高炉铁水含硅量预报模型

摘要

高炉炼铁过程是一个复杂的物理化学变化过程，而高炉生产也是一个大时滞、大惯性的动态系统。高炉复杂系统的建模与控制是当今冶金科技发展的前沿课题，其中对高炉铁水含硅量的预测与控制是难点所在。 铁水含硅量是高炉冶炼的状态与变动情况的直接反映，因为高炉里进行着众多的高温状态的热化学反应，它们的热平衡方程不同，反映在铁水含硅量上最为明显。长期以来，人们多是将高炉冶炼过程视为随机过程加以建模和控制，建立了一系列的高炉铁水含硅量预测模型，这些模型在不同时期或不同生产条件下都能起到了一定的作用，但由于我国钢铁企业生产条件的多样性，这些模型又有许多的局限性，因此，高炉铁水含硅量的预测工作还未得到深入推广与发展。 本研究提出了新的含硅量计算方法。依据高炉冶炼基本原理，以料批作为计算参数，通过观测炉料在炉内运行状况和对炉顶煤气成分进行分析，计算出CO对铁氧化物的间接还原度，较早的确定出铁的直接还原度指标，进而推算[Si]的水平，实现铁水含硅量及炉温状态的预报。 采用包钢高炉生产数据对模型进行验证，该模型的预报值与实际测得的含硅量值相比较，能够较好的吻合，研究结果表明，本课题的[Si]预报模型为实现高炉铁水含硅量的预报提供了一种切实可靠的模型，为实现高炉冶炼的智能控制做出了工作。