一种顶吹冶炼炉智能控制系统和方法

本公开的实施例涉及金属冶炼，具体涉及一种顶吹冶炼炉智能控制系统和方法。

背景技术：

1、顶吹熔池熔炼技术因熔炼强度高、冶炼效率突出，在锡、铜、铅等金属提炼领域得到广泛应用。随着冶炼行业的发展，对顶吹冶炼炉的操作精度和效率的要求逐渐提升。传统依赖于人工经验和直觉的控制方式已无法满足现代冶炼需求。

2、当前，常用的监测手段仅限于喷枪处的气体流量和压力，对于熔池内部的速度场和压力变化则无从得知。这种信息缺失导致了一系列问题，如熔渣喷溅、能耗增加、原料量波动以及搅拌不均等，这些问题不仅影响金属的产量和质量，严重时还会导致炉结，甚至整个冶炼炉的停工报废。在调节方面，目前主要依赖工作人员的经验判断，通过调整喷枪气体与煤粉的流量进行粗放式调节。由于缺乏完善的定量调节机制，这种调节方式既不准确也不可靠，严重制约了顶吹冶炼炉工艺的进一步优化和发展。

3、该背景技术部分中所公开的以上信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，并因此，其可包含并不形成本国的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、本公开的一些实施例提出了一种顶吹冶炼炉智能控制系统、方法和计算机可读介质，来解决以上背景技术部分提到的技术问题中的一项或多项。

3、第一方面，本公开的一些实施例提供了一种顶吹冶炼炉智能控制系统，包括：冶炼装置，包括顶吹喷枪和冶炼炉；数据采集模块，用于采集所述顶吹喷枪的多种喷枪参数，喷枪参数至少包括气体流量、压力及温度信息；智能化预测模块，用于接收喷枪参数并通过预设算法得到预测结果，预测结果表征冶炼炉的熔池内的冶炼参数分布及变化，冶炼参数至少包括冶炼压力、冶炼速度、熔渣分布；控制模块，用于基于预测结果控制顶吹喷枪调整操作策略，其中，操作策略包括以下步骤：基于预测结果调节所述喷枪参数以满足预设工作条件；基于预测结果控制所述顶吹喷枪的枪位高度；基于预测结果控制所述顶吹喷枪的通气量与供料量。

4、第二方面，本公开的一些实施例提供了一种顶吹冶炼炉智能控制方法，包括：采集顶吹喷枪的喷枪参数，喷枪参数至少包括气体流量、压力及温度信息；接收喷枪参数并通过预设算法得到预测结果，预测结果表征冶炼炉的熔池内的冶炼参数分布及变化，冶炼参数至少包括冶炼压力、冶炼速度、熔渣分布；基于预测结果控制所述顶吹喷枪调整操作策略，其中，操作策略包括以下步骤：基于预测结果调节所述喷枪参数以满足预设工作条件；基于预测结果控制所述顶吹喷枪的枪位高度；基于预测结果控制所述顶吹喷枪的通气量与供料量。

5、第三方面，本公开的一些实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，程序被处理器执行时实现上述第二方面中任一实现方式所描述的方法。

6、本公开的上述各个实施例具有如下有益效果：通过智能化预测模块实现了对冶炼炉内复杂多变物理环境的全面解析。运用数学模型迭代技术，对各种操作工况进行高精度模拟与计算，从而揭示出熔池内部的深层次动态特性，包括喷溅细节、搅动机制、搅拌死区形态、湍流结构、动压波动、压力梯度演变以及流速与流动轨迹的精细变化等。这些信息的获取帮助工作人员了解炉内状况并根据实际情况自动精准控制喷枪内的气体和燃料流量，提升了炉体运行寿命，还优化了冶炼工艺参数的定量联控。这种以预测结果为导向的自动化控制，确保了冶炼过程的高效与精确，同时降低了对人工经验的依赖，显著减少了操作失误的风险。

技术特征：

1.一种顶吹冶炼炉智能控制系统，包括：

2.根据权利要求1所述的顶吹冶炼炉智能控制系统，其中，所述智能化预测模块包括：

3.根据权利要求2所述的顶吹冶炼炉智能控制系统，其中，所述智能化预测模块还包括：

4.根据权利要求3所述的顶吹冶炼炉智能控制系统，其中，所述智能化预测模块还包括：

5.根据权利要求1所述的顶吹冶炼炉智能控制系统，其中，所述控制模块包括：

6.根据权利要求5所述的顶吹冶炼炉智能控制系统，其中，所述控制模块进一步包括协同优化子模块，该协同优化子模块配置为：

7.根据权利要求1所述的顶吹冶炼炉智能控制系统，其中，所述系统还包括：

8.根据权利要求1所述的顶吹冶炼炉智能控制系统，其中，所述数据采集模块还包括：

9.一种顶吹冶炼炉智能控制方法，包括：

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如权利要求9所述的方法。

技术总结本发明公开了一种顶吹冶炼炉智能控制系统和方法，该系统包括：冶炼装置，包括顶吹喷枪和冶炼炉；数据采集模块，用于采集所述顶吹喷枪的多种喷枪参数；智能化预测模块，用于接收喷枪参数并通过预设算法得到预测结果，预测结果表征冶炼炉的熔池内的冶炼参数分布及变化；控制模块，用于基于预测结果控制顶吹喷枪调整操作策略，包括以下步骤：基于预测结果调节喷枪参数以满足预设工作条件；基于预测结果控制顶吹喷枪的枪位高度、通气量以及供料量。该实施方式确保了冶炼过程的高效与精确，同时降低了对人工经验的依赖，显著减少了操作失误的风险。技术研发人员：杨世亮,刘鹏,王明江,唐都作,袁海滨受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/20