[发明专利]利用LSTM系统的顶底复合吹炼转炉生产工艺控制方法

摘要

本发明公开了一种利用LSTM系统的顶底复合吹炼转炉生产工艺控制方法，步骤如下：对确认吹炼方式阶段、主吹阶段和补吹阶段三个阶段进行数据收集；对收集到的数据进行过滤和预处理并作为训练集；利用训练集对定义的基于LSTM的顶底复合吹炼转炉生产工艺控制模型进行训练；在实际炼钢生产的确认吹炼方式阶段，利用训练好的模型确定主吹方式，利用训练好的模型预测主吹终点，利用训练好的模型预测补吹终点。本发明方法能够对顶底复合吹炼转炉炼钢生产的三个阶段进行联合建模，有效解决了顶底复合吹炼转炉炼钢生产中各阶段之间数据的关联耦合性问题，直观实用，通用性好，能显著提高吹炼终点的命中率和出钢的合格率。

主权项

1.一种利用LSTM系统的顶底复合吹炼转炉生产工艺控制方法，其特征在于，利用LSTM系统单元，实现对顶底复合吹炼转炉炼钢生产的确认吹炼方式阶段、主吹阶段和补吹阶段这三个阶段的联合建模，处理和预测顶底复合吹炼转炉炼钢生产工艺的时间序列中间隔和延迟相对较长的重要事件，包括如下步骤：(1)对顶底复合吹炼转炉炼钢生产工艺的确认吹炼方式阶段、主吹阶段和补吹阶段三个阶段进行数据收集，其中确认吹炼方式阶段的输入数据主要为目标钢水的规格；(2)对在所述步骤(1)中收集到的数据进行过滤和预处理，生成训练集；(3)利用在所述步骤(2)中生成的训练集，对预先设计的利用LSTM系统的顶底复合吹炼转炉生产工艺控制模型进行训练；(4)在实际的顶底复合吹炼转炉生产工艺的确认吹炼方式阶段，利用在所述步骤(3)中训练好的模型确定主吹方式；(5)在实际的顶底复合吹炼转炉生产工艺的主吹阶段，利用在所述步骤(3)中训练好的模型预测主吹终点；(6)在实际的顶底复合吹炼转炉生产工艺的补吹阶段，利用在所述步骤(3)中训练好的模型预测补吹终点；在所述步骤(5)中，当主吹终点的钢水规格直接命中目标钢水规格，则不需要进入所述步骤(6)的补吹阶段及其终点预测；当主吹终点的钢水规格未命中目标钢水规格，则进入所述步骤(6)的补吹阶段，进行补吹终点预测；在所述步骤(3)中，利用LSTM系统的顶底复合吹炼转炉生产工艺控制模型依次包括输入的LSTM层和输出的tanh层，在所述步骤(1)中的顶底复合吹炼转炉炼钢生产工艺的三个阶段的输入数据首先分别进入对应阶段独立的LSTM层，LSTM层是长度为3的LSTM单元序列，每个LSTM单元对应顶底复合吹炼转炉炼钢生产工艺的一个阶段，每个LSTM单元的输出数据分别通过一个对应的tanh层单元输出最终结果，每个输出数值的范围为[‑1,1]；通过LSTM单元的依次连接实现三个阶段的数据耦合，前一LSTM单元输出的数据作为后一LSTM单元序列的部分输入数据；从向确认吹炼方式阶段的LSTM单元输入原始数据开始，到最终从补吹阶段的tanh层单元输出预测补吹终点数据，完成对顶底复合吹炼转炉生产工艺周期进行控制。