基于软测量的钢坯表面温度预报模型研究

本文以步进式加热炉中钢坯温度分布为应用背景，提出了利用径向基（RBF）神经网络来实现钢坯表面温度预报的软测量模型，并且对典型工况进行了仿真，结果表明，测量精度完全符合工业应用要求。     

BP神经网络在加热炉虚拟测温系统中的设计与实现

在大型轧线系统中,钢坯加热是初始工序,加热炉各段温度的控制对钢坯轧制品质有着重要的影响,因此设计一套虚拟测温系统。由该测温系统的计算值跟热电偶测量值相比对,甚至在热电偶损坏的情况下,以虚拟测温值替代热电偶测量值对轧线生产有着重要作用。基于此,设计了以BP神经网络为基础的虚拟测温系统,该系统在莱钢大型轧线加热炉应用以后,取得了良好的效果。     

新型线列CCD热钢坯长度在线测量系统

提出一种新型线列ＣＣＤ热钢坯长度在线测量系统．该系统采用三块线列ＣＣＤ图像传感器，侧向斜视热钢坯，在有效视场内，对于钢坯±４００ｍｍ的中心偏移和±１５°以内的偏转角，能进行有效的测量，相对测长误差≤±０．６３％．采取适当措施，测量系统能在恶劣的现场条件下可靠地工作．     

新型线列CCD热钢坯长度在线测量系统

提出一种新型线列ＣＣＤ热钢坯长度在线测量系统。该系统采用三块线列ＣＣＤ图像传感器，侧向斜视热钢坯，在有效视场内，对于钢坯±４００ｍｍ的中心偏移和±１５°以内的偏转角，能进行有效的测量，相对测长误差≤±０．６３％，采取适当措施，测量系统能在恶劣的现场条件下可靠地工作。     

钢坯磨削温度的若干试验研究

通过使用“可磨式”人工热电偶进行的不同条件下的磨削温度测量试验研究了钢坯磨削工件表层温度,结果表明钢坯被磨削表层温度分布与热强呈三角形分布时的理论分析结果相同,表层峰值温度随磨削压力及磨削功率增大而提高,且随工件进给速度提高而略有降低,峰值温度还随磨削角度减小而提高,90°磨削的峰值温度比0°磨削要低250℃左右,砂轮种类也对峰值温度有重要影响,使用锆刚玉砂轮时磨削温度低于棕刚玉砂轮,试验结果表明高效钢坯磨削的磨削区温度远比普通磨削为高,可达1200℃左右,还从不同方面探讨了磨削高温对钢坯磨削的影响,认为尽管磨削高温有若干不利影响,但对高效钢坯磨削却是重要条件,上述讨论,从一个方面揭示了钢坯磨削机理,并验证了关于钢坯磨削温度的理论分析结果。     

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出:在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间。     

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出:在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间。     

高温钢坯三维尺寸在线测量的研究

首次提出用一台面阵ＣＣＤ摄像机测量运动高温钢坯的三维尺寸．建立了测量系统的数学模型，分析了系统误差与结构参数之关系，求出俯视角θ的最佳值范围．     

高温钢坯三维尺寸在线测量的研究

首次提出用一台面阵ＣＣＤ摄像机测量运动高温钢坯的三维尺寸，建立了测量系统的数学模型，分析了系统误差与结构参数之关系，求出俯视角θ的最佳值范围。     

在线黑度测量的研究

提出了一种新的在线黑度测量的原理及方法。应用该方法在线测量了中厚钢板、轧辊和钢坯等表面全发射率(黑度)。该法需要两台前置反射器辐射温度计,一台带反射器,另一台带吸收器。根据两台仪表的读数可以建立两个电压信号方程式,解这两个方程便可求得温度和黑度的值。当被测表面温度为400℃以上,黑度为0.6以上时,系统误差可在5％以内。     

钢坯加热的数值模拟

借助CFD仿真手段,模拟蓄热式加热炉内钢坯加热的实际状况,研究了钢坯长度、宽度方向上下表面和中心温度的温度分布,提出钢坯存在上下温差、四角边缘温度高和靠近出钢口钢坯温度低等问题。同时,研究了炉内不同厚度钢坯与加热时间的基本关系,比较了仿真计算结果与实际炉内加热时间,通过数值拟合,得出钢坯厚度与加热时间的拟合公式,可在生产实际中使用。上述研究结果可为加热炉钢坯加热制度的制定和优化提供依据。     

基于加热炉多场耦合传热的板坯加热均匀性

针对某钢厂步进式加热炉建立了炉内燃烧、烟气流动、烟气和钢坯传热的全耦合三维模型,采用动网格方法模拟钢坯运动.重点分析了炉内烟气与钢坯耦合传热、钢坯温度均匀性及不同垫块结构(一字型垫块、千岛式垫块、错位梁)时钢坯温度的分布规律.研究结果表明:所提加热炉数学模型能够准确描述炉内燃烧、湍流和传热过程;垫块结构对钢坯温度分布具有决定性影响,千岛式垫块、错位梁分别能减少40%和50%的黑印温差.该数学模型解决了步进梁、钢坯、垫块和水管立柱等复杂结构的钢坯运动问题和加热炉与钢坯的共轭传热问题.     

生产线复杂场景条件下的动目标提取方法

针对重轨生产线钢坯检测所涉及的钢坯提取问题,提出了一种改进的交互式图论分割方法.首先用基于颜色差异的改进的K均值聚类算法将人工标记的种子进行精确地初步分类;然后使用改进的图论分割算法,将钢坯目标从复杂场景中分割出来;最后将分割结果进行边缘校正和去噪处理.实验结果表明:该算法充分利用了图像的区域特征和边缘特征,提高了分割的质量和速度,分割结果满足实际应用的需求.     

连续式加热炉节能降耗

根据连续式轧钢加热炉的特点和工艺条件,讨论了将拉钢速率P、出炉钢坯表面温度、烟气残氧量的检测数据与加热炉燃烧过程控制相结合的方案,现场实际应用结果表明,该方案是可行的,对降低钢坯烧损、降低油耗、提高成材率、减少环境污染等有重要意义.     

基于数据特征的加热炉钢温预报模型

针对加热炉工业过程具有复杂、非线性、时滞性的特点和钢坯出炉温度预报问题,提出了一种基于数据特征的改进主元回归(PCR)加热炉钢温预报模型的建立方法.首先通过对原始数据进行同步化处理来解决各数据变量间存在的时间滞后问题;然后提取生产过程中各批次钢坯的统计特征和熵特征,并依据一定顺序将这些特征排列组合,构造等长的数据特征向量;最后通过PCR方法建立过程变量的数据特征和钢坯出炉温度之间的回归预报模型.本文以某钢厂加热炉工业过程为背景进行实验仿真,采用实际生产数据求取建模参数,并对钢坯出炉温度预报进行了测试.实验的校验与误差分析表明,该方法在预测钢坯出炉温度方面具有更好的性能,且预测误差满足工业应用的精度要求.     

富氧燃烧气氛中钢坯的氧化过程

为了研究在冶金轧钢加热炉富氧燃烧条件下炉内钢坯的氧化状况,自行设计搭建了可控气氛钢坯传热传质过程实验平台,研究富氧燃烧气氛对钢坯氧化传质的影响规律及不同温度下氧化层的形貌特征。结果表明：钢坯的氧化过程可以分为快速氧化阶段和慢速氧化阶段。在高温环境中,随着氧化温度的提高,CO2和H2 O的浓度变化对钢坯氧化的影响逐渐加强,随着CO2和H2 O浓度的提高,钢坯的氧化烧损程度也变得越来越严重。钢坯氧化层主要是由Fe3 O4和FeO组成。     

基于仿人智能控制理论的钢坯加热炉多模态控制策略

为了解决钢坯加热炉普遍存在的炉温控制精度低,能耗大等难题,文章根据仿人智能控制原理,利用钢坯加热过程的动态特征对加热炉温度控制系统进行了模态划分,不同模态采用不同的控制策略,从而实现钢坯加热炉炉温的多模态控制.最后进行了MATLAB仿真实验研究,结果表明钢坯加热炉采用多模态控制可以取得较好的控制效果.     

连铸热送自动控制系统的设计及应用

本文主要介绍了三安钢铁厂1#连铸机1至4流钢坯热送至轧钢的自动控制系统设计及应用。     

砂轮速度对钢坯修磨影响的研究

本文首先从钢坯修磨图形分析入手,讨论了钢坯修磨机理的有关问题。试验结果证明:砂轮速度的变化对钢坯修磨过程具有极为重要的影响,提高砂轮速度可大大提高修磨效率、提高磨削比、降低比磨削能、有利于降低钢坯修磨成本,是改善修磨工艺参数的最重要途径之一。 通过对试验结果的回归处理,建立了在一定条件的有关钢坯修磨的半径验公式,有助于改进钢坯修磨工艺参数并为设计新型修磨机提供依据。     

钢坯磨削三维温度场的理论分析

本文由钢坯磨削的特殊几何学首次建立了钢坯磨削半椭圆形面移动热源模型,基于这一模型和传热学分析,得到了热源热强呈矩形分布和三角形分布两种情况下的工件三维温度场的解析解,并进而得到了钢坯磨削中工件表层峰值温度公式:这些结果为钢坯磨削温度的理论分析提供可能,分析指出,高效钢坯磨削温度将很高,而提高工件进给速度和增大磨痕宽度、增大热源长短半(?)比,将有助于减少由此产生的热损伤程度,这些分析为认识钢坯磨削温度问题有重要意义,并且实际磨(?)试验结果和瞬时点热源法的数值计算结果也证实了这一理论分析的有效性。