科 學(xué) 研 究 基 金 項(xiàng) 目 申 請(qǐng) 書

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1、項(xiàng)目類別博士基金重點(diǎn)基金一般基金青年基金√河北師范大學(xué)科學(xué)研究基金項(xiàng)目申請(qǐng)書（自然科學(xué)）課題名稱：精煉爐智能底吹氬工藝優(yōu)化與智能控制研究類別：應(yīng)用申請(qǐng)者：杜文霞所在單位：職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子系申請(qǐng)日期：2007年12月10日河北師范大學(xué)科技處制申請(qǐng)者姓名杜文霞性別女出生年月1973年2月從事專業(yè)電氣技術(shù)專業(yè)技術(shù)職務(wù)講師學(xué)歷大學(xué)1998年6月畢業(yè)于河北師范大學(xué)碩士2001年3月畢業(yè)于燕山大學(xué)博士年月畢業(yè)于科研成果：主要研究成果及發(fā)表的論文、論著和發(fā)表處（技術(shù)鑒定情況）及獲獎(jiǎng)情況等1.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力變壓器故障診斷變壓器2007年第3期

2、二、研究課題的科學(xué)依據(jù)、意義、目的、國(guó)內(nèi)外研究概況、水平、發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景（請(qǐng)列出部分參考文獻(xiàn)）隨著科技的發(fā)展,用戶對(duì)鋼材的質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。轉(zhuǎn)爐是目前國(guó)內(nèi)外主要的煉鋼設(shè)備之一。然而轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中存在一個(gè)不足之處是熔池內(nèi)部及鋼渣之間的攪拌作用差，致使傳質(zhì)、傳熱速率低，從而帶來(lái)熔化速度和氧化反應(yīng)速度慢，鋼液成分和溫度不均勻，脫硫、脫磷速度低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，能耗高，冶煉時(shí)間長(zhǎng)等一系列問題。從技術(shù)上看，鋼材的質(zhì)量主要表現(xiàn)在其純潔度高、各相異性小、合金成分偏差范圍小等方面。鋼中雜質(zhì)含量高，加上鋼的各相異性差別大，必然導(dǎo)致鋼材的力學(xué)

3、性能在不同的方向上有較大差異。傳統(tǒng)的煉鋼工藝和裝備難以滿足高質(zhì)量要求，必須采用爐外精煉技術(shù)。近年來(lái)爐外精煉技術(shù)的不斷發(fā)展，要求爐外精煉的效果要好，時(shí)間要短，要具備能夠和轉(zhuǎn)爐匹配的快工藝節(jié)奏。精煉爐底吹氬煉鋼技術(shù)具有成本低、操作方便、攪拌效果好的優(yōu)點(diǎn)，并由此產(chǎn)生了一系列有益的冶金效果。它可以明顯縮短冶煉時(shí)間、降低能耗、提高脫硫脫磷能力，促進(jìn)合金均勻化。冶煉不銹鋼時(shí)可促進(jìn)去碳保鉻，增加合金收得率，并且可大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。早在70年代末、80年代初日本等國(guó)就開始研究底吹氬氣攪拌技術(shù)。到80年代中后期，由于技術(shù)上可行，特別是在冶金和經(jīng)濟(jì)

4、上獲得了較大的效果。80年代以后，由于引進(jìn)一批二次精煉裝置以極其先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)與PCL、DCS硬件等，從而使我國(guó)二次精煉裝置自動(dòng)化水平大大提高。國(guó)內(nèi)大對(duì)數(shù)廠家基本上采用人工直接操作的控制方法這種方法雖然實(shí)現(xiàn)了底吹氬的基本目的―――攪拌作用，但由于自動(dòng)化程度低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)脫氮、脫磷的作用，而且耗氬量和耗電量高，包齡短，并易造成鋼水二次氧化等。因此，與國(guó)外相比有相當(dāng)大的差距。底吹氬技術(shù)被國(guó)內(nèi)的大多數(shù)精煉爐所采用，但是由于該過程的不僅涉及到氣體與高溫液體間的傳熱、傳質(zhì)及動(dòng)量的傳遞，而且還涉及到鋼液的湍流流動(dòng)與混合、合金添加劑的熔化和鋼渣化學(xué)

5、反應(yīng)的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)等，因此，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)看，在精煉爐底吹氬過程中，由于被控對(duì)象的非線性、數(shù)學(xué)模型的不確定性及系統(tǒng)工作點(diǎn)的劇烈變化等因素，要采用常規(guī)的控制策略難以實(shí)現(xiàn)對(duì)氬氣流量進(jìn)行精確控制，有必要采用智能控制方法實(shí)現(xiàn)底吹氬的工藝優(yōu)化。課題采用智能底吹氬工藝優(yōu)化技術(shù)對(duì)精煉爐底吹氬工藝所進(jìn)行的改造和完善，可以實(shí)現(xiàn)吹氬的自動(dòng)控制。該技術(shù)不僅可提高品種鋼的質(zhì)量，而且對(duì)國(guó)內(nèi)冶金企業(yè)的生產(chǎn)指導(dǎo)也能起到促進(jìn)作用。本課題的成功，不僅對(duì)提高我國(guó)鋼材的品種和而且能提高煉鋼的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，而且還可以促進(jìn)國(guó)有冶金企業(yè)的技術(shù)改造。1.董鋒斌,蔣軍,鋼包精

6、煉爐智能底吹氬控制系統(tǒng)機(jī)床與液壓2006NO.32.李樹江高憲文柴天佑模糊串級(jí)控制及其在精煉爐吹氬系統(tǒng)中應(yīng)用信息與控制1998第27卷第1期3.王海兵提高鋼包底吹氬暢通率的實(shí)踐湖南冶金2004年7月第32卷第4期4.顏慧成鋼包弱攪拌水模擬實(shí)驗(yàn)研究鋼鐵研究學(xué)報(bào)2006年2月第18卷第2期5A.Quteishat,C.P.Lim,Amodifiedfuzzymin-maxneuralnetworkwithruleextractionanditsapplicationtofaultdetectionandclassification,App

7、.SoftComput.J.(2007)6H.Liu,L.Yu,Towardintegratingfeatureselectionalgorithmsforclassificationandclustering.IEEETrans.Knowl.DataEng.17(4)(2005).7LiangGC,HeYG.Afaultidentificationapproachforanalogcircuitsusingfuzzyneuralnetworkmixedwithgeneticalgorithms[J].IEEEProc.Intelli

8、gentSystemsandSignalProcessing,2003,2:1267-1272.三、課題研究的主要內(nèi)容從系統(tǒng)觀點(diǎn)看精煉爐底吹氬過程由于受到被控對(duì)象的非線性、數(shù)學(xué)模型的不確定性及系統(tǒng)工作點(diǎn)的劇烈變化等因素的