焦炭是我国重要的战略性能源,直接影响钢铁等国家支柱性产业的稳定发展,在国民经济中占据着重要地位。在炼焦行业中,焦炉作为焦炭生产中的主要设备,其炉门的密封性对焦炭质量、焦炭产量、焦炉寿命等有着重要影响。在实际生产过程中,完成装煤后,推焦车上的取门机需将炉门挂回对应炭化室位置,进入新的炼焦阶段。然而,在炉门挂回时,由于煤粉和焦油堆积、机械磨损、油缸泄压等原因,炉门姿态发生变化,当其姿态变化超出对位临界条件时,炉门不能实现准确对位,这不仅会导致焦炭的质量和产量下降,还会引起炭化室内荒煤气外逸,恶化周围环境。此外,国内焦化厂智能化程度普遍较低,焦炉炉门是否能够准确对位主要依靠工人目测,不仅效率低、准确性差,而且炭化室周围恶劣的工作环境还会对工人健康产生危害。由于焦炉设备体积大、现场环境温度高、精度要求高、动力性强,因此炉门姿态识别较为困难,国内外学者对于焦炉炉门姿态的研究尚为空白。本课题来源于山西省煤基重点科技攻关项目“大型现代化焦炉和装备制造技术研发与工程示范子项目-除烟降尘理论分析与炉口集尘系统设计优化研究”（项目编号:MJH2014-08）。文中以6.25 m捣固焦炉设备为研究对象,采用理论研究与试验验证相结合的方法,对炉门姿态进行了深入研究,实现了对炉门姿态的精确识别,并在此基础上设计了一套焦炉炉门姿态监测系统。该系统可实现对炉门关门姿态的实时监测,并在炉门不能准确对位时立即发出报警信号,以便及时进行焦油、煤粉等清理操作。该系统能够有效提高焦炉设备的生产效率,并且对焦炉设备的智能化发展也具有重要意义。本文主要从以下几个方面对焦炉炉门姿态的识别进行了研究:（1）从焦炉炉门的结构以及工作环境方面分析了炉门姿态识别困难的原因。分析了机械磨损、杂质堆积、油缸压力和机构变形等因素对炉门姿态变化的影响,并研究了各因素对炉门姿态的影响规律。（2）基于对炉门姿态变化影响因素的分析,建立了不同当量中心下炉门姿态解算的解析模型,分析了炉门姿态识别所需参数,推导出相应的炉门对位临界条件;针对解析模型求解炉门动态姿态时精度较低的问题,构建了解析模型与KNN回归算法相融合的焦炉炉门动态姿态识别模型,实现了对炉门动态姿态的预测。（3）基于某焦化厂6.25 m捣固焦炉设备的结构,设计并搭建了取门机、炉门和炭化室的模拟试验台,根据炉门姿态变化的影响因素,建立了不同炉门姿态下的炉门动态姿态识别样本数据库。通过现场试验,研究了融合模型对各种炉门姿态的预测结果,验证了融合模型对炉门对位情况预测的准确性。（4）设计了焦炉炉门姿态监测系统的总体方案,完成了硬件部分数据采集模块的搭建以及软件平台的设计,并在焦化厂内对设计的系统进行了实地测试。测试结果表明该系统能够对焦炉炉门的对位情况实现准确预测,并且在炉门不能准确对位的情况下及时发出报警信号。