宁夏高炉矿渣微粉又称粒化高渣粉，是钢铁厂冶炼生铁时产生的渣粉，经干燥研磨而成。渣粉可以用20%~70%的比例代替水泥，以矿物混合物的形式制备混凝土，大大提高了水泥混凝土的机械性能。

随着中国钢铁量的增加，生产过程中产生的渣滓越来越多。渣滓不仅占用了大量土地，对环境造成了严重污染，而且运输成本高，给钢铁生产企业增加了巨大的经济负担。据统计，中国每年生产2×108t渣滓。在如此高的产量下，能够有效处理渣滓，使其变废为宝的渣滓研磨技术成为重要的研究课题。自20世纪80年代以来，中国引进了立磨生产线，不断升级和改造生产线，大大提高了渣滓研磨技术。

渣粉磨是一种高能耗、不稳定的生产技术。目前，渣粉生产的研究主要集中在提高产品质量上，不深入探讨成本、能耗和经济效益。因此，如何采取有效的方法，在保证产品质量的同时，降低生产成本、能耗和经济效益已成为渣粉行业亟待研究的问题。

渣粉生产线由多个控制系统控制，各子控制系统为闭环反馈控制系统。本实用新型主要调整控制器的形式和参数，使控制变量接近系统输入设定值。控制系统的理想运行状态是控制变量与设定值一致。

但是设定值是技术人员凭借理论知识和工作经验直观给出的，没有经过严格的客观推理计算，主观性强，精度低。即便控制达到理想状态，也只能保证被控制系统在技术人员的主观决策下运行，无法保证技术人员的决策能够大限度地提高生产效率和经济效益。所以，在决策生产过程中，各个控制系统输入设定值变得十分重要，优化算法是解决这一问题的有效途径之一。

然而，在复杂的工业生产中，存在着物流分配、能量平衡、指标耦合等一系列问题。因此，我们不应该局限于以生产设备为优化对象，而应该将整条生产线从原材料成本到产品销售，以及中间的每一道工序和指标考虑到优化问题，实现工业过程控制，实现全过程优化。复杂系统的全过程优化是工业生产的重要课题，也是许多工业制造和大学研究所的重点研究方向。全过程优化可以大大提高生产效率，降低成本和能源消耗，提高企业的经济效益。

随着矿渣研磨技术的进步，对矿渣粉末生产自动化水平的要求越来越高。目前，自动控制技术在大多数微粉厂的应用仍然是局部的，缺乏整个生产过程的优化应用，限制了企业经济效益的提高。整个过程的优化不能单独追求某一指标的优化，需要整个生产运行稳定、能耗低、利润大的综合评价指标。

宁夏高炉矿渣微粉生产过程的工艺流程，考虑实际生产设备的物理约束，建立产品质量、产量、成本、能耗等生产指标的综合工艺指标模型，进行综合优化设计，确保在低成本、低能耗、安全生产的条件下获得优质产品，获得更高的经济效益。

目前，国内外专 家学者对矿渣微粉的生产工艺进行了深入研究：郁士忠研究矿渣微粉的质量优化;Chai等。研究了复杂工业的工艺优化;Young阐述了石油精炼工艺的控制和实时优化;Skogestad研究了化工厂的全过程控制;王小红等人利用专 家系统和模糊控制设计了立磨优化控制方案;侯忠生等人研究了数据驱动控制的理论和方法。

与现有研究相比，本文主要研究矿渣粉生产过程的全过程优化:以经济效益为优化性能指标基于现场大量数据，建立经济效益、生产指标和控制指标之间的非线性关系，挖掘其内在本质和联系;渣粉生产过程的全过程优化分为两个层次，建立数学描述，简化优化问题的计算和复杂性，为实际应用奠定基础。