专利名称：一种基于最小二乘支持向量机的钢铁冶炼高炉氧气使用量控制方法
技术领域：
本发明属于钢铁企业生产过程能源预测控制技术领域，提供了一种基于最小二乘支持向量机的钢铁冶炼高炉氧气使用量控制方法。
背景技术：
钢铁产业是国民经济建设支柱产业，巨大的产量需要大量的能源作为支撑。因此，能源利用率直接影响吨钢综合能耗和产品生产成本。优化产业结构，利用自动化、信息化技术是提高钢铁企业能源利用率的有效方法。氧气是现代钢铁企业冶炼过程中使用的重要二次能源，其制备过程是制氧机通过消耗电能分离空气中的氮氧分子，制取高浓度氧气。钢铁企业氧气的主要用户包括转炉和高炉，高炉富氧冶炼过程中氧气消耗量约占企业总耗量的30%,，如何减少放散，高效稳定地利用氧气是钢铁企业氧气系统节能的关键。1911年，德国、俄国开始向高炉供给富氧空气，这是在炼铁工业中使用氧气的最初尝试。二次世界大战之后，高炉富氧鼓风炼铁技术在许多国家开始推广应用。随着高炉炼铁工艺技术的发展，多数钢铁企业高炉炼铁采用富氧喷煤技术。高炉富氧鼓风是利用风机将大量富含氧气的预热空气压送入炉内。高炉富氧供氧方式分为三种:第一种机前供氧，即将氧气送入鼓风机吸风口和鼓风一起加压，经送风系统进入高炉风口内，国外多采用此方法；第二种机后供氧，即在鼓风从风机主管出来之后，在放风阀前某处，将氧气加入和冷风混合经加热送入炉内，目前国内多数使用此办法，加热压送的详细过程是风机将加热到1300°C左右的预热空气送入带有耐火材料内衬的高炉围管；第三种是机后供氧，通过氧煤枪将氧气和煤粉混合，直送风口前，目的是提高局部区域氧浓度，使煤粉更完全燃烧。富氧喷煤冶炼工艺原理主要为鼓入氧气在高温环境中与煤粉发生反应，反应过程如式(I)、(2)所示。还原剂CO与炉料接触发生还原反应，将铁矿中的铁还原出来，成为铁单质。当温度高于570°C时:Fe2`03 —Fe304 —FeO —Fe ;当温度低于570°C时:Fe2O3 一 Fe3O4 一 Fe。
权利要求
1.一种基于最小二乘支持向量机的钢铁冶炼高炉氧气使用量控制方法，其特征在于:首先利用高炉冶炼历史生产数据建立最小二乘支持向量机的预测模型，然后对预测模型进行测试，得出钢铁冶炼高炉氧气使用量预测的最终模型，通过最终模型对钢铁冶炼高炉的氧气使用量进行预测控制，最后根据预测结果利用控制系统调节高炉氧气供应量；具体步骤包括如下: 第一阶段，高炉冶炼实际生产数据提取和整理 1.1从高炉冶炼数据库中提取影响氧气使用量的影响因子和氧气使用量的数据，依据数据统计周期，将每一时刻 α=1，2，...，Ν)的fee N)个影响因子数据写成原始数据矩阵X1:
2.根据权利要求1所述的基于最小二乘支持向量机的钢铁冶炼高炉氧气使用量控制方法，其特征在于:所述第一阶段影响氧气使用量的影响因子为冶炼原料、燃料、热风量及辅助原料的种类和使用量。
3.根据权利要求1所述的基于最小二乘支持向量机的钢铁冶炼高炉氧气使用量控制方法，其特征在于:所述第二阶段中模型参数的选取采用交叉验证法或启发式算法。
4.根据权利要求1所述的基于最小二乘支持向量机的钢铁冶炼高炉氧气使用量控制方法，其特征在于:所述利用控制系统调节高炉氧气供应量是根据预测结果结合高炉供氧控制系统和设备进行自动化控制。
全文摘要
本发明涉及一种基于最小二乘支持向量机的钢铁冶炼高炉氧气使用量控制方法，属于钢铁企业生产过程能源预测控制技术领域。首先利用最小二乘支持向量机的方法建立预测模型，对钢铁冶炼高炉的氧气使用量进行预测，然后根据预测结果利用控制系统调节高炉氧气供应量。利用最小二乘支持向量机的方法进行高炉氧气使用量的预测，提高了预测的精度和运算速度。通过较为精准的高炉氧气量预测能够为冶炼操作人员提供参考，并利用现有高炉供氧控制系统和设备，及时调节高炉供氧量，提高氧气利用效率，节约能源。
文档编号C21B5/00GK103194553SQ20131011769
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者王建军, 吴佩林, 李红娟, 王 华 申请人:昆明理工大学