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长期稳定顺行的炉况是高炉高产低耗的先决条件，也是延长高炉寿命的必要条件。高炉炼铁是在一个密闭的容器内进行的，炉内发生的物理、化学过程极其复杂，炉内现象和炉况状态无法直接观测。降低高炉冶炼过程的能量消耗，实现炼铁生产的稳定和优化，要求及时准确地判断和预报高炉炉况，适时、适度的采取各种调节措施。
高炉炉温是高炉顺行的保证，也是判断高炉炉况的一个重要指标。但是从控制论的角度来看，高炉过程是一种时延很大的非线性系统，在建模方面有着很大的难度。尤其是高炉炉温的表达，难度更大。本文对高炉炼铁原理和工艺流程进行了分析和研究，针对国内某大型钢铁企业4＃高炉的实际情况提出了以化学热——铁水Ti含量代替物理热来判断炉温的变化，在此基础上根据已开发的静态模型分析4＃高炉冶炼过程的规律、定量关系；通过分析影响炉缸热制度的主要因素及普通矿冶炼热制度与钒钛矿热制度的差别来研究4＃高炉炉缸热制度的特点，介绍了粒子群方法的算法原理和算法流程，离散粒子群优化算法等。最后通过高炉运行过程历史数据的仿真研究，给出高炉异常炉况的逻辑推理图。