一种基于粗糙集的聚类算法

针对传统聚类算法受数据空间分布影响大且效率较低的问题,提出一种应用粗糙集理论的聚类算法。以信息表中条件属性与决策属性的一致性原理为基础,以数据超立方体、信息熵实现数据属性约简和离散化。在此基础上,利用集合特征向量加法法则运算,只需扫描一次信息表就可实现对数据对象的聚类划分。实验结果表明该算法是有效可行的。     

Fe2O3催化煤粉燃烧的动力学

采用WCT-2C型微机热重分析天平以及非等温燃烧的方法对汉阳煤的燃烧特性及其反应动力学参数进行详细分析.研究了不同Fe2O3配比对试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等的影响,计算出煤粉燃烧反应的动力学参数活化能Ea.试验结果表明:试样燃烧的的活化能呈现“V”形,Fe2 O3配比为3％(质量分数,下同)时催化作用最明显,超过3％后随着配比的增加催化作用减弱.     

基于热平衡的热风炉残热推断模型研究

针对热风炉运行过程中炉内存在大量未利用的残热问题,从残热角度建立了基于热平衡的热风炉残热推断模型,并根据首钢迁安钢铁有限责任公司2号高炉热风炉的实际情况对模型进行了验证。研究结果表明,利用该模型能够计算可供下一周期使用的炉内残热相对值,优化下一周期热风炉收入热量,维持热量收支平衡,有效利用残热,从而达到提高热风炉使用效率、延长热风炉使用寿命的目的。     

无料钟炉顶高炉中炉料流动轨迹的模拟

结合炉料在无料钟炉顶高炉中的实际运动情况,对炉料颗粒的运动和受力进行分析,建立了料流轨迹运动方程,改进了前人提出的模型,并利用实际高炉开炉装料实测数据对模型进行验证.结果表明,该模型计算的落点半径与实际测量数据较接近;沿溜槽长度方向单位质量炉料所受的科氏力小断增大,在溜槽倾角41°条件下,单位质量的焦炭所受科氏力约为2.2～5.5 m/s2,矿石约为2.1～4.6 m/s2,分别约占重力加速度的22%～56%和21%～47%;当煤气流速为0时,气体曳力系数焦炭为1.83～1.88,矿石为3.32～3.40,单位质量炉料所受阻力为2.4～4.9 m/s2,约占单位质量炉料所受重力的1/4～1/2.     

含钒钛铁矿球团还原过程中微观结构变化

在实验室模拟高炉条件下研究了含钒钛铁矿球团的还原过程,采用X射线衍射仪测定含钒钛铁矿球团在不同还原温度下的物相组成,通过光学显微镜和扫描电镜观察含钒钛铁矿球团还原过程中微观结构变化,并结合能谱分析仪研究氧化物中不同元素的分布状况.含钒钛铁矿球团在还原过程中出现的铁钛分离现象会影响含钒钛铁矿球团的还原性,形成的高钛含量钛铁晶石会增加铁氧化物还原难度.高温时形成的密实金属铁球壳会阻碍内部氧化物的还原,导致还原停滞,从而造成含钒钛铁矿球团高温还原性较差.当内部熔融物滴下时,会提高高炉下部氧势,有利于减少Ti(C,N)的生成.     

等温固定床多球团还原模型

针对单个球团未反应核模型在研究多球反应体系中存在的局限性,首先基于单球团未反应核动力学模型,构建了等温固定床中多球体系下球团矿还原模型;然后通过引入无因次变量,得到方程的解析解,并且采用特征线法进行求解得到了方程的数值解;最后在中温管式炉中设计了等温固定床球团矿还原试验.实验结果与模型计算值有较好的吻合.     

高炉冷却柱的设计优化与数值模拟

 在高炉炉役后期冷却壁完全损坏的情况下,一般采用冷却柱对其进行修复,而冷却柱的安装数量和安装位置几乎都是依靠现场技术人员的实践经验来确定。为了解决目前高炉冷却柱在一块炉壳上的安装数量和安装位置存在难以确定的问题,通过分析冷却柱安装数量和安装位置与冷却效果之间的关系,提出了一种充分利用冷却柱冷却性能的优化安装方法。首先以冷却柱的总热交换面积大于原冷却壁的总热交换面积为基本原理,通过计算冷却柱和原冷却壁的热交换面积,得到设定的一块炉壳上冷却柱安装数量为11个;其次以11个冷却柱安装位置的中心坐标为设计变量,利用格点法的基本原理建立计算最大冷却面积的优化数学模型,设置好约束条件后通过遗传算法在MATLAB软件中进行求解,得到了91.68%的冷却柱冷却覆盖面积以及11个冷却柱排列的中心坐标;最后通过11个冷却柱的中心坐标建立三维模型,导入Fluent软件进行模型分析,经过充分迭代得到高炉冷却柱的温度场,并将3种排列的炉壳表面温度场进行对比。数值模拟结果表明,通过本方法得到优化排列的炉壳表面最高温度为73.34 ℃,平均温度为54.29 ℃,相比另外两种排列,最高温度分别降低了14.69%和30.21%,平均温度分别降低了13.33%和17.42%,有效提高了高炉冷却柱的冷却性能和利用效率。     

大型高炉炉型管理综合模型的开发研究

为了能在日常操作中及时掌控炉型变化规律、稳定炉况,以首钢集团某高炉为依托,开发了高炉炉型管理综合模型。该模型以二维、三维方式采用可视化技术对表征炉型演变的热流强度进行动态显示与跟踪,以便在日常高炉操作中及时观察炉型在周向和纵向的变化情况,并借助聚类分析法从宏观上寻求最佳操作炉型以及与其对应的各段冷却壁温度范围,为高炉稳定操作提供依据。     

考虑气流因素的高炉料面形状DEM模拟分析

随着计算机软硬件技术的快速发展,离散单元法(DEM)在高炉布料领域得到了广泛应用,其高效准确的计算模型得到了国内外学者的认可。使用离散单元法模拟气流因素对料面的影响,从力学分析角度将气流因素的作用等效到摩擦因数的增加上。结果表明,考虑气流因素后的焦炭料面内外堆角有了一定增大,且内堆角增幅大于外堆角增幅,同时,料面的平台宽度、漏斗深度均有不同程度的增加,考虑气流因素后的焦炭、矿石料面更接近现场实测数据;气流因素对粒径分布也有一定影响,在距炉喉中心1.0 m的圆周范围内,10 mm矿石所占比例减少,17、32 mm矿石所占比例有所增加,炉喉中心附近孔隙率得到提高;在0.85～1.80 m圆周范围内的矿焦比有一定程度的增大,在1.80～3.45 m圆周范围内的矿焦比有一定程度的减小。     

基于异时间窗划分的时间序列聚类

针对相同时间窗对时间序列进行子序列划分的缺点,提出一种异时间窗的子序列划分方法。为解决划分得到的子序列长度不同,而使用动态时间弯曲算法进行子序列相似性度量的计算速度慢的问题,给出一种不规则时间序列距离度量算法。对异时间窗的子序列划分方法和不规则时间序列距离度量算法进行了实验,结果证明了二者的优越性。