用矢量电位有限元法改进新型感应钢包炉包壳结构的设计

本文提出了计算感应钢包炉金属包壳中的涡流场的矢量电位有限元法．利用这一方法计算了新一代感应钢包炉的包壳中的涡流分布以及由此产生的涡流损耗．并在此基础上分析了感应钢包炉包壳结构中由径向磁场产生的涡流损耗随包壳分瓣数的变化规律，给出了合理的包壳分瓣数与包壳的几种改进方案．     

用场,路结合法分析感应钢包炉的等效电路

本文首先提出感应钢包炉的等效电路，而后从感应钢包炉的空载、负载和漏磁场的边值问题出发，利用有限元法，计算了这三种场，由此分析了等效电路中的各参数及性能的计算方法；其中在计算包壳中的涡流损耗时，利用了对偶有限元法．     

电磁搅拌钢包内气泡聚并破裂行为

结合气液两相流欧拉模型与考虑气泡破碎聚并的颗粒群平衡模型,研究了电磁搅拌下底吹钢包内流场分布及气泡尺寸分布.结果表明:搅拌器向上搅拌时钢包内形成一个大循环流场,而向下搅拌时钢包内形成了一个大的回流区和一个小的回流区.钢包内气泡分布为气液两相区中心区域气泡直径最大,气液两相区边界处直径较小,且从气液两相区中心到气液边界气泡直径逐渐减小.电流越大,气液两相区域在垂直方向上偏转程度越大,而且电流越大,气液两相区中心大气泡分布区域也越大.电磁搅拌器向下搅拌时气液两相中心区域大气泡直径分布区域小于向上搅拌.大气泡偏转程度小于小气泡,大气泡偏向钢包中心轴线一侧.     

钢包底吹氩对混匀影响的水模实验

钢包底吹氩工艺参数对精炼效率有重要影响,本文以1：4的比例建立150t钢包的物理模型,钢包内钢液混匀时间受到吹气位置及吹气量的影响,通过对底吹气位置、气量进行实验研究,结果表明,单孔底吹的标态吹气量大于3.36 L/min时混匀时间变化不明显;单孔吹气时底吹喷嘴距离钢包中心0.5r时混匀时间最短.双孔底吹合适的位置是距钢包中心0.7r.     

连铸中间包内夹杂物去除行为的物理模拟

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和连铸中间包物理模型实验,考察了换钢包过程中,中间包初始液面高度、长水口注入流量及控流装置对中间包内夹杂物去除行为的影响规律.结果表明:中间包初始液面高度从工作液面的1/4到3/4过程中夹杂物去除率提高较快,3/4工作液面为较理想的换钢包操作液面;夹杂物的去除率随长水口注入流量的增加而增大,注入流量超过2.5m3h-1时,夹杂物去除效果明显改善;挡墙挡坝组合控流装置的去夹杂效果较无控流装置有明显改善,在此基础上加入抑湍器后,去夹杂效果明显改善.     

基于改进DeepLabv3+网络的氩花图像语义分割

钢包底吹氩过程中钢液表面裸露区域（即氩花）的面积可以间接反映吹入钢包中的氩气量。为了准确识别出钢水表面图像中的氩花区域,本文提出一种基于改进DeepLabv3网络的图像语义分割方法。该方法以DeepLabv3网络为基础,采用MobileNetV2作为主干特征提取网络,以降低网络的参数量和计算量;同时将原来的交叉熵损失函数替换成Focal Loss损失函数,以解决正/负样本不平衡和难/易分类样本不平衡的问题;最后在网络结构中添加通道注意力机制来提高语义分割精度。以生产现场采集的图像数据为对象进行实验,结果表明,与原始DeepLabv3相比,本文网络模型的参数量和计算量降低了约92.3%,平均交并比提升了0.82个百分点,达到92.4%,帧率提高了23.40%。     

特钢精炼中的多路喂丝机PLC控制系统

为实现特钢精炼中对喂丝长度、速度和线卷状态等参数的实时控制,设计了基于现场总线技术的多路PLC控制系统.该系统采用PROFIBUS-DP协议实现管理站与现场PLC操作柜之间的分布式远程通讯.为使喂丝机可靠工作,还设计了一套能自动检测喂丝线卷用完自动报警停机的计长完线测控装置.该系统在多家特钢精炼工程应用后取得较好效果.     

钢包互用条件及影响因素

为深入研究炼钢厂多台连铸机间钢包产生互用的条件及影响因素,以H炼钢厂的钢包为研究对象,简要解析了钢包运行过程及运行时间。分析了钢包周转次数、周转数与浇铸炉次数之间的关系;运用甘特图模拟出两台连铸机浇次重叠时间为50min条件下的钢包运行过程。研究表明:钢包产生互用的前提条件为钢包在先停浇连铸机不再承担运输任务,且先停浇连铸机的钢包空包结束时间应在后开浇连铸机钢包的重包开始时间之前。分析了浇次重叠时间对钢包互用的影响,结果表明:浇次重叠时间内连铸机浇铸的钢包数少于围绕连铸机周转的钢包数时才能产生钢包互用。研究了连铸机单炉浇铸时间与钢包周转周期对钢包互用的影响,结果表明:科学控制钢包周转周期和连铸机单炉浇铸时间,合理匹配二者关系,可使浇次最后不需要周转的钢包数增加,提高钢包的互用几率。     

LF精炼炉盖内惰性气氛的流动模拟

采用耦合数值求解的方法,计算并分析了LF精炼炉盖内气体流动的速度分布状态以及液面附近惰性气体氩(Ar)的流动行为和分布.结果表明:露弧加热期和埋弧加热期炉盖的合理抽气压力分别为-200～-250 Pa和-120 Pa;底吹氩气量过小不能在液面上部弥散,而增大到20～50 m3·h-1,在液面附近弥散且流动分布状态相似,有利于液面附近惰性气氛的保持;液面距钢包上边缘的距离增大,氩气在液面上部回旋的区域扩大,可防止钢液增[N]或[O].     

防止连铸中间包水口堵塞的影响因素

由于中间包水口的直径小于钢包水口的直径,所以中间包水口堵塞是连铸严重的生产事故。水口堵塞使拉速降低甚至注流中断,还可造成振痕增加,恶化铸坯的表面质量和内部质量,在这段时间内拉出的铸坯将降级或报废,并增加粘结漏钢的危险。中间包水口内的粘附物还可引起浸入式水口偏流,引起裹渣,产生裂纹等。水口堵塞是由钢液中高熔点化合物Al2O3、CaS、Al2O3.MgO、AlN在水口内壁上沉淀引起的。防止水口堵塞的影响因素可从以下几方面阐述。