電弧爐煉鋼冶煉過程優(yōu)化控制介紹
3.1成本控制優(yōu)化系統(tǒng)

    近年來，北京科技大學(xué)采用時(shí)空多尺度結(jié)構(gòu)理論，對(duì)電弧爐煉鋼過程進(jìn)行研究，指出其物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中存在著微觀尺度、介觀尺度、單元操作尺度和工位尺度等多個(gè)時(shí)空尺度的結(jié)構(gòu)。在充分吸收國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有過程控制模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合電弧爐成本控制模型與電弧爐煉鋼流程專家指導(dǎo)模型，構(gòu)建了一套包括電弧爐、精煉與連鑄，實(shí)現(xiàn)成本監(jiān)控、過程優(yōu)化指導(dǎo)于一體的在線電弧爐煉鋼流程模型的多尺度模型。該模型已成功應(yīng)用于新余新良特鋼、衡陽鋼管、馬來西亞安裕鋼鐵、臺(tái)灣易昇鋼鐵、西寧特鋼、天津鋼管等企業(yè)的電爐生產(chǎn)過程。平均噸鋼氧氣消耗降低2Nm3，電耗降低2kWh，金屬料消耗下降10kg，噸鋼成本降低30元以上，經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益顯著。

    3.2電弧爐煉鋼終點(diǎn)控制

    近年來，隨著智能算法的發(fā)展，研究人員將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、遺傳算法等智能算法引入電弧爐煉鋼，開發(fā)了一系列終點(diǎn)預(yù)報(bào)模型并在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的應(yīng)用效果。由于基于智能算法的“黑箱模型”過分依賴數(shù)據(jù)，缺乏生產(chǎn)工藝的指導(dǎo)，結(jié)合反應(yīng)機(jī)理和智能算法的混合終點(diǎn)預(yù)報(bào)模型近年來逐漸被開發(fā)。可以預(yù)見，在電爐煉鋼終點(diǎn)控制領(lǐng)域，更有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)和高可靠性智能模型的研發(fā)及兩者的有機(jī)結(jié)合將成為研究的熱點(diǎn)。

    3.3冶煉過程整體智能控制

    隨著監(jiān)測(cè)手段和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電弧爐煉鋼智能化控制不再僅僅局限于某一環(huán)節(jié)的監(jiān)測(cè)與控制，應(yīng)從整體過程出發(fā)，將冶煉過程采集的信息與過程基本機(jī)理結(jié)合進(jìn)行分析、決策及控制，追求電弧爐煉鋼過程的整體最優(yōu)化。

    SIEMENSVAI開發(fā)了SimentalEAFHeatopt整體控制方案（如圖１），對(duì)電弧爐煉鋼過程實(shí)時(shí)整體控制，極大地改善了能源利用率、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)過程的安全性。該系統(tǒng)利用最新的檢測(cè)技術(shù)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)控制方案，對(duì)電弧爐煉鋼過程進(jìn)行最優(yōu)化控制，能夠確保最大的生產(chǎn)效率、最佳的能量轉(zhuǎn)換率以及最小的生產(chǎn)成本。電弧爐煉鋼過程的整體智能控制，依賴于各環(huán)節(jié)的智能化控制水平，其研究仍處于起步階段。冶煉過程各監(jiān)測(cè)手段和控制模型的不斷優(yōu)化，將促進(jìn)電弧爐煉鋼整體智能控制的進(jìn)一步發(fā)展。