[发明专利]一种铁矿烧结过程状态的软测量方法

说明书

技术领域

本发明技术属于铁矿烧结过程参数软测量技术领域，特别是提供了一种烧结过程状态的软测量方法。

背景技术

铁矿烧结作为现代钢铁企业的首道工序，其生产过程的稳定与否对高炉炼铁乃至整个钢铁生产的稳定顺行和技术经济指标有着重要影响。从理论上来说，烧结过程状态主要包括透气性状态和热状态，由于生产特点，这些参数难以直接在线检测。因此，烧结过程状态的准确表征成为稳定优化控制的核心环节。

烧结终点(BTP)是最早也是最常用的方法，烧结废气温度拐点(BRP)是20世纪90年代初期由日本京滨钢铁厂提出的，烧结废气温度上升点(TRP)是21世纪初由中南大学烧结球团与直接还原研究所提出的。BTP的软测量通常采用烧结机尾部几个风箱废气温度进行二次曲线拟合，以曲线最高点作为烧结终点，此方法的主要问题是没有考虑烧结终点温度。如图2所示曲线1与曲线2求解所得的BTP相同，然而两者的最高温度却不相同，曲线2的终点温度太低，终点温度偏低会造成烧结矿产量、质量指标的下降。对于BRP的软测量，日本研究者最初提出时是采用中后部风箱废气温度进行二次曲线拟合，取近似等于各个测定点的中间位置的风箱废气温度作为设定温度(250℃)，从而计算BRP所在位置。该方法中设定温度的取值缺乏理论基础，且实际应用中也会因不同生产条件而有所不同，因此不具有通用性。TRP在提出时是对烧结机中部的5个测点数据进行多次拟合，计算曲线斜率为5的实数解作为TRP值，曲线斜率设定值的制定未给出具体解释。

因此，通过烧结理论分析，确立以TRP、BRP和BTP共同表征烧结过程状态，并根据烧结料层各带的移动特性建立通用的TRP、BRP和BTP的软测量模型，准确判断烧结过程状态变化，对烧结过程的优化控制具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种准确性高的铁矿烧结过程状态软测量方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种铁矿烧结过程状态的软测量方法，包括如下步骤：对一段时期内的风箱废气温度进行重新整理，并根据烧结过程不同的分段上采用曲线拟合，分别计算出废气温度上升点TRP、拐点BRP和烧结终点BTP的位置。

其中，废气温度上升点TRP的计算方法如下：首先以烧结机中部开始升温的风箱为基准，以烧结物料在两个风箱的中心距离移动所需时间作为时间间隔，建立烧结机中前部5个风箱的废气温度数列：

X_TRP＝{x_N-4(t-4τ),x_N-3(t-3τ),x_N-2(t-2τ),x_N-1(t-1τ),x_N(t)}(1)

式中：x——风箱废气温度，℃；N——风箱编号；t——时间，min；τ——时间间隔，min；然后对上述数列进行二次曲线拟合，最后求解拟合曲线上切线为S_TRP时的切点作为TRP，假设拟合曲线的方程为：f(x)＝ax²+bx+c，则TRP的求解如公式(2)所示：

xTRP=STRP-b2a---(2)]]>

S_TRP根据湿料带和干燥预热带温度变化特性在0-10的范围内取值。

其中，废气温度拐点BRP的计算方法如下：以烧结机中后部快速升温的风箱为基准，以烧结物料在两个风箱的中心距离移动所需时间作为时间间隔，建立烧结机中后部5个风箱的废气温度数列：