铜精炼过程重油消耗泛函混沌优化器设计

基于铜精炼过程中保温阶段与氧化阶段的热工机理建立了铜精炼过程重油消耗真实目标泛函,采用泛函分析与混沌优化算法等理论相结合对其进行融合处理,得出了能计算铜精炼过程中铜液最优升温曲线、最优升温速度曲线以及能实现全局优化的重油消耗泛函混沌优化器.重油消耗泛函混沌优化器应用结果表明,重油耗量/t阳极铜降低了9.20%,铜精炼炉烟囱排烟林格曼黑度由3降低为1.     

废杂铜反射炉氧化过程炉膛温度动态模型

针对废杂铜反射炉的氧化过程,基于物料平衡、能量平衡的原理,分析了系统中的氧化空气质量流量、重油质量流量、重油燃烧时空气消耗系数与炉膛内烟气温度、浮渣温度、铜液温度的输入输出关系,得到了系统的传递函数矩阵,建立了反射炉内部的各因素之间关系的动态模型,提供了各因素相互影响的定量关系,为反射炉氧化过程的在线优化、解耦控制、节能减排和系统内部的各变量的软测量提供了参考模型。     

铜精炼炉内温度测量研究

铜精炼炉内温度是冶炼过程重要的工艺和控制参数,但难以实现在线连续测量．本文在考虑了炉内高温在线测量需求的基础上,根据炉墙物理结构建立了炉墙非线性瞬态热传导模型,提出采用热电偶测量炉墙内温度以求解热传导反问题间接计算炉内壁温度的解决方案：根据热电偶测温位置将求解域划分为正区域与反区域两部分,引入基于最小方差的局部正交Gram多项式理论对测温信号进行平滑滤波,运用有限元法求解正区域边界热通量,利用直线法高效求解炉内壁温度,实现炉温在线连续测量．具体的实验结果表明,本方法能够克服了热传导反问题不适定性,是一种有效的炉温间接测量方法．     

加权LS-SVM的铜液温度软测量研究

针对废杂铜冶炼过程炉膛温度难以准确测量的问题,提出一种基于加权LS-SVM的炉膛温度软测量方法。该方法通过对过程主要输入输出变量的误差平方赋予不同权重用于克服异常训练样本的影响,并利用粒子群算法对加权LS-SVM的参数进行寻优,增强了动态模型对非线性时变特性的适应能力,提高了温度预测的准确性。最后,通过对废杂铜冶炼过程的实际运行数据进行仿真研究,验证了方法的有效性。     

基于数据驱动的铜闪速熔炼过程操作模式优化及应用

针对铜闪速熔炼过程工艺指标无法在线检测、过程建模及优化控制困难的问题, 研究了基于数据驱动的操作模式优化方法. 论文在铜闪速熔炼过程特点分析的基础上, 定义了基于数据驱动的操作模式优化的基本概念, 提出了基于数据驱动的操作模式优化控制框架, 研究了基于数据的冰铜温度、冰铜品位、渣中铁硅比的工艺指标预测模型、炉况的综合评价模型及闪速熔炼过程的操作模式优化. 基于大量工业运行数据和炉况评价模型构建优化操作模式库, 提出了将模糊C均值聚类与混沌伪并行遗传算法相结合的匹配算法, 从优化操作模式库中寻找与当前工况相匹配的最优操作模式, 从而实现熔炼过程的优化控制. 在铜闪速熔炼生产中的实际应用证明了该方法的有效性.     

锰铜压力计的温度补偿模型研究

针对锰铜压力计灵敏度和零点温度漂移大且硬件补偿困难的问题,提出了一种有效的温度补偿模型.设计了超高压压力发生装置,并在此基础上改进了实验装置结构以减少数据误差,通过采用自动化数据采集系统,实现了多变量的同步采集并提高了采集速度和数据量.通过对大量数据的特征分析,推导出数学补偿模型.实验结果表明:该补偿模型能很好地反映锰铜压力计在温度、压力共同作用下的特征,使锰铜压力计在高温下也能较为准确地测量压力.     

基于Transformer模型的串联谐振中频炉熔炼温度测量

针对中频炉熔炼过程中传统测温方法的弊端，利用金属在熔炼过程中电阻率会随着温度的改变而变化的性质，提出利用Transformer模型来连续测量中频炉熔炼温度。对中频炉的电路结构进行分析，搭建数据采集系统，通过设计电路采集炉料温度和谐振回路的电压、电流等数据，推算出电路的等效电阻，对采集到的数据运用Transformer模型进行训练以及性能评估，实时测量出中频炉的熔炼温度。     

铜阳极定量浇铸的分段PID控制系统

该文在消化吸收奥托昆普铜阳极定量浇铸系统的基础上，开发国产铜阳极定量浇铸控制系统，解决传统铜阳极的质量误差大的缺点。通过用水代替铜水，模拟铜水浇铸过程，对浇铸过程分段，采用PID控制原理，做分段控制实验，分析实验数据，修正控制参数，实时绘制及显示浇铸曲线，以此设计开发具有自主知识产权的自动定量浇铸控制系统。实际生产实践表明，该系统铜阳极定量浇铸精度为±2 kg，达到且高于工艺要求精度，该系统出口至赞比亚谦比希铜冶炼股份有限公司。分段PID控制是将浇铸过程分解，应用成熟理论解决复杂过程控制的一种探索。     

轧钢加热炉钢坯加热质量的检测研

轧钢加热炉中钢坯温度的检测是一类典型的工业过程质量参数难测量问题。本文首先分析了该问题的产生原因及对生产过程的不良影响，然后运用多元统计投影原理建立了钢坯温度变量和过程变量之间的主元回归软测量模型和偏最小二乘软测量模型，最后基于工业拖偶试验数据对两类模型的参数矩阵进行了求取。根据工业实际生产数据进行的模型校验和误差分析表明，模型预测误差满足工业应用的精度要求，且较作者前期研究的结果更精确。全文分为两部分，这是第一部分。     

轧钢加热炉钢坯加热质量的检测研究( II)

轧钢加热炉中钢坯温度的检测是一类典型的工业过程质量参数难测量问题。本文首先分析了该问题的产生原因及对生产过程的不良影响，然后运用多元统计投影原理建立了钢坯温度变量和过程变量之间的主元回归软测量模型和偏最小二乘软测量模型，最后基于工业拖偶试验数据对两类模型的参数矩阵进行了求取。根据工业实际生产数据进行的模型校验和误差分析表明，模型预测误差满足工业应用的精度要求，且较作者前期研究的结果更精确。全文分为两部分，这是第二部分。     

基于支持向量机的传感器的非线性校正

铜热电限的非线性影响到它的测温准确度和测温范围,针对这个问题提出了采用支持向A机(SVM),建立了铜热电阻传感器的逆模型进行非线性校正,并且与以往采用的BP网络和最小二乘校正方法进行了比较;结果表明,采用支持向f机的非线性校正方法的最大误差为±0.0287%左右,与BP人工神经网络取得的结果(最大误差为± 0.0523%左右)和最小二乘法取得的结果(最大误差为±0.0865%左右)相比,精度高于以上2种校正方法;同时,SVM方法有较好的泛化能力,在很大程度上提高了传感器的线性度,并且补偿曲线更顺滑,预测性更强,它为铜热电阻传感器的非线性动态补偿提供了一种新方法.     

VB在铜连续挤压生产中应用的研究

分析了VB在提高铜连续挤压生产线现代化程度中的作用,在介绍计算机与PLC通信的基础上,概述了利用VB通过计算机和PLC实现对铜连续挤压机主轴电机转速控制的方案.     

加热炉智能温度预控模型系统的应用

莱钢宽厚板步进梁式加热炉因原模型过于理想化,会出现耗能大、板坯氧化烧损严重等状况.现对步进梁式加热控制系统进行软硬件升级,建立炉温设定模型,将遗传算法应用于炉温控制并智能预测板坯在炉内时间的控制,合理安排加热时间,应用良好.     

铜闪速熔炼炉计算机在线控制策略与方法

闪速熔炼过程反应机理复杂，固、液、气三相共存，影响因素多且耦合严重，人工操作因素影响闪速炉作业状况稳定的问题较为严重。该文在静态数学模型的基础上，提出了一种铜闪速熔炼炉计算机在线控制策略，使之能迅速而准确改变控制参数，稳定生产。运行考核结果表明，本系统控制功能及偏差均达到预期要求。     

铜矿球磨机控制系统PLC改造

针对铜矿球磨机控制系统存在的PLC故障、无报警记录和传感器设置不合理等问题,对整个系统的硬件和软件进行了改造,合理选用传感器,增加了触摸屏用于控制和报警信息显示,完善了系统的安全保护和故障声光报警功能,使系统控制功能更合理,更全面,更安全.     

Experimental study and thermodynamic modeling of the Cu–Sn–Si–O system and sub-systems

Phase equilibria between slag, Cu–Sn alloy and solid oxide phases, SnO₂ (cassiterite) or SiO₂ (tridymite, cristobalite) are important for oxidizing fire refining of black copper produced during the recycling of copper scrap and waste electrical and electronic equipment. Integrated experimental and thermodynamic modeling study is presented for the Cu–Sn–Si–O chemical system and its sub-systems. Experimental technique involved high-temperature equilibration, followed by rapid quenching and direct measurement of Cu, Sn and Si concentrations in the liquid and solid phases using the electron probe X-ray microanalysis. Experimental results and literature data have been used to develop the thermodynamic database for the system. The database works within the environment of FactSage software, as well as ChemApp, ChemSheet and SimuSage. Combined with other assessments, it can be used to optimize and develop recycling processes using the black copper route.     

目标约束遗传算法用于铜相态分析的研究

根据铜矿物各相的浸取特性，利用铜各相态稳定的浸取率常数建立数学模型，用目标约束遗传算法（GA）对一次性浸取测得的浸取总量进行计算，求得铜各相态的含量。该方法简便快速，缩短了传统相态分析的流程，避免了串相问题，为相态分析提出了一种新方法，相对标准偏差（％）为：自由氧化铜相1.46，结合氧化铜相17.59，次生硫化铜相1.86,次生硫化铜相1.86，原生硫化铜相2.73，总铜0.803。     

Thermodynamic assessment of the CaO–Cu2O–FeO–Fe2O3 system

Thermodynamic assessment of the CaO–Cu₂O–FeO–Fe₂O₃ system is presented. Effects of temperature and P(O₂) on the phase equilibria involving slag, solubility of copper and the Fe³⁺/Fe²⁺ ratio in slag have been modeled using available experimental data. Subsolidus phase equilibria and concentration of iron in liquid copper were evaluated as well. Different ways of representing phase equilibria in a quaternary system are illustrated. The slag model, [Ca²⁺, Cu⁺, Fe²⁺, Fe³⁺][O²⁻], was developed using the Modified Quasichemical Model (MQM). Liquid metal phase is modeled using the MQM, but as a separate solution, (Cu^I, Fe^II, O^II). Spinel phase is modeled using the Compound Energy Formalism (CEF) and takes into account the solubility of copper and calcium. A thermodynamic database produced in the present study can be used for predictions in pyrometallurgical processing of copper involving calcium ferrite slags. The database is internally consistent with the binary and ternary sub-systems published earlier, as well as with higher-order systems. It works in the environment of FactSage, ChemApp, ChemSheet and SimuSage software packages.