[发明专利]一种降低轧钢工序吨钢能耗的方法

说明书

本发明旨在提供一种降低轧钢工序吨钢能耗的方法：A、采集轧钢工序中涉及的关键参数的历史数据，构建出炉温度、吨钢能耗的数学模型；B、采集实时生产中的关键参数，作为关键参数初始值；C、将关键参数初始值分别导入出炉温度、吨钢能耗数学模型得到出炉温度与吨钢能耗预测值；D、将关键参数初始值进行随机优化后，得到关键参数临时优化值，并计算得到出炉温度临时优化值与吨钢能耗临时优化值，判断临时优化值的有效性；E、持续循环优化，直至得到关键参数调控目标值；F、将关键参数调控目标值输入轧钢工序控制系统对轧钢工序过程进行控制。该方法克服现有技术改造成本高、控制精度差等缺陷，具有稳定出炉温度、降低吨钢能耗的特点。

技术领域

本发明涉及轧钢控制方法领域，具体涉及一种降低轧钢工序吨钢能耗的方法。

背景技术

能源的竞争是钢铁工业正在面临的挑战，降低能源消耗、建立环境友好的钢铁企业已经成为钢铁工业可持续发展的一个重要方面，也是钢铁工业利润增长的一个重要的基础工作。轧钢加热炉的能源消耗约占冶金行业能源消耗的10％左右，其中轧钢加热炉又占了75至80％。如何有效提高加热炉的热效率，降低能源消耗，从而提高企业的竞争力，已成为当前各个钢厂所不得不面对的最重要的课题之一。中国冶金行业的轧钢加热炉在产量、炉型结构、机械化、自动化水平及理论操作上与国外还存在一定的差距，炉子吨钢燃耗高、效率低，造成了能源的极大浪费，因此提高加热炉效率、搞好加热炉节能工作，是降低轧钢生产成本，实现钢铁企业可持续发展的有效方法之一。

国内主要的加热炉公司目前主要通过采用增加炉体长度、烟气余热的回收利用技术、改进型烧嘴技术、余热回收蒸汽技术和高等级的全纤维耐火材料等改良炉体设备的方式，或者通过采用更加先进复杂的双交叉限幅算法、模糊PID算法等燃烧控制系统来提高加热炉的热效率。然而无论是采用改良炉体设备还是采用更先进的燃烧控制系统都会大幅度提高技术改造成本，尤其是对于已投产的生产线而言，还面临施工工期长，设备利用率低，生产成本飙升等难题，从而降低了钢厂的积极性。

发明内容

本发明旨在提供一种降低轧钢工序吨钢能耗的方法，该方法克服现有技术改造成本高、控制精度差等缺陷，具有应用简单、稳定出炉温度、降低吨钢能耗的特点。

本发明的技术方案如下：

A、采集轧钢工序中涉及的关键参数的历史数据，采用偏最小二乘回归方法构建出炉温度数学模型和吨钢能耗的数学模型；

B、采集实时生产中的关键参数，作为关键参数初始值，设置出炉温度的目标值的范围，设置各个关键参数的范围以及循环优化次数的上限；

C、将关键参数分别导入出炉温度数学模型和吨钢能耗数学模型，分别得到出炉温度预测值与吨钢能耗预测值；

D、以各个关键参数初始值作为中间值，分别根据各关键参数对应的工艺参数范围或设备参数范围设立该关键参数的取值范围，在各个关键参数的取值范围内进行随机优化后，得到关键参数临时优化值，并将其分别导入出炉温度数学模型、吨钢能耗数学模型，分别得到出炉温度临时优化值与吨钢能耗临时优化值，并将循环优化次数加一；

如果出炉温度临时优化值位于出炉温度的目标值的范围内，且吨钢能耗临时优化值小于吨钢能耗预测值，则该关键参数临时优化值有效；

如果出炉温度临时优化值未位于出炉温度的目标值的范围内，但是出炉温度临时优化值比出炉温度预测值更接近出炉温度的目标值的范围，且吨钢能耗临时优化值小于吨钢能耗预测值，则该关键参数临时优化值有效；

否则该关键参数临时优化值无效；

E、如果关键参数临时优化值有效，且当前循环优化次数未达到上限，则将该关键参数临时优化值作为步骤D的关键参数初始值，进行步骤D的处理；

如果关键参数临时优化值无效，且当前循环优化次数未达到上限，则返回步骤D，进行步骤D的处理；