[发明专利]氧气底吹炉铜吹炼过程参数在线预测方法

说明书

本发明公开了氧气底吹炉铜吹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吹炼炉机理模型；根据实际生产数据并基于目标参数和输入参数之间的粗铜品位神经网络模型、渣硅铁比神经网络模型及渣温度神经网络模型建立底吹吹炼炉数据驱动模型；利用智能协调器对机理模型和数据驱动模型进行集成，得到关于粗铜品位预测值、渣硅铁比预测值和渣温度预测值的底吹吹炼炉混合模型，利用所述混合模型输出铜底吹吹炼过程中粗铜品位、渣硅铁比和渣温度的最终预测值。该预测方法可以有效解决现有预测模型及方法适应能力差、实际运行效果不理想的问题，显著提高预测结果的准确性。

技术领域

本发明属于冶金领域，具体而言，涉及氧气底吹炉铜吹炼过程参数在线预测方法。

背景技术

吹炼过程是铜冶炼过程中一个极为重要的工序，它将热铜锍、熔剂及其他原料(电解残极)通过底部富氧空气的吹入发生氧化放热反应形成粗铜的过程，为后续精炼过程提供原料。氧气底吹铜吹炼炉是我国完全自主知识产权的“富氧底吹炼铜新工艺”的吹炼的核心设备，也是目前国内常用的铜吹炼过程的设备，其吹炼过程具有连续性、瞬时性的特点，需要有相应的控制技术能进一步发挥其工艺特点，并确保产品质量稳定、炉况处于优化状态。同时，该铜吹炼工艺是一个十分复杂的工艺过程，是一个多输入和多输出的系统，每个变量之间具有强耦合、时变、分布式参数和显著的不确定性等特点，而吹炼过程大部分关键参数难于实时检测，存在时间滞后性，仅仅依靠操作员生产经验进行操作，吹炼终点不宜控制，造成炉况不顺及产品质量波动，制约了该工艺优势的发挥。

其中，粗铜品位、渣中铁硅比及渣温度这三个参数是考察氧气底吹炉铜吹炼过程中的重要参数，反映了氧气底吹铜吹炼过程中的状态。粗铜品位指的是粗铜当中铜元素的质量分数，炉渣铁硅比指的是炉渣当中铁元素和二氧化硅的质量比，它们的检测方法均采用放粗铜及放渣过程中取样，然后采用荧光分析仪对样品成分进行化验，计算得到炉渣铁硅比及粗铜品位值。氧气底吹铜吹炼过程中的关键参数有熔体温度，但是由于其恶劣的生产环境，熔体温度无法在线直接测量，生产中一般采用炉渣温度作为熔体温度的间接表征参数。也就是说，在底吹炉铜吹炼实际生产中是无法实时监测到产物粗铜品位、渣中铁硅比及渣温度这三个关键参数。一般铜吹炼过程要求粗铜品位、吹炼渣中铁硅比及渣温度这三大重要参数保持在适宜的范围及波动尽可能小，因此，有必要通过建立相应且可靠的预测模型对底吹吹炼过程中三大重要参数进行预测，为现场工作人员的决策与操作提供指导意见。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出氧气底吹炉铜吹炼过程参数在线预测方法。该预测方法通过对机理模型和数据驱动模型进行集成，可以显著提高预测结果的准确性，有效解决现有预测模型及方法适应能力差，实际运行效果不理想的问题。

本申请是发明人基于以下问题和发现提出的：