[发明专利]PS铜转炉吹炼过程智能决策与终点预报方法及装置

权利要求书

1.一种PS铜转炉吹炼过程智能决策与终点预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据投料计划以及在线采集的入炉物料数据，连续实时计算吹炼过程中每个给定时间微元段内的炉内各相组成以及炉内熔体温度；以及

基于预设的吹炼终点判断条件进行吹炼终点判断和预测。

2.根据权利要求1所述的PS铜转炉吹炼过程智能决策与终点预报方法，其特征在于，所述给定时间微元段均为1分钟。

3.根据权利要求1所述的PS铜转炉吹炼过程智能决策与终点预报方法，其特征在于，所述预设的吹炼终点判断条件包括造渣期和造铜期两个时期的判断条件：

1）造渣期：当炉内铜锍中以FeS形式存在的Fe含量下降到1%时，即为造渣期终点；

2）造铜期：当炉内粗铜中的硫含量下降到0.04％时，即为造铜期终点。

4.根据权利要求1所述的PS铜转炉吹炼过程智能决策与终点预报方法，其特征在于，采用最小吉布斯自由能法计算所述每个给定时间微元段内的炉内各相组成，其实现包括以下过程：

每个给定时间微元段内的炉内各相体系达到平衡时，吉布斯自由能最小，总的吉布斯自由能可表示为：

G=ΣppΣcCpxpc(Gpc0+RTln(γpcxpcΣkxpk)),]]>

式中，p表示吹炼体系中的总相数，c_p表示p相中的组分总数，x_pc表示组分pc的摩尔数，表示组分pc为纯物质时在温度T时生成的吉布斯自由能，γ_pc表示组分pc的活度系数，R表示炉内气体常数；

将上述吉布斯自由能G在处用泰勒公式二阶展开并结合质量守恒有：

Σp=1PΣc=1CpApcexpc-Ae=0,e=1,2,···,E,]]>

式中，A_pce表示组分pc的分子式中e原子的个数，A_e表示平衡体系中e原子的总摩尔数，E表示吹炼体系中元素的种类数；

然后，按照拉格朗日因子法构造L函数：

L=G-Σe=1Eλe(Σp=1pΣc=1CpApcexpc-Ae),]]>

式中，λ_e为拉格朗日因子；

再将L函数对x_pc及λ_e分别求偏导，并令各偏导等于零，可得方程：

∂L∂xpc=0,p=1,···p,c=1,···Cp]]>

∂L∂λe=0,e=1,···,E,]]>

采用迭代法求解上述方程，可得到每个给定时间微元段的炉内平衡时各相中各组分的摩尔分数。