基于BP神经网络的转炉供氧模型的研究与应用开发

发布时间：2024-02-14 04:34

　　转炉冶炼的钢水终点成分及温度主要由供氧进行控制,供氧量的有效确定对于 转炉炼钢至关重要。本课题将机理方法与智能控制方法相结合,建立转炉炼钢静态 控制模型。为了准确控制转炉静态吹炼过程的供氧量,本文分析了转炉冶炼过程的化学反 应原理,建立了基于物料平衡和热平衡的转炉静态模型,并在此基础上,研发了基 于BP神经网络的转炉供氧模型。通过仿真以及对模型预测结果的误差分析,表明 基于BP神经网络的转炉供氧模型,可以更加准确地预测和确定供氧量,具有较好 的计算精度和适应能力,最终提高了转炉静态模型的控制精度与钢水终点命中率。 本文主要工作如下：首先,针对转炉炼钢复杂的化学反应过程,建立了基于物料平衡与热平衡的转 炉炼钢静态控制模型。根据化学反应前后物料平衡原理,通过计算炉渣中各种氧化 物的含量,预测辅原料量和供氧量；根据化学反应前后热量平衡原理,判断转炉冶 炼过程中是否需要加入发热剂或者冷却剂；通过计算收入热量与支出热量的差值, 确定加入冷却剂或发热剂的质量,并重新计算辅原料量及供氧量。然后,针对转炉静态模型中供氧量的准确预测问题,笔者研发了基于BP神经 网络的转炉供氧模型。通过分析元素之间的化学...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 转炉炼钢简介
        1.2.1 转炉炼钢发展
        1.2.2 转炉炼钢流程
        1.2.3 我国转炉炼钢发展现状
    1.3 转炉炼钢的控制模型
        1.3.1 转炉静态控制模型
        1.3.2 转炉动态控制模型
    1.4 BP神经网络技术在炼钢过程中的应用
    1.5 本文主要工作
第2章 转炉炼钢的供氧制度
    2.1 供氧参数
        2.1.1 氧气压力
        2.1.2 氧气流量
        2.1.3 供氧强度
        2.1.4 枪位
            2.1.4.1 枪位高低对熔池的影响
            2.1.4.2 转炉枪位控制
            2.1.4.3 影响枪位变化因素
    2.2 氧枪操作
        2.2.1 恒压变枪枪位的确定
        2.2.2 几种典型氧枪枪位操作
    2.3 本章小结
第3章 建立基于物料平衡与热平衡的转炉静态模型
    3.1 引言
    3.2 基于物料平衡的辅原料量计算
        3.2.1 炉渣中CaO质量计算模型
        3.2.2 炉渣及炉渣中FeO和MgO等氧化物质量计算模型
        3.2.3 炉内反应前后物料平衡计算
    3.3 静态模型总供氧量计算
    3.4 基于热平衡的能量计算
    3.5 加入冷却剂后的转炉静态模型计算
        3.5.1 基于物料平衡的物料改变量计算
        3.5.2 基于热平衡的热量改变量计算
    3.6 本章小结
第4章 建立基于BP神经网络的转炉供氧量计算模型
    4.1 神经网络控制方法概述
    4.2 BP神经网络算法
        4.2.1 标准的BP算法
        4.2.2 改进的BP算法
    4.3 BP算法预测转炉供氧量
        4.3.1 模型输入层节点数的确定
        4.3.2 模型结构及隐含层节点数的确定
        4.3.3 模型求解
    4.4 本章小结
第5章 仿真及结果分析
    5.1 基于机理方法的转炉静态模型应用程序
        5.1.1 应用程序所用数据信息
            5.1.1.1 主辅原料初始信息
            5.1.1.2 物料热容及化学反应热
            5.1.1.3 终渣成分及其它条件设定
        5.1.2 模型应用程序
            5.1.2.1 程序编写流程
            5.1.2.2 程序运行界面
    5.2 基于BP神经网络的供氧模型应用程序
        5.2.1 应用程序所用数据信息
        5.2.2 模型应用程序
            5.2.2.1 程序编写流程
            5.2.2.2 程序运行界面
    5.3 两个模型预测供氧量结果对比分析
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3897749