计算机在冶金中的应用

第1章绪论

1.1冶金过程计算机系统的发展趋势

1.1.1冶金过程计算机控制的必要性

1.1.2冶金过程计算机的主要任务

1.2计算机在冶金过程中的应用概况

1.2.1冶金过程的人工智能优化

1.2.2人工智能优化的特点

1.2.3人工神经网络

1.3计算机数据采集与数据处理

1.3.1数据采集的基本结构

1.3.2数据采集目标

1.3.3采样数据的预处理

1.3.4数据处理

第2章人工神经网络

2.1人工神经网络基础

2.1.1人工神经网络处理单元

2.1.2人工神经网络结构及工作过程

2.1.3人工神经网络的性质

2.1.4人工神经网络的学习方法

2.1.5人工神经网络学习技巧

2.2反传人工神经网络算法

2.2.1反传人工神经网络结构

2.2.2误差逆传播学习算法原理

2.2.3广义Delta规则算法

2.3自组织特征神经网络

2.3.1自组织特征神经网络特点

2.3.2自组织特征神经网络结构

2.3.3自组织特征神经网络算法原理

2.3.4自组织特征神经网络的计算步骤

2.4遗传算法

2.4.1遗传算法的编码、再生、交叉与变异

2.4.2遗传算法的计算步骤

2.4.3用遗传算法训练神经网络的计算步骤

第3章原料流程的计算机应用

3.1概述

3.1.1原料场使用计算机的意义

3.1.2原料场使用过程计算机的目的

3.1.3原料场过程计算机系统结构

3.2原料场过程的计算机功能

3.2.1原料作业计划输入

3.2.2原料运输计划编制

3.2.3料仓库存管理

3.2.4胶带运输机运转控制

3.2.5移动机械运转控制

3.2.6作业实况收集

3.2.7料场库存管理

3.2.8编制报表

3.2.9数据显示

3.2.10技术计算

3.2.11数据通信

3.3原料场计算机应用新技术

3.3.1整粒车间使用模糊控制理论的远程计算机控制

3.3.2矿槽内原料堆积的计算机控制

3.3.3矿层混矿均匀的计算机控制

3.3.4专家系统的应用

第4章烧结过程的计算机应用

4.1烧结过程主要设备及工艺流程概述

4.2引入过程计算机的目的

4.3烧结过程的计算机功能

4.3.1掌握配料槽料位

4.3.2混合料槽料位控制

4.3.3配料混合控制及返矿槽料位控制

4.3.4混合料水分控制

4.3.5烧结台车料层厚度控制

4.3.6铺底料槽料位控制

4.3.7点火炉、保温炉燃烧控制

4.3.8成品取样数据处理

4.3.9数据打印

4.3.10数据显示

4.3.11数据通信

4.4烧结配料的控制模型及人工智能的应用

4.4.1配料模型和质量预测

4.4.2烧结OGS操作指导系统

4.4.3模糊控制在烧结终点控制中的应用

第5章高炉冶炼过程模型与计算机应用

5.1概述

5.1.1高炉冶炼过程主要设备及工艺

5.1.2高炉冶炼过程计算机控制的基本思路

5.2高炉冶炼过程的计算机功能

5.2.1原料、燃料作业数据处理

5.2.2原料、燃料装入数据处理

5.2.3高炉炉体和热风炉炉壳温度监视

5.2.4渣、铁数据处理

5.2.5炉内数据处理

5.2.6热风炉燃烧控制

5.2.7技术计算

5.2.8数据处理功能

5.2.9数据显示功能

5.2.10高炉计算机通信

5.3高炉过程数学模型与计算机控制

5.3.1热风炉数学模型

5.3.2配料计算与优化数学模型

5.3.3高炉反应动力学模型

5.3.4高炉热状态模型

5.3.5无料钟高炉布料模型

5.3.6高炉操作预测模型

5.4高炉冶炼过程的人工智能控制

5.4.1概述

5.4.2专家系统结构

5.4.3GO-STOP高炉炉况监控与预报系统

5.4.4炉热监测和控制专家系统

5.4.5炉料下降异常预报和控制

第6章铁水预处理过程的计算机应用

6.1工艺概述

6.2铁水预处理基础自动化

6.3铁水预处理过程的计算机功能

6.4铁水预处理过程的计算机应用实例

6.4.1宝钢铁水预处理系统

6.4.2利用神经网络预报铁水预处理终点硫含量模型

第7章转炉炼钢控制模型与计算机应用

7.1转炉炼钢的主要设备及工艺概述

7.1.1转炉炼钢的主要设备

7.1.2转炉炼钢过程简述

7.2转炉炼钢计算机控制系统

7.2.1系统的构成

7.2.2系统的功能

7.3转炉静态控制模型

7.3.1静态模型分类

7.3.2终点控制模型

7.3.3机理模型

7.3.4经验模型

7.3.5统计模型

7.3.6静态模型的比较

7.4转炉动态控制模型

7.4.1动态控制的必要性

7.4.2动态控制模型原理

7.5神经网络在转炉炼钢中的应用

7.5.1吹炼过程熔池温度和碳含量连续显示的神经元网络系统

7.5.2基于“神经元网络+知识库”的转炉动态模型

7.6转炉炼钢过程控制的新进展

7.6.1利用废气信息进行吹炼控制

7.6.2利用炉渣信息进行吹炼控制

7.6.3转炉合金优化模型

第8章计算机在电弧炉炼钢中的应用

8.1电弧炉构造与电弧炉炼钢工艺概述

8.2电弧炉炼钢中的自动化控制系统

8.2.1主要功能

8.2.2电弧炉炼钢原料的称量与控制

8.2.3电弧炉冷却系统控制

8.2.4电弧炉电极升降自动控制

8.3电弧炉炼钢数学模型

8.3.1电能分配模型

8.3.2冶金模型

8.3.3热平衡模型

8.4电弧炉炼钢过程中的计算机功能

8.4.1电弧炉炼钢过程引入计算机的目的

8.4.2人机对话功能

8.4.3数据库管理系统

8.4.4数据通讯系统

8.4.5物料跟踪

8.5神经元网络在电弧炉电极调节中应用

第9章炉外精炼控制模型与计算机应用

9.1工艺概述

9.1.1炉外精炼的主要目的和任务

9.1.2炉外精炼的手段

9.1.3炉外精炼的技术特点

9.2炉外精炼过程计算机的功能

9.3计算机在RH真空循环脱气精炼过程中的应用

9.3.1RH真空循环脱气精炼设备

9.3.2RH真空精炼控制模型

9.3.3RH过程控制模型计算所需信息

9.3.4RH过程中的控制模型运行与功能

9.3.5RH真空精炼过程计算机应用实例

9.4计算机在LF炉钢包精炼过程中的应用

9.4.1LF炉钢包精炼设备

9.4.2LF炉外精炼数学模型

9.4.3LF炉精炼数学模型的功能

9.4.4LF炉能量输入设定点的人工智能优化系统

9.5计算机在CAS/CAS-OB钢包精炼过程中应用

9.5.1CAS/CAS-OB钢包精炼设备

9.5.2CAS-OB精炼数学模型

9.5.3计算机控制系统在CAS-OB钢包精炼过程中的功能

第10章连铸过程控制模型与计算机控制系统

10.1连续铸钢工艺设备概述

10.2过程检测及仪表

10.3连铸过程计算机控制系统

10.3.1计算机控制目的

10.3.2计算机系统结构

10.3.3计算机控制系统的功能

10.4连铸过程控制模型及人工智能的应用

10.4.1质量控制系统模型

10.4.2拉坯速度优化模型

10.4.3切割优化模型

10.4.4二冷水控制模型

10.4.5连铸坯热送热装在线控制数学模型

10.5连铸过程计算机控制应用实例

10.6新型结晶器钢水液位控制系统

第11章铁合金冶炼过程的计算机应用

11.1工艺流程概述

11.2铁合金冶炼过程的计算机控制系统

11.2.1原料配料工序控制

11.2.2原料磨细过滤工序控制

11.2.3造球工序控制

11.2.4烧结工序控制

11.2.5冶炼料仓、配料及输送的计算机控制系统

11.2.6预热工序控制

11.2.7铁合金电炉PLC控制

11.2.8电极压放自动控制

11.2.9电极深度计算

11.3过程计算机的功能

参考文献

　　本书在编写过程中，注重吸收该领域这些新的技术和知识，尽量使本书能反映计算机在冶金过程中应用的全貌，以使初学者能够在较短的时间内了解更多本领域的知识和信息。全书共11章，主要包括人工神经网络、原料流程的计算机应用、烧结过程的计算机应用、高炉冶炼过程模型与计算机应用等内容。本书可作为普通高校本科学生及高职院校相关专业本科生及高职生的教学用书，也可供有关专业师生、工程技术人员及技术工人等参考阅读。　　本教材是在“厚基础、宽专业面”的人才培养原则下编写而成的，以适应于冶金工程专业的教学要求，力求在内容上做到“全、精、深、新”，既参考了本领域一些国内外相关文献的有关内容，又吸收了近几年来计算机在冶金中应用的最新研究成果。全书共11章，主要包括概论、人工神经网络、原料流程的计算机应用、烧结过程的计算机应用、高炉冶炼过程模型与计算机应用、铁水预处理过程的计算机应用、转炉炼钢控制模型与计算机应用、计算机在电弧炉炼钢中的应用、炉外精炼控制模型与计算机应用、连铸过程控制模型与计算机控制系统、铁合金冶炼过程的计算机应用等内容。本书可作为本科及高职院校相关专业本科生及高职生的教学用书，也可供有关专业师生、工程技术人员及技术工人等参考阅读。