烧结料层温度场模拟模型和烧结矿质量优化专家系统的研究

论文摘要

随着我国钢铁工业的快速发展,铁矿石烧结作为钢铁生产重要的环节,各项技术经济指标直接影响整个钢铁工业效益。烧结过程热状态的合理分布是生产优质烧结矿的重要标志。研究烧结料层温度模拟模型,对提高烧结矿产、质量指标和降低烧结能耗具有理论指导意义。通过研究烧结过程中发生的物理化学变化的不同,将烧结料层分为七个带：原始料层带、过湿带、干燥预热带、反应带、熔融带、凝固带和烧结矿带,并分析每个带的温度变化情况,得出烧结料层各带的基本特征。研究了烧结料层温度场合理分布情况,可以从料层温度曲线本身的理想化和料层温度场均衡化两方面对料层温度场合理分布进行优化。通过对烧结料层传热、传质分析,结合对烧结料层的相关假设推导出烧结料层温度场模拟模型的基本方程式。将基本方程式应用于烧结料层的七个带,分别建立能量平衡方程,并采用隐式差分方法解决这些基于传热、传质理论的偏微分方程式。模型计算结果与烧结杯实验实测结果比较吻合准确率达90%左右。通过对烧结料层温度场的解析,建立基于多元线性回归预测法的烧结矿质量预测模型,实现对烧结矿质量的预测,并建立了烧结矿质量优化专家系统。系统采用人工获取的方式获取知识,产生式规则表示知识,并采用事实驱动的正向推理方法作为专家系统推理机制。结合多线程、Matcom与Visual C++混合编程技术,开发了烧结料层温度场模拟系统、烧结矿质量预测指导专家系统。系统软件具有形象直观、界面友好和操作方便等特点。系统软件对烧结过程热状态透明化、烧结终点的控制和燃料分布具有指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 钢铁工业发展现状
• 1.1.1 世界钢铁工业发展概况
• 1.1.2 我国钢铁工业发展概况
• 1.2 铁矿石烧结生产现状及发展趋势
• 1.2.1 设备大型化
• 1.2.2 工艺技术进步
• 1.2.3 自动化水平提高
• 1.3 烧结料层温度场研究现状
• 1.4 论文的提出
• 第二章 料层温度场理论基础
• 2.1 烧结料层各带温度的分析
• 2.1.1 烧结料层分带原理
• 2.1.2 烧结料层各带的温度变化
• 2.1.3 烧结料层的传热、传质分析
• 2.2 烧结料层温度场合理分布的分析
• 2.2.1 料层温度曲线的理想化
• 2.2.2 料层温度场的均衡化
• 2.3 本章小结
• 第三章 烧结料层温度场模拟模型的研究
• 3.1 模型的建立
• 3.1.1 模型的假设
• 3.1.2 基本方程式
• 3.1.3 烧结矿带
• 3.1.4 凝固带
• 3.1.5 熔融带
• 3.1.6 反应带
• 3.1.7 预热干燥带
• 3.1.8 过湿带
• 3.1.9 原始料层带
• 3.2 模型的求解
• 3.2.1 求解的方法
• 3.2.2 初始条件和边界条件的确定
• 3.2.3 求解的流程
• 3.3 模型的验证
• 3.4 本章小结
• 第四章 烧结矿质量优化专家系统的设计
• 4.1 烧结矿质量优化专家系统研究策略
• 4.2 烧结矿质量预测子系统
• 4.3 烧结矿质量优化专家系统的建立
• 4.3.1 专家系统组成与结构
• 4.3.2 专家系统知识库的建立
• 4.3.3 专家系统推理机制
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统软件的开发与应用
• 5.1 系统开发工具的选取
• 5.1.1 开发环境的选取
• 5.1.2 数据库系统的选取
• 5.2 系统软件的开发
• 5.2.1 系统软件关键技术的实现
• 5.2.2 系统软件的组成
• 5.2.3 系统软件的界面
• 5.2.4 系统软件的工作流程
• 5.3 系统软件的应用
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果