高爐煉鐵是鋼鐵產(chǎn)業(yè)中的重要環(huán)節(jié),也是其主要耗能排污的環(huán)節(jié)之一,高爐布料是高爐煉鐵過程中的原料輸入環(huán)節(jié),同時也是爐況調節(jié)的重要控制手段之一,形成一個合理的料面形狀來改善高爐爐況、提高煤氣流利用率是高爐布料過程控制的主要的目標。本文以LZ鋼鐵二號高爐及其串罐式的無料鐘爐頂布料設備為研究對象,1)首先針對單顆粒爐料在高爐布料各個過程中的運動進行機理分析,并結合高爐專家的相關經(jīng)驗知識建立高爐布料的數(shù)學模型;然后基于離散單元法采用EDEM軟件對高爐布料過程進行仿真,基于仿真結果對原有數(shù)學模型進行驗證以及優(yōu)化。2)隨后對布料相關的影響因素進行定性的分析,并針對高爐布料過程控制問題,以料面形狀為控制目標,提出相應的控制結構,并提煉其中的優(yōu)化問題,建立相應的優(yōu)化問題模型,并將其分為固定檔位的問題和非固定檔位的問題采用模式搜索法與遺傳算法進行求解3)鑒于高爐實際料面形狀難于直接測量的問題,結合LZ鋼鐵二號高爐上的工業(yè)內(nèi)窺鏡,提出基于雙目視覺的料面形狀檢測方法,為布料過程控制提供參考料面。4)最后基于研究內(nèi)容開發(fā)出相應的軟件。

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 高爐煉鐵生產(chǎn)優(yōu)化問題
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 特色與創(chuàng)新
第二章 無料鐘高爐布料過程簡介
    2.1 高爐煉鐵工藝流程簡介
    2.2 無料鐘爐頂布料設備與布料過程
    2.3 無料鐘高爐布料方式
    2.4 無料鐘布料影響因素分析
    2.5 本章小結
第三章 高爐布料過程建模
    3.1 基于機理分析與專家經(jīng)驗的爐料運動模型
        3.1.1 爐料的初始運動狀態(tài)
        3.1.2 爐料到達溜槽上的初速度
        3.1.3 爐料在溜槽上的運動
        3.1.4 爐料在空區(qū)中的運動
        3.1.5 爐料堆積模型
        3.1.6 爐料下降運動模型
    3.2 布料過程計算
    3.3 基于DEM仿真的模型驗證
        3.3.1 DEM簡介
        3.3.2 EDEM模型及參數(shù)
        3.3.3 料流調節(jié)閥出口速度
        3.3.4 爐料在溜槽上運動與料流寬度
        3.3.5 料面形狀函數(shù)
    3.4 本章小結
第四章 基于料面形狀的布料過程控制與優(yōu)化
    4.1 問題描述
        4.1.1 布料過程控制概述
        4.1.2 布料過程控制結構框圖
        4.1.3 優(yōu)化問題描述
    4.2 優(yōu)化問題求解方法
        4.2.1 問題分析
        4.2.2 模式搜索法
        4.2.3 遺傳算法
        4.2.4 非固定檔位問題下的融合算法
    4.3 反饋校正方法
    4.4 仿真實驗
        4.4.1 優(yōu)化問題仿真結果
        4.4.2 反饋校正仿真結果
    4.5 本章小結
第五章 料面形狀檢測方法
    5.1 雙目測距原理
        5.1.1 距離計算原理
        5.1.2 雙目測距中的各坐標系介紹
        5.1.3 雙目標定與校正
        5.1.4 立體匹配
    5.2 料面形狀檢測方法
        5.2.1 料面形狀檢測設備與環(huán)境
        5.2.2 料面形狀檢測流程
        5.2.3 世界坐標系下的異常點檢測
        5.2.4 提取二維的料面形狀函數(shù)
    5.3 仿真實驗
    5.4 本章小結
第六章 煉鐵高爐高性能運行控制軟件
    6.1 軟件的整體結構介紹
    6.2 布料仿真模塊
    6.3 布料過程控制模塊
    6.4 本章小結
第七章 總結和展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3806810