[发明专利]一种提高碳效的烧结终点智能控制方法

说明书

本发明提供了一种提高碳效的烧结终点智能控制方法。本发明选择综合焦比作为碳效的衡量指标，烧结终点作为烧结过程稳顺的衡量指标，烧结机台车速度为控制量。首先，利用Spearman相关性分析方法确定烧结碳效预测模型输入参数，利用神经网络构建综合焦比预测模型，再采用粒子群优化算法优化烧结碳效，得到台车速度的优化设定值。然后，采用烧结终点专家‑模糊控制策略，得到台车速度控制量。最后，采用模糊满意度方法融合优化与控制得到的台车速度，得到最终台车速度控制量。作用于烧结过程后，实现在保证烧结生产稳顺的同时，提高烧结碳效。本发明所述的控制方法满足了铁矿石烧结过程中高焦炭利用率和稳顺生产的双重需求，具有工业应用价值。

技术领域

本发明涉及钢铁烧结过程生产节能降耗领域，具体涉及一种提高碳效的烧结终点智能控制方法。

背景技术

铁矿石烧结是钢铁冶炼重要的原料制备工序，同时烧结矿是高炉炼铁的主要原料。烧结是一系列复杂的物理化学反应。烧结生产是钢铁行业中仅次于高炉炼铁的耗能环节。在烧结生产中能源消耗主要体现在焦炭、煤气和电能这三方面，其中焦粉约占80％。因此，降低烧结过程焦炭消耗，可以大幅度降低烧结能耗和碳排放，进而实现绿色制造。

传统的钢铁企业所采用的烧结生产设备是带式抽风烧结机，其生产过程主要是先把铁矿石原料、熔剂、燃料和返矿按照一定的比例混合得到混合料，然后将混合料平铺在移动的台车上，混合料在点火炉处点燃料层表面，此时台车下方的风箱开始进行负压抽风，料层将自上而下地进行燃烧，直到在烧结终点处烧穿料层，最终形成得到具有一定尺寸和机械强度的烧结矿。焦炭作为唯一燃料物质为烧结过程提供高温所需要的热源，直接影响烧结矿产量、质量和烧结能耗。如何在烧结过程稳顺运行时，保证焦炭的充分燃烧和最少使用是目前研究的热点。

烧结热状态是原料参数、设备参数、操作参数的综合反映，直接反映烧结过程燃烧情况。烧结终点是最重要的烧结热状态参数，烧结终点是混合料在台车上第一次烧透的位置。烧结终点超前，烧结机有效面积没有得到充分利用，利用系数降低；烧结终点滞后，则卸料时烧结料层未烧透，返矿量增加，成品率下降。因此，稳定烧结终点对于稳定整个烧结过程具有重要意义。

烧结生产过程中，焦粉作为烧结过程主要的能量来源，如何在保证烧结生产稳顺的前提下提高焦粉利用率，成为目前烧结过程生产的一个主要问题。为了满足了烧结过程中高焦炭利用率和稳顺生产的双重需求，需要将碳效优化与智能控制箱结合。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述目前烧结生产设备在烧结过程稳顺运行时，需要保证焦炭的充分燃烧和最少使用的技术问题，提供一种提高碳效的烧结终点智能控制方法解决上述技术缺陷。

一种提高碳效的烧结终点智能控制方法，包括：

步骤一：选择综合焦比作为碳效的衡量指标，选择烧结终点作为烧结过程稳顺的衡量指标，选择烧结机台车速度作为控制量；

步骤二：根据Spearman相关性分析方法确定烧结碳效预测模型输入参数，利用神经网络构建碳效预测模型，再采用粒子群优化算法优化烧结碳效，得到台车速度的优化设定值；

步骤三：根据烧结终点专家-模糊控制策略，得到台车速度控制量；

步骤四：采用模糊满意度方法融合优化与控制得到的台车速度，得到台车速度最终控制量。

进一步的，步骤一具体包括：

1-1、选择综合焦比作为烧结过程碳效衡量指标，其是生产单位烧结矿所消耗的焦炭的量，并给出综合焦比的计算式如下所示：

其中，η表示综合焦比，单位为kg/t，P_C表示焦炭配比，y表示成品率，r_b表示烧损率，成品率的计算式如下式所示：