铬铁合金广泛应用于冶金、化工、铸造、镀膜等多种行业。铬铁合金产品中各种元素的含量,尤其是碳含量,对后续产品的质量起到关键性作用,而其冶炼终点控制策略是精确控制产品成分的关键。终点控制策略的目标是:在不发生喷溅的前提下,既要保证较高的脱除杂质速率,又要使冶炼温度及碳含量达到终点目标值。为了优化氩氧精炼铬铁合金终点控制策略,提高终点控制的效率,需要进行几个方面工作:首先,消除喷溅事故对终点控制的影响。然后,建立精准的数学模型,为终点控制策略提供对象模型。最后,研发高效的终点控制策略,缩短冶炼时间,减少原料消耗,减少废物排放,提高生产效率。供氧流量、供氩流量,以及添加剂投入量是影响冶炼温度和熔液内元素氧化速率的直接因素,也是引起喷溅事故的主要原因。因此,研究氩氧精炼铬铁合金终点控制策略的实质是精准控制冶炼系统向炉内吹入的氧气流量、氩气流量,以及投入的添加剂重量。目前,我国氩氧精炼铬铁合金终点控制仍然采取人工经验结合静态模型的方法。由于这种控制方法只能根据历史经验和冶炼目标来设定终点控制的供气流量和添加剂用量,不能根据冶炼状态的变化和干扰情况动态调整控制参数,所以存在脱碳速率不稳定、冶炼温度波动较大的缺点,经常造成终点控制的喷溅和复吹现象。因此,有必要研究更加科学、更加精准的氩氧精炼铬铁合金终点控制策略,精确控制冶炼温度和元素氧化速率,消除喷溅对终点控制的影响、缩短冶炼时间、减少原料消耗、减少金属入渣率、降低废物排放,提高生产效率。参考国内外研究现状,氩氧精炼铬铁合金终点控制策略研究尚需解决三个核心问题:（1）如何针对喷溅产生的复杂因素,精准预报喷溅并有效抑制喷溅事故,消除喷溅对终点控制的影响;（2）如何针对氩氧精炼铬铁合金高温、强干扰、大滞后特性,构建终点控制系统,并建立准确的终点控制数学模型,用以指导生产;（3）如何针对供气流量与终点控制指标的耦合关系,优化氩氧精炼铬铁合金终点控制策略,提高终点控制效率,实现铬铁合金生产工业节能减排的目标。本文围绕以上问题,开展了以下研究:（1）喷溅对终点控制的影响和抑制方法研究。根据喷溅产生的机理,提出了基于小波包分解重构滤波和多信息加权融合的喷溅预报方法,并设计了抑制氩氧精炼炉喷溅的多对象模糊控制系统。首先,根据氩氧精炼铬铁合金喷溅发生前后炉口音频、炉体振动频率和熔池液位等信号变化,设计多种喷溅特征信号检测方法,并通过小波包信号分解重构算法提取喷溅特征信号;然后,提出加权融合信号算法,以融合信号表征喷溅程度;随后,设计了多对象模糊控制系统,通过控制顶枪位置、调整供氧流量、调整供氩流量以及控制喷溅抑制剂用量等操作,有效抑制喷溅;最后,利用MATLAB进行了喷溅抑制仿真实验,验证了喷溅抑制方法具有较好的响应速度、稳定性和抑制喷溅的效果,消除了喷溅事故对冶炼终点控制的影响。（2）氩氧精炼铬铁合金终点控制建模研究。首先,构建了氩氧精炼铬铁合金终点控制系统;然后,研究氩氧精炼铬铁合金终点控制的物理和化学反应机理,建立了基于热量平衡和传质理论的氩氧精炼铬铁合金终点控制数学模型,包括碳、铬、硅元素的氧化速率模型和冶炼过程的温度平衡模型;最后,利用终点控制模型进行仿真实验,通过模型仿真结果和生产试验数据对比分析,验证了模型的准确性。数学模型的建立为研发终点控制策略提供了理论支持。（3）基于推理控制算法的终点控制策略研究。首先,基于（2）建立的终点控制数学模型,取得仿真数据;接着,利用数据进行系统辨识,得到供氧流量与冶炼温度、供氧流量与碳含量的传递函数矩阵,通过模型解耦得到冶炼温度和脱碳速率的近似传递函数;然后,选取供氧速率作为冶炼温度和碳含量控制的特征信号,设计了基于推理算法的氩氧精炼铬铁合金终点控制策略,利用推理控制不苛求对象模型的特点,实现了熔池温度和碳含量的精确控制;最后,完成了以供氧速率为控制对象的温度控制和碳含量控制的仿真实验。仿真结果表明,基于推理算法的氩氧精炼铬铁合金终点控制策略与原有的基于静态模型的终点控制策略相比,具有更快的响应速度和更短的调整时间,从而说明了设计的终点控制策略能够提高生产效率。（4）基于改进推理算法的氩氧精炼铬铁合金终点控制策略研究。首先,为了消除系统响应的稳态误差,进一步优化终点控制效率,利用在线温度和碳含量检测结果简化推理控制系统结构;然后,通过粒子群寻优算法优化滤波时间常数的方式,改进推理控制算法的鲁棒性和抗干扰性,设计了基于改进推理算法的氩氧精炼铬铁合金终点控制策略;接着,进行了氩氧精炼铬铁合金终点控制仿真实验,验证了基于改进推理算法的终点控制策略比基于传统推理算法的终点控制策略具有更短的调整时间,且无稳态误差;最后,将仿真终点控制的冶炼时间与原有的生产数据进行对比分析,证明了基于改进推理算法的终点控制策略能够进一步提高生产效率。