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复吹法顶枪定位控制系统与协调控制策略研究

作　者: 郝睿
导　师: 尤文
学　校: 长春工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 复吹法 铁合金冶炼 氧枪枪位控制 专家系统 协调控制
分类号: TF729
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 29次
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内容摘要


冶金行业是典型的高能耗行业,其能耗占全国能源消费总量的10%以上,开发与推广冶金企业关键节能技术,对于完成我国“十一五”期间节能降耗指标,保证我国经济的可持续发展,提高冶金行业的经济和社会效益,具有明显的重要性和迫切性。AOD炉氩氧精炼法已经成功应用于不锈钢冶炼,而铁合金冶炼依然沿用传统的电硅热法,能耗高。所以研究将AOD炉氩氧精炼工艺移植到铁合金冶炼中具有重要的现实意义。此外我国的中小型冶炼厂依然采用老式的人工操作,生产效率低,产品质量差。对其进行自动化更新换代势在必行。本论文来源于国家科技支撑计划项目——氩氧精炼铁合金节能减排工艺技术应用研究(课题编号为2007BAE17B01)。通过研究复吹法顶枪定位控制系统与协调控制策略,可以有效提高工艺质量,防止返干和喷溅情况的发生,节约能源和降低成本。本文所做研究工作及取得主要成果如下：1、在分析氩氧精炼不锈钢工艺发展现状的基础上,归纳了吹炼模式分类,进而研究了AOD法铁合金吹炼反应机理。2、根据AOD炉中铁水液位,建立了顶吹氧枪位置的计算模型,既加快了铁合金冶炼的进程,又避免了返干和喷溅的产生。3、确定了顶吹供氧流量曲线以及氧枪高度曲线,为实施顶枪定位控制做好了基础工作。4、提出了以炉口噪声强度和炉内多点温度为约束条件的AOD炉氧枪定位智能控制专家系统,实现了氧枪枪位自动控制,从而达到防止喷溅以及返干的发生,提高钢水的产量,减少了原料的损失,最终优化吹炼过程的目的。5、确定了该系统的控制范围和控制精度,对系统进行计算机仿真,对误差进行了分析。6、对冶炼阶段的协调问题进行了流程设计,以便于协调各个组织机构进行有序的工作。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 论文的选题背景  7
  1.2 论文研究的目的和意义  7-8
  1.3 论文选题在该领域国内外研究现状  8-11
  1.4 AOD炉复吹法的优点  11-12
  1.5 AOD炉复吹法的节能效果  12
  1.6 论文的研究内容、实施方案和拟解决的关键性问题  12-14
第二章 AOD炉复吹法概述  14-19
  2.1 AOD炉和转炉  14-15
  2.2 AOD炉吹炼控气系统  15-16
  2.3 AOD炉复吹法工艺过程和基本原理简介  16-18
  2.4 本章小结  18-19
第三章 顶枪控制系统数学模型的建立  19-27
  3.1 AOD炉顶枪系统数学模型概述  19-20
  3.2 静态模型概述  20-22
    3.2.1 耗量的计算模型  20-22
    3.2.2 枪位模型  22
  3.3 动态模型  22-26
    3.3.1 动态模型的任务  22-23
    3.3.2 动态模型结构  23-25
    3.3.3 模拟计算  25-26
    3.3.4 修正计算  26
  3.4 静动态模型控制框图  26
  3.5 本章小结  26-27
第四章 专家系统在顶枪定位控制系统中的应用  27-52
  4.1 专家系统简介  27-35
    4.1.1 专家系统介绍  27
    4.1.2 专家系统结构以及功能  27-31
    4.1.3 一般结构专家系统的工作过程  31-32
    4.1.4 专家系统知识库结构  32-35
  4.2 氧枪定位专家系统功能分析  35-37
  4.3 专家系统的设计  37-44
    4.3.1 知识库结构的确立  37-38
    4.3.2 知识库构成  38-41
    4.3.3 知识获取程序的结构  41
    4.3.4 人机接口  41-42
    4.3.5 推理机工作流程  42-44
  4.4 专家系统的实现  44-46
    4.4.1 系统结构  44
    4.4.2 AOD炉自动化系统软件构成  44-45
    4.4.3 AOD炉氧枪枪位控制专家系统流程图  45-46
  4.5 顶枪位置控制仿真  46-51
    4.5.1 位置系统的稳态误差  48-49
    4.5.2 仿真结果  49-51
  4.6 本章小结  51-52
第五章 基于DCS系统的协调控制策略  52-58
  5.1 DCS系统  52-53
  5.2 协调控制策略  53-57
  5.3 本章小结  57-58
第六章 全文总结与展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-62
攻读硕士学位期间研究成果  62-63

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中图分类: > 工业技术 > 冶金工业 > 炼钢 > 氧气转炉炼钢 > 顶、底复合吹炼法
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