本發(fā)明屬于高爐操作技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種用相控陣?yán)走_(dá)測(cè)量高爐料面礦焦比來(lái)控制高爐氣流分布的方法。

背景技術(shù)：

高爐作為一個(gè)多變量、大滯后、非線(xiàn)性的特大型鐵水生產(chǎn)對(duì)流反應(yīng)器，每天都要消耗極其巨大的物質(zhì)、能量，以一個(gè)5000m³的大型現(xiàn)代化高爐為例，每天將生產(chǎn)12000噸左右的生鐵，消耗20000噸左右的礦石，燃燒6000噸左右的燃料，產(chǎn)生4000噸左右的爐渣，產(chǎn)生25000噸左右的CO₂，巨大的物質(zhì)流、能量流都將在24小時(shí)內(nèi)在高爐內(nèi)完成，在高爐中如此巨大的物質(zhì)、能量、信息交換一直以來(lái)是以人工的方式來(lái)完成的。目前世界上尚無(wú)以計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)高爐冶煉控制的先例。

高爐爐料從上部裝入，下部從風(fēng)口鼓入1200℃左右的熱風(fēng)，熱風(fēng)將風(fēng)口區(qū)的焦炭、煤粉燃燒，同時(shí)產(chǎn)生2300℃左右的高溫煤氣，煤氣主要由CO、N₂組成，燃料燃燒后會(huì)在高爐風(fēng)口區(qū)形成空間，上面的爐料逐步下落，下面的還原氣體逐漸上升，通過(guò)這種兩相流動(dòng)一方面加熱爐料，另一方面利用還原氣體實(shí)現(xiàn)爐料的還原。這樣一來(lái)，高爐上部爐料的分布和風(fēng)口區(qū)氣流的分布狀況就成了決定高爐冶煉順利與否的關(guān)鍵因素，布料的目的主要是控制高爐上部氣流分布，也就是說(shuō)合理控制高爐上下部?jī)晒蓺饬鞯姆植紶顩r成了維系高爐順利冶煉的核心因素。由于高爐一旦進(jìn)入冶煉狀態(tài)，高爐下部在生產(chǎn)過(guò)程中不能做物理改變，也就是不能調(diào)整進(jìn)風(fēng)面積，風(fēng)口尺寸，所以氣流的調(diào)整主要由上部布料通過(guò)控制上部氣流的分布來(lái)完成。

高爐操作的核心就是通過(guò)調(diào)節(jié)高爐下部的鼓風(fēng)參數(shù)和上部的布料來(lái)控制高爐的穩(wěn)定順行，但高爐是一個(gè)特大型的高溫密閉化學(xué)反應(yīng)器，爐頂爐料的分布狀況并不能直接進(jìn)行測(cè)量，為了能夠獲取高爐爐頂?shù)臓t料分布進(jìn)而精準(zhǔn)控制氣流分布，多年來(lái)高爐工作者進(jìn)行了大量的卓有成效的工作，取得了一定的進(jìn)展。

文獻(xiàn)“刁日升，王戈，劉傳勝，等.爐項(xiàng)紅外攝像監(jiān)控系統(tǒng)在攀鋼高爐上的應(yīng)用[J].鋼鐵釩鈦，2002，23(3)：54-58.”中討論了利用爐頂紅外圖像對(duì)爐料分布狀況進(jìn)行評(píng)估的方法，這種技術(shù)通過(guò)直接測(cè)量布料過(guò)程中爐頂料面的溫度變化來(lái)間接評(píng)估布料及氣流分布狀況，由于爐料表面溫度依賴(lài)于爐內(nèi)氣流分布、下料速度、裝入品種、裝入量、下層的料面形狀等因素，所以同一個(gè)布料矩陣所形成的料面形狀測(cè)出的溫度分布有時(shí)差異也比較大，單靠觀測(cè)爐頂溫度分布來(lái)直接評(píng)估氣流分布誤差較大。

文獻(xiàn)“陳令坤，王志剛，趙思，于仲潔，基于圖像處理的高爐煤氣流評(píng)估系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，冶金工業(yè)出版社，2007-2007年中國(guó)鋼鐵年會(huì)(光盤(pán))”中在爐頂紅外測(cè)量的基礎(chǔ)上提出了一種利用圖像模式識(shí)別技術(shù)對(duì)觀測(cè)圖像進(jìn)行處理的方法，該方法通過(guò)模式識(shí)別技術(shù)可以識(shí)別出外圍條件相對(duì)穩(wěn)定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)圖像，由這些圖像構(gòu)成案例庫(kù)，通過(guò)圖像的匹配可以統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)各種圖像出現(xiàn)的頻率，進(jìn)而評(píng)估高爐氣流的變化，這種方法大大改善了爐頂紅外圖像的利用效率，在爐料條件變化不大、操作方針沒(méi)有巨大變化時(shí)這種方法是可行的，但一旦高爐用料結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大的變化就會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)案例的變化，一旦處理不及時(shí)就會(huì)減低評(píng)估效果，同時(shí)由于爐內(nèi)氣流上升時(shí)夾雜著大量的粉塵，測(cè)量信號(hào)失真較大，并且測(cè)量信號(hào)采樣口極易堆積灰塵，影響信號(hào)質(zhì)量，所以這種方法也是一種間接測(cè)量方法，誤差也同樣不穩(wěn)定。

文獻(xiàn)“陳令坤，煤氣流控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)及其在武鋼5號(hào)高爐上的應(yīng)用，煉鐵，2011年，Vol.30.No.5，”中提出了直接利用爐頂4個(gè)上升管的溫度測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)判爐頂煤氣流分布及其變化，該方法首先是通過(guò)模式識(shí)別技術(shù)來(lái)對(duì)爐頂4條上升管溫度曲線(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)，其次是通過(guò)模式匹配來(lái)評(píng)價(jià)立定氣流分布，這種方法存在2個(gè)缺陷，一個(gè)是同一種爐頂溫度曲線(xiàn)可能對(duì)應(yīng)兩種氣流分布，也就是說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)案例庫(kù)依賴(lài)于布料、原燃料質(zhì)量、高爐操作狀態(tài)的相對(duì)穩(wěn)定，一旦出現(xiàn)原燃料等外部條件的劇烈波動(dòng)就會(huì)引發(fā)案例庫(kù)的變化，這將降低匹配識(shí)別精度，減少準(zhǔn)確識(shí)別工藝狀況的概率。

文獻(xiàn)“姜慧研，許貴清，周建常.BP算法在高爐煤氣流分布模式識(shí)別中的應(yīng)用叨.東北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2000，21(2)：144-146?！盵4]中提供了利用爐頂十字測(cè)溫裝置來(lái)評(píng)價(jià)爐頂氣流分布的方法，十字測(cè)溫同樣受布料、底層料面形狀、爐料種類(lèi)、布料批重、布料節(jié)奏等各種因素的影響，測(cè)量獲得的溫度分布并不是爐頂料面的溫度分布，僅僅是測(cè)量桿的溫度分布，由于測(cè)量桿為了燒損一般都帶冷卻，所以測(cè)量結(jié)果并不能反映爐頂料面溫度的真實(shí)狀況，測(cè)量結(jié)果只供布料及氣流調(diào)劑時(shí)參考。

上世紀(jì)80年代中日本新日鐵鋼鐵公司曾提供了一種利用機(jī)械料面探尺直接測(cè)量爐料分布的技術(shù)，該技術(shù)可以精確測(cè)定料面形狀，但存在設(shè)備巨大，測(cè)量耗時(shí)長(zhǎng)，裝備防護(hù)差，易損壞等缺點(diǎn)，難以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定用于料面測(cè)量，這嚴(yán)重阻礙了該設(shè)備的推廣及使用。

文獻(xiàn)“Yaowei YU*and HenrikEffect of DEM Parameters on the Simulated Inter-particle Percolation of Pellets into Coke during Burden Descent in the Blast Furnace，ISIJ International,Vol.52(2012),No.5,pp.788–796。”提供了用顆粒流理論構(gòu)建布料數(shù)學(xué)模型的方法，該方法可以計(jì)算布料后的料面形狀，但由于爐料顆粒的真實(shí)滾動(dòng)過(guò)程是難以模擬的，該方法只是一種示意性模型構(gòu)建方法，作為科學(xué)研究是可以的，所以在實(shí)踐中用處不大。

高爐上部控制氣流的主要手段是調(diào)整布料，由于高爐一次布料量大，爐料在爐內(nèi)的分布過(guò)程受爐料下降、底層料面形狀、氣流上升、熱量傳遞、爐料滾動(dòng)及滑落等種種因素的影響，布料形成過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，不同的布料模式可以獲得同樣的料面形狀，鑒于目前缺乏料面直接檢測(cè)設(shè)備，難以獲取爐料分布的詳細(xì)信息，就給精準(zhǔn)布料造成了很大的困難，目前通過(guò)布料來(lái)調(diào)劑氣流分布仍然停留在經(jīng)驗(yàn)階段，尤其是精細(xì)調(diào)節(jié)更是如此。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)氣流調(diào)節(jié)的用相控陣?yán)走_(dá)測(cè)量高爐料面礦焦比來(lái)控制高爐氣流分布的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的用相控陣?yán)走_(dá)測(cè)量高爐料面礦焦比來(lái)控制高爐氣流分布的方法，包括如下步驟：

1)確定不同爐況下的目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)及建立氣流調(diào)劑案例庫(kù)

1.1)建立高爐相控陣?yán)走_(dá)布料檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)：利用相控陣?yán)走_(dá)對(duì)每批布料進(jìn)行采樣并記錄每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的布料檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后保存在布料檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中；

1.2)根據(jù)布料檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的布料檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算每批布料的O/C比分布曲面；

1.3)計(jì)算任意方向的O/C比分布曲線(xiàn)：每個(gè)O/C比分布曲面取一個(gè)方向的礦焦比分布得到一個(gè)O/C比分布曲線(xiàn)，然后將得到的所有O/C比分布曲線(xiàn)經(jīng)離散后保存在離散數(shù)據(jù)庫(kù)中；

1.4)建立O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)：以預(yù)設(shè)時(shí)間段數(shù)據(jù)為案例空間，重復(fù)步驟1.1)～1.3)建立O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)；

1.5)建立標(biāo)準(zhǔn)O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)：利用k-means算法進(jìn)行模式識(shí)別，對(duì)步驟1.4)中各種不同的O/C比分布曲線(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)，獲得M類(lèi)分布模式，M類(lèi)分布模式構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)；

1.6)在標(biāo)準(zhǔn)O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)中確定不同爐況下的目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)；

1.7)建立高爐氣流分布檢測(cè)數(shù)據(jù)：將影響高爐氣流分布的因素進(jìn)行采樣并將采樣的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；

1.8)根據(jù)步驟1.7)中高爐氣流分布檢測(cè)數(shù)據(jù)建立氣流分布數(shù)據(jù)庫(kù)；

1.9)以不同爐況下對(duì)應(yīng)的目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)為基準(zhǔn)對(duì)氣流控制模式和范圍進(jìn)行分類(lèi)：爐況的標(biāo)準(zhǔn)包括四種，如爐溫波動(dòng)，爐型波動(dòng)，爐缸堆積，透氣性、順行惡化；

1.10)構(gòu)建不同爐況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)：

(1)爐溫波動(dòng)狀況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；

(2)爐型波動(dòng)狀況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；

(3)爐缸堆積狀況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；

(4)透氣性、順行惡化狀況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；

2)選擇氣流調(diào)劑案例庫(kù)及確定調(diào)劑原則：

2.1)建立用于匹配氣流調(diào)劑案例庫(kù)的高爐狀況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)：將用于描述高爐狀況的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保存在高爐狀況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)；

2.2)根據(jù)爐況現(xiàn)狀選擇所需的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；

2.3)確定不同爐況下的氣流調(diào)劑原則；

2.4)通過(guò)布料調(diào)劑爐頂O/C比分布達(dá)到氣流控制的目標(biāo)：利用相控陣?yán)走_(dá)計(jì)算出實(shí)際O/C比分布曲線(xiàn)，從相應(yīng)氣流調(diào)劑案例庫(kù)中進(jìn)行曲線(xiàn)匹配，判斷當(dāng)前實(shí)際O/C比分布曲線(xiàn)是否處在最佳狀態(tài)，如果不是，則在氣流調(diào)劑案例庫(kù)中選擇目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)，計(jì)算兩種O/C比分布曲線(xiàn)的差異，給出布料調(diào)劑的原則，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流分布的控制。

進(jìn)一步地，所述步驟1.2)的具體過(guò)程為：根據(jù)計(jì)算沿每批布料不同直徑位置的下料速度，計(jì)算每批布料中每個(gè)測(cè)量點(diǎn)焦炭下落后的位置坐標(biāo)信息及同時(shí)計(jì)算當(dāng)前計(jì)算時(shí)所對(duì)應(yīng)時(shí)間段的礦石料層的三維坐標(biāo)位置信息，從而計(jì)算每批布料的O/C比分布曲面，并將所有的O/C比分布曲面保存在O/C比分布曲面數(shù)據(jù)庫(kù)中。

進(jìn)一步地，所述步驟1.6)的具體過(guò)程為：以煤氣利用率、利用系數(shù)及高爐順行指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)中的O/C比分布曲線(xiàn)進(jìn)行評(píng)判，確定在不同爐況下的目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)，并且不同爐況對(duì)應(yīng)著不同的特征爐況參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述步驟1.7)中影響氣流分布的因素包括原料質(zhì)量及性能、高爐冷卻壁溫度狀況、高爐布料矩陣中涉及的布料信息、高爐鼓風(fēng)參數(shù)、下料時(shí)間、風(fēng)壓變化、爐頂壓力、爐身靜壓力變化值、爐缸及爐底溫度信息、出渣出鐵信息，其中高爐布料矩陣中涉及的布料信息包括入爐原料的種類(lèi)、數(shù)量、布料料線(xiàn)深度設(shè)定、布料次序、角位及環(huán)數(shù)。

進(jìn)一步地，所述步驟1.8)的具體過(guò)程為：將步驟1.7)中檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)建表的形式保存在氣流分布數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且一類(lèi)數(shù)據(jù)建立一個(gè)表。

進(jìn)一步地，所述步驟2.2)的具體過(guò)程為：根據(jù)影響氣流分布的特征因素集識(shí)別特征爐況參數(shù)，根據(jù)特征爐況參數(shù)啟用對(duì)應(yīng)的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；并按照“爐缸堆積狀況→爐溫波動(dòng)狀況→爐型波動(dòng)狀況→透氣性、順行惡化狀況”調(diào)劑的次序依次進(jìn)行處理。

進(jìn)一步地，所述步驟2.3)氣流調(diào)劑原則具體為：爐溫波動(dòng)狀況的氣流調(diào)劑原則為通過(guò)爐料負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)爐溫走向；爐型波動(dòng)狀況的氣流調(diào)劑原則為通過(guò)調(diào)整邊緣、中心兩股氣流來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)；爐缸堆積狀況的氣流調(diào)劑原則為用打通中心氣流的方式來(lái)活躍爐缸；透氣性、順行惡化狀況的氣流調(diào)劑原則為通過(guò)調(diào)整邊緣、中心兩股氣流的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的有益效果是：在考慮爐料下降、底層料面形狀的影響、及爐料塌落影響的前提下，直接計(jì)算爐頂布料的O/C比分布狀況，通過(guò)比較布料和氣流分布之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)有針對(duì)性的布料來(lái)控制爐頂氣流分布，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的氣流調(diào)節(jié)，將經(jīng)驗(yàn)型的高爐爐頂氣流控制提升到量化的層次，實(shí)現(xiàn)高爐的穩(wěn)定順行。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施例步驟1)的流程示意圖；

圖2為本實(shí)施例步驟2)的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

將該方法實(shí)施于內(nèi)容積5000m³的高爐，該高爐二級(jí)機(jī)安裝有兩套Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，使用C++編程語(yǔ)言，包括四套與布料、噴煤控制有關(guān)的PLC系統(tǒng)，兩套用于布料控制，一套用于爐缸爐底檢測(cè)與控制，一套用于煤粉噴吹控制，一套DCS系統(tǒng)，用于鼓風(fēng)參數(shù)的調(diào)節(jié)等，建立兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

用相控陣?yán)走_(dá)測(cè)量高爐料面礦焦比來(lái)控制高爐氣流分布的方法其步驟如下：

1)確定不同爐況下的目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)及建立氣流調(diào)劑案例庫(kù)，如圖1所示，

1.1)建立高爐相控陣?yán)走_(dá)布料檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)：

以5000m³大型高爐為例，在高爐爐頂齒輪箱下部，爐頂錐臺(tái)上部開(kāi)孔，安裝相控陣?yán)走_(dá)設(shè)備，只要保證測(cè)量點(diǎn)離布料垂直距離超過(guò)4.5米，就可以保證采用一臺(tái)設(shè)備測(cè)量到整個(gè)布料。利用相控陣?yán)走_(dá)對(duì)每批布料進(jìn)行采樣并記錄每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的布料檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后保存在布料檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。相控陣?yán)走_(dá)采樣信息及采樣頻率如表1

表1

1.2)根據(jù)布料檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的布料檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算每批布料的O/C比分布曲面：一批布料包括焦炭和礦石，只有在一批布料種的礦石布完后才進(jìn)行O/C比分布曲面的計(jì)算；根據(jù)計(jì)算沿每批布料不同直徑位置的下料速度，計(jì)算每批布料中每個(gè)測(cè)量點(diǎn)焦炭下落后的位置坐標(biāo)信息及同時(shí)計(jì)算當(dāng)前計(jì)算時(shí)所對(duì)應(yīng)時(shí)間段的礦石料層的三維坐標(biāo)位置信息，在考慮15％左右的焦炭層塌落修正后，從而計(jì)算每批布料的O/C比分布曲面，并將所有的O/C比分布曲面保存在O/C比分布曲面數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.3)計(jì)算任意方向的O/C比分布曲線(xiàn)：鑒于正常布料是沿圓周對(duì)稱(chēng)的，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，這里只考慮一個(gè)方向的礦焦比分布，將O/C比分布曲面轉(zhuǎn)化為曲線(xiàn)來(lái)考慮，每個(gè)O/C比分布曲面取一個(gè)方向的礦焦比分布得到一個(gè)O/C比分布曲線(xiàn)，每條曲線(xiàn)包括30個(gè)左右的數(shù)據(jù)，然后將得到的所有O/C比分布曲線(xiàn)經(jīng)離散后保存在離散數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.4)建立O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)：以一年時(shí)間段數(shù)據(jù)為案例空間，建立O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)。5000m³高爐每天入爐原料批次在160～180批左右，重復(fù)步驟1.1)～1.3)，每天可以獲得160～180個(gè)O/C比分布曲線(xiàn)案例，一年的案例量在7～8萬(wàn)個(gè)左右；

1.5)建立標(biāo)準(zhǔn)O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)：利用k-means算法進(jìn)行模式識(shí)別，對(duì)步驟1.4)中各種不同的O/C比分布曲線(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)，獲得36類(lèi)分布模式，36類(lèi)分布模式構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)；

1.6)在標(biāo)準(zhǔn)O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)中確定不同爐況下的目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)：以煤氣利用率、利用系數(shù)及高爐順行指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合當(dāng)時(shí)的風(fēng)量、壓差，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)O/C比分布曲線(xiàn)案例庫(kù)中的O/C比分布曲線(xiàn)進(jìn)行評(píng)判，確定在不同爐況下的目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)，并且不同爐況對(duì)應(yīng)著不同的特征爐況參數(shù)。5000m³高爐判斷依據(jù)如表2：

表2

1.7)建立高爐氣流分布檢測(cè)數(shù)據(jù)：將影響高爐氣流分布的因素進(jìn)行采樣并將采樣的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，其中，影響氣流分布的因素包括原料質(zhì)量及性能、高爐冷卻壁溫度狀況、高爐布料矩陣中涉及的布料信息、高爐鼓風(fēng)參數(shù)、下料時(shí)間、風(fēng)壓變化、爐頂壓力、爐身靜壓力變化值、爐缸及爐底溫度信息、出渣出鐵信息，其中高爐布料矩陣中涉及的布料信息包括入爐原料的種類(lèi)、數(shù)量、布料料線(xiàn)深度設(shè)定、布料次序、角位及環(huán)數(shù)。各種檢測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)量及采樣頻率如表3：

表3

1.8)根據(jù)步驟1.7)中高爐氣流分布檢測(cè)數(shù)據(jù)建立氣流分布數(shù)據(jù)庫(kù)：將步驟1.7)中檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)建表的形式保存在氣流分布數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且一類(lèi)數(shù)據(jù)建立一個(gè)表。如表4；

表4

1.9)以不同爐況下對(duì)應(yīng)的目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)為基準(zhǔn)對(duì)氣流控制模式和范圍進(jìn)行分類(lèi)：爐況的標(biāo)準(zhǔn)包括四種，如爐溫波動(dòng)，爐型波動(dòng)，爐缸堆積，透氣性、順行惡化；即如下四種：

O/C比分布曲線(xiàn)+爐溫波動(dòng)；

O/C比分布曲線(xiàn)+爐型波動(dòng)；

O/C比分布曲線(xiàn)+爐缸堆積；

O/C比分布曲線(xiàn)+透氣性、順行惡化。

分類(lèi)時(shí)將每種情況的相關(guān)數(shù)據(jù)構(gòu)成數(shù)據(jù)樣本，代表氣流分布的一種狀態(tài)，待樣本整理完成后對(duì)樣本庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)分類(lèi)，所分類(lèi)別即是每種情況對(duì)應(yīng)的分類(lèi)結(jié)果。

另外，不同爐況對(duì)應(yīng)著不同的特征爐況參數(shù)如表5

表5

1.10)構(gòu)建不同爐況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)：

(1)爐溫波動(dòng)狀況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；對(duì)于5000m³高爐而言，該案例庫(kù)中包括16種案例；

(2)爐型波動(dòng)狀況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；對(duì)于5000m³高爐而言，該案例庫(kù)中包括14種案例；

(3)爐缸堆積狀況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；對(duì)于5000m³高爐而言，該案例庫(kù)中包括8種案例；

(4)透氣性、順行惡化狀況下利用O/C比控制氣流的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；對(duì)于5000m³高爐而言，該案例庫(kù)中包括22種案例。

2)選擇氣流調(diào)劑案例庫(kù)及確定調(diào)劑原則：如圖2所示，

2.1)建立用于匹配氣流調(diào)劑案例庫(kù)的高爐狀況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)：

在步驟1)中完成了各種爐況下的氣流調(diào)劑案例庫(kù)的建立，確定了爐型異常、爐溫異常、爐缸工作狀況異常、高爐下料不好時(shí)的氣流調(diào)劑案例庫(kù)，這些案例庫(kù)中包含了各特定爐況的O/C比分布曲線(xiàn)、表征特定爐況的特征參數(shù)。要利用這些調(diào)劑不同爐況下氣流分布的案例庫(kù)，就需要找出啟動(dòng)案例庫(kù)的觸發(fā)數(shù)據(jù)，也就是判斷當(dāng)前的爐況是否落入了這些特殊爐況中，這種判斷是基于高爐過(guò)程檢測(cè)數(shù)據(jù)的，這些數(shù)據(jù)描述了高爐狀況，需要事先計(jì)算出來(lái)，并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。如表6：

表6

2.2)根據(jù)爐況現(xiàn)狀選擇所需的氣流調(diào)劑案例庫(kù)：根據(jù)影響氣流分布的特征因素集識(shí)別特征爐況參數(shù)，根據(jù)特征爐況參數(shù)啟用對(duì)應(yīng)的氣流調(diào)劑案例庫(kù)；有時(shí)候四種爐況是單獨(dú)出現(xiàn)，有時(shí)候是集中出現(xiàn)，在集中出現(xiàn)時(shí)由于各種爐況下的布料調(diào)劑各有特點(diǎn)，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)相互之間有矛盾的現(xiàn)象，這種情況下就需要根據(jù)爐況相互之間的因果關(guān)系，確定優(yōu)先調(diào)劑的爐，。這里根據(jù)影響因素的狀態(tài)識(shí)別出需要處理的爐況，按照“爐缸堆積狀況→爐溫波動(dòng)狀況→爐型波動(dòng)狀況→透氣性、順行惡化狀況”調(diào)劑的次序依次進(jìn)行處理。特征爐況參數(shù)如表7，即參數(shù)的具體化：

表7

2.3)確定不同爐況下的氣流調(diào)劑原則：氣流調(diào)劑原則具體為：爐溫波動(dòng)狀況的氣流調(diào)劑原則為通過(guò)爐料負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)爐溫走向；爐型波動(dòng)狀況的氣流調(diào)劑原則為通過(guò)調(diào)整邊緣、中心兩股氣流來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)；爐缸堆積狀況的氣流調(diào)劑原則為用打通中心氣流的方式來(lái)活躍爐缸；透氣性、順行惡化狀況的氣流調(diào)劑原則為通過(guò)調(diào)整邊緣、中心兩股氣流的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.4)通過(guò)布料調(diào)劑爐頂O/C比分布達(dá)到氣流控制的目標(biāo)：利用相控陣?yán)走_(dá)計(jì)算出實(shí)際O/C比分布曲線(xiàn)，從相應(yīng)氣流調(diào)劑案例庫(kù)中進(jìn)行曲線(xiàn)匹配，判斷當(dāng)前實(shí)際O/C比分布曲線(xiàn)是否處在最佳狀態(tài)，如果不是，則在氣流調(diào)劑案例庫(kù)中選擇目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)，計(jì)算兩種O/C比分布曲線(xiàn)的差異，給出布料調(diào)劑的原則，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流分布的控制。

由于O/C比分布曲線(xiàn)是經(jīng)過(guò)離散化后存入數(shù)據(jù)庫(kù)中的，對(duì)于兩種曲線(xiàn)的比較就轉(zhuǎn)換成了厚度的比較。用目標(biāo)O/C比分布曲線(xiàn)厚度減去實(shí)際O/C比分布曲線(xiàn)厚度，通過(guò)觀察差值的特征確定布料調(diào)劑方向，生成新的布料矩陣。例如邊緣區(qū)域?yàn)檎祫t加重邊緣，中心區(qū)域?yàn)檎祫t加重中心。

3)將步驟2.4)生成的布料矩陣，通過(guò)控制槽下配料的PLC系統(tǒng)，及控制爐頂布料的PLC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)新布料矩陣的實(shí)施，通過(guò)不斷地匹配、調(diào)整達(dá)成爐況調(diào)整目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)爐缸、爐型、爐溫、透氣性、順行調(diào)整的目標(biāo)。