加热炉内钢坯表面温度的实时监测与传导模型建立

对加热炉内钢坯内部温度场模拟计算的传统方法是首先通过炉温推算出钢坯表面温度,进而再推导出来的。实际应用中,多种环境变化及燃料热值波动等因素都可能会造成较大的误差。采用比色测温方法,直接获取加热炉内钢坯表面温度,再建立钢坯加热过程的传导模型,得出的结果更为合理精确,避免了由炉温推算钢坯表面温度所带来的误差。     

基于软测量的钢坯内部温度场分布研究

以步进式加热炉中钢坯温度场分布为应用背景,提出了利用机理建模的方法来实现钢坯内部温度场分布的软测量模型,并且对典型工况进行了仿真,结果表明测量精度完全符合工业应用要求.     

热轧步进式加热炉内钢坯温度场数值模拟

有用有限差分法，建立了热轧步进式加热炉内钢坯三维温度场的数值计算模型，结合攀钢热轧厂热炉的实际生产条件，对钢坯加热过程的温度场进行了数值模拟。通过现场拖偶实验准确确定了钢坯加热的边界条件，并验证了模型计算结果的准确性，在此基础上，通过模拟计算研究了加热工艺，待轧保温制造对钢坯温度场的影响，为优化轧制加热工艺提供科学依据。     

基于GA和BP网络的钢坯表面温度建模方法研究

主要研究步进式加热炉钢坯表面温度预报模型和在线补偿方法.针对机理建模的复杂性和辨识建模实验数据获得的困难性,提出基于GA和BP网络相结合的方法建立钢坯表面温度预报模型.使用GA初始化BP网络,避免了BP算法易陷入局部最优的缺点.在模型建立的基础上,利用BP算法进行在线补偿,从而使模型更加精确.仿真结果表明钢坯表面温度预报模型建立简单、精度高、适应性强.     

基于可变容差法的步进梁式加热炉炉温设定优化

通过对钢坯在加热炉内的传热过程进行分析,建立钢坯的二维传热模型,并采用有限差分方法对钢坯温度场进行数值模拟。以钢坯出炉温度、出钢温差、加热过程中钢坯断面温差及表面温度等为约束条件,以能耗为目标函数,利用可变容差法求得加热炉各段的最优炉温设定值。运用该模型可方便地求得加热炉各段最优设定值,从而实现加热炉的最优工艺,提高加热炉效率,降低能源消耗,并提高产品质量。     

钢坯加热与氧化模型及仿真研究

钢坯温度预示数学模型采用总括热吸收率法,提高了计算速度;模型引用了拉格朗日插值算法,提高了计算精度。研究出的数学模型满足在线控制要求。在钢坯氧化模型中,利用氧化实验数据,采用试错法确定了钢坯氧化的动力学常数。笔者提出的这一方法简便、精确、实用。本文还应用热平衡原理确定了炉内温度场,这种方法为加热炉计算机仿真、确定加热炉的优化操作参数创造了条件。     

加热炉内一维、非稳态、变热流钢坯温度场的解析

基于合理的简化假设，建立加热炉内钢坯热传导数学模型，应用分离变量法和变分原理，推导一维、非稳态、变热流钢坯温度场的解析解；定量研究热流为线性分布、正弦分布时，钢坯温度场随加热时间的变化规律,并研究对应不同的傅里叶数,钢坯温度沿厚度方向的分布。结果表明，推导的解析解是正确和可行的，为加热炉在线控制中钢坯温度场的动态实时跟踪计算及总括热吸收率的参数辨识提供了一种理论依据。     

加热炉内一维、非稳态、变热流钢坯温度场的解析

基于合理的简化假设,建立加热炉内钢坯热传导数学模型,应用分离变量法和变分原理,推导一维、非稳态、变热流钢坯温度场的解析解;定量研究热流为线性分布、正弦分布时,钢坯温度场随加热时间的变化规律,并研究对应不同的傅里叶数,钢坯温度沿厚度方向的分布。结果表明,推导的解析解是正确和可行的,为加热炉在线控制中钢坯温度场的动态实时跟踪计算及总括热吸收率的参数辨识提供了一种理论依据。     

基于BP网络的钢坯表面温度预测模型的设计

在轧制生产过程中,钢坯表面温度的检测一直是影响钢坯轧制质量的重要因素,也是如何更好地实现加热炉自动控制的重中之重,但是由于目前检测技术上的限制,常规的检测方式很难实现对温度的预测.利用BP神经网络,建立了钢坯表面温度的预测模型,并用Matlab仿真工具进行仿真预测.结果表明:理论预测值与现场实测值吻合较好.     

加热炉内热滑块对钢坯黑印的影响研究

针对步进梁式加热炉,建立了钢坯和热滑块加热过程中耦合传热的数学模型,运用数值模拟的手段对加热炉内钢坯和热滑块的温度场进行仿真计算。结果表明,随热滑块高度的增加,钢坯黑印温差逐渐减小,热滑块最佳高度为80mm;钢坯和热滑块间存在接触热阻时,增加接触热阻对钢坯最终的黑印温差影响不大;随热滑块长度的增加,钢坯黑印温差呈指数形式增大。     

基于表面温度测量的连铸二冷动态控制模型

二冷动态控制以连铸坯温度的稳定控制为目标,对提高连铸坯质量的稳定性具有重要意义。二冷动态控制的核心内容是实现铸坯表面温度的闭环控制,其关键是实现基于在线凝固传热模型的温度反馈,模型的准确性则是保证二冷动态控制应用效果的基础。为此,提出一种基于表面温度测量,结合射钉修正凝固传热模型的方法,用于辨识凝固传热模型的参数以保证模型的准确性,并应用于二冷动态控制。特别对随机氧化铁皮干扰下的铸坯表面温度的测量方法进行了深入的研究,并开发了能够长期稳定运行于连铸现场的测温装置。     

基于CCD的高炉风口回旋区三维温度场的检测技术

在存在多介质的高炉回旋区内,首先利用安装在风口直吹管窥视孔的电荷耦合器件(charged couple device,CCD)摄像机可以获得高炉回旋区内累积的二维温度辐射图像,然后将高炉回旋区均分成若干小块,利用数学模型近似模拟回旋区内的辐射传热过程并建立矩阵方程,通过求解方程获得高炉回旋区内的三维温度场.在模拟辐射传热过程中,本文提出了一种更有效也更符合实际生产的新方法——基于距离的高斯函数模型来模拟高炉内介质的辐射能量传播过程并获得了较好的三维温度场.由于存在波动误差以及电荷耦合器件摄像机测量误差等,所以我们通过在测量数据中添加随机误差来验证重构温度场的有效性以及稳定性.结果显示重构的三维温度场与真实温度场非常接近,误差在高炉工业允许的5%范围以内.      

基于支持向量机的连铸板坯表面温度预测

提出了一种最小二乘支持向量机的连铸板坯表面温度预测新模型.以中间罐温度、拉速、二冷水量等主要工艺因素为输入,连铸坯表面温度为输出,通过最小二乘支持向量机模型拟合输入与输出之间的复杂非线性函数关系.以现场采集的连铸生产工艺数据为样本对模型进行学习训练,用训练好的模型预测在一定工艺条件下板坯的表面温度.实践表明该方法具有建模速度快、预测精度高、操作简便等优点,不仅克服了常规的BP预测模型的不足,而且性能优于标准支持向量机预测模型.     

济钢中板2号加热炉内钢坯温度场仿真研究

利用计算机仿真技术建立中板加热炉的数学模型，依据实际加热条件模拟出炉内板坯各断面的温度分布，并用黑匣子在线测温的方式验证了模拟结果的正确性，为加热炉在线优化控制提供了依据。     

单晶锗微切削温度场建模及实验分析

针对单晶锗微切削热传导问题,采用移动热源法分别建立了在剪切滑移面热源和前刀面摩擦热源作用下单晶锗的微切削温升理论模型,计算了单晶锗三种切削速度下的最高切削温度,同时以同类硬脆性材料单晶硅的切削温度对此模型进行了验证。通过单点金刚石车削实验,利用红外热像仪对单晶锗微切削过程中的温度进行了在线测量。实验测量结果与模型计算结果对比发现,不同切削速度下,单晶锗的最高切削温度变化趋势一致,切削速度越大温度越高,其相对误差在2.56%～6.64%之间;单晶硅的最高切削温度相对误差为3.84%。模型能够对单晶锗及同类硬脆性材料的温度场进行较准确的预测,为研究其热效应提供进一步理论支持。      

高温应变栅丝蠕变对应变测量精度影响与补偿

接触式应变测量是材料和构件高温力学行为研究的必要手段,其测量精度是高温应变测量领域关注的热点,而应变栅丝的高温蠕变性能是测量精度的主要影响因素.本文首先根据材料蠕变机理分析应变片的蠕变特性,搭建高温应变栅丝蠕变电测的系统,基于诺顿蠕变规律与试验的测量结果,建立应变栅丝的高温蠕变模型.论文基于应变栅丝蠕变输出有限元模型,对栅丝蠕变输出的影响因素进行研究;最后建立了高温应变蠕变补偿模型,以提高高温应变测量精度,并取得了试验验证.      

钢锭内部温度预测模型的CFD建模与应用

钢锭内部温度分布是钢铁热处理过程中最重要的参数之一,但是常规的测量方法和手段不能保证高温环境下、长期测量的精度。针对某钢厂出现的钢锭过加热问题,采用流体力学计算方法建立钢锭的三维非稳态导热模型,并针对该钢厂此钢锭的少量现场测量数据确定模型参数,分析钢锭内部温度分布,修正和调节目前钢厂运行的一维钢锭温度预测模型,确保在线控制模型的预报精度。     

板坯连铸动态轻压下系统中在线实时温度场的计算模型

连铸过程中,在对铸坯实施凝固末端动态轻压下时,在线实时温度场计算是至关重要的。本文根据传统有限差分思想提出了一种可以运用于在线的、快速计算温度场的新方法,自主开发计算程序。最终通过离线模拟和在线调试,验证了该模型的可用性和准确性,使该模型得以完善,实现了在线实时计算．     

Modeling of flow and temperature distribution in electroslag remelting withdrawal process for fabricating large-scale slab ingots

Currently, the market demands for large-scale and high-quality slab ingots are increasing significantly.A novel electroslag remelting withdrawal (ESRW) process with two series-connected electrodes and a T-shaped mould was developed to produce large-scale and high-quality slab ingots.It is very difficult to ob-tain large slab ingots with good surface quality and high width-to-thickness ratio.And it is not efficient for improving the quality of slab ingots by using trial-and-error-based approaches because the ESRW mecha-nisms are very complex.Thus, a three-dimensional mathematical model was developed to determine the relationship between process parameters and physical phenomena during the ESRW process.The relation-ship between the temperature field of the ESRW process and the surface quality of slab ingots was estab-lished.A good agreement between the simulated and measured temperature fields of slab ingots was ob-tained.The results indicate that the maximum values of current density, electromagnetic force and Joule heat all occur at the electrode-slag interface between the two electrodes.It can be found that the flow is turbulent and the temperature distribution is uniform in the slag pool with the influences of buoyancy and electromagnetic force.The wrinkles in the narrow faces of slab ingots are caused by the relatively lower in-put power.Increasing the electrode width and reducing the curvature can significantly improve the surface quality of slab ingots.     

厚规格板坯加热温度均匀性测试研究

通过对厚规格板坯加热黑匣子温度测试,分析大型步进梁式蓄热加热炉厚板坯加热速率变化,确定厚规格板坯加热过程温度随时间的变化曲线,并通过调整加热炉二级控制模型参数和燃烧模型设定温度,使其符合厚板坯加热过程中实际温度变化情况.该措施取得了显著效果.