基于彩色CCD的炉火温度监测技术

针对铜锍吹炼过程的复杂和环境的恶劣,一直以来难以实现实时在线炉内温度测量现以彩色CCD测温为基础,将辐射公式和三刺激值公式相结合,推导得出在炉内无烟气无飞溅的情况下光强与温度之间存在单调关系,并提出在炉内无烟气无飞溅的情况下的简易测温方法,即直接标定双色比值来测量温度.在实验室采用封闭式电阻炉加热铜块来模拟现场环境,并用带有带通滤光片的工业监控CCD对炉内进行实时拍摄,同时对实验数据和理论推导出的数据进行对比,从而证明了温度值和双色比值一一对应.通过双色比值直接测炉内温度的方法简单快速,有利于实时在线监测炉内温度,实验结果也充分证明了这种测温方法的可行性和实用性.     

金川Ni—Cu锍的吹炼过程及高锍“降铁保硫”的研究——Ⅰ.金川Ni—Cu锍吹炼过程的理论研究

根据金川冶炼厂Ni-Cu锍吹炼过程的取样分析数据,提出了金川50t转炉吹炼过程中各组元变化的数学模型及描述吹炼过程特点的两个参数:dn_s/dn_F。(除铁脱硫摩尔比)和δ_S(Ni-Cu锍缺硫分数)的数学表达式。讨论了Ni-Cu转炉吹炼过程不同阶段的特点及在转炉内获得含Fe<1％,含硫>20％的Ni-Cu高锍的可能途径。     

基于比色原理的镁合金燃点测温系统研究

针对传统镁合金燃点测试方法具有的响应速度慢,破坏被测温度场,测温精度低等弊端,提出了一种新型的比色测温系统。介绍了系统的测温原理及结构,提出根据镁合金燃烧时光谱强度出现爆发性增长导致系统两路光辐射电压输出曲线出现拐点来确定镁合金燃点的方法。利用光谱仪测量镁合金燃烧前后的光谱强度,为选取系统带宽和确定系统中心波长提供依据。利用高温黑体校准源M390对比色测温系统进行静态校准,获得系统的静态校准系数,最后利用大功率直流电源作为热源点燃镁合金(AZ80),同时分别利用已标定过的比色测温系统和高速工业级光纤红外变送器OS4000测量镁合金燃点温度,结果表明两者之间的相对误差为0.98%。     

铜PS转炉内的流域分布和混合时间研究

铜锍吹炼是铜精矿火法冶炼工艺的关键工序之一，目前全世界85%的冰铜均是采用PS转炉进行吹炼的。铜锍PS转炉吹炼是一个涉及化学反应、传热、传质的复杂的多相流体流动过程，吹炼过程中的流场分布特征、气锍渣分布规律以及物料混合特性对转炉生产率和铜回收率等指标起着重要影响。本文旨在通过可视化的冷态水模型试验模拟研究转炉吹炼高温冶炼过程流域分布和混合特性，进而对吹炼工艺进行优化。基于相似性原理建立了1:5等比例PS转炉冷态试验模型，采用高速摄像技术对吹炼过程的流场进行了动态记录，并基于图像处理技术对气液喷吹过程的流域进行了划分，包括喷吹区、喷溅区、强混合区、弱混合区、死区，并且对不同流域进行了定量化分析。此外，本文提出了一种新的判据，即“浓度稳定混合区波动极值”判据，用于判定不同示踪剂加入方式炉内的混合时间，进而确定了最佳的投料位置为喷吹波回落区，可明显提升转炉吹炼的混合效率。     

基于神经网络的铜锍吹炼终点预报技术

准确预报铜锍吹炼终点，对于铜锍吹软操作至重要，采用改进的BP神经网络算法和自适应残差补偿算法建立铜锍吹炼终点组合预报模型，利用某厂实际生产数据进行仿真运行的结果表明，本文建立的模型具有较高的预报精度和较强的实时性，可用于指导生产实践。     

比色测温的波长选择

介绍了辐射测温的基本原理,以比色测温的原理为基础,探讨在辐射测温中波长选择的方法原则.通过黑体能流密度的推导,对输出电压比值范围、信噪比方面做了详细的分析,得出具体的数据来判断被测物体的温度对波长的要求,并且对窄带滤镜代替单点波长计算的方法的合理性进行了证明.文中波长选择的方式方法适用于各个温度段在使用辐射测温时的波长选择.文章最后通过测温系统得到的实验数据证明了波长选择的正确性,基本做到消去一部分发射率的影响.     

选择性激光烧结系统精确控温方法研究

针对选择性激光烧结(SLS)工作缸内温度场不均匀和测温不准确的问题.根据HRP-Ⅳ型快速成形机建立了管式加热辐射系统数学模型,模拟加热管安装位置,计算工作区内各点角系数,并引入均匀度系数和最大偏差率两个指标来评价温度场均匀性和测温精度,同时对模拟状态进行实验分析.结果表明合理选择加热管安装位置和测温点可有效提高温度场均匀性和温度测量精度,最终实现SLS精确控温.在本研究条件下,温控误差在2 ℃以内,零件成形精度误差小于0.2 mm,且无翘曲变形.     

基于激光诱导荧光的液膜温度场测量

将激光诱导荧光(PLIF)技术应用于自由降膜的温度场测量,非侵入、可视化地揭示了液膜的二维温度场分布和传热过程.提出了基于灰度优选平均的荧光强度提取方法,以及基于二维平面激光校准的液膜温度场测量方法,将液膜标定曲线的拟合相对误差由11.19%,减少至3.73%,,有效提高了PLIF测温的准确性.与PT1000测温对比实验结果表明,PLIF液膜测温最大相对误差低于3%,,多数情况下相对误差低于2%,,测温结果具备准确性和可靠性,可以有效实现液膜温度场的测量.     

红外测温原理及误差分析

从黑体辐射原理出发分析了红外测温的工作原理,推导了它的数学模型,描述了物体的辐射功率与波长、温度之间的关系,即红外测温必须根据实际测温范围,选择不同的工作波长．通过具体应用电路的实验数据,从环境、反射率、距离系数等几个方面,探讨和分析了测量精度的原因,得出了环境温度与被测目标温度之间的相互关系,验证了环境温度是红外测温产生误差的主要因素,并为消除测量误差提出了改进方法．     

镍锍选择性氧化热的力学及动力学

利用氧气吹炼镍锍直接得金属镍,其关键在于去锍保镍。本文利用选择性氧化原理,提出氧化转化温度的概念。热力学分析指出,去硫保镍的条件是: 1、镍锍熔体用O_2开吹的温度必须超过该组成硫、镍氧化的转化温度;对含硅20-25％的镍硫,其开吹温度不能低于1350-1400℃。 2、随着熔体中硫含量的减少,相应地硫、镍氧化的转化温度随之增高。吹炼操作必须迅速进行,以保证熔池温度上升的速度永远高于转化温度增高的速度。 硫、镍氧化的转化温度可用一步法按下列反应 [S] 2NiO_((s))=2[Ni] SO_2进行计算。 热力学分析又指出: 1.镍锍内含铜全部留在熔体之内,在吹炼过程中不被氧化。 2.镍锍中的铁最易被氧化,但当降低到0.8—1.0％后即不能被氧化而以残铁留在熔体之内。 3.镍铳含钴如小于1％也将留在熔体之内。 通过在卡尔多斜吹旋转炉进行的半工业吹炼实验,在采用上列热力学推论得出的去硫保镍条件下,硫能顺利地降到1—2％,充分地证明了理论成功地指导了实践,克服在初期探索性试验中遇到大量镍氧化的困难。在吹炼末期,由于熔体中硫的扩散速度减慢,熔池表面逐渐有NiO层累积。采用不吹氧空转还原,可进一步去硫而提高镍的回收率。镍的直接回收率大于90％,而总回收率大于95％。镍的主要损失来自高温下镍及其氧化物的挥发 熔