基于BP神经网络对脱氧合金冶炼中元素收得率的预测

为了准确地预测炼钢生产中脱氧合金化过程中元素收得率,本研究基于BP与RBF神经网络模型对脱氧合金冶炼中元素收得率预测精度进行对比分析。结果表明:(1)根据预测结果精度确定脱氧合金冶炼中元素收得率预测使用BP神经网络模型;(2)基于BP神经网络模型对脱氧合金冶炼中C、Mn两种元素收得率进行预测分析得出:C元素收得率预测区间为[0.894 9,0.901 2]、 Mn元素收得率预测区间为[0.904 5,0.919 5]。基于BP神经网络模型能够较为准确地预测脱氧合金冶炼中元素收得率区间,从而控制合金用量,达到降低炼钢成本的目的。     

基于多元回归模型分析影响合金元素收得率主要因素

该文针对国内炼钢厂难以实现合金配料的自动优化和成本配置问题,运用多元回归分析判断钢产品C、Mn元素收得率的影响因素主要是转炉终点元素和合金加料量。对钢产品的数据按照钢号不同进行筛选分类后,根据钢水中合金的元素收得率,分别计算出元素C、Mn的收得率,其中C元素历史收得率为0.90,Mn元素的历史收得率为0.93。     

转炉冶炼过程中合金成分控制模型

通过对转炉冶炼过程脱氧和合金化过程的分析,采用参考炉次法处理合金元素收得率参数,并采用多元线性规划方法对合金化操作进行最优化计算,得到工程实用的脱氧和合金化控制模型·通过该模型的应用,可以保证按照各钢种成分要求实现准确、经济地进行转炉出钢时脱氧和合金化操作,使钢水成分达到要求范围,实现钢水的窄成分控制·     

运用主成分分析和深度神经网络预测钢包炉合金元素收得率的研究

钢包炉（ladle furnace,LF）精炼的核心任务之一是进行钢水合金化过程,以保证钢包到达连铸平台后满足钢水成分要求。钢水合金化也是较为复杂的物理化学反应过程,其不仅对钢水温度有影响,而且对钢水质量、合金料消耗量均有影响。因此,实现LF精炼过程中合金元素收得率的精准预测具有重要意义。本研究首先采用主成分分析法（principal component analysis,PCA）对模型输入变量进行处理,用于简化实际生产数据结构;然后,融合SGDM算法和L2正则化方法,构建了深度神经网络（deep neural network,DNN）;最后,采用主成分分析和深度神经网络相结合的方法,建立了合金元素收得率预测模型。结果表明,Si元素收得率命中率在±1%, ±3%和 ±5%误差范围内分别为54.0%、93.8%和98.8%;Mn元素收得率命中率在±1%, ±2%和 ±3%误差范围内分别为77.0%、96.3%和99.5%。此外,PCA–DNN模型的预测精度优于参考炉次法、多元线性回归模型、改进BP神经网络模型和DNN模型,有助于实现钢水成分的“窄窗口”控制。本研究中合金元素收得率预测模型的建立,也可为LF智能精炼合金化控制模型的开发提供支撑。     

待发表文章摘要预报

转炉冶炼过程中合金成分控制模型龚　伟 ,姜周华 ,郑　万 ,陈念铀通过对转炉冶炼过程脱氧和合金化过程的分析 ,采用参考炉次法处理合金元素收得率参数 ,并采用多元线性规划方法对合金化操作进行最优化计算 ,得到工程实用的脱氧和合金化控制模型·通过该模型的应用 ,可以保证按照各钢种成分要求实现准确、经济地进行转炉出钢时脱氧和合金化操作 ,使钢水成分达到要求范围 ,实现钢水的窄成分控制·冷连轧动态变规格在线过程控制原理与应用王军生 ,矫志杰王军生 ,赵启林王军生 ,刘相华根据国内某 1 2 2 0冷连轧机组生产实际情况采用逆流直接求解…     

基于模糊线性规划对钢水脱氧合金化配料方案的优化研究

为了确定炼钢中的脱氧合金化的优化方案,减少合金材料消耗的经济成本,通过建立元素收得率模型,并采用遗传算法优化阈值和权值的BP神经网络模型对元素收得率进行预测,然后以三角模糊数确定的隶属函数,构建模糊线性规划模型来计算出合理的材料添加量。结果表明:筛选出的合金配料方案比原先方案节约17.23%的经济成本,对炼钢生产中提高钢种品质和节约生产成本具有一定的参考价值。     

钛合金化过程对钢液洁净度的影响

重点考察了Ti合金化过程中影响Ti收得率的主要因素,并对比分析了Ti合金化前后夹杂物的物相变化及夹杂物的去除效果.控制氧活度a[O]<350×10-6,Al、Ti合金加入时间间隔大于3 min,可以保证Ti收得率>85%;当a[O]>350×10-6时,需控制Al、Ti合金加入时间间隔为5 min以上.相同a[O]和[Al]s情况下,延长Al、Ti加入时间间隔可以有效提高Ti收得率.RH处理过程中,钢包内当量直径>200μm的Al2O3夹杂物在5 min内基本可以上浮去除,但相同尺寸的A-Ti-O复合夹杂的去除时间要比Al2O3长1～2 min.Ti合金加入后,Al2O3夹杂物周围会形成Al-Ti-O的复合夹杂,这些夹杂物的形成降低Ti的收得率.     

钛合金化过程对钢液洁净度的影响

重点考察了 Ti 合金化过程中影响 Ti 收得率的主要因素，并对比分析了 Ti 合金化前后夹杂物的物相变化及夹杂物的去除效果.控制氧活度 a[O]<350×10?6，Al、Ti 合金加入时间间隔大于3 min，可以保证 Ti 收得率>85%；当a[O]>350×10?6时，需控制 Al、Ti 合金加入时间间隔为5 min 以上.相同 a[O]和[Al]s 情况下，延长 Al、Ti 加入时间间隔可以有效提高 Ti 收得率. RH 处理过程中，钢包内当量直径>200μm 的 Al2O3夹杂物在5 min 内基本可以上浮去除，但相同尺寸的 A-Ti-O 复合夹杂的去除时间要比 Al2O3长1～2 min. Ti 合金加入后，Al2O3夹杂物周围会形成Al-Ti-O 的复合夹杂，这些夹杂物的形成降低 Ti 的收得率.     

基于特征构建的钢包精炼炉元素收得率预报

元素收得率的预报是钢包精炼炉(LF)合金化的难点与关键点.为提高其预报精度,通过机理分析确定了元素收得率的主要影响因素,由于这些影响因素在生产中无法即时获得,因此使用基于文法进化(GE)的特征构建方法间接获得所需影响因素,最后将构建后的数据作为模型输入建立收得率预报模型.依据问题背景对文法进化算法进行了改进,改进后的方法可以充分利用可测数据,解决了冶炼过程中重要数据无法获得的问题.将该方法应用于Q345B钢种Mn,Si元素收得率的预报,实验结果表明使用本方法可以有效提高模型的预报精度.     

钢水“脱氧合金化”配料方案的优化

文章主要讨论了炼钢过程中的脱氧合金化环节的合金配料问题,通过建立多元线性规划模型实现钢水脱氧合金化过程成本的最优配比方案,并通过钢水净重预判出钢量,应用BP神经网络分析对缺失数据进预测,预测结果拟合度高达0.96。     

微量元素La,Sb,Ti和Mn对ZA27合金力学性能的影响

研究了微量元素La，Sb，Ti和Mn对ZA27合金力学性能的影响，四种元素分别单独加入。结果表明：在本实验条件下，四种元素加入适量时，均不同程度细化合金显微组织。La加入量在小于0.1%时，提高ZA27合金的抗拉强度，而对合金的延伸率影响不大，略有降低；Sb显著提高合金的抗拉强度，但降低延伸率；Ti加入后抗拉强度和延伸率均有提高；Mn在加入量为1%时，合金性能较好。     

洁净钢夹杂物形态控制

钢中夹杂物的性质主要决定于强脱氧元素的相对含量。为获得具有良好变形能力的塑性夹杂物,必须采用低铝铁合金合金化,然后用适宜组成的合成渣,通过渣-铜、夹杂物-钢之间建立的局部反应平衡控制钢液中强脱氧元素含量,达到控制夹杂物成分的目的。以弹簧钢为例,根据热力学理论．分析了炼钢工序中可能影响夹杂物组成的各种工艺因素,为夹杂物形态控制的实践提供理论依据。     

含铌钒钛微合金化钢连铸板坯中心偏析的影响因素

通过对连铸板坯生产检验的硫印数据库的统计分析,得到了含铌钒钛微合金化钢连铸板坯中心偏析的影响因素. 结果表明:中心偏析程度随钢水中C、P、S含量的增加而加重;Mn质量分数高于1.5%以及锰硫比高于300对改善中心偏析有利;高钢水过热度、高拉速和增加铸坯宽度均不利于改善铸坯中心偏析. 由于B级以下中心偏析对钢材使用性能影响不大,因此在生产过程中为使铸坯B-1.0级以上中心偏析出现比率降至10%以下,提出如下控制策略:钢液中C、P、S含量尽量按钢种要求的下限控制,Mn含量尽量按上限控制,实际生产中元素控制[C]＜0.07%,[P]＜0.01%,[S]＜0.005%,[Mn]＞1.5%,[Mn]/[S]＞300;过热度应小于24 ℃,拉速控制在1.0～1.1 m·min-1为宜. 应开发合适的二冷配水制度,并提高铸机精度.     

基于灰色关联法对转炉合金成分优化的研究

钢铁企业提高竞争力的关键是合理配比转炉合金成分。本文首先运用灰色关联法分析了国内低碳钢HRB400B在转炉过程中的各种指标与元素收得率的关联度,明确显示了各个指标对于元素收得率的影响。而后将影响元素收得率的主要合金指标与元素收得率的线性关系进行拟合,得到线性关系式,利用约束条件和Lingo软件得出成本最低情况下的各项重要合金的投入量,以及具体的合金配料方案。     

利用氧化钼钒渣合金化冶炼ZG20CrMoV钢

介绍了采用氧化钼代替钼铁、钒渣代替钒铁直接合金化冶炼ZG2 0CrMoV钢的基本理论及工艺技术。探讨了炉渣碱度、还原剂、粒度、温度等因素对合金元素回收率的影响 ,并对产品质量进行了分析 ,研究结果表明 ,在 10kg中频感应炉上采用氧化钼、钒渣同时直接合金化生产ZG2 0CrMoV钢的新工艺是可行的。结果表明 :冶炼顺利 ;产品成分合格、机械工艺性能良好、钢质优良 ;合金元素收得率高且稳定(ηCr>95 %、ηMo>95 %、ηv>95 % ) ;新工艺可以在生产中推广应用。     

CuMn35中间合金的研制

介绍了用熔融法生产CuMn35中间合金的原理和方法,并讨论了熔炼过程中脱氧和除氢等问题.通过正交实验,得出熔炼CuMn35中间合金的最佳工艺条件为:冶炼温度为1 200 ℃,冶炼时间20 min,熔剂占总炉料的最佳百分比为2.0%.采用快速熔化和急冷技术获得成分均匀的产品.采用木炭和Na3AlF 6作为覆盖剂和精炼剂处理可以提高产品的表面质量,减少杂质含量,提高Cu、Mn的收得率(分别达到99.99%和99.31%).实验结果表明,采用的工艺和方法是可行的.     

Al-Mn-Si-Ti合金粉化行为

Al-Mn-Si-Ti多元合金是一种用于炼钢脱氧与合金化的新型中间合金,前期试验制备的该类系列合金存在自然粉化现象.利用扫描电镜(SEM)和X线衍射仪(XRD)等检测分析表明:合金凝固过程发生γ(Mn)→β(Mn)晶型转变和ζ相FeSi2的生成,二者伴随着较大的体积变化,致使合金内部相邻组织单元之间应力变化导致前期微裂纹的产生.当合金处于潮湿环境中,合金中Al的磷化物、碳化物夹杂发生水解,与前期微裂纹之间进一步相互作用,最终导致合金自然粉化解体.实验证明,在合金熔炼过程中加入足量的Ti可以生成稳定的TiP和TiC代替不稳定的AlP和Al4C3,有效降低合金的粉化.     

提高中锰白口铸铁韧性的研究

为改善中锰白口铸铁的韧性以扩大其应用范围,本文探讨了C, Si, Mn等合金元素、变质处理和热处理工艺对中Mn白口铸铁组织和性能的影响.     

多元低合金空冷贝氏体铸钢的组织与性能

以A3废钢为主要原料,添加Si, Mn, Cr, Cu等多种微量合金元素,加入少量Mo、稀土进行微合金化和变质处理,在空冷条件下,获得了综合性能优良的贝氏体钢.主要研究了该钢的成分、组织和性能之间的关系.结果表明,低合金空冷贝氏体钢的生产工艺简单,贵重合金元素加入量少,生产成本低,具有优良的强韧性和耐磨性,综合效益显著.     

添加锰对TiAl金属间化合物孪生变形的影响

本文研究了L1_0型TiAl和TiAl Mn金属间化合物的室温力学特性和变形亚结构。实验结果表明:添加合金元素Mn可以促进TiAl合金中的孪生变形,从而使其室温延性得以明显改善。建立了TiAl有序结构中孪生变形的位错模型,根据该模型,阐述了TiAl合金的孪生过程及其晶体学特征,重点讨论了合金元素Mn对TiAl合金孪生变形影响的机制,指出了超位错可动性增强和层错能降低是促进孪生变形的两个重要因素。