烧结终点(BTP)控制系统

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烧结终点的优化控制

摘要：为使烧结终点更稳定、适宜，在分析烧结过程热状态的基础上，利用风箱废气温度曲线与以台车长度为横轴所形成的面积（Ａｒｅａ，）为基础，通过控制Ａｒｅａ￣值的大小实现烧结终点（ＢＴＰ）预报策略。并提取料层同一断面的风箱废气温度，利用最小二乘法拟舍曲线。开发了
ｐｏｉｎｔａｎｄｓｉｎｔｅｒｑｕａｌｉ￣ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｒｅａ￣；ｂｕｒｎｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｐｏｉｎｔ（ＢＴＰ）；ｆｕｚｚｙｃｏｎｒｔｏｌ；ｂｕｎｉｒｎｇｉｒｓｉｎｇｐｏｉｎｔ（ＢＲＰ）
ｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｂｕｎｉｒｎｇｔｈｏｕｒｈｇｐｏｉｎｔｏｆｓｉｎｔｅｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｔａｓｔｂｉａｌｉｔｙｆｏｂｕｒｎｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈ
Hale Waihona Puke ＤｕｃｔｉｌｅＩｒｏｎＰｉｐｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕａｎ０５６３００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｏｍａｋｅｔｈｅＢＴＰｉｓｍｏｒｅｓｔａｂｌｅ，ａｐｐｒｏｐｉｒａｔｅ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅａｎｌｙａｓｉｓｏｆｓｉｎｔｅｉｒｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｕｓｉｎｇｂｅｌｌｏｗｓ

烧结终点的模糊控制

烧结终点的模糊控制作者：周翠霞胡文江赵军王钊王文君来源：《科技创新与应用》2016年第06期摘要：在无法获得精确数学模型的情况下，根据模糊控制方面的理论成果与技术，结合现场的烧结专家经验，采用快速、慢速的模糊控制方法，实现烧结终点的智能优化控制。

关键词：烧结终点；BTP；模糊控制引言烧结是钢铁工业生产的主要过程，烧结矿作为高炉的主要原料之一，其质量对生铁质量以及高炉顺产起着极其重要的影响。

烧结终点是指烧结过程终了时的位置，通常用料层烧透时对应的风箱位置来表示，如果烧结终点提前，说明烧结矿过烧，这意味着没有充分利用烧结机的生产能力，说明还可以提高烧结机速度，从而提高烧结矿产量；如果烧结终点滞后，说明烧结矿欠烧，即烧结过程还没有结束，台车上的混合料已经运行到烧结机机尾卸料端被卸下，从而导致烧结矿强度降低，返粉增多，烧结矿产、质量下降，成本上升。

因此，烧结生产要求将烧结终点控制在工艺要求的位置上。

烧结过程是一个综合反应过程，有物理反应、化学反应，其涉及因素众多，各个因素又相互作用，相互制约，具有复杂性、滞后性以及非线性的特点，烧结终点的优化控制一直是烧结过程控制的薄弱环节，它对于提高烧结矿产量、质量有着极为重要的意义。

文章主要针对烧结的工艺要求，结合淄博张钢钢铁有限公司的现场情况，将专家的经验与模糊技术相结合，建立烧结终点（BTP）的模糊控制系统，以实现烧结终点的优化智能控制。

1 烧结终点位置的判断按照烧结料层中从上至下的温度变化以及物理化学反应过程，烧结料层可分为五个带（或五层），从上至下依次出现烧结矿带、燃烧带、预热带、干燥带、过湿带。

这些反应带随着烧结过程的进行而逐步下移，在到达台车炉篦后才依次消失，最后只剩下烧结矿带。

正确的烧结终点一般控制在烧结机机尾倒数第二个风箱的位置，在此位置，整个料层烧结过程结束，这个终点位置的表征是：（1）倒数第二个风箱位置的废气温度最高，一般可达300～400℃（张钢350℃左右），比前后两个风箱的温度要高。

烧结终点(BTP)控制系统

烧结终点(BTP)控制系统烧结机的烧结终点位置反映烧结机上混合料的垂直燃烧速度，根据操作经验，烧结终点在烧结风箱倒数第二个或第三个位置时，既能保证烧结矿的质量，又能使烧结矿的产量达到最大值，也就是说，在保证烧结矿质量的前提下，能够充分发挥烧结机的能力。

烧结终点的位置通常是通过测量烧结机各风箱废气温度得到的。

根据测试，在正常情况下，烧结机最后几个风箱的废气温度近似一条二次曲线，其中倒数第二个(或第三个)风箱废气温度为最高值，即为烧结终点。

风箱废气温度与风箱位置的关系(BTP 位置图)如图19-34所示。

图19-34 风箱废气温度与风箱位置的关系(BTP位置图) 根据曲线，设最后三个风箱的中线位置分别为 X1，X2，X3，三个风箱对应的废气温度分别为T1， T2，T3，并以X1，X2中点的X坐标为0，废气温度坐标为纵坐标Y。

则用二次曲线表示的废气温度曲线为：Y=aX2+bX+c(19-34) 设最高点温度的位置为X max则将曲线上各点坐标代入式19-35得T1＝(-0.5)2a-0.5b+c=0.25a-0.5b+cT2＝(0.5)2a+0.5b+c=0.25a+0.5b+cT3＝(1.5)2a+1.5b+c=2.25a+1.5b+c解方程得代入式19-36得根据上式求得的风箱废气温度最高点的位置，即烧结终点的位置BTP=X max。

当BTP在0～1(0～ 1代表一个风箱的位置)时，烧结矿的质量满足要求，产量达到最大值。

当BTP<0时，为过烧，烧结机台车面积没有得到充分利用;当BTP>1时，为欠烧，烧结矿的质量下降，返矿增多。

因此，实现烧结过程的终点控制有利于保证烧结矿的质量和发挥烧结机的能力。

但是，由于烧结机存在漏风和其他干扰因素的影响，上述结果不容易得到，因此对烧结终点进行自动控制存在一定困难，目前，一般大中型烧结机通过对烧结风箱废气温度的测量，进行终点计算，在 CRT画面上显示，为操作人员提供操作指导。

烧结终点的模糊控制

烧结终点的模糊控制作者：邢俊霞来源：《消费导刊》2015年第06期摘要：本文根据烧结工艺过程的特点，利用最小二乘法理论和模糊逻辑技术相结合的方法来预估控制点位置，提出了一种基于废气温度上升点的烧结终点预报策略，用以克服烧结过程因机理复杂、影响因素多而难以准确控制的困难，解决了烧结过程控制的长时滞问题。

该系统根据模糊控制理论和技术，结合烧结领域专家知识，建立由快速模糊控制器和慢速模糊控制器组成的级联控制模型。

关键词：烧结终点废气温度上升点最小二乘法模糊逻辑前言烧结终点位置控制在国外已成为复杂工艺过程控制的主要项目之一，日本川崎钢铁公司水岛厂已成功地开发了烧结过程诊断专家系统，实现了烧结终点的预报。

奥钢联利用模糊逻辑控制方法对复杂工艺过程进行控制，改善了生产操作条件，取得了较好的效益。

目前国内烧结厂大多停留在人工控制阶段，操作人员仍凭经验来控制上料量和机速等参数，这样很难解决大型烧结机有效烧结面积和机尾再燃烧的矛盾，也难以保证烧结过程的平稳性和连续性。

为此，南钢第一炼铁厂烧结车间2#烧结机引进了奥钢联专家系统，提出一种基于热状态指标——废气温度上升点（Burning Rising Point）的烧结终点预报策略，用以克服烧结过程因机理复杂、影响因素多而难以准确控制的困难，解决了烧结过程控制的长时滞问题。

该系统根据模糊控制理论和技术，结合烧结领域专家知识，建立由快速模糊控制器和慢速模糊控制器组成的级联控制模型。

模型通过最小二乘法理论对烧结终点实施准确的在线预测预报和优化控制。

一、烧结终点的特征烧结终点（Burning Through Point一简称BTP）是指烧结结束时的位置，用料层烧透时所对应的风箱位置来表示。

BTP涉及的因素很多，许多原料参数，操作参数和状态参数都会直接或间接对BTP状态产生影响，而且BTP无法直接测量，人为判断不可避免带有不确定性。

南钢烧结厂对烧结终点的控制采用常规的人工经验调节控制方式，具有较多的不确定性，不能形成有效的自动闭环控制手段。

现代过程控制基础-3-烧结生产过程控制系统

1.烧结过程的控制方法
长期以来，烧结过程在很大程度上是由操作工凭经验来控制的。烧结过程控制的基础是大量的实时生产数据，即原料参数、操作参数、设备参数、状态参数和指标参数〔统称生产参数）。上述生产数据中，有的通过在线检测来采集，如原料瞬时流量、主管负压、台车速度、料层厚度、风箱温度等；有的数据则需要经过化验才能获得．如烧结矿化学成分、原料化学成分，等等。由于生产数据采集和检侧中存在的滞后及波动，以及操作者操作知识的差异、判断能力的高低、责任感的强弱，以及生理、心理和环境等诸多因素的形响，人工操作不可避免地导致操作控制的波动，而给生产带来不利的影晌；尤其是随着烧结设备向大型化的发展，这种影响就更大，同时，由于盲目操作，也就把握不住降低成本的良好机会。所以，研究与开发生产控制所需的烧结过程人工智能控制系统．对于实现烧结生产的标准化和自动化，进而实现烧结过程的最优化，是非常必要的。
。。。。。。。。
给矿机配料秤
3.2.1 配料控制系统组成(2)
由计算机向各配料子系统的调节器给出设定值，在调节器中的物料流量测量信号与设定值比较，得到的偏差值经PID运算后输出4-20mADC给电动机速度控制装置，控制装置对圆盘给料电动机进行转速控制。
3.2.1 配料控制系统组成(3)
另外一套恒速控制装置驱动称量皮带机。皮带速度发信机的输出信号和重量传感器的毫伏信号经放大器输出分别送计算机和调节器。计算机的作用是进行比例计算和按比例给出各配料槽的下料量设定值，以及对信号的记录和对各配料量的积算。
3.1.3 烧结过程的特征(3)
(2）烧结过程影响因素复杂
从过程控制的角度，可以将烧结看做这样一个系统：一定的原料参数和操作参数作用于设备参数（统称为工艺参数），则有一定的状态参数和指标参数与之相对应，其模型如下图所示：

浅谈烧结终点控制模型

济钢３０ｉ烧结机烧结终点模糊控制模型采用２。ｎ快速和慢速两种模糊控制方式。根据实际生产情况，时地采用不同的控制策略，保证烧结终点实来稳定在系统所设定的范围之内。烧结机烧结终点的位置通过调整烧结台车速度和混合料料层厚度来控制，混合料从点火炉向在机尾移动过程中，燃烧带从料层顶部推进到底使
在很大程度上取决于模糊控制规则和隶属函数参数，以及体现控制作用强弱的比例因子是否能够根据过程的动态变化自适应地优化。可见，经验在烧结终点控制中占据着不可替代的作用。由熟练的操作人员和现场专家长期以来
积累的操作经验，过总结、经归纳形成知识库，把经
制规则，时调整烧结机速度和烧结机台车压人率实
厚度，烧结终点稳定在系统设定的范围之内，使在
验转换成可以在计算机上运行的控制算法，现计实算机模拟人的思维和推理，助于模糊技术，实借来现不确定性信息和经验知识的恰当表达和模糊推
第３卷第６２期 Hale Waihona Puke ２１年１月００２
山东冶金
ＳａｄｎＭｅａｌｒｙｈｎｏｇｔｌｕｇ
Ｖ０＿２Ｎｏ６Ｉ．３Ｄｅｅｅ０１ｃｍｂｒ２０

烧结系统的控制方案

烧结系统的控制方案1、烧结目的及意义高炉炼铁对含铁原料的要求是：品位高、有害杂质少、还原性好、高温性能优良、强度高、粒度适宜、化学成分稳定均匀。

铁矿粉烧结是目前铁矿粉造块的主要方法，它不仅将粉矿进行造块供高炉炼铁使用，而且通过造块改善铁矿石的冶金性能，使高炉冶炼获得良好的效果。

我国铁矿石多为贫矿和复合矿，必须进行细磨选矿，细磨后铁矿粉必须造块才能被高炉使用。

铁矿粉烧结技术是目前世界上产量最大、使用最广泛的造块方法之一。

2、工艺过程的控制要求2.1烧结工艺概述是指根据原料特性所选择的加工程序和烧结工艺制度。

它对烧结生产的产量和质量有着直接而重要的影响。

本工艺按照烧结过程的内在规律选择了合适的工艺流程和操作制度，利用现代科学技术成果，强化烧结生产过程，能够获得先进的技术经济指标，保证实现高产、优质、低耗。

本生产工艺流程有原料的接受，兑灰，拌合，筛分破碎及溶剂燃料的破碎筛分，配料，混料，点火，抽风烧结，抽风冷却，破碎筛分，除尘等环节组成。

烧结过程示意图如下。

图2-1 烧结过程示意图烧结生产工艺的过程就是将准备好的矿粉、燃料和溶剂，按一定的比例配料，然后再配入一部分烧结机尾筛分的返矿，送到混合机混匀和造球。

混好的料由布料器铺到烧结机台车上点火烧结，烧成的烧结矿经破碎机破碎筛分后，筛上成品烧结矿送往高炉，筛下物为返矿，返矿配入混合料重新烧结，烧结过程产生的废气经除尘器除尘后，由风机抽入烟囱，排入大气。

下面是一些具体的实例控制。

2.2配料的控制要求对配料的基本要求是准确。

即按照计算所确定的配比，连续稳定地配料，把实际下料量的波动值控制在允许的范围内。

当燃料配入量波动0.2%时，就足以引起烧结矿强度与还原性的变化；当矿粉或熔剂配入量发生变化时，烧结矿的含铁量与碱度即随之变化，都将导致高炉炉温、炉渣碱度的变化，对炉况的稳定、顺行带来不利影响。

为保证烧结矿成分的稳定，生产中当烧结机所需的上料量发生变化时，须按配料比准确计算各种料在每米皮带或单位时间内的下料量；当料种或原料成分发生变化时，则应按规定的要求，并准确预计烧结矿的化学成分。

涟钢360m~2烧结机烧结终点智能控制系统的设计与实现

１前言
烧结矿是高炉炼铁的主要原料，烧结矿的质量与产量直接影响到炼铁生产的质量与产
量。烧结终点是烧结过程中最重要的热状态
旦…
烧结牛产对张
… ： …
参数，由于烧结过程的高度复杂性、时滞时变
作，主要包含以下几个成员函数：ａ．ＤＩｉａ（：）ＤＥｎｔｌ）主要用于ＤＥ连接的ｉＤ
ＤＥ接口类，ＤＥ服务器中读数据，保Ｄ从Ｄ并
（）ｅｄｒｍＤＥ（ＤＥＤｅ：过ｂＲａＦｏＤＣＤｄ）通
软件主要由以下几个类组成：ａＤＥ通信接口类（ＤＥ）．ＤＣＤ。
该类为ＤＥ通信接口类，Ｄ主要实现ＤＥＤ连接的初使化、ＤＤＥ连接、据的读写等操数
发。Ｌ级采用Ｗｏｄｒａｅ公司开发的监控２ｎｅｗｒ
２２控制系统工作原理．
控制策略主要由两部分构成：２中① 图为基于垂直烧结速度软测量模型的机理计算
模型，为基于烧结终点预测模型的前馈模 ② 糊控制器。
垂直烧结速度软测量模型的机理计算模型和基于烧结终点预测模型的前馈模糊控制器，
控制框图如图２所示。
软件体系采用一种分布式的多层软件体
・
２・７
系结构：示层、务层、据层和接口层，表业数实

基于烧结终点预测的烧结过程智能控制系统及应用研究的开题报告

基于烧结终点预测的烧结过程智能控制系统及应用研究的开题报告一、研究背景与目的烧结是冶金工业中的一项重要工艺，其目的是通过加热、烧结等一系列工艺，将生铁、铁矿石等材料转变为高质量铁和钢材。

由于烧结过程中涉及的工艺复杂，受到许多因素的影响，因此其控制难度较大，同时过程中可能出现生产事故，影响产品质量和生产效率。

因此，需要研究一种烧结过程智能控制系统，来提高烧结过程的稳定性和生产效率。

本研究旨在通过研究烧结终点预测技术，建立一种基于烧结终点预测的烧结过程智能控制系统，并应用于烧结生产中，提高产品质量和生产效率。

二、研究内容与方法本研究主要包括以下三个方面的内容：1.烧结终点预测技术的研究和应用利用数值模拟和实验分析等方法，研究影响烧结终点的因素，并确定合适的预测模型。

通过收集大量烧结过程数据，构建烧结终点预测模型，实现对烧结过程的实时预测。

2.建立基于烧结终点预测的智能控制系统根据烧结终点预测模型，建立一个基于模糊控制和神经网络的智能控制系统。

该系统可以根据烧结过程的实时数据，自动调整烧结参数，以实现烧结过程的精确控制，并且能够自动识别烧结过程中可能存在的异常情况，并及时进行处理。

3.研究智能控制系统的应用通过实验和实地应用来验证建立的智能控制系统的性能和可行性。

同时，对烧结过程中可能出现的问题进行分析和解决，不断完善智能控制系统，并为其在生产中的推广应用提供参考。

三、预期成果与意义预计本研究将取得如下预期成果：1.建立一种基于烧结终点的预测智能控制系统，能够实现对烧结过程的精确控制，并提高生产效率和产品质量。

2.探索烧结过程中的关键因素，建立烧结终点预测模型，并提高烧结过程的可靠性和稳定性。

3.通过实验和实测数据的分析，验证智能控制系统的性能和可行性，并为控制系统的推广应用提供参考。

通过本研究的实施，可为冶金行业提供一种高效的烧结过程智能控制方法，提高了冶金行业的生产效益和环保性，具有重要意义。

烧结终点位置专家控制

1）烧结终点位置专家控制策略在烧结工艺中，烧结终点（Burning Though Point, BTP）是反映烧结热状态的重要参数，是判断烧结过程正常与否的标志之一，与烧结过程热能利用率密切相关。

烧结终点包括烧结终点位置与烧结终点温度，其中，实现烧结终点位置的自动控制对保证整个烧结生产的顺利进行，增强烧结矿的产量和质量，提高烧结过程热能利用率有着重要指导意义。

而目前的烧结BTP位置自动控制一般都是通过曲线拟合的方法，得到烧结废气温度上升点（Burn Rising Point, BRP），来预测BTP的位置，继而调节烧结机速度，从而达到稳定BTP的目的。

实际生产表明，由于BTP的控制存在很多的干扰因素，仅仅依据BRP来调节操作参数，稳定BTP是远远不够的，存在诸多不足：BTP温度低，那么烧结矿整体温度偏低，导致烧结矿强度不够；机速过快或过慢，将导致混合料仓料位过低或过高，不利于烧结过程的稳顺运行。

因此，除了BRP的影响外，还必须充分考虑其他工况（混合料仓料位、风箱负压、料层厚度、配重）的影响，设计出基于多工况识别的BTP控制，提高烧结过程的抗干扰性。

为了有效提高烧结过程的抗干扰性，保证烧结过程的稳顺运行，本课题以稳定烧结终点位置为目标，采用一种基于工况识别的烧结终点参数自整定专家控制方法，通过工况识别，实时修改专家控制器的控制周期、控制步长等参数，并可以根据不同的配重，灵活处理烧结机速度的上下限，有效降低了操作工人的工作量，提高了整个烧结车间的工作效益。

基于工况识别的烧结终点专家控制框图如图1所示，由工况识别、专家控制器和参数自整定模块组成。

经过识别的各种工况通过经验组合得到的专家规则不仅用于调整控制参数，还指导专家控制器的输出。

该控制方法包括以下步骤：步骤1：数据采集和模糊化步骤：采集和计算混合料仓料位及其变化率、烧结终点位置的偏差、烧结终点温度、17#~19#风箱温度平均值的变化率以及烧结废气温度上升点位置6个过程变量并进行模糊化处理；步骤2：模糊诊断步骤：根据模糊化的6个过程变量，基于诊断规则得到当前烧结运行状态处于何种工况；步骤3：在线控制步骤：根据模糊诊断步骤获得的工况，基于建立的专家规则，在线调整控制周期、控制步长和烧结机速度的上限值和下限值，实现烧结终点的自动控制。

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烧结终点(BTP)控制系统
烧结机的烧结终点位置反映烧结机上混合料的垂直燃烧速度，根据操作经验，烧结终点在烧结风箱倒数第二个或第三个位置时，既能保证烧结矿的质量，又能使烧结矿的产量达到最大值，也就是说，在保证烧结矿质量的前提下，能够充分发挥烧结机的能力。