基于数据挖掘的海绵钛过程检测与控制策略研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文摘要海绵钛生产主要分两步进行。首先通过镁和四氯化钛的还原反应得到海绵钛和氯化镁，然后再通过真空蒸馏除去残留的镁和氯化镁得到产品海绵钛。海绵钛在航空、航天、航海、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品等领域应用广泛，并且未来发展前景良好。由于国内多数海绵钛生产厂家都没有完整的、全自动化的控制系统，只有简单的温度和加料控制，都没有考虑到海绵钛生产中每个环节的控制过程，依靠人的操作和判断来完成整个生产过程。因此产品质量和各项生产单耗极不稳定，时好时坏。为此本文力争为海绵钛生产领域建立一个完善的控制模型，以提高国内海绵钛产品质量，降低各项生产单耗。将以低温大料速控制方式缩短还

2、原炉生产周期，达到在不增还原炉数量的情况下提高生产产量。最终达到的目的是提高海绵钛质量，降低各项生产单耗，使海绵钛生产过程控制智能化。主要内容如下：首先，通过对海绵钛生产过程的了解，找出了海绵钛生产过程中影响海绵钛质量及各生产单耗的因素。发现了海绵钛还原蒸馏的过程是影响海绵钛质量的重要过程。其次，根据海绵钛生产过程温度控制点的历史数据，采用数据挖掘技术中的支持向量机进行建模和实验测试。通过实验结果找出了温度波动情况对海绵钛质量的影响程度。据此来建立海绵钛生产各主要控制点的控制模型，并结合还原蒸馏过程的工艺进行参数优化，改进了原有海绵钛生产过程的控制方式，把影响到海绵钛质量的每个因素都控制到了

3、最低，减少了人为因素的干扰，提高了产品的质量，降低了生产中的各项单耗，使每个生产环节都被控制在工艺要求的范围内。最后，对控制系统进行了硬件选择和软件设计，并利用欧姆龙系统的CX-Programmer编程软件和NS系列的PT人机界面完成了本课题。从某海绵钛生产厂使用后的数据看，达到了课题要求的结果。关键词：海绵钛，温度控制点，支持向量机，控制模型，欧姆龙系统I沈阳工业大学硕士学位论文AbstractTitaniumspongeproductionprocessismainlydividedintotwosteps.Firstofall,obtaintitaniumspongeandmagnes

4、iumchloridewerebyreductionreactionofmagnesiumandfourtitaniumchloride.Then,usevacuumdistillationtoremoveresidualmagnesiumandmagnesiumchloridetoobtaintitaniumsponge.Titaniumspongeiswidelyusedinaviation、aerospace、navigation、chemical、petroleum、electricity、medical、construction、sportinggoodsandotherfield

5、s,anditsfuturedevelopmenthasgoodprospects.Becausemostdomestictitaniumspongemanufacturersdonothaveacompleteandfullyautomatedcontrolsystems,theyonlyhavesimpletemperatureandfeedingcontrol,havenotconsideredthecontrolofeachstepoftitaniumspongeproductionprocess,relyonhumanoperationandjudgmenttocompleteth

6、eentireproductionprocess.Therefore,productqualityandvariousproductionunitsconsumptionareveryunstable,sometimesgoodandsometimesbad.Hencethispaperstrivestoestablishaperfectcontrolmodelforthetitaniumspongeproductionarea,inordertoimprovethequalityofdomestictitaniumspongeproducts,reducevariousproduction

7、unitsconsumption.Theproductionmethodwillreducetheproductioncycleofthereductionfurnacebythecontrolmethodoflowtemperatureandlargefeedrate,increaseproductionwithoutincreasingthenumberofreductionfurnaces.Theult