铜转炉吹炼炉口图像智能监测及辅助分析系统

传统转炉炼铜工艺非常依赖个人经验,一般通过人工观察炉口火焰判断炉体内温度、造渣和造铜终点,该过程存在重大的安全与环保隐患,同时粗铜的品位得不到保障且易损坏炉体。随着环保与本质化安全指标要求的提高,各家企业开始转向闭窗吹炼。为应对绿色化与安全性要求,本文基于转炉炉口火焰分析结果并综合吹炼工艺中涉及的多种因素,设计了一种转炉炉口图像智能监测系统,实现了转炉炉口火焰的智能化监测。在此基础上,通过对不同阶段炉口火焰图像的分析,设计了基于自适应曝光阈值的颜色特征计算方法,能够对图像进行预处理并提取到可预测终点时间的关键特征,解决了目前传感器曝光度参数影响图像特征的关键问题。最后设计了基于深度神经网络的终点时间预测模型,实验结果表明造渣一期、造渣二期和造铜期终点的预测误差分别为0.74,0.83和1.4 min,显示了设计系统的有效性。

基于集成学习的转炉吹炼终点磷锰预测模型

基于260 t转炉炼钢实际生产数据,用RF(Random Forests,随机森林)、LGBM(Light Gradient Boosting Machine,轻量级梯度提升机)和Stacking集成三种不同机器学习算法建立了转炉炼钢终点磷锰预测模型。通过相关理论分析和皮尔逊相关系数法确定了模型输入变量,对比三种集成学习模型的终点命中率,表明Stacking集成模型的预测性能最好,在预测终点磷质量分数误差为±0.001%、±0.0015%时的终点命中率分别为86.3%、97.1%,在预测终点锰质量分数误差为±0.008%、±0.01%时的命中率分别为83.4%、94.4%。

基于火焰及烟气特征深融合的转炉吹炼终点判断

转炉吹炼的终点判断是火法炼铜最重要的步骤之一,该步骤一般由操作人员凭经验或仪器对固定监测因素进行判断,但受制于个人操作经验、仪器测量精度、物料品位等诸多因素的差异,判断精度无法得到保证。为提高转炉吹炼终点判断的精准度,本文设计了一套智能化预测系统,首先基于显著性分析法对传统火焰、烟气浓度进行特征分析与显著性指标设计,然后利用残差网络构建终点预测模型,通过融合火焰、最后连续时间的PbS/PbO浓度比与SO_(2)浓度3个显著特征,实现了造渣期终点和造铜期终点的预测。实验结果证明了该融合特征的性能,造渣期终点时间预测误差均值为2.12%,造铜期终点时间预测误差均值为2.06%,双期预测准确率达到93.66%。这种高精度的判断主要归因于基于传统特征的显著性指标设计,所选用的火焰及烟气特征能在高维度对终点判断进行准确的预测,同时引入大量历史数据所训练的模型能够对预测过程进行显著量化。

基于Metcal的铜闪速熔炼-转炉吹炼工艺全流程模拟计算

以"闪速熔炼—PS转炉吹炼"铜冶炼主流工艺为设计计算对象,基于自主开发的"冶金工艺流程计算系统开发平台(Metcal)"软件,采用物料平衡、热平衡和化学平衡等原理建立各计算单元数学模型,并对铜冶炼全流程进行了设计模拟计算,得到了各冶金单元的详细物流信息和热平衡计算结果,为该工艺设计、放大提供了理论指导,提高了冶金工艺全流程设计计算效率。

基于核偏最小二乘法的动态预测模型在铜转炉吹炼中的应用

为实现铜转炉吹炼过程中的关键操作参数的准确预测,构造一种基于核偏最小二乘法的动态预测模型,并提出一种适用于动态建模的在线式异常样本剔除方法。该动态预测模型使用滑动窗方法不断更新建模数据,再利用核偏最小二乘法对动态模型的参数进行辨识,最后根据反馈的前次计算误差对本次预测值进行修正。仿真研究结果表明:该动态预估模型具有较好的泛化能力和较强的鲁棒性,并具有较好预测精度(风量预测的相对均方根误差小于10%,氧量预测的相对均方根误差小于19%)。目前,该预测模型被用于某转炉的吹炼辅助决策系统中。

应用炉气分析预测转炉吹炼终点碳含量

应用炉气分析预测转炉吹炼过程中熔池碳含量的变化,并对吹炼终点时的碳含量和脱碳速率、氧枪枪位的关系进行了研究,得出如下结论:(1)碳积分模型只适合入炉原料数据准确的情况下,对终点碳含量进行预测;(2)吹炼末期,碳含量和脱碳速率的关系可用三次方函数描述;(3)为排除枪位对数据拟合的影响,对于恒压变枪位吹炼,在不同的枪位下调整三次方模型参数,即可实现对终点高、中、低碳含量进行预测.

基于数据挖掘的铜锍转炉吹炼过程优化决策建模

为了提高铜转炉的操作水平,探讨了利用其生产运行中产生的大量数据建立优化决策模型的方法。针对过程数据含噪声、样本规模相对不足等问题,提出了一种鲁棒性更强的改进的神经网络建模方法;针对优化决策模型的应用目的,提出了支持度、置信度和相对置信度等模型评估指标;利用某厂的实际过程数据和前述方法,建立了基于神经网络的S1期(造渣1期)熔剂量和鼓风时间优化决策模型。实验效果表明所建优化决策模型能够显著改善S1期的吹炼效果。

转炉吹炼中低碳铬铁的热力学分析

利用碳饱和溶解度数据处理方法，计算了Ｆｅ－Ｃ－Ｃｒ熔体的热力学性质，得到Ｃｒ对Ｃ的话度相互作用系数与温度的关系式，并分析了高碳铬铁转炉法吹炼中低碳铬铁时吹氧脱碳的热力学行为。

高品位铜冰铜转炉吹炼中石英熔剂熔化行为的研究

研究了高品位铜冰铜转炉吹炼石英熔剂熔化行为。主要考察了熔剂粒度、冰铜品位、鼓入气体流量和氧浓度对石英溶剂熔化的影响。对于高品位冰铜转炉吹炼， 鼓入气体流量和氧浓度对石英熔剂熔化率影响不显著； 熔剂粒度和冰铜品位对熔化率影响显著， 并随着熔剂粒度和冰铜品位的增加， 熔剂熔化率降低， 完全熔化时间延长。

基于改进DenseNet网络的转炉吹炼时期识别

针对炼钢生产中采用人工经验判断转炉吹炼时期准确率较低的问题,利用某钢厂转炉炉口火焰图像数据,提出一种基于深度学习的改进DenseNet网络转炉吹炼时期识别算法;该算法以DenseNet-121网络结构为基础进行裁剪,同时在分类层引入Center损失函数,并在100次模型训练中选取精度较高、拟合性较好的一次进行测试。结果表明:该算法通过特征复用,保证了分类精度,裁剪后的网络结构能够提升运算速度;在分类层引入Center损失函数能够改进相邻转炉吹炼时期分类模糊的情况,缩短了平均识别时间,分类的平均精度提高至91.75%。

铜锍转炉吹炼造渣期铁元素行为的研究

分析了铜锍转炉吹炼过程中造渣期铁的行为,探讨了铁元素的氧化形态及各因素对磁性铁生成的影响,并对降低转炉渣磁性铁的吹炼方法——还原造渣法进行了研究。

基于图像识别的铜转炉吹炼造渣期渣含Fe预测模型研究

铜转炉吹炼是火法炼铜的关键工序,其终点判断与炉寿、铜产率和直收率紧密相关,目前现有人工经验、仪器测定和物料平衡法等终点判断方法均存在一定的局限性。理论上铜转炉吹炼造渣期终点与渣含Fe是否达标有关,而不同Fe含量渣样呈现不同的图像特征,鉴于此,基于图形识别的特征向量提取原理,分别采用卷积神经网络(CNN)算法与支持向量机(SVM)算法,构建了铜转炉吹炼造渣期渣含Fe预测模型,为图像识别技术在铜转炉吹炼终点判断中的应用奠定数模基础。两种模型的实例分析表明,卷积神经网络的训练集预测准确率98%,测试集预测准确率约50%;支持向量机模型的训练集预测准确率99%,测试集预测准确率62%。

基于实时嵌入式技术的冶炼转炉吹炼控制系统

金属冶炼过程中采用传统的人工操作控制存在着运行时间长、效率低及成本高的问题,同时对人身安全也有风险。针对上述问题,提出一种基于实时嵌入式技术的冶炼转炉吹炼的控制系统。通过对系统自动控制的设计,创建出数据平台构架对实时的信息进行整理,对整理好的信息采用所提算法进行融合,满足金属吹炼的远程控制并改善控制性能。仿真实验结果证明,运用该控制系统对金属冶炼转炉的吹炼过程进行自动化控制的性能较好,减免了大部分的人工操作,降低了能源的消耗,达到节约资源减少成本的要求,说明所提的控制系统对金属冶炼工艺有很多大的帮助。

生铁块加入对转炉吹炼的影响分析

河北钢铁集团邯钢一炼钢厂通过增加生铁块加入量的措施来减缓铁水紧张的问题,然而生铁块的加入使得转炉吹炼过程不易控制,造成炉口溢渣,喷溅严重,终点命中率低等问题。针对这些问题,本文对生铁块与废钢的冷却效应进行了对比,并分析了生铁块对吹炼过程的影响。

炼铜转炉吹炼技术的发展

铜精矿火法冶炼熔炼产出的冰铜需要吹炼到含铜大于97%以上,再进行阳极炉精炼。近年来连续炼铜技术得到了较大的应用和发展,但由于连续吹炼技术存在粗铜含S高、高品位大块冷料处理的难题,因此,今后一段时间内转炉吹炼仍将存在。本文着重论述了近年来转炉吹炼工艺改进、转炉大型化以及配套新技术的应用等。

转炉吹炼过程控制

喀拉通克铜镍矿冶炼车间转炉是间歇自热式生产,它的主要目的是去硫除铁及杂质,并富集有价金属的一个过程。吹炼工艺主要是造渣过程的控制及提高直收率,降低渣含金属,对以后出合格的金属化高冰镍产品,吹炼过程控制得当,那么所富集的有价金属就越多,金属损失就小,渣就符合工艺技术的要求。

铜冶炼转炉吹炼控制系统设计

文章简要介绍了铜冶炼过程中转炉吹炼这一关键环节所涉及到的各种设备及其相互控制关系,说明了转炉控制系统的硬件构成,重点阐述了转炉联锁保护控制要求及控制流程。通过该控制系统提高了转炉自动化控制水平,达到了预期设计目标。

转炉吹炼中的供风制度

本文从转炉热强度、鼓风效率、风口尺寸与布置、供风系统等方面阐述了供风制度对转炉吹炼的重要意义。

铜转炉吹炼喷溅的危害及控制措施分析

喷溅问题不仅在转炉炼钢时经常出现,在铜转炉吹炼过程中同样存在,对安全生产构成威胁,恶化多项技术经济指标。本文根据转炉喷溅形成机理,结合谦比希铜冶炼有限公司转炉吹炼工艺生产现状,对转炉吹炼喷溅的危害及影响因素进行分析,并提出相应的控制措施。

加快淘汰铜冶炼转炉吹炼工艺驱动铜产业绿色升级

近年来,我国铜冶炼行业快速发展,产能、产量均居世界第一位,骨干企业铜熔炼技术达到国际先进水平,但困扰国内外铜冶炼行业一百多年的转炉低空污染问题一直没有得到解决,成为铜冶炼行业绿色发展的瓶颈。＂十三五＂期间,为尽快实现我国有色金属工业强国的目标,须加快推广国内自主创新开发的底吹及顶吹吹炼工艺,淘汰转炉和落后废杂铜工艺,减少污染,降低能耗,加快铜产业实现绿色可持续发展。