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真空脱气法简称VD(Vacuum Degassing,VD)法,是指精炼炉在一定条件下根据真空脱气与吹氩搅拌原理生产低碳钢的一种炉外精炼技术。VD炉精炼可用于严格控制钢水的温度,只有准确控制VD炉出工位温度,才可以对连铸环节的顺利进行提供了一个保障,从而提高钢材的质量。
为解决目前VD炉精炼系统中存在自动化程度低和冶炼过程依靠人工经验操作,从而导致终点命中率低的问题。本文以某钢厂VD炉精炼工艺过程为研究对象,通过深入分析VD炉精炼原理找出影响温度的因素。最后采用理论计算和仿真验证相结合的方法,设计了一套VD炉精炼温度控制决策系统。该系统的核心功能包括温度预测和终点控制参数优化两部分。
在实现系统的温度预测功能时,精炼的环境为真空密闭且钢包内钢水反应复杂,因此本文建立了基于灰色理论的VD炉出工位温度预测模型。为确保模型有效性和准确性,首先建立了控制参数匹配模型,初步获取未知的控制参数,并结合当前冶炼信息的已知参数,共同作为预测模型的输入参数。最后建立了GM(1,N)预测模型,达到对VD炉出工位温度进行精确的预测的目的。仿真结果表明,温度预测的命中率较低,还需进一步优化控制参数来提高终点命中率。
在实现系统的控制参数优化功能时,建立了控制参数优化模型。采取的方法是通过将预测温度与实际温度差值设定为目标函数,选用局部寻优对控制参数进行搜索,旨在找出一组使目标函数最小的解。最后将寻优结果再次放入预测模型进行预测,求出终点命中率。
针对上述功能的实现,本文利用C#语言设计了一个VD炉控制决策系统,该系统算法模块则通过调用MATLAB软件进行测试,以此来检验系统性能的可靠性。测试结果表明,该系统对VD炉温度预测值的终点命中率高达96%,完全能够实现对VD炉精炼出工位温度的精确控制。
为解决目前VD炉精炼系统中存在自动化程度低和冶炼过程依靠人工经验操作,从而导致终点命中率低的问题。本文以某钢厂VD炉精炼工艺过程为研究对象,通过深入分析VD炉精炼原理找出影响温度的因素。最后采用理论计算和仿真验证相结合的方法,设计了一套VD炉精炼温度控制决策系统。该系统的核心功能包括温度预测和终点控制参数优化两部分。
在实现系统的温度预测功能时,精炼的环境为真空密闭且钢包内钢水反应复杂,因此本文建立了基于灰色理论的VD炉出工位温度预测模型。为确保模型有效性和准确性,首先建立了控制参数匹配模型,初步获取未知的控制参数,并结合当前冶炼信息的已知参数,共同作为预测模型的输入参数。最后建立了GM(1,N)预测模型,达到对VD炉出工位温度进行精确的预测的目的。仿真结果表明,温度预测的命中率较低,还需进一步优化控制参数来提高终点命中率。
在实现系统的控制参数优化功能时,建立了控制参数优化模型。采取的方法是通过将预测温度与实际温度差值设定为目标函数,选用局部寻优对控制参数进行搜索,旨在找出一组使目标函数最小的解。最后将寻优结果再次放入预测模型进行预测,求出终点命中率。
针对上述功能的实现,本文利用C#语言设计了一个VD炉控制决策系统,该系统算法模块则通过调用MATLAB软件进行测试,以此来检验系统性能的可靠性。测试结果表明,该系统对VD炉温度预测值的终点命中率高达96%,完全能够实现对VD炉精炼出工位温度的精确控制。