能提高差压补偿方法的鲁棒性能,改善高炉布料的控制水平。     

基于雷达观测数据的高炉料面多模型控制

炉料在高炉内部的布局直接影响着高炉的运行,好的布料策略能极大地提高生产力,并带来巨大的经济效益.本文利用模糊c均值聚类算法对大量雷达扫描得到的料面数据进行分类,建立多模型料面模型集;设定期望料面,并根据料面模型集中的多种料面,设计多种布料控制策略,求出相应的布料矩阵.每一个布料周期,采用模糊识别的方法把获得的实时料面数据与模型集相匹配,进而采取相应的布料矩阵进行布料,直至达到期望料面.由于雷达扫描数据的存在,形成了反馈机制,使得高炉布料能够实现闭环控制.本控制策略在某钢铁厂2500m3高炉上得到实施,取得很好的控制效果,达到节能降耗的要求.     

ABB IndustrialIT AC800F系统在宣钢大型高炉的生产实践

宣钢共有四座1800M3以上的大型高炉,除4#高炉之外,其它三座高炉的自动控制系统均采用ABB公司的AC800F系统。高炉配置为皮带上料,并罐无料钟炉顶,很大程度上提高了高炉的利用率。本文将对采用AC800F控制系统的高炉自控系统的组成,高炉槽下装配料、无料钟炉顶控制系统进行了系统的阐述,供广大技术人员共同学习和探讨。     

基于OpenGL的高炉布料三维仿真技术的研究

在高炉炼铁工艺中,实时掌握高炉炉顶料面的形状对整个炼铁生产有着举足轻重的作用。本文在建立了高炉炉顶布料数学模型的基础上,引入了基于OpenGL技术的三维粒子系统和数字高程模型地形生成方法来模拟布料过程中的料流轨迹和炉顶料面形状,并获得了较好的效果。     

高炉料面特征提取与聚类分析

布料是高炉上部调节的主要方式,料面形状特征是指导高炉工长做出下一次布料决策的重要依据.本文通过分析高炉雷达实测料面数据,结合专家经验,提出了一种料面特征定义和提取的方法,提取出了能够表征料面形状的6个特征;然后将谱聚类算法引入到料面特征数据的聚类中,建立了料面特征模型库;最后将新的料面特征与模型库数据匹配,为后续高炉布料控制奠定研究基础.在仿真结果中采用真实高炉生产数据,验证了料面特征提取方法的有效性.仿真结果表明谱聚类算法相比传统的K-mean和模糊C均值聚类算法,具有收敛速度快,聚类性能高等特点,能够准确有效地建立料面特征模型库.     

高炉炉顶布料的自学习控制

传统的炉顶料流调节阀开度控制是由生产操作人员凭自身经验进行人工操作,难以达到最为合理的布料效果。采用自学习控制算法使料流调节阀能根据不同的原料特性及炉况条件,自动的、适时的调节布料速度,以达到理想的布料效果。笔者在本钢3、4高炉开发成型,红钢3高炉成功稳定运用,效果良好,程序模型稳定。     

液压伺服比例系统在大型高炉布料控制过程中的应用

本文通过对现代化大型高炉精确布料的讨论，揭示了料流调节阀精度控制的重要性，并对大型高炉的料流调节阀控制现状、利用液压伺服比例系统控制料流调节阀的可行性和控制原理进行了详细的阐述，简单介绍了在大型高炉的实际应用的效果。     

基于料面温度场的高炉煤气流分布识别方法

针对高炉内部环境复杂,煤气流分布实时检测困难的问题,本文提出了一种基于料面温度场的高炉煤气流分布的识别方法。首先,充分利用高炉生产过程检测信息建立料面温度场。其次,对高炉中心和边缘煤气流发展水平进行提取,采用模糊C-均值聚类方法对高炉煤气流分布模式进行识别。实验证明：该方法能有效反映高炉煤气流分布状态,有利于指导高炉的布料操作。     

Mathematical model for predictive control of the bell-less top charging system of a blast furnace

Modern blast furnaces use bell-less top systems for the charging of the solid feed into the furnace. The complete potential of the charging system for distributing the material in the furnace cross-section in any desired profile can be achieved only by using a suitable charge distribution model. By considering the flow of different types of solid particles like iron ore, sinter and coke through the bin and rotating chute, equations have been developed for the particle trajectories. The formation of the ring shaped hill of material by the accumulation of the falling material has been modeled considering the angle of repose, rolling and layer penetration. These relationships have been combined with appropriate corrections for the burden descent and the mixed layer formation to develop the overall geometry of the stock line. The burden charge model has been used in an optimization routine to determine the best charging pattern to transit from an existing stock line geometry to a new geometry. The models have been tested in an operating furnace and incorporated in a supervisory control system.     

高炉炉顶压力智能解耦控制方法及应用

首先根据高炉炉顶压力系统的机理建立了高炉炉顶压力和高炉煤气余压透平发电装置（blast furnace top gas recovery turbine unit,以下简称TRT）前压力的动态数学模型,然后针对高炉炉顶压力系统具有强耦合、强扰 动和严重非线性的特点,提出一种融合PID 控制,模糊控制和专家控制的解耦方法、用于消除顶压和TRT 前压力的 耦合,解决环缝和静叶开度与流量的非线性问题．在某钢铁公司2 200 m3 高炉的应用表明,高炉炉顶压力波动可减 少到§2 kPa 以内,提出的控制方法具有很好的控制效果．     

料钟式高炉的TRT加压阀组控制程序设计

高炉煤气余压透平发电装置（简称TRT）目前在国内料罐式炉顶高炉上已得到了普遍应用,对高炉顶压这一重要冶炼参数的控制已能达到较好水平。根据最新对TRT系统的研究,国内外新上TRT的先决条件不是高炉容积而是高炉顶压,只要顶压能维持在120kPa以上就具备30％以上能源回收率及环境净化价值。本文着重讨论了料钟式高炉的TRT加压阀组控制程序,采用双PID回路设计来实现安全、高品质的顶压调节在大型DCS Ovation系统中的应用。     

高炉炉喉煤气流形态三维模型重建

高炉炉喉煤气流分布是表征高炉生产状况的重要因素且无法直接检测;本文提出一种基于炉顶摄像检测的高炉炉喉煤气流形态三维模型重建方法.首先建立检测系统的硬件结构,其次对煤气流形态图像预处理后,采用边缘检测算法提取图像特征,并提出基于方向链码的边缘跟踪算法,计算煤气流形态的图像坐标;最后结合摄像机内部参数并利用坐标系三维变化关系以及坐标映射关系,计算煤气流形态在三维空间的坐标,从而重建煤气流形态的三维模型.通过仿真对比高炉布料后煤气流形态发展的4个阶段的三维模型变化,估计气流形态的变化,从而估计高炉内部的煤气流分布状况,对指导高炉布料操作以及高炉稳顺运行奠定了基础.     

Dust Distribution Study at the Blast Furnace Top Based on k-Sε-upModel

The dust distribution law acting at the top of a blast fumace(BF)is of great significance for understanding gas flow distribution and mitigating the negative influence of dust particles on the accuracy and service life of detection equipment.The harsh environment inside a BF makes it difficult to describe the dust disthibution.This paper adresses this problem by proposing a dust distribution k-Sε-u_pmodel based on interphase(gas-powder)coupling.The proposed model is coupled with a k-Sεmodel(which describes gas flow movement)and a u_pmodel(which depicts dust movement).First,the kinetic energy equation and turbulent dissipation rate equation in the k-Sεmodel are established based on the modeling theory and single Green-function two scale direct interaction approximation(SGF-TSDIA)theory.Second,a dust particle mnovement u_pmodel is built based on a force analysis of the dust and Newton's laws of motion.Finally,a coupling factor that descibes the interphase interaction is proposed,and the k-Sε-u_pmodel,with clear physical meaning.ligorous mathematical logic,and adequate generality,is dleveloped.Siumulation results and o-site verification show that the k-Sε-u_pmodel not only has high precision,but also reveals the aggregate distribution features of the dust,which are helpful in optimizing the installation position of the detection equipment and imnproving its accuracy and service life.     

高炉布料溜槽倾动无抱闸电机的精确控制

本文主要介绍了高炉炉顶布料溜槽倾动电机无抱闸控制在自动化控制程序中的研究与应用,实现了通过软件对炉顶布料溜槽倾动电机的精确控制。     

西门子PCS7系统在高炉煤气余压发电中的应用

TRT（Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit）即高炉煤气余压透平发电装置是现代钢铁企业回收剩余能量的最新技术之一。它利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气产生的压力能及热能,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转换为机械能,这样就可以将高炉煤气在原工艺的减压阀组中损失的能量予以回收利用,是一项高效环保新技术。     

基于WinCC的高炉监控系统

本论文以重庆钢铁集团公司1350m3高炉工程为背景,结合炼铁生产工艺及高炉过程控制的要求,阐述了重钢1350m3高炉过程监控系统的总体设计及组成。主要完成对高炉本体、炉顶和槽下配料过程监控系统的设计。组态软件采用SIEMENS公司WinCC V6.0,设计了系统的监控画面,具备了对现场过程数据监视、历史数据归档、异常信号报警、现场操作功能和生产过程控制功能等。     

Conceptual design and simulation analysis of thermal behaviors of TGR blast furnace and oxygen blast furnace

Extensive use of carbon based fuel is the main inducement for global warming and more extreme weather.Reducing carbon dioxide emission and enhancing energy use is a common subject in steel industry.In the integrated steel plant,decreasing carbon dioxide emission must consider energy balance in the whole iron and steel works,and secondary energy must be actively utilized.As promising blast-furnaces,top gas recovery blast furnace(TGR-BF) and oxygen blast furnace have been investigated.In this paper,conceptual...