[發明專利]氧氣底吹爐銅熔煉過程參數在線預測方法

在審

• 申請號: 202010280593.7
• 申請日: 2020-04-10
• 公開（公告）號: CN111554353A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 張哲鎧;黎敏;李兵;吳金財
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G16C20/30;C22B15/00;G06N3/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋合成

本發明公開了氧氣底吹爐銅熔煉過程參數在線預測方法。該方法包括：根據原料輸入條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煉爐機理模型；根據實際生產數據并基于目標參數和輸入參數之間的銅锍品位神經網絡模型、硅鐵比神經網絡模型及渣溫度神經網絡模型建立底吹熔煉爐數據驅動模型；利用智能協調器對機理模型和數據驅動模型進行集成，得到關于銅锍品位預測值、硅鐵比預測值和渣溫度預測值的底吹熔煉爐混合模型，利用所述混合模型輸出銅底吹熔煉過程中銅锍品位、硅鐵比和渣溫度的最終預測值。該預測方法可以解決現有預測方法適應能力差、實際運行效果不理想的問題，顯著提高預測結果的準確性。

技術領域

本發明屬于冶金領域，具體而言，涉及氧氣底吹爐銅熔煉過程參數在線預測方法。

背景技術

熔煉過程是銅冶煉過程中一個相對重要工序，它將含銅量較低的銅精礦等原料中的鐵和硫進行氧化脫除，得到含銅量較高的銅锍，為后續吹煉過程提供原料。氧氣底吹銅熔煉爐是該過程的核心裝備。氧氣底吹爐是目前國內普遍使用的銅熔煉過程的設備，其熔煉過程具有連續性、瞬時性的特點，需要有相應的控制技術能進一步發揮其工藝特點，并確保產品質量穩定、爐況處于優化狀態。同時，該銅熔煉工藝是一個十分復雜的工藝過程，是一個多輸入和多輸出的系統，每個變量之間具有強耦合、時變、分布式參數和顯著的不確定性等特點，隨著銅熔煉強度的不斷提升及煉銅指標的不斷提高，企業對連續銅冶煉生產過程控制提出了更高的要求。

其中，銅锍品位、渣中鐵硅比及渣溫度這三個參數是考察氧氣底吹爐銅熔煉過程中的重要參數，是底吹熔煉過程中重要的檢測指標，反映了氧氣底吹銅熔煉過程中的冶煉狀態。銅锍品位指的是銅锍當中銅元素的質量分數，爐渣鐵硅比指的是爐渣當中鐵元素和二氧化硅的質量比，它們的檢測方法均采用放銅锍及放渣過程中取樣，然后采用熒光分析儀對樣品成分進行化驗，計算得到爐渣鐵硅比及銅锍品位值。氧氣底吹銅熔煉過程中的關鍵參數有熔體溫度，但是由于其惡劣的生產環境，熔體溫度無法在線直接測量，生產中一般采用爐渣溫度作為熔體溫度的間接表征參數。也就是說，在底吹爐銅熔煉實際生產中是無法實時監測到產物銅锍品位及熔煉渣鐵硅比及渣溫度這三個關鍵參數。一般銅熔煉過程要求銅锍品位、熔煉渣中鐵硅比及渣溫度這三大重要參數保持在適宜的范圍及波動盡可能小，因此，有必要通過建立相應且可靠的預測模型對底吹熔煉過程中三大重要參數進行預測，為現場工作人員的決策與操作提供指導意見。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出氧氣底吹爐銅熔煉過程參數在線預測方法。該預測方法通過對機理模型和數據驅動模型進行集成，可以顯著提高預測結果的準確性，有效解決單一運用一種預測方法建模造成的適應能力差，實際運行效果不理想的問題。

本申請是發明人基于以下問題和發現提出的：