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操作平台型高炉专家系统的开发与应用
为了提高高炉操作的自动化水平,减少人工操作差异引起的炉况波动,开发了适应高炉工长日常操作需要的高炉专家系统。该专家系统包括实时在线运行的布料模型、炉型管理模型、炉温预报模型、炉缸炉底侵蚀预报模型等。专家系统建有知识库,将高炉专家的操作经验集中起来,可根据数学模型和专家子系统反映的炉况特征,向工长提供可选择的操作意见。这一专家系统最初用于1号高炉,后来推广到5号高炉。
1)布料模型与布料控制系统
以高炉开炉送风前实测的装料参数为依据,根据散料体运动与堆放的规律,建立高炉料流轨迹模型、料面形状模型及高炉径向矿焦比分布模型。通过这些模型判断布料时炉料运动及在炉内的分布情况。此外,根据炉顶红外摄像信息处理系统提供的煤气分布评估,建立了不同装料制度下的炉料分布规则库,形成了高炉布料专家子系统。该系统可在5min~30min内判定高炉布料的合理性,并及时给出提示,可有效防止布料不合理引起的煤气流分布失常,确保高炉高效化和磷铁的快速生产。
根据布料模型,并考虑武钢高炉原燃料及薄壁炉身结构的特点,开发了一种适应力强的典型高炉布料模式。沿半径方向,矿焦比自边缘向中心逐步降低,边缘区焦炭负荷高达7.5以上,将25%左右的小粒度烧结矿布到高炉边缘区域,采用中心加焦技术保持一定的中心气流。生产实践表明,在原燃料质量不够理想的条件下采用该布料模式,大型高炉可实现强化操作。
2)炉型管理与控制模型
维持合理的操作炉型是高炉强化冶炼的前提与基础。利用冷却壁温度数据,采用特征映射方法建立不同类型特征的炉型模式,通过数据采集和分类、算法设计、图像显示、炉型变化分析等过程,开发了炉型管理控制软件。利用该软件能实时分析高炉操作炉型的稳定或波动状况,提示高炉操作者应采取的调整措施,帮助工长优化高炉操作炉型。高炉工长根据获得的提示,可有效地避免因原燃料条件波动、设备系统故障等原因引起的炉型出现大的变化,维持高炉生产长时间的稳定顺行。
3)炉温预报与控制模型
高炉炉温水平对高炉顺行、能耗及生铁质量有重要影响。炉温预报与控制包含两个模型;