氧气底吹炉铜熔炼过程参数在线预测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111554353A(43)申请公布日2020.08.18(21)申请号202010280593.7(22)申请日2020.04.10(71)申请人中国恩菲工程技术有限公司地址100038北京市海淀区复兴路12号(72)发明人张哲铠黎敏李兵吴金财(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人宋合成(51)Int.Cl.G16C10/00(2019.01)G16C20/30(2019.01)C22B15/00(2006.01)G06N3/08(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称氧气底吹炉铜熔炼过程参数在线预测方法(57)摘要本发明公开了氧气底吹炉铜熔炼过程参数在线预测方法。该方法包括：根据原料输入条件并基于物料平衡模型、能量平衡模型及多相平衡模型建立底吹熔炼炉机理模型；根据实际生产数据并基于目标参数和输入参数之间的铜锍品位神经网络模型、硅铁比神经网络模型及渣温度神经网络模型建立底吹熔炼炉数据驱动模型；利用智能协调器对机理模型和数据驱动模型进行集成，得到关于铜锍品位预测值、硅铁比预测值和渣温度预测值的底吹熔炼炉混合模型，利用所述混合模型输出铜底吹熔炼过程中铜锍品位、硅铁比和渣温度的最终预测值。该预测方法可以解决现有预测方法适应能力差、实际运行效果不理想的问题，显著提高预测结果的准确性。CN111554353ACN111554353A权利要求书1/2页1.一种氧气底吹炉铜熔炼过程参数在线预测方法，其特征在于，包括：根据原料输入条件并基于物料平衡模型、能量平衡模型及多相平衡模型，建立关于铜锍品位预测值、硅铁比预测值和渣温度预测值的底吹熔炼炉机理模型；根据实际生产数据并基于目标参数和输入参数之间的铜锍品位神经网络模型、硅铁比神经网络模型及渣温度神经网络模型，建立关于铜锍品位预测值、硅铁比预测值和渣温度预测值的底吹熔炼炉数据驱动模型；利用智能协调器对所述机理模型和所述数据驱动模型进行集成，得到关于铜锍品位预测值、硅铁比预测值和渣温度预测值的底吹熔炼炉混合模型，利用所述混合模型输出铜底吹熔炼过程中铜锍品位、硅铁比和渣温度的最终预测值，其中，所述智能协调器适于基于所述机理模型和所述数据驱动模型各自输出的铜锍品位预测值、硅铁比预测值、渣温度预测值与铜锍品位、硅铁比和渣温度的实际测量值之间的偏差，计算所述机理模型和所述数据驱动模型在所述混合模型中的加权系数，并根据所述加权系数、所述机理模型预测值和所述数据驱动模型预测值，输出铜锍品位、硅铁比和渣温度的最终预测值。2.根据权利要求1所述的在线预测方法，其特征在于，所述物料平衡模型是基于物料平衡方程建立的，所述能量平衡模型是基于能量平衡方程建立的，所述多相平衡模型是基于多相平衡方程建立的，采用METCAL软件或METSIM软件对所述物料平衡方程、所述能量平衡方程和所述多相平衡方程进行联立求解并结合铜底吹熔炼过程的工艺特征建立所述机理模型。3.根据权利要求1所述的在线预测方法，其特征在于，所述铜锍品位神经网络、所述硅铁比神经网络和所述渣温度神经网络分别独立地包括多个人工神经元，所述人工神经元包括但不限于铜底吹熔炼过程中的富氧率、配煤率、氧料比、熔剂率、入炉Cu量、入炉Fe量、入炉S量、入炉CaO量和入炉SiO2量。4.根据权利要求1所述的在线预测方法，其特征在于，利用BP神经网络的建模机理并结合铜底吹熔炼过程的工业生产大数据和铜锍品位神经网络、硅铁比神经网络及渣温度神经网络建立所述数据驱动模型。5.根据权利要求1所述的在线预测方法，其特征在于，基于实际生产结果定期或实时对所述混合模型进行校正。6.根据权利要求1所述的在线预测方法，其特征在于，对所述混合模型进行校正包括：将所述混合模型输出的铜锍品位、硅铁比和渣温度的最终预测值与实际测量值进行对比：若误差在预期范围内，保持所述混合模型中所述加权系数不变；若误差在预期范围外，将所述最终预测值返回至所述智能协调器并对所述加权系数进行调整，重复上述操作，直至误差降低至预期范围内。7.根据权利要求1～6中任一项所述的在线预测方法，其特征在于，所述智能协调器采用模糊划分输入的变量区域并综合的方法计算所述机理模型和所述数据驱动模型预测方法的加权系数。8.根据权利要求7所述的在线预测方法，其特征在于，利用f1表示所述机理模型输出的预测结果，利用f2表示所述数据驱动模型输出的预测结果，利用μ(x)表示所述数据驱动模型在所述混合模型中的加权系数，利用(1-μ(x))表示所述机理模型在所述混合模型中的加2CN111554353A权利要求书2/2页权系数，所述智能协调器的输出的预测结果为：y＝f2×μ(x)+f1×(1-μ(x))，其中，y代