連鑄機單爐澆注運行優(yōu)化方法研究及軟件實現(xiàn).pdf

1、連鑄生產(chǎn)過程是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程中的核心工序。在連鑄操作運行過程中，其主要目標(biāo)是在保證整個連鑄生產(chǎn)過程連續(xù)性的前提下，合理設(shè)定連鑄機的拉速和水量，以充分的發(fā)揮連鑄機生產(chǎn)能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，使連鑄生產(chǎn)過程處于優(yōu)化運行工況?，F(xiàn)有的連鑄操作運行方式以操作工通過查詢水表給定拉速和水量的方式實現(xiàn)，難以保證連鑄機處于最優(yōu)運行狀態(tài)。連鑄運行優(yōu)化的提出就是要在滿足工藝和資源約束的條件下，從生產(chǎn)全局優(yōu)化的角度，給定連鑄機拉速和水量，使連鑄調(diào)度計劃和二冷

2、水過程控制系統(tǒng)相互配合，實現(xiàn)連鑄機的最優(yōu)運行。
　　連鑄生產(chǎn)過程是具有移動邊界的凝固過程，其機理可以由非線性熱傳導(dǎo)偏微分方程和湍流偏微分方程描述。由于生產(chǎn)實際過程受到鋼水溫度、成分、連鑄機設(shè)備狀態(tài)等多種因素的影響，使實際生產(chǎn)過程表現(xiàn)出強烈的不確定性和動態(tài)特性。因此，單純從計劃調(diào)度優(yōu)化、或者過程控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)定，都難以實現(xiàn)連鑄生產(chǎn)過程的優(yōu)化運行。
　　本文首先對連鑄機的生產(chǎn)過程和運行模式進行了分析和描述，提出了連鑄運行優(yōu)化的問

3、題描述;然后針對單爐澆注的連鑄運行優(yōu)化問題，建立了基于冶金準(zhǔn)則的連鑄運行指標(biāo)模型、連鑄運行約束模型以及連鑄運行優(yōu)化的決策變量;在對運行指標(biāo)進行歸一化加權(quán)、基于質(zhì)量守恒的生產(chǎn)連續(xù)性約束處理、凝固傳熱方程離散化方法等基礎(chǔ)上，建立了基于GA的連鑄運行優(yōu)化模型的求解算法，實現(xiàn)連鑄運行優(yōu)化的求解;最后，利用Microsoft.NET開發(fā)平臺和gPROMS流程模擬軟件，采用C＃編程語言設(shè)計和開發(fā)了連鑄運行優(yōu)化算法實驗軟件，通過此軟件不僅能實現(xiàn)連鑄運

4、行優(yōu)化計算，對優(yōu)化計算結(jié)果進行仿真驗證，還能進行連鑄生產(chǎn)過程各工況下的連鑄凝固傳熱過程仿真模擬，為連鑄凝固傳熱過程和連鑄運行優(yōu)化的研究提供了軟件實驗環(huán)境。
　　本文在對連鑄機運行優(yōu)化算法實驗軟件進行功能和模型測試的基礎(chǔ)上，以某廠的實際操作運行數(shù)據(jù)為背景，對本文提出的連鑄單爐澆注運行優(yōu)化方法進行了驗證。實驗結(jié)果表明，與人工查詢水表的操作方式相比較，本文的方法給出的拉速和水量計算出的鑄坯溫度更接近工藝設(shè)定的目標(biāo)溫度，實現(xiàn)了在保證產(chǎn)品質(zhì)