钢铁是国民经济的支柱性产业之一,高炉炼铁由于其可大规模连续生产、劳动生产率高、产量大、对原料要求低、工艺相对简单而成为世界上广泛采用的炼铁方式,其冶炼得到的生铁的产量占全世界生铁产量的95%以上。由于高炉内部是一个固、液、气三相并存的高温和高压环境,其内部反应区的温度可达两千摄氏度以上,压强更是高达标准大气压的4倍,以现有的检测技术和检测设备无法对高炉内部进行直接的检测。目前,高炉炼铁现场仍然采用以炉长为中心的生产操作体系,其生产决策依然依赖于炉长及工长的个人知识和经验,并且由于个人知识和经验的差异,不同的操作人员对于同一炉况可能会给出不同的操作指导,这就增加了高炉冶炼的波动程度。此外,与发达国家的高炉冶炼水平相比,我国高炉冶炼的自动化水平较低,冶炼现场可使用的控制类软件较少,尤其是针对铁水质量的控制类软件,目前尚未听说有工业应用的案例。针对以上问题,本文依托国家自然科学基金重大课题项目“大型高炉高性能运行控制方法及实现技术”（61290323）和“大型高炉高性能运行控制的实验验证平台构建及应用验证”（61290321）,以我国华南某大型钢铁企业2650m3高炉为研究验证对象,进行高炉炼铁过程铁水质量运行控制软件的设计与开发。主要工作如下:（1）结合某钢铁企业2650m3高炉炼铁的现场状况对高炉炼铁过程铁水质量的运行控制软件进行需求分析,以确定运行控制软件应具有的功能以及开发的难点和意义,从而指导整个运行控制软件的开发过程。（2）提出了实现高炉炼铁过程铁水质量优化的智能运行控制策略和实现算法。运行控制算法主要包括:基于多目标优化的铁水质量优化设定以及控制量的开环优化设定模型、基于双线性子空间的铁水质量预测模型和基于案例推理（CBR）技术的控制量补偿模型等。基于多目标优化的铁水质量优化设定以及控制量的开环优化设定模型根据炼铁过程的原料成分含量和价格以及炼铁过程的工艺约束、物料平衡约束和能量守恒约束建立了高炉炼铁过程的多目标优化模型,求解此优化模型可得到高炉炼铁过程铁水质量的优化设定值和控制量的优化设定值;基于双线性子空间的铁水质量预测模型根据高炉炼铁过程的实时状态量预测当前的铁水质量;基于CBR的控制量补偿模型根据高炉运行过程中的烧结矿品位、球团矿品位、焦炭负荷、热风温度等实时过程变量给出控制量的优化补偿值。（3）基于提出的高炉炼铁过程运行控制策略和算法,以我国华南某大型钢铁企业2650m3高炉为研究对象,基于.NET平台,使用C#语言,采用C/S三层软件架构,进行高炉炼铁过程铁水质量运行控制软件交互界面以及各个功能模块的设计与编写。数据库的类型与现场使用的数据库保持一致,都使用SQLServer数据库,交互界面以用户为中心,将各个功能模块界面合理的整合到主界面之中以减少子界面的数量,使软件简单明了便于操作。（4）将开发完成的铁水质量运行控制软件系统在某钢厂2650m3高炉上进行工业应用验证研究。输入数据从现场数据库中读取,经过运行优化控制系统计算后,将计算结果实时显示并保存在本机数据库中以便查看验证。长期的测试结果以及现场应用都表明了研制的铁水质量运行控制软件系统的实用性和有效性,为操作人员进行高炉生产的操作决策提供了可靠的指导。