一种基于模糊模型的高炉熔渣流量检测方法
【专利摘要】本发明提供一种基于模糊模型的高炉熔渣流量检测方法，1)建立高炉熔渣流量的模糊推理模型；2)结合第i时刻的渣面高度的大小对高炉熔渣流量的影响特性，设定关于第i时刻的渣面高度的模糊隶属函数；3)利用1)中的模糊推理模型与2)中的模糊隶属函数，建立高炉熔渣流量计算模型；4)使用高炉熔渣流量计算模型进行高炉实时熔渣总流量的在线检测。本方法能够适应高炉炼铁生产复杂工况调节下的高精度智能型高炉熔渣流量检测，为保证高炉平稳顺行提供可靠的判定依据，从而生产出高质量的铁水产品，提高当前高炉炼铁生产自动化水平。
【专利说明】一种基于模糊模型的高炉熔渣流量检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高炉炼铁领域，尤其涉及一种基于模糊模型的高炉熔渣流量检测方法。
【背景技术】
[0002]钢铁冶金工业中，高炉炼铁工艺过程占钢铁企业总能耗的70%以上，是钢铁企业的耗能大户且其能源利用效率低，因此该环节的节能减排潜力巨大。众所周知，高炉的平稳顺行是高炉炼铁生产过程中的关键环节。在冶炼过程中如果能够及时掌握高炉炼铁产生的熔渣量情况、及时了解高炉出铁的均衡性，对于改善高炉透气性和保证高炉平稳顺行生产具有重要意义。从操作技术上讲，对高炉熔渣流量的准确检测既有利于高炉炉况的准确判定，也有利于安全出铁和高炉出铁口的维护。目前高炉出渣量检测方法通常为:在熔渣流槽附近安装一个带水冷外壳的CCD元件用于检测熔渣液位，利用熔渣交界处亮度不同安装测量输出界面变化点得出熔渣面高度值；利用装在渣槽上方水冷防热箱内的两个光电二极管按照相关原理测量出熔渣表面流速。由于熔渣表面流速并不等于熔渣平均流速，且平均流速跟表面流速直接存在着非线性关系，因此常规的基于测量熔渣表面流速来进行高炉熔渣流量检测的方法并不能准确测量出实际高炉熔渣流量值，这也是困扰着高炉熔渣流量检测领域的一个技术难题。
[0003]另一方面，模糊建模技术在最近十几年里得到了快速发展，通过模糊建模技术可以有效解决很多复杂的非线性控制和信号测量问题。从技术角度上讲，将模糊建模技术应用到高炉熔渣流量检测中，提高出渣量检测的精度，改善高炉透气性和保证高炉平稳顺行生产，是一个的富有前景和应用价值的研究方向。可以为高精度的高炉出渣量在线检测技术提供技术支持和理论依据。
[0004]综上所述，研发适应高炉炼铁生产复杂工况调节下的高精度智能型高炉熔渣流量检测方法，为保证高炉平稳顺行提供可靠的判定依据，从而生产出高质量的铁水产品，是进一步提高当前高炉炼铁生产自动化水平的一个亟待解决关键技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:提供一种基于模糊模型的高炉熔渣流量检测方法，能够适应高炉炼铁生产复杂工况调节下的高精度智能型高炉熔渣流量检测，为保证高炉平稳顺行提供可靠的判定依据。
[0006]本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种基于模糊模型的高炉熔渣流量检测方法，其特征在于:它包括以下步骤:
[0007]I)建立高炉熔渣流量的模糊推理模型:
[0008]IF H(i)is S，THEN Q(i) = k!XS(i) Xvs(i)；
[0009]IF H(i)is M, THEN Q(i) = k2XS(i) Xvs(i)；
[0010]IF H(i)is B, THEN Q(i) = k3XS(i) Xvs(i)；
[0011]其中，H(i)为第i时刻的渣面高度；vs(i)为第i时刻的表面熔渣流速；S、M、B分别为描述H(i)为小、中、大的模糊数；S(i)为第i时刻的水冷式高炉流渣槽熔渣横截面积，且S(i)=(八+則1)父(:08(0))\!1(1)\&11(0)，这里4为水冷式高炉流渣槽底部宽度，Θ为水冷式高炉流渣槽侧面与水平面夹角；Q(i)为第i时刻的水渣量为在第j条模糊规则下的转换系数，j = 1,2,3, kj初始值通过工艺人员由人工操作经验知识中获得；
[0012]2)结合H(i)的大小对高炉熔渣流量的影响特性，设定关于H(i)的如下模糊隶属函数:
[0013]H⑴关于S的模糊隶属函数& (H⑴):
【权利要求】
1.一种基于模糊模型的高炉熔渣流量检测方法，其特征在于:它包括以下步骤: 1)建立高炉熔渣流量的模糊推理模型:
IF H(i)is S，THEN Q(i) = Ii1XSQ) Xvs(i)；
IF H(i)is M, THEN Q(i) = k2XS(i) Xvs(i)；
IF H(i)is B, THEN Q(i) = k3XS(i) Xvs(i)； 其中，H⑴为第i时刻的渣面高度；vs(i)为第i时刻的表面熔渣流速；S、M、B分别为描述H(i)为小、中、大的模糊数；S(i)为第i时刻的水冷式高炉流渣槽熔渣横截面积，且S (i)=(A+H(i)XCOS(0))XH(i)XSin(0)，这里，A为水冷式高炉流渣槽底部宽度，Θ为水冷式高炉流渣槽侧面与水平面夹角；Q(i)为第i时刻的水渣量为在第j条模糊规则下的转换系数，j = 1,2,3, kj初始值通过工艺人员由人工操作经验知识中获得； 2)结合H(i)的大小对高炉熔渣流量的影响特性，设定关于H(i)的如下模糊隶属函数: H(i)关于S的模糊隶属函数& (H(i)):
H⑴关于M的模糊隶属函数fM (H (i)):
H(i)关于B的模糊隶属函数&01(1)):
a !为H(i)为小的阈值，在步骤1)所述高炉熔渣流量的模糊推理模型中认为H(i)小于Ci1时为S;a2SH(i)为中的阈值，在步骤1)所述高炉熔渣流量的模糊推理模型中认为H⑴等于a 2时为M ; a 3为H(i)为大的阈值，在步骤1)所述高炉熔渣流量的模糊推理模型中认为H(i)大于Ci3时为B; 3)利用步骤1)中高炉熔渣流量的模糊推理模型与步骤2)中关于H(i)的模糊隶属函数，建立如下高炉熔渣流量计算模型:
其中，比为在第j条模糊规则下的模糊隶属度值，且有屯=fs(H(i)),h2 = fM(H(i))，h3 = fB(H(i))； 4)使用所述高炉熔渣流量计算模型进行高炉实时熔渣总流量的在线检测，高炉实时熔渣总流量的计算公式为:
其中，Qtotal为截止到第i时刻时高炉实时熔渣总流量；AT为釆样间隔。
【文档编号】C21B7/24GK104131126SQ201410385564
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】赵昊裔 申请人:中冶南方工程技术有限公司