[发明专利]链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法

说明书

本发明公开了链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法，涉及冶金工业测控技术领域。将链篦机抽风干燥段空间温度场的数学模型划分为：单独考虑垂直方向的温度变化的温度场数学模型；单独考虑水平移动方向的温度变化的温度场数学模型。其中垂直方向上的温度受对流传热的影响，考虑热气流的控制方程建立温度场模型；水平移动方向上的温度受球团料层和气流之间的传热，对流传热产生的体积力在水平移动方向的分量影响，考虑这些因素建立水平移动方向上的温度场模型。在保证模型精度的前提下，降低模型维数，获得结构简单、精度较高的温度场模型。由拟合关系式将垂直方向和水平移动方向的二维分解模型进行耦合，得到链篦机抽风干燥段梯度温度场模型。

技术领域

本发明涉及一种链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法，属于冶金工业测控技术领域，为链篦机梯度温度场的精确控制提供理论依据。

背景技术

钢铁冶炼中的链篦机－回转窑球团生产工艺能提高冶炼产品质量和保护冶炼设备，具有节能环保，生产的球团矿料抗压强度高、质量均匀、能耗及生产成本低等优点。

链篦机由四段组成：鼓风干燥段、抽风干燥段、预热I段和预热II段，完成球团的干燥预热功能。链篦机各段温度场必须稳定控制在适当范围之内，如果干燥过程温升过快，则团球容易爆裂而产生粉粒，影响球团的产量并污染环境；如果预热过程温度达不到要求，则球团不能完全氧化，影响球团的质量。

对链篦机各段温度有效控制的关键是获取其温度场的分布情况和变化规律。在干燥过程中，抽风干燥段更为重要，因为它既受前一段鼓风干燥段的温度影响又受后一段预热I段的温度影响，温度场的变化具有很多不确定因素。所以建立高精度、低维度的链篦机抽风干燥段梯度温度场模型，作为其调节控制的理论依据就显得极为重要。

查阅目前国内外相关专利、论文和产品介绍等文献，如华中科技大学申请的发明专利“一种平底螺旋立铣刀铣削工件端的三维温度场建模方法”(CN201310201218.9)，该专利通过将螺旋立铣刀轴向离散成数层，并获得每个离散层中的各刀齿微元的切削区域中影响工件端温升的热源区域，计算热源区域的热源密度，确定热源区域的热分配比例，同时确定热源区域的瞬时有限大面热源传递函数。根据所述热分配比例和瞬时有限大面热源传递函数确定工件端任意点的温升，并以此为依据，得到该任意点在任意时刻温升值，其与环境温度相加即可得任意时刻工件端温度场。此方法能够获得铣削过程中工件表面温度场并能对铣削工艺参数进行优化。但该建模方法并不适用于链篦机球团工艺，因为随着链篦机篦床向前运动，球团料层横向温度变化不明显，考虑横向维度反而会将链篦机的温度场模型复杂化。

如上海电气集团股份有限公司申请的发明专利“一种结构传热分析有限元建模方法”(CN201710224990.0)，该方法通过确定分析对象有限元模型的初始边界条件参数并设定初始边界条件参数的均匀设计表，以均匀设计表中的每组参数为边界建立分析对象温度场计算有限元模型，计算获得模型关键点的温度值，接着采用均匀设计表中的参数组合以计算获得的关键点的温度值构建数据样本，通过LS-SVR算法建立数学模型并基于遗传算法和获得的数学回归模型，进行寻优以确定模型最优边界条件参数完成了有限元建模。该方法可以获得模型的最优边界条件参数，对数学模型进行了优化并使建立的数学模型更为精确。但该方法没有考虑到除温度之外的一些突变因素的参数对温度场的影响，建立的数学模型会有一定的误差，同样不适用于链篦机抽风干燥段梯度温度场建模。