一種基于模糊模型的高爐熔渣流量檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于模糊模型的高爐熔渣流量檢測(cè)方法，1)建立高爐熔渣流量的模糊推理模型；2)結(jié)合第i時(shí)刻的渣面高度的大小對(duì)高爐熔渣流量的影響特性，設(shè)定關(guān)于第i時(shí)刻的渣面高度的模糊隸屬函數(shù)；3)利用1)中的模糊推理模型與2)中的模糊隸屬函數(shù)，建立高爐熔渣流量計(jì)算模型；4)使用高爐熔渣流量計(jì)算模型進(jìn)行高爐實(shí)時(shí)熔渣總流量的在線檢測(cè)。本方法能夠適應(yīng)高爐煉鐵生產(chǎn)復(fù)雜工況調(diào)節(jié)下的高精度智能型高爐熔渣流量檢測(cè)，為保證高爐平穩(wěn)順行提供可靠的判定依據(jù)，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的鐵水產(chǎn)品，提高當(dāng)前高爐煉鐵生產(chǎn)自動(dòng)化水平。
【專利說明】一種基于模糊模型的高爐熔渣流量檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高爐煉鐵領(lǐng)域，尤其涉及一種基于模糊模型的高爐熔渣流量檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵冶金工業(yè)中，高爐煉鐵工藝過程占鋼鐵企業(yè)總能耗的70%以上，是鋼鐵企業(yè)的耗能大戶且其能源利用效率低，因此該環(huán)節(jié)的節(jié)能減排潛力巨大。眾所周知，高爐的平穩(wěn)順行是高爐煉鐵生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在冶煉過程中如果能夠及時(shí)掌握高爐煉鐵產(chǎn)生的熔渣量情況、及時(shí)了解高爐出鐵的均衡性，對(duì)于改善高爐透氣性和保證高爐平穩(wěn)順行生產(chǎn)具有重要意義。從操作技術(shù)上講，對(duì)高爐熔渣流量的準(zhǔn)確檢測(cè)既有利于高爐爐況的準(zhǔn)確判定，也有利于安全出鐵和高爐出鐵口的維護(hù)。目前高爐出渣量檢測(cè)方法通常為:在熔渣流槽附近安裝一個(gè)帶水冷外殼的CCD元件用于檢測(cè)熔渣液位，利用熔渣交界處亮度不同安裝測(cè)量輸出界面變化點(diǎn)得出熔渣面高度值；利用裝在渣槽上方水冷防熱箱內(nèi)的兩個(gè)光電二極管按照相關(guān)原理測(cè)量出熔渣表面流速。由于熔渣表面流速并不等于熔渣平均流速，且平均流速跟表面流速直接存在著非線性關(guān)系，因此常規(guī)的基于測(cè)量熔渣表面流速來進(jìn)行高爐熔渣流量檢測(cè)的方法并不能準(zhǔn)確測(cè)量出實(shí)際高爐熔渣流量值，這也是困擾著高爐熔渣流量檢測(cè)領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難題。
[0003]另一方面，模糊建模技術(shù)在最近十幾年里得到了快速發(fā)展，通過模糊建模技術(shù)可以有效解決很多復(fù)雜的非線性控制和信號(hào)測(cè)量問題。從技術(shù)角度上講，將模糊建模技術(shù)應(yīng)用到高爐熔渣流量檢測(cè)中，提高出渣量檢測(cè)的精度，改善高爐透氣性和保證高爐平穩(wěn)順行生產(chǎn)，是一個(gè)的富有前景和應(yīng)用價(jià)值的研究方向?？梢詾楦呔鹊母郀t出渣量在線檢測(cè)技術(shù)提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。
[0004]綜上所述，研發(fā)適應(yīng)高爐煉鐵生產(chǎn)復(fù)雜工況調(diào)節(jié)下的高精度智能型高爐熔渣流量檢測(cè)方法，為保證高爐平穩(wěn)順行提供可靠的判定依據(jù)，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的鐵水產(chǎn)品，是進(jìn)一步提高當(dāng)前高爐煉鐵生產(chǎn)自動(dòng)化水平的一個(gè)亟待解決關(guān)鍵技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于模糊模型的高爐熔渣流量檢測(cè)方法，能夠適應(yīng)高爐煉鐵生產(chǎn)復(fù)雜工況調(diào)節(jié)下的高精度智能型高爐熔渣流量檢測(cè)，為保證高爐平穩(wěn)順行提供可靠的判定依據(jù)。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:一種基于模糊模型的高爐熔渣流量檢測(cè)方法，其特征在于:它包括以下步驟:
[0007]I)建立高爐熔渣流量的模糊推理模型:
[0008]IF H(i)is S，THEN Q(i) = k!XS(i) Xvs(i)；
[0009]IF H(i)is M, THEN Q(i) = k2XS(i) Xvs(i)；
[0010]IF H(i)is B, THEN Q(i) = k3XS(i) Xvs(i)；
[0011]其中，H(i)為第i時(shí)刻的渣面高度；vs(i)為第i時(shí)刻的表面熔渣流速；S、M、B分別為描述H(i)為小、中、大的模糊數(shù)；S(i)為第i時(shí)刻的水冷式高爐流渣槽熔渣橫截面積，且S(i)=(八+則1)父(:08(0))\!1(1)\&11(0)，這里4為水冷式高爐流渣槽底部寬度，Θ為水冷式高爐流渣槽側(cè)面與水平面夾角；Q(i)為第i時(shí)刻的水渣量為在第j條模糊規(guī)則下的轉(zhuǎn)換系數(shù)，j = 1,2,3, kj初始值通過工藝人員由人工操作經(jīng)驗(yàn)知識(shí)中獲得；
[0012]2)結(jié)合H(i)的大小對(duì)高爐熔渣流量的影響特性，設(shè)定關(guān)于H(i)的如下模糊隸屬函數(shù):
[0013]H⑴關(guān)于S的模糊隸屬函數(shù)& (H⑴):

【權(quán)利要求】
1.一種基于模糊模型的高爐熔渣流量檢測(cè)方法，其特征在于:它包括以下步驟: 1)建立高爐熔渣流量的模糊推理模型:
IF H(i)is S，THEN Q(i) = Ii1XSQ) Xvs(i)；
IF H(i)is M, THEN Q(i) = k2XS(i) Xvs(i)；
IF H(i)is B, THEN Q(i) = k3XS(i) Xvs(i)； 其中，H⑴為第i時(shí)刻的渣面高度；vs(i)為第i時(shí)刻的表面熔渣流速；S、M、B分別為描述H(i)為小、中、大的模糊數(shù)；S(i)為第i時(shí)刻的水冷式高爐流渣槽熔渣橫截面積，且S (i)=(A+H(i)XCOS(0))XH(i)XSin(0)，這里，A為水冷式高爐流渣槽底部寬度，Θ為水冷式高爐流渣槽側(cè)面與水平面夾角；Q(i)為第i時(shí)刻的水渣量為在第j條模糊規(guī)則下的轉(zhuǎn)換系數(shù)，j = 1,2,3, kj初始值通過工藝人員由人工操作經(jīng)驗(yàn)知識(shí)中獲得； 2)結(jié)合H(i)的大小對(duì)高爐熔渣流量的影響特性，設(shè)定關(guān)于H(i)的如下模糊隸屬函數(shù): H(i)關(guān)于S的模糊隸屬函數(shù)& (H(i)):
H⑴關(guān)于M的模糊隸屬函數(shù)fM (H (i)):
H(i)關(guān)于B的模糊隸屬函數(shù)&01(1)):
a !為H(i)為小的閾值，在步驟1)所述高爐熔渣流量的模糊推理模型中認(rèn)為H(i)小于Ci1時(shí)為S;a2SH(i)為中的閾值，在步驟1)所述高爐熔渣流量的模糊推理模型中認(rèn)為H⑴等于a 2時(shí)為M ; a 3為H(i)為大的閾值，在步驟1)所述高爐熔渣流量的模糊推理模型中認(rèn)為H(i)大于Ci3時(shí)為B; 3)利用步驟1)中高爐熔渣流量的模糊推理模型與步驟2)中關(guān)于H(i)的模糊隸屬函數(shù)，建立如下高爐熔渣流量計(jì)算模型:
其中，比為在第j條模糊規(guī)則下的模糊隸屬度值，且有屯=fs(H(i)),h2 = fM(H(i))，h3 = fB(H(i))； 4)使用所述高爐熔渣流量計(jì)算模型進(jìn)行高爐實(shí)時(shí)熔渣總流量的在線檢測(cè)，高爐實(shí)時(shí)熔渣總流量的計(jì)算公式為:
其中，Qtotal為截止到第i時(shí)刻時(shí)高爐實(shí)時(shí)熔渣總流量；AT為釆樣間隔。
【文檔編號(hào)】C21B7/24GK104131126SQ201410385564
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】趙昊裔 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司