高炉炼铁是钢铁工业的重要生产环节。由于工艺相对简单、产量大、劳动生产率高,因而高炉炼铁是现代炼铁的最主要方式,其产量约占世界生铁总产量的95%以上。高炉炼铁需要准确判断整个高炉运行态势,及时调整相关操作制度（如布料制度、热制度等）及工艺参数,使炉内煤气分布合理、热量充分利用、渣铁顺利排放,实现高炉生产的优质、高产、低耗和长寿运行。为了实现这一目标,就应对高炉运行状态进行实时监测和有效控制。然而高炉内部冶炼环境极其严酷,炉内温度超过2000℃,压强高达标准大气压的4倍左右,且伴随着固、液、气多相共存的状态,使高炉内部状态的实时监测难以实现,从而难以对高炉进行控制与操作优化。另外,由于检测和控制手段的限制,目前高炉日常生产调控仍大部分依赖于高炉炉长的经验和判断,缺乏科学的指导。相较于国外最先进水平,我国高炉冶炼自动化程度较低,控制软件类的开发应用较少,且针对铁水质量所开发应用的软件多为监测、诊断类,面向铁水质量优化的运行控制软件目前未见报道。针对上述问题,本文依托国家自然科学基金重大课题项目“大型高炉高性能运行控制方法及实现技术”（61290323）和“大型高炉高性能运行控制的实验验证平台构建及应用验证”（61290321）,以广西柳钢2#高炉为研究对象,设计开发面向铁水质量优化的高炉炼铁过程运行优化控制软件,主要工作如下:（1）首先,对工业过程运行优化控制软件及高炉炼铁过程运行优化控制软件的研究现状进行了分析描述,提出本软件开发的意义及难点,然后对高炉冶炼过程铁水质量运行优化控制软件进行了包括功能、性能和运行三个方面的需求分析,为软件的实现提供开发方向。（2）根据需求分析,研究铁水质量运行优化控制策略及算法,主要包括基于规则推理（Rule-based Reasoning,RBR）与案例推理（Case-based Reasoning,CBR）并行混合推理的回路设定值优化设定模块,基于递推子空间在线建模的铁水质量预测模型,以及基于子空间预估器的模型预测控制模块。其中基于RBR与CBR并行混合推理的回路设定值优化设定模块基于RBR和CBR混合推理技术,根据当前炉温和炉温波动情况,对热风压力、鼓风湿度、热风温度等底层回路控制器的设定值进行优化设定;基于递推子空间在线建模的铁水质量预测模型根据当前运行工况对铁水温度、铁水硅含量等进行在线预测;基于子空间预估器的模型预测控制模块主要采用模型预测控制算法（Model Predictive Control,MPC）,根据铁水质量预测值与期望设定值的偏差,对当前控制变量进行在线优化调节,以增强运行控制系统的运行性能。通过底层回路控制系统跟踪优化设定以及优化调节后的控制变量设定值,实现对铁水温度、硅含量等铁水质量指标的优化。（3）结合上述铁水质量运行优化控制策略,以柳钢2#高炉作为应用研究对象,基于.NET平台,提出了 C/S三层结构的开发模式,完成铁水质量运行优化控制软件总体架构及各功能模块的设计,包括铁水质量优化控制模块,人机交互模块和数据库模块等。采用C#语言以面向对象程度设计思想完成后台代码的编写,将具有共性的部分设计类,减少系统功能重复开发的工作量,提高程序的重用性和扩展性;数据库形式与现场数据库保持一致,采用SQL Server数据库;前台界面设计时以用户为中心,采用winform形式,各子界面最终整合到主界面中,减少弹窗的出现,使软件操作更加便利。（4）将开发完成后的铁水质量运行优化控制软件在柳钢2#高炉进行铁水质量预测等功能的工业测试。模型输入数据从数据库中自动载入并进行预处理,输出数据可实时显示和存储,需要校正时模型可在线重新训练。测试结果以及现场工人反馈表明,所开发的铁水质量运行优化控制软件具有界面美观整洁,运行稳定流畅,操作方便等特点,为高炉操作人员进行铁水质量操作和上部的布料制度调节提供有益参考。