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。     

Fe2O3和CaO添加剂对煤粉燃烧性能的影响及相关动力学研究

喷吹煤粉在高炉内的燃烧特性被认为是确定适宜喷煤量的关键参数。本文通过热重分析法考察了Fe₂O₃和CaO两种添加剂对煤粉燃烧特性的影响。结果表明:Fe₂O₃和CaO对煤粉燃烧都有促进作用。煤粉的着火指数（C_i）,燃尽指数（D_b）和综合燃烧指数（S_n）都得到不同程度的改善。当Fe₂O₃添加比例由0增至5.0wt%时,S_n由1.37×10?6增至2.16×10?6 %2·min?2·°C?3。同时,研究采用Coats-Redfern method来解析煤粉燃烧动力学过程。结果表明:配加添加剂后,煤粉燃烧活化能（E）逐渐降低。当Fe₂O₃添加比例由0增至5.0wt%时,E由56.54降至35.75 kJ?mol?1,这也再次证明了添加剂对煤粉的燃烧有促进作用。此外,高炉喷煤过程使用纯Fe₂O₃和CaO物质是不经济的。出于成本考虑,研究选取含有Fe₂O₃和CaO物质的除尘灰作为添加剂,开展了相关的研究,并获得了同样的效果。因此,含Fe₂O₃和CaO物质的除尘灰是煤粉助燃剂的潜在选择,该方法也为处置除尘灰类固废提供了一种可行的方向。     

炉温滑模变结构控制系统的研究

针对ＧＪ型光辐射加热炉在对不同材料加热时,其数学模型参数变化范围较大的特点,提出了采用滑模变结构控制代替常规ＰＩＤ控制的方法,并对炉温变结构控制系统进行了仿真研究,研究结果表明,采用变结构控制的炉温控制系统,不仅有很好的动态特性,而且具有较强的鲁棒性,对对象参数摄动具有很好的自适应能力,这将大大增加辐射加热炉的应用范围。     

高炉异常炉况判断专家系统的设计与实现

探讨了高炉异常炉况判断专家系统的结构,讨论了从传感器数据中抽取高炉况特征的方法,时态黑板结构与时间知识表示,对于炉况特征的模糊量化和专家知识中的参数设定,系统采用机器学习方法自动调整,对于高炉异常炉况的操作方法,系统采用规划－动作－反应方法向用出动国作建议,并对所动作动作建议实现实时的重构解释。     

焦炉集气管焊接变形的控制

针对焦炉集气管在现场安装过程中，易出现集气管弯曲变形、联接短管法兰面倾斜，导致安装质量差、返修多的状况。通过预留合理的焊接收缩量、控制焊接能量、安排好顺序等和防焊接变形措施以及合理的焊接方法控制、过程监控，使焦炉集气管制造质量达到设计要求。     

双硫腙萃取富集-石墨炉原子吸收光谱法测定水体中痕量钴

介绍利用双硫腙(D2)作为螯合萃取剂,对水体中痕量钴进行萃取富集,采用基体改进技术由自动进样器注入石墨炉测定水中痕量钴的方法.本法操作简便、价廉、灵敏度和回收率高,加标回收率为97.4%～104.4%,RSD<3.47%.     

生物质热解挥发特性的实验研究

为了研究闪速加热条件下的生物质热解挥发特性,在以等离子体为主加热源的层流炉实验台上进行了玉米秸粉的快速热解实验,通过改变反应温度(800～950K)和反应时间(0.108～0.224s),得到不同条件下生物质的挥发百分比。根据挥发百分比求出频率因子A和活化能E,建立了玉米秸粉的挥发特性方程。     

回旋区煤粉燃烧过程与辐射图像的关联性

高炉喷吹煤粉的喷煤枪出口到回旋区中心是煤粉燃烧的关键区域，为建立高炉回旋区煤粉燃烧与辐射图像之间的关联关系，以燃烧过程数值模拟和辐射图像信息与燃烧空间温度分布的关联性为基础，建立了二维辐射图像信息与高炉风口回旋区内三维辐射能的关系。提出将辐射图像信息作为煤粉燃烧过程数值模拟的辐射边界条件，借助燃烧过程数值模拟技术来估计燃烧介质辐射特性参数的非均匀分布，得到了高炉回旋区煤粉燃烧过程数值模拟与辐射图像处理相结合的方法，提出了一种利用二维成像技术测量三维温度场的方法。     

提高生焦反应焦化炉给热方法的研究

提出了生焦反应焦化炉给热及生焦反应给热比的概念 ,在确保焦化炉管不发生严重结焦的条件下 ,研究了焦化炉注气及炉出口温度的优化方法 ,以提高生焦反应焦化炉给热及延迟焦化装置液体收率。利用过程模拟软件 ,分别对单面辐射及双面辐射焦化炉进行了管内外过程模拟。结果表明 ,注气比维持在 1% ,炉出口温度由 4 90℃到 5 0 5℃时 ,每升高 5℃ ,生焦反应焦化炉给热增加 4 5～ 5 9kJ/kg ;炉出口温度维持在 5 0 5℃ ,注气比由 3%至 1%每降低 0 .5个百分点 ,生焦反应焦化炉给热增加 2 0～ 32kJ/kg。采用调整注气比和炉出口温度优化同时操作的方案 ,其效果优于仅控制炉出口温度的方案