烧结过程智能优化控制系统分析与开发

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1、浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝婆盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论义作者签名：二奎丛签字日期：)。／Q年岁月，上日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解迸婆盘鲎有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容

2、编入有关数据库进行检索和传播，手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：洲口年I"擎I一多妇导师签可以采用影印、缩印或扫描等复制葩刚签字日期：Ⅺ昨雩月浙江大学硕士论文致谢本论文是在导师陈金水副教授、卢建刚教授的指导下完成的，论文里的每一项成果都包含着导师们的心血。他们渊博的知识、诲人不倦的精神、高尚无私的品格和严谨治学的态度使我受益匪浅，在学>--j和研究过程中，导师们不仅在工作上给予了精心的指导，在生活上也得到了他们无微不至的关怀，在此，谨向我的导师们表示衷心的感谢和崇高的敬意!攻读学位和项目开展期问得到

3、了孙优贤院士、李平教授、吴铁军教授、杨春节副教授、商秀芹博士的悉心指导，他(她)们坚实的理论知识、丰富的工程经验、认真负责的态度使我的研究工作得以顺利的进行，并使我分析处理问题的能力得到了提升，在此，对他(她)们表示诚挚的谢意!实地作业期间，作者曾连续多天在杭州钢铁集团公司炼铁厂进行调研、试验和现场调试工作，在此期间得到了杭钢炼铁厂综合站工作人员和老烧中控室所有人员，特别是王荣成主任工程师、曾成勇工程师、吴志刚副站长、刘兵工程师、孙庆明工程师、马为卿工程师的大力支持，在此向他(她)们表示真诚的感谢!作者还要感谢父母多年来对自己的辛苦培养与教育，感谢父母、

4、姐姐刘宏、未婚妻马慧对自己无微不至的关心、支持和鼓励。向所有给予作者关心、指导与帮助的人们表示感谢!课题进行期间借鉴了前人大量的研究成果，在此一并致以由衷的感谢。刘俊2010．1．12浙江大学工业控制技术国家重点实验室浙江大学硕士论文第一章绪论本章摘要：本章概述性的介绍了烧结矿生产过程的工艺流程特点、国内外研究现状，以及选题的背景与意义；指出开发一种适合于已满足烧结基础自动化的过程优化与智能控制系统的必要性。归纳了烧结过程智能优化控制系统的应用要求，分析了现有烧结生产过程指导系统及其研究方法的不足，提出采用整体协调和智能优化技术尤其是信息集成与实时数据共

5、享的解决方案。详细阐述了针对稳定烧结工况、提高烧结矿品质、降低生产能耗、增强生产流程连续性的烧结过程优化与智能控制系统的研究意义和本文的主要工作，最后给出了论文整体架构。关键词：烧结生产；整体协调优化；智能控制；实时数据共享；生产能耗；研究意义1．1烧结生产流程及其特点烧结(Sintering)将粉状物料(如粉矿和精矿)进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的方法，是人造精料的主要生产方法之一【l】。高炉炼铁过程中，烧结过程是极其重要的流程，也是控制难度最大的过程，主要特点是工艺流程长、化学反应复杂、过程耦合强度高、机理建模难度大的复杂系统，其中热状

6、态过程机理极其复杂，常规的分析方法和控制手段不能满足烧结过程的优化控制需要；但是烧结矿又是提供化学成分稳定、机械特性强的高炉入炉料的主要来源之一，高炉精料主要分为两种即：烧结矿、球团矿，对应的工艺分别是烧结法和球团法，本文针对烧结矿生产过程中的先进控制进行了理论研究和实验。烧结矿生产的主要技术手段是采用带式抽风烧结【2】，主要由配料、混料、点火烧结、冷却破碎、成品矿入仓五个子工段构成，烧结生产的每个过程有不同的控制侧重点，主要分为烧结矿成分控制和烧结矿物理性能控制，其中配料过程和点火烧结是最为重要的过程，前者主要影响成分，也是优良物理性能烧结矿形成的必要

7、条件，点火烧结是烧结矿物理性能锻造者，图1．I是典型的烧结矿生产过程示意图。烧结配料是将含铁元素较多的混匀矿和石灰石、生石灰、焦炭、脉石及冷返矿等按照一定的比例输送至混料机，配料过程是烧结矿TFe、FeO、碱度R、MgO、A1203等成分的决定者，如通过控制石灰石、生石灰与脉石的比例可以调整碱度R；由于烧结生产浙江大学硕士论文第一章绪论过程中原料来源和成分波动系数高，因此在二次料场供应的混匀矿条件下需要进行二次配料，以满足烧结生产的成分要求；但是配料结果与生产的产品质量之间的时间延迟非常大，因此存在着控制的滞后问题，本文将通过品质预测的方法优化配料过程，

8、降低燃料消耗，优化烧结矿的成分品质。振动帅系统图1．1烧结生产工艺流程图烧结矿生