非等间隔灰色预测模型的二次优化

为提高非等间隔序列数据的预测精度,采用一种新的加权方法对非等间隔序列数据进行处理,将其化为等间隔序列,在此基础之上使用初始条件的自适应性寻优函数对模型进行二次优化,得到最终的灰色预测模型.并用此模型对实测数据进行建模、分析和预测,计算残差平方和的平均数MSE的来比较该模型与其他模型的精度情况.研究结果表明:该模型在非等间隔数据处理中具有较好的预测精度.     

波罗的海干散货指数预测的非等间隔灰色波形预测方法

为提高对波罗的海干散货指数(BDI)预测的准确度,根据BDI指数这类波动幅度不规律的时间序列的特征,提出一种非等间隔的灰色波形预测方法,即应用分位数法选取非等间隔的等高线,并有选择地对等高时刻序列进行GM(1,1)建模.通过对BDI指数月数据的建模与预测表明,非等间隔的灰色波形预测方法较传统的灰色波形预测方法和ARMA(1,1)模型在预测精度和运算效率方面具有明显优势.     

基于烟气成分分析的电弧炉炼钢脱碳模型

为了连续地预测电弧炉熔池中碳含量,实现对冶炼终点碳含量的控制,以红外烟气分析技术和物质质量守恒计算为基础,结合入炉总碳量和供氧量等生产数据,建立了电弧炉炼钢脱碳数学模型.对莱芜钢铁股份有限公司特殊钢厂50tUHP电弧炉实际冶炼数据的模拟计算表明,该模型能实现对熔池碳含量的连续预测和终点控制.模拟计算结果还表明,电弧炉冶炼过程中,脱碳速度主要受供氧流量的影响,最大可达0.12%～0.16%min-1.该模型用于电弧炉供氧优化后,氧气消耗明显降低.     

非等间隔时序灰色模型的深基坑变形预测研究

灰色理论广泛应用于深基坑位移预测,对基坑工程设计与施工具有重要意义.预测中灰色模型的建立是以等时距原始数据作为前提条件,而实际工程的位移监测数据多是非等时距,因此难以建立合理的预测模型.文章采取引入单位时间差系数方法将不等间隔序列调整为等间隔序列,分析其差值后将序列还原,从而可以建立非等间隔时序灰色模型;同时将数据矩阵的第一列元素由原2个连续元素增加为3个连续元素平均值的相反数构成;以某深基坑工程为算例,验证了上述改进模型的正确性,其预测结果与监测结果更为接近.结果表明,非等间隔时序灰色模型在深基坑变形预测中更符合工程条件,精度更高,为深基坑支护信息化施工提供了更好的理论依据.     

非等间隔GM(1,1)在挡土墙变形预测中的研究

本文以某市中石油储备库北区金属网箱挡土墙的监测数据为时间序列,由于监测时间要求及施工和天气等多方面的因素,使得此数据序列为非等间隔序列。文中通过非等间隔序列建立灰色GM(1,1)预测模型,研究金属网箱挡土墙的变形趋势。研究表明:非等间隔序列灰色GM(1,1)模型在一定时期内能比较准确的预测挡土墙的变化趋势,可为金属网箱挡土墙的防护提供较为可靠的依据。     

非等间隔灰色模型及应用

本文提出了非等间隔灰色过程的概念，实现了对灰色模型ＧＭ在时序要求上的拓展，探讨了非等间隔灰色模型的建模方法和模型方程，为描述时间序列间隔不等的灰色过程和解决工程上的问题提供了一个新的工具．非等间隔灰色过程的建模主要包括两步：（１）用最小二乘法和插值法由原始数据计算ｔｎ（ｉ）及（ｉ）数列，（２）由ｔｎ（ｉ）及（ｉ）计算模型响应式．文中给出了应用实例及误差分析．     

基于废气分析的RH脱碳模型

为连续预测RH熔池内碳含量,实现对RH脱碳终点碳含量控制,以物质C平衡为基础,通过对某钢厂250 t RH废气分析系统分析的废气流量以及废气中CO、CO2含量进行连续监控,建立了基于废气分析的RH脱碳数学模型.该模型计算表明:对于冶炼成品中碳质量分数≤30×10-6的超低碳钢,模型计算RH脱碳终点碳质量分数误差都在±5×10-6之间;在RH脱碳后期,废气中CO+CO2质量分数低于5%时,熔池内脱碳速率低于10-6 min-1,此时可判定脱碳结束.同时结合现场工艺条件分析了压降平台以及吹氧操作对RH脱碳速率的影响.     

高速公路路基沉降预测研究

文章讨论了灰色系统理论在公路路基沉降预测中的应用,并对等间隔的灰色模型GM(1,1)进行了改进,建立了任意时间间隔的非等时序改进灰色模型.通过具体工程实践,给出了两种模型对公路路基沉降量预测结果与实测结果的比较,结果表明非等时序改进灰色模型的预测沉降量与实际沉降量更接近,精度更高,更能满足工程需要.     

锅炉过热器剩余寿命非等间隔灰色预测

为预测锅炉过热器剩余寿命,利用超声波技术对已运行12a的某锅炉过热器管内壁氧化膜厚度进行无损测量,并以等间距时间序列为基础,把非等间距数列转化为等间距时间序列,进行1次累加生成处理,建立锅炉过热器剩余寿命非等间隔灰色预测模型GM(1,1);利用锅炉过热器管内壁氧化膜厚度部分检测数据对锅炉过热器剩余寿命进行非等间隔灰色预测。研究结果表明:锅炉过热器剩余寿命非等间隔灰色预测结果精度高,该锅炉过热器剩余寿命至少还有3.7a。     

白化方程优化和新信息的一类灰色模型

针对灰色系统理论中灰色预测模型预测方面,传统模型仅限于对近似齐次指数规律序列进行建模的不足,对原始序列为近似非齐次指数规律的情形,得到一类灰色NGM(1,1,K)模型,通过对NGM(1,1,K)模型中的白化方程进行优化的方法,同时利用灰色系统的新信息原理优化时间响应函数,建立了一种改进的灰色NGM(1,1,K)预测模型.实例结果表明,该改进模型具有较高的预测和拟合精度,推广了灰色预测模型的适用范围.     

CO2在转炉冶炼中低碳铬铁过程中的探索性应用

探索了一种采用转炉由高碳铬铁“一步法”冶炼中低碳铬铁的新工艺。该工艺与氩氧混吹脱碳法( Argon Oxygen De-carburization,AOD)类似,不同之处在于用CO2代替氩气作为搅拌气体吹入熔池。实验结果表明：采用CO2对高、中碳铬铁脱碳是可行的;在高碳铬铁冶炼中碳铬铁初始阶段大量喷吹CO2能取得更好的脱碳效果,而在冶炼后期,高比例的O2适量添加CO2则更有利于脱碳,在当前实验条件下,较佳的脱碳气氛为25%CO2+75%O2(体积分数);CO2的引入对提高铬的回收率有积极作用,同时CO2含量越高,保铬效果越好。实验同时发现,CO2对高碳铬铁脱硫有积极作用。     

熔融还原法铬合金的直接合金化

采用三种结构的坩埚对不同还原条件下铬矿的熔融还原动力学进行了实验研究，确定了应用熔融还原法实现了含铬合金钢直接合金化时渣中存在固体碳的必要性，针对实际生产进行工艺分析，提出了集还原和精于一身的ＡＯＤ法是进行熔融还原法含铬合金钢的直接合金化的最佳装置之一，认为这种短而灵活的工艺流程非常适应于中小规模生产。     

取向硅钢脱碳过程的数值模拟分析

通过对硅钢钢带表面的脱碳反应动力学和碳在钢带内部扩散机理的研究,建立取向硅钢脱碳过程的数学模型,模拟分析脱碳气氛、退火温度、钢带的初始碳含量和厚度等因素对脱碳过程的影响,并与试验结果进行对比分析。结果表明,所建模型是可靠的;气氛中的水氢比过高会引起钢带表面过氧化而阻碍脱碳;钢带初始碳含量只在脱碳初期对脱碳过程有所影响;钢带中心部位的碳向外表面的扩散是影响脱碳过程的重要环节;提高退火温度并适当降低露点有利于加快取向硅钢钢带脱碳过程的进行。     

侧底复吹RH真空精炼脱碳过程研究

基于RH内流场,结合冶金反应热力学及动力学,通过建立数学模型研究了侧底复吹RH真空脱碳过程.数值结果表明计算结果与试验结果符合良好.在总吹气量相同条件下,侧底复吹RH前20 min的脱碳速率高于传统RH的脱碳速率.对于传统RH脱碳,前3 s以熔池内CO本体脱碳为主,3~1 000 s以氩气泡表面脱碳为主;对于侧底复吹RH脱碳,前1 000s以氩气泡表面脱碳为主,并且氩气泡表面脱碳速率约为熔池内CO本体脱碳速率的两倍;提高RH处理后期的脱碳速率可提高超低碳钢生产效率.     

超低碳铝镇静钢冶炼过程氮含量的控制

针对企业冶炼超低碳铝镇静钢过程中增氮量高、波动大及控制不稳定的问题,采用工艺数据统计和现场取样的手段,系统梳理了冶炼过程钢液脱氮和增氮的主要环节和影响因素.转炉脱碳期和真空处理是脱氮的主要环节,碳氧期的总脱碳量高则终点氮含量低;转炉底吹N2/Ar切换点在吹炼70%以前对终点氮含量影响不大;VD在无氧条件下脱氮有利,RH则在有氧条件下脱氮有利.控制钢中溶解氧>200×10-6则出钢过程增氮可控制在5×10-6以下;炉料的氮带入是真空精炼环节增氮的重要因素,最高达11×10-6;采用密封垫+吹Ar的保护方式,增氮量最低为1×10-6.     

AOD炉氧枪射流参数的优化

为提高侧顶复吹AOD(Argon Oxygen Decarburization Furnace),即氩氧精炼法过程中的脱碳效率,提出对侧枪射流方式进行改进和参数优化,提高AOD炉寿命和降低耐火材料消耗。采用改进的N-S方程及湍流方程,对侧枪的射流参数建立模型,得到不同参数下,侧枪倾角和吹气速度对AOD精炼过程的影响。当枪个数为7、倾角为18°、射流速度为52.12 Nm3/h时是最佳工况。分析结果表明,通过对AOD炉冶炼时侧枪的射流建立并改进N-S模型,可以有效提高AOD炉炉龄。     

RH冶炼超低碳钢内部脱碳机理及控制工艺

为了研究RH真空处理过程脱碳反应速率及其影响因素,并有效地控制超低碳钢在RH真空处理过程中碳含量的变化,根据热力学、动力学原理建立了RH真空处理脱碳数学模型,通过RH真空处理脱碳数学模型研究了内部脱碳反应深度和脱碳速率之间的关系.模型计算结果表明,反应深度的变化和内部脱碳的反应速率是相对应的,采取预真空操作,提升了反应深度,淡化了前期脱碳转折点的影响,加速了前期的脱碳反应,并在RH处理后期找到了内部脱碳向表面脱碳转变的时间临界点.     

Coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon interstitial-free steel in a smelting process

Low residual-free-oxygen before final de-oxidation was beneficial to improving the cleanness of ultra-low-carbon steel. For ul-tra-low-carbon steel production, the coordinated control of carbon and oxygen is a precondition for achieving low residual oxygen during the Ruhrstahl Heraeus (RH) decarburization process. In this work, we studied the coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon steel during the basic oxygen furnace (BOF) endpoint and RH process using data statistics, multiple linear regressions, and thermodynamics computations. The results showed that the aluminum yield decreased linearly with increasing residual oxygen in liquid steel. When the mass ratio of free oxygen and carbon ([O]/[C]) in liquid steel before RH decarburization was maintained between 1.5 and 2.0 and the carbon range was from 0.030wt%to 0.040wt%, the residual oxygen after RH natural decarburization was low and easily controlled. To satisfy the re-quirement for RH decarburization, the carbon and free oxygen at the BOF endpoint should be controlled to be between 297 × 10?6 and 400 × 10?6 and between 574 × 10?6 and 775 × 10?6, respectively, with a temperature of 1695 to 1715°C and a furnace campaign of 1000 to 5000 heats.     

A process model for BOF process based on bath mixing degree

The process model for BOF process can be applied to predict the liquid steel composition and bath temperature during the whole steelmaking process. On the basis of the traditional three-stage decarburization theory, the concept of mixing degree was put forward, which was used to indicate the effect of oxygen jet on decarburization. Furthermore, a more practical process model for BOF steelmaking was developed by analyzing the effect of silicon, manganese, oxygen injection rate, oxygen lance height, and bath temperature on decarburization. Process verification and end-point verification for the process model have been carried out, and the verification results show that the prediction accuracy of carbon content reaches 82.6% (the range of carbon content at the end-point is less than 0.1wt%) and 85.7% (the range of carbon content at end-point is 0.1wt%–0.7wt%) when the absolute error is less than 0.02wt% and 0.05wt%, respectively.     

Decarburization rate of RH refining for ultra low carbon steel

The decarburization behaviors of ultra low carbon steel in a 210-t RH vacuum degasser were investigated under practical operating conditions. According to the apparent decarburization rate constant (K_C) calculated by the carbon content in the samples taken from the hot melt in a ladle at an interval of 1–2 min, it is observed that the total decarburization reaction period in RH can be divided into the quick decarburization period and the stagnant decarburization period, which is quite different from the traditional one with three stages. In this study, the average apparent decarburization rate constant during the quick decarburization period is 0.306 min-1, and that of the stagnant period is 0.072 min-1. Increasing the initial carbon content and enhancing the exhausting capacity can increase the apparent decarburization rate constant in the quick decarburization period. The decarburization reaction comes into the stagnant decarburization period when the carbon content in molten steel is less than 14×10-6 after 10 min of decarburization.