无料钟高炉布料过程模拟与优化

发布时间：2023-05-03 13:41

　　高炉炼铁是钢铁产业中的重要环节,也是其主要耗能排污的环节之一,高炉布料是高炉炼铁过程中的原料输入环节,同时也是炉况调节的重要控制手段之一,形成一个合理的料面形状来改善高炉炉况、提高煤气流利用率是高炉布料过程控制的主要的目标。本文以LZ钢铁二号高炉及其串罐式的无料钟炉顶布料设备为研究对象,1)首先针对单颗粒炉料在高炉布料各个过程中的运动进行机理分析,并结合高炉专家的相关经验知识建立高炉布料的数学模型;然后基于离散单元法采用EDEM软件对高炉布料过程进行仿真,基于仿真结果对原有数学模型进行验证以及优化。2)随后对布料相关的影响因素进行定性的分析,并针对高炉布料过程控制问题,以料面形状为控制目标,提出相应的控制结构,并提炼其中的优化问题,建立相应的优化问题模型,并将其分为固定档位的问题和非固定档位的问题采用模式搜索法与遗传算法进行求解3)鉴于高炉实际料面形状难于直接测量的问题,结合LZ钢铁二号高炉上的工业内窥镜,提出基于双目视觉的料面形状检测方法,为布料过程控制提供参考料面。4)最后基于研究内容开发出相应的软件。

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 高炉炼铁生产优化问题
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 特色与创新
第二章 无料钟高炉布料过程简介
    2.1 高炉炼铁工艺流程简介
    2.2 无料钟炉顶布料设备与布料过程
    2.3 无料钟高炉布料方式
    2.4 无料钟布料影响因素分析
    2.5 本章小结
第三章 高炉布料过程建模
    3.1 基于机理分析与专家经验的炉料运动模型
        3.1.1 炉料的初始运动状态
        3.1.2 炉料到达溜槽上的初速度
        3.1.3 炉料在溜槽上的运动
        3.1.4 炉料在空区中的运动
        3.1.5 炉料堆积模型
        3.1.6 炉料下降运动模型
    3.2 布料过程计算
    3.3 基于DEM仿真的模型验证
        3.3.1 DEM简介
        3.3.2 EDEM模型及参数
        3.3.3 料流调节阀出口速度
        3.3.4 炉料在溜槽上运动与料流宽度
        3.3.5 料面形状函数
    3.4 本章小结
第四章 基于料面形状的布料过程控制与优化
    4.1 问题描述
        4.1.1 布料过程控制概述
        4.1.2 布料过程控制结构框图
        4.1.3 优化问题描述
    4.2 优化问题求解方法
        4.2.1 问题分析
        4.2.2 模式搜索法
        4.2.3 遗传算法
        4.2.4 非固定档位问题下的融合算法
    4.3 反馈校正方法
    4.4 仿真实验
        4.4.1 优化问题仿真结果
        4.4.2 反馈校正仿真结果
    4.5 本章小结
第五章 料面形状检测方法
    5.1 双目测距原理
        5.1.1 距离计算原理
        5.1.2 双目测距中的各坐标系介绍
        5.1.3 双目标定与校正
        5.1.4 立体匹配
    5.2 料面形状检测方法
        5.2.1 料面形状检测设备与环境
        5.2.2 料面形状检测流程
        5.2.3 世界坐标系下的异常点检测
        5.2.4 提取二维的料面形状函数
    5.3 仿真实验
    5.4 本章小结
第六章 炼铁高炉高性能运行控制软件
    6.1 软件的整体结构介绍
    6.2 布料仿真模块
    6.3 布料过程控制模块
    6.4 本章小结
第七章 总结和展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3806810