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基于案例推理的LF炉钢水终点硫含量控制

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 LF炉设备与精炼工艺

1.2.1 LF炉设备简介

1.2.2 LF炉精炼特点

1.2.3 LF炉精炼工艺

1.3 炼钢过程终点预报与控制常用方法

1.3.1 基于机理模型的方法

1.3.2 基于统计的方法

1.3.3 基于灰色系统理论的灰色预报方法

1.3.4 基于智能理论的方法

1.4 案例推理技术及研究现状

1.4.1 案例推理技术简介

1.4.2 国外发展和现状

1.4.3 国内发展和现状

1.5 本文主要工作

第2章 LF炉脱硫机理

2.1 精炼渣简介

2.1.1 精炼渣各组元主要作用

2.1.2 精炼渣的选择及设计原则

2.2 脱硫热力学理论

2.2.1 硫容量

2.2.2 硫的分配比

2.2.3 硫的活度系数

2.2.4 氧的活度

2.3 脱硫动力学理论

2.4 脱硫模型

2.5 本章小结

第3章 基于案例推理的终点硫含量控制

3.1 基于案例推理的钢水终点硫含量控制原理

3.2 模型输入量和输出量的选择

3.2.1 影响LF炉脱硫的主要因素

3.2.2 输入量和输出量的选择

3.3 基于案例推理硫含量控制模型的建立

3.3.1 案例的表示及案例库的建立

3.3.2 案例的检索

3.3.3 案例相似度的确定

3.3.4 基于SRS与GA相结合的特征属性权值确定

3.3.5 相似度阈值与案例重用

3.3.6 案例的存储与维护

3.4 仿真结果与分析

3.5 本章小结

第4章 案例推理系统中案例解的补偿

4.1 补偿原理

4.2 基于RBF神经网络的补偿模型

4.2.1 RBF神经网络的结构

4.2.2 补偿网络结构的设计

4.2.3 补偿网络的训练

4.3 仿真结果与分析

4.3.1 样本数据的选择和处理

4.3.2 仿真结果与分析

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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摘要

对于绝大多数钢种硫作为有害元素,需尽可能的去除。LF炉脱硫是将转炉或电弧炉尚未完成的脱硫任务转移到钢包中进行深脱硫,以满足对钢材的特定加工性能和使用性能的要求。
  本文基于脱硫的热力学和动力学原理,根据物料反应前后质量守恒,建立了脱硫模型。考虑到机理模型中XXX等参数难以获得,模型很难直接用于终点硫的控制。基于再现性原理的参考炉次法在炼钢终点控制应用比较广泛,然而参考炉次的选择问题影响了其应用效果。案例推理基于相似原理可以检索出一个或多个相似案例,很好的解决了参考炉次不易选取的问题。将钢种、钢水质量、钢水初始硫含量、钢水目标终点硫含量作为案例的特征属性,精炼渣、石灰、萤石的投入量和氩气强搅拌时间作为案例的解,实现了基于案例推理的终点硫控制。
  由于工况案例和案例库中案例的差别,直接采用检索到的案例的解作为工况案例的解,会产生较大的终点控制误差。为了提高终点控制精度,本文基于增量模型原理,根据相似案例与工况参数的差别,对案例的解进行补偿。考虑到LF炉脱硫过程影响因素较多、具有严重的非线性,若采用线性增量计算方法得到的修正结果会存在较大的误差。因此基于以上存在的不足,本文采用了RBF神经网络对案例的解进行非线性补偿,提高脱硫控制的效果。
  仿真结果表明,与案例推理相比较,经补偿后的终点硫控制命中率有所提高,验证了方法的有效性。

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