RH炉钢水终点温度预报模型研究

摘要

RH炉是脱碳、脱气及去夹杂等的精炼设备，其后续工序对其出钢温度有严格要求。由于RH冶炼在真空下进行，钢水温度很难实现实时测量，对终点温度的精确控制提出了挑战。因此，本文进行了钢水终点温度预报模型的研究。
　　在对RH冶炼工艺和能量收支进行研究的基础上，确定影响钢水终点温度的主要因素。通过定性分析和定量计算，确定各因素对终点温度的影响程度，建立了钢水温度的机理模型。由于对实际过程进行了一系列的简化，单纯的机理模型难以满足生产现场的要求。
　　本文引入基于再现性原理的增量模型，采用增量计算预报钢水终点温度。基于相似度选择参考炉次，通过计算出的相似度值确定各参考炉次的权值。线性补偿参考炉次终点温度值，利用补偿后的参考炉次终点温度值的加权和作为当前冶炼炉次的终点温度值。
　　RH冶炼是一个多变量、非线性、强耦合的复杂物理化学过程，线性补偿参考炉次终点温度值会引起较大的预报误差。支持向量机(SVM)基于结构风险最小化原则，泛化性能好，为此，本文选择基于回归支持向量机的非线性增量补偿参考炉次终点温度值，预报钢水终点温度。
　　支持向量机参数选取通常采用网格搜索，需要人为确定参数范围、变化步长等，预报精度也不一定理想。为了避免参数选择的盲目性，本文采用遗传算法(GA)优化支持向量机参数，建立基于GA-SVM补偿的增量模型，预报钢水终点温度。
　　通过仿真，本文采用的基于GA-SVM补偿的增量模型提高了钢水终点温度预报的精度，能够为终点温度的精确控制提供可靠的指导。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 RH真空循环冶炼

1．2．1 真空冶炼方法

1．2．2 RH冶炼的发展

1．3 RH炉生产概况

1．3．1 RH炉设备、工艺参数

1．3．2 RH炉系统组成

1．4 RH炉终点温度预报

1．4．1 钢水温度预报

1．4．2 终点温度预报常用建模方法

1．4．3 RH炉终点温度预报模型研究现状

1．5 本文目的和主要工作

第2章 RH炉冶炼工艺及能量分析

2．1 RH炉冶炼工艺

2．1．1 RH炉冶炼工艺流程

2．1．2 真空脱碳、脱氧原理

2．1．3 RH冶炼热补偿工艺

2．2 RH炉钢水终点温度机理分析

2．2．1 RH炉能量收支

2．2．2 RH炉能量分析

2．3 本章小结

第3章 基于增量模型的RH炉钢水终点温度预报

3．1 增量模型预报方法

3．2 冶炼信息库的构造

3．3 增量系数的确定

3．3．1 回归模型样本集确定

3．3．2 多元线性回归模型

3．3．3 最小二乘估计

3．4 基于相似度的参考炉次选取

3．5 基于参考炉次的预报

3．5．1 最大相似度参考炉次预报

3．5．2 相似度阈值参考炉次预报

3．6 仿真与分析

3．7 本章小结

第4章 基于支持向量机补偿的钢水终点温度预报

4．1 结构风险最小化原则

4．2 基于支持向量机的补偿模型

4．2．1 回归支持向量机

4．2．2 补偿模型

4．3 仿真研究及结果分析

4．3．1 支持向量机参数选择

4．3．2 仿真与分析

4．4 本章小结

第5章 基于GA-SVM补偿的钢水终点温度预报

5．1 遗传算法

5．1．1 遗传算法的具体步骤

5．1．2 遗传算法的运行参数

5．2 遗传算法优化SVM参数

5．3 仿真与分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢