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转炉转炉提钒静态制约模型建立和优化

收藏本文 2024-04-02 点赞:21539 浏览:95799 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:钒钛磁铁矿是生产钒及含钒产品的主要矿物资源,将其经高炉冶炼得到含钒铁水后,再通过转炉氧化吹炼得到半钢和钒渣,半钢进入转炉继续炼钢,而钒渣经过钠化焙烧、浸取、沉淀等步骤制取V_2O_5等含钒产品。其中,转炉提钒是提钒工艺的关键步骤,其冶炼终点钒渣和半钢的质量直接影响后续工艺中钒的提取率和炼钢工艺的顺行。制约转炉冶炼温度和元素的氧化程度,提升钒的提取率,并保证半钢质量,是转炉提钒终点制约的主要目的。为此,本论文通过探讨转炉提钒工艺中冷却剂的冷却效应、无烟煤对终点的影响以及提钒物料平衡、热平衡和钒平衡,建立转炉提钒静态制约模型,为攀钢转炉提钒历程制约提供论述指导并运用于实际生产。本论文以攀钢提钒工艺为探讨对象,通过论述计算和DSC实验,探讨各冷却剂在不同温度下的冷却效应,探讨表明,冷固球团的冷却能力分别是生铁块、钒渣及绝废渣的3.6、1.8、1.7倍,结合成本以及冷却能力进行综合考虑,倡议转炉氧化吹炼历程中采取冷固球团作冷却剂。通过论述浅析和现场数据浅析,得出转炉提钒历程中,在1t铁水中加入1kg无烟煤的增碳量为0.02%,增温效应为2.4℃,加入无烟煤对减少渣中TFe含量基本无影响,但会增高半钢残V含量和回硫。通过现场实验,探讨转炉提钒历程的物料平衡、热平衡及钒平衡。转炉提钒的钒收率大约为66.10%,改善冶炼工艺,减少半钢残钒和出半钢历程中钒渣的流失有利于提升钒的提取率。提钒历程吹炼损失约为5.24%,较转炉炼钢的吹炼损失小。炉子的热效率为93.90%,提钒历程中应尽量采取两炉或三炉出渣。本论文采取MATLAB软件,结合提钒反应机理,运用BP神经网络技术建立了冷却剂加入量模型、供氧模型和终点预测模型,将冷却剂的冷却效应、无烟煤的热效应及物料平衡加入到模型的建立历程中,达到简化参数的目的,使模型的精度更高。就攀钢生产特点,对数据进行系统地浅析,并运用聚类算法等策略对数据进行处理,然后对模型进行训练与检验。得到冷固球团模型检验样本的平均误差为13.7%,供氧量模型检验样本的误差为7.04%,所建立的吹氧量模型和冷却剂加入量模型具有易于制约、稳定性好的特点。预测模型的终点温度和终点C含量预测误差较小,分别为0.97%和2.61%,终点V含量的预测误差较大。通过浅析训练结果及模型有着的不足,结合遗传算法,对模型参数进行了优化,达到网络权值全局寻优的效果。并且分别对三个模型网络的中间层神经元数目进行优化。冷却剂加入量模型和吹氧量模型的中间层神经元数目最终的优化结果分别为15和24个,预测模型的中间层神经元数目最优为25个。关键词:转炉提钒论文BP神经网络论文冷却效应论文静态制约论文

    摘要3-5

    ABSTRACT5-10

    1 绪论10-34

    1.1 提钒的重要量10-12

    1.1.1 钒的性质及分布10-11

    1.1.2 钒的用途11-12

    1.2 提钒工艺探讨近况12-21

    1.2.1 目前主要的提钒工艺策略12-14

    1.2.2 转炉提钒原理14-15

    1.2.3 铁水提钒工艺策略15-17

    1.2.4 影响转炉提钒的主要因素17-21

    1.3 制约模型探讨近况21-24

    1.3.1 转炉制约模型探讨进展21-23

    1.3.2 转炉提钒制约模型探讨近况23-24

    1.4 人工神经网络模型概述24-31

    1.4.1 人工神经网络的分类与进展24-25

    1.4.2 BP 神经网络模型原理25-28

    1.4.3 BP 神经网络的优缺点28-31

    1.5 本课题探讨目的、内容及革新31-34

    1.5.1 课题来源31

    1.5.2 课题背景31-32

    1.5.3 课题探讨目的及内容32-34

    2 攀钢提钒工艺探讨34-60

    2.1 攀钢转炉提钒工艺概况34-38

    2.1.1 攀钢转炉提钒工艺流程34-35

    2.1.2 攀钢转炉提钒所用原料及产物35-38

    2.1.3 攀钢提钒工艺制度38

    2.2 攀钢提钒历程质量的要求38-40

    2.2.1 炼钢对半钢质量的要求38-40

    2.2.2 后期提钒对钒渣质量的要求40

    2.3 冷却剂的冷却效应探讨40-49

    2.3.1 论述计算41-44

    2.3.2 实验探讨44-48

    2.3.3 实验与计算结果浅析48-49

    2.4 无烟煤对提钒终点影响的探讨49-55

    2.4.1 论述浅析50-51

    2.4.2 现场数据统计计算51-55

    2.4.3 小结55

    2.5 转炉提钒历程物料平衡、热平衡及钒平衡的探讨55-58

    2.5.1 试验案例55-56

    2.5.2 试验结果56-58

    2.6 本章小结58-60

    3 转炉提钒静态制约模型的建立60-72

    3.1 模型总体构架60-62

    3.2 冷却剂模型的建立62-67

    3.2.1 冷却剂模型总体构架63

    3.2.2 模型主要运转参数设置63-64

    3.2.3 基于提钒机理浅析的模型构建64-67

    3.3 供氧模型的建立67-69

    3.3.1 供氧模型总体构架67

    3.3.2 基于提钒机理浅析的模型构建67-69

    3.4 预测模型的建立69-72

    4 数据预处理72-80

    4.1 数据准备与数据预处理72-77

    4.1.1 数据预处理的基本功能72-73

    4.1.2 模型数据的预处理73-76

    4.1.3 数据的归一化76-77

    4.2 聚类算法77-80

    5 转炉提钒静态制约模型的优化80-90

    5.1 模型训练结果及有着的不足80-84

    5.1.1 模型训练结果及浅析80-83

    5.1.2 模型有着的不足83-84

    5.2 模型参数的优化84-87

    5.2.1 网络隐层神经元数目的优化84-86

    5.2.2 基于遗传算法的权值优化86

    5.2.3 样本的泛化能力86-87

    5.3 模型误差产生理由浅析87-89

    5.4 模型的在线仿真89-90

    6 结论与展望90-92

    6.1 结论90-91

    6.2 展望91-92

    致谢92-94

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