球团专家系统

摘 要：随着我国钢铁产业调整,钢铁企业趋于大型化、智能化方向发展.本文主要根据球团矿生产工艺设备的发展现状,以链篦机―回转窑球团工艺为例,对球团专家系统的架构功能进行了简单介绍与分析.

关 键 词：链篦机―回转窑；球团矿；专家系统

引言：

中国细精矿粉较多,随着选矿推广细筛再磨,铁精矿粒度越来越细,如果直接将精矿和粉矿加入到炉内冶炼会带来一系列的问题,如料柱透气性差是炉况难行、生矿（包括块矿）化学成分和冶金性能不稳定等等.通过球团这种造块的方式,结合高温冶金的过程,使众多化学成分、冶金性能不稳定原材料,通过一系列措施生产出一定粒度组成和强度、化学成分稳定、冶金性能良好的高炉冶金炉料.同时考虑到高碱度烧结矿冶金性能优越,搭配一部分碱度较低的球团矿可能是较好的高炉炉料结构.

1.球团工艺的发展现状

随着钢铁生产规模的迅速扩大和生产设备的大型化,竖炉工艺很快被带式焙烧和链箅机―回转窑工艺所取代.其中链箅机―回转窑生产工艺不就具有球团质量好、强度高、冶金性能好的特点,并且可以采用气体、液体及固体燃料.我国的能源资源以煤为主,以煤为燃料更符合我国国情,所以链箅机―回转窑工艺更适合我国球团的生产发展需求.

2.专家系统的发展现状

20世纪90年代末期至今,随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,人们对专家系统的研究转向了知识工程、模糊技术、实时操作技术、神经网络技术、数据库技术、分布式技术、多智能体技术、多媒体技术等多学科结合的专家系统,这也是当今的研究方向和发展趋势.

3.球团专家系统简述

3.1软件构架框图

图1.系统组成框图

当亚铁（或抗压强度）出现波动时,专家及工艺人员会及时调整相关参数,将这些参数作为知识进行自动获取,最终形成知识库.按照这种人机交互关系,选择最优参数组合.再出现质量波动时,知识库将显示参数的优化值,供现场人员参考.

3.2主要子模块功能介绍

（1）配料计算自动控制：以成本最低为目标、质量要求为约束条件,实现自动预配料和配料,并下达一级执行.

（2）水分跟踪与自动控制：借助水分仪和湿度仪,对水分进行实时跟踪,严格控制各段水分要求,为造球和焙烧提供有利条件.

（3）烘干系统自动控制：根据水分仪确定原料水分及烘干后要求水分,得出物料进入烘干机所需的热量,从而自动控制烘干系统.

（4）辊压机直漏料位自动控制：通过称重压力传感器或雷达料位计确定辊压机上方直漏的料位,出现料位过低或过高时,自动调节缓冲仓的圆盘转速,达到直漏料位自动控制.

（5）热工参数优化：通过计算热平衡,对链蓖机、回转窑以及冷却机等设备的过程参数（例如温度、风量、压力、机速等）进行优化控制,降低能源消耗,提高产品质量.

（6）回转窑结圈控制：回转窑的窑壁上容易形成结圈,通过分析众多影响因素,建立合理模型算法,找出定量化权重,从而降低结圈几率和回转窑的负荷率,提高回转窑作业率和产量.

图2.结圈影响因素图

（7）质量预报：通过BP模型提前预测成品球团矿的亚铁、抗压强度含量,减少因检化验数据大滞后所带来的生产盲目性.

4.工艺控制难点及解决方案

链篦机―回转窑球团工艺流程包括精矿配料、精矿干燥、辊压、膨润土与除尘灰配料、混合、造球、生球布料、生球干燥、预热、氧化焙烧、冷却及成品输出等部分.由于生产过程具有大滞后性、时变性和强耦合性的特点,使得生产过程受影响因素多具有很大的不确定性.专家系统关键就是将大量的过程参数值存入数据库中,借助科学数学模型进行数据筛选并挖掘,分析出决定产品质量的关键参数及最优匹配值,从而形成指导生产的规则.

5.结束语

球团专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统.它利用人工智能技术,依托大型关系数据库,根据球团工艺相关领域人类专家提供的知识和经验进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,达到及时、准确、最优实时调整,从而实现球团产线的高效节能运行.