高炉炼铁是钢铁产业中的重要环节,也是其主要耗能排污的环节之一,高炉布料是高炉炼铁过程中的原料输入环节,同时也是炉况调节的重要控制手段之一,形成一个合理的料面形状来改善高炉炉况、提高煤气流利用率是高炉布料过程控制的主要的目标。本文以LZ钢铁二号高炉及其串罐式的无料钟炉顶布料设备为研究对象,1)首先针对单颗粒炉料在高炉布料各个过程中的运动进行机理分析,并结合高炉专家的相关经验知识建立高炉布料的数学模型;然后基于离散单元法采用EDEM软件对高炉布料过程进行仿真,基于仿真结果对原有数学模型进行验证以及优化。2)随后对布料相关的影响因素进行定性的分析,并针对高炉布料过程控制问题,以料面形状为控制目标,提出相应的控制结构,并提炼其中的优化问题,建立相应的优化问题模型,并将其分为固定档位的问题和非固定档位的问题采用模式搜索法与遗传算法进行求解3)鉴于高炉实际料面形状难于直接测量的问题,结合LZ钢铁二号高炉上的工业内窥镜,提出基于双目视觉的料面形状检测方法,为布料过程控制提供参考料面。4)最后基于研究内容开发出相应的软件。