王旭东[1]2004年在《连铸结晶器摩擦力新检测方法及其应用方法研究》文中研究表明本文由结晶器摩擦力的新检测方法及其应用方法研究两部分组成。 随着结晶器液压振动装置在连铸生产中逐渐推广应用，与之相关的结晶器摩擦力在线监测方法己成为一个新的课题。在此背景下，本文开展了液压振动方式下摩擦力检测方法研究。从理论分析入手，推导出摩擦力检测数学模型，并对该模型进行验证和误差分析；讨论了检测参数与液压振动参数间的关系，最后提出其在线应用方法。 MDF异常特征和规律分析 以宝钢2号板坯连铸机生产中的结晶器摩擦力实测数据为基础，对应现场的漏钢、水口断裂等异常纪录，讨论了生产中采取工艺操作、工艺参数变化及异常发生时MDF及其均方根的波动规律及变化特征。 MDF异常预报方法研究和软件的开发基于实测数据分析的结果，本文的最后开展了MDF应用方法的研究，应用BP神经元网络与斜坡、脉冲等辅助判据相结合的方法进行异常预报。对应着生产现场的异常纪录，对现场检测到的摩擦力数据进行离线预报，异常预报的结果证明了该方法是可行的。
魏树立[2]2002年在《连铸结晶器摩擦力异常预报研究》文中进行了进一步梳理连铸过程中的异常预报是提高生产效率、改善铸坯质量的关键因素，也是目前各个钢铁生产厂家研究的一个重要课题。本文是通过研究连铸过程中结晶器和铸坯之间摩擦力的特征和影响因素，来讨论利用摩擦力进行异常预报的可能性。提出了利用神经网络和逻辑判断相结合的方法来预报异常，这种方法是通过神经网络来预测摩擦力的大小，通过预报值和实测值之间的差值来判断是否出现了异常。自行编制了摩擦力显示和异常分析软件，通过对现场数据的离线分析表明，利用这种方法对摩擦力各种形式的异常波动都能作出判断，特别是对漏钢的判别，它能提前几分钟对漏钢进行报警，对于对摩擦力的其它方面的应用，还需要在实践中不断摸索。
王旭东[3]2008年在《连铸结晶器热、力在线检测技术及其应用基础研究》文中研究说明结晶器是钢水凝固成型的核心设备,承担着导热、支撑、约束、润滑和脱模等作用,其内部的传热和摩擦直接决定铸坯的表面裂纹和漏钢,是实现高效连铸的关键因素。促进结晶器与铸坯间形成良好、稳定的传热和润滑条件,对钢水的初期凝固和摩擦行为进行在线调控,是保证铸坯质量的工艺要求,同时也是保障连铸机稳定运行、高效生产的前提。今后连铸技术的发展,将更加依赖于生产过程的自动控制水平,因此,开发结晶器热学、力学行为在线检测的新技术、新方法,研究结晶器在线监控的基础理论及其实现途径,对进一步丰富、发展结晶器过程的基础理论及其监控实践,均有重要意义。本文以连铸结晶器为研究对象,围绕结晶器热、力在线监控技术的应用基础问题,对结晶器传热和摩擦行为的在线检测、数值计算及其应用方法进行研究。首先,基于结晶器液压振动装置,从理论分析和实验研究两方面入手,研究开发液压振动条件下摩擦力检测的理论模型和检测方法,设计相关的软件和硬件,开发适于现场应用的摩擦力在线检测系统;其次,以实测的结晶器摩擦力数据为基础,探索结晶器摩擦力的应用方法,开发针对摩擦力异常预报的模型及相应软件;最后,依据圆坯连铸结晶器实测的温度和热流数据,借助结晶器传热反问题模型,同时结合人工神经元网络技术,建立符合实际工况条件下的结晶器传热耦合计算模型,研究开发基于实测温度数据的结晶器传热计算方法。基于板坯连铸结晶器液压振动装置,从分析结晶器振动的受力状态入手,建立了结晶器振动的受力模型,结合现场具体的检测条件和环境,确立摩擦力在线检测的理论基础和总体思路。运用粒子群优化方法,建立了振动系统空振参数的实时优化模型。针对本文研究的问题,研究了算法的具体实现及收敛性能,并对算法的优化结果进行了测试和评价。以上述工作为基础,自行设计、构建摩擦力检测系统的硬件和软件,开发出适于在线应用的摩擦力在线检测系统,实现了瞬态结晶器摩擦力的在线连续、稳定、自动检测。以现场实测的摩擦力数据为基础,研究了不同参数与振动方式下的摩擦力周期变化行为、特征值、负滑脱等参数的变化规律;同时分析了非正弦振动波形的特点,并对液压振动装置的工作特性及振动状态的评价方法进行了初步探讨。基于功率法测得的板坯连铸结晶器摩擦力数据,结合生产现场的异常记录,对各类异常发生时摩擦力的反应及特征进行分析和统计,结果显示,摩擦力能够对漏钢、水口断裂及液位剧烈波动等异常作出反应,其均方根在0.8～4kN范围内变化。以此为基础,采用人工神经元网络技术,并对摩擦力信号的典型特征进行模式识别,建立了摩擦力异常预报模型,开发出摩擦力异常预报软件。对应连铸现场的异常记录,利用软件对各类结晶器异常进行离线预报,结果表明:软件能够对结晶器液位波动、漏钢、水口断裂及其他异常做出预报,并具有一定的提前量,运行速度满足在线预报的要求。基于圆坯连铸结晶器温度和热流在线实测数据,开发针对实测数据的结晶器传热计算方法。利用传热反问题模型模拟实际条件下结晶器内部的传热行为,同时采用神经元网络求解结晶器传热反问题,建立了传热反问题—神经网—正问题的结晶器传热计算耦合模型。利用模型对在线检测的连续瞬时数据进行计算,表明将神经元网络与传热数值计算结合的方法可用于结晶器传热计算,能够真实反映圆坯结晶器传热的非均匀特性,计算的精度与速度基本满足在线实时计算的要求。正常工况下,在工艺参数稳定时,圆坯周向的局部热流和坯壳厚度并不恒定,周向导热决定坯壳的厚度分布,结晶器热流与坯壳厚度沿周向呈不均匀分布。
王旭东, 姚曼, 张立, 陈亚贤[4]2008年在《板坯连铸结晶器异常预报方法研究》文中指出结晶器是钢水凝固成型的核心设备,其内部的传热和摩擦直接决定铸坯的表面裂纹和漏钢等各类异常,是实现高效连铸的关键因素.基于功率法检测到的板坯结晶器摩擦力实测数据,对摩擦力的异常预报方法进行了研究.建立了以BP人工神经网络为基础的异常预报模型,并开发出相应软件.对应现场的异常记录,离线预报结果表明:软件能够对漏钢、水口断裂及液位波动等各类异常进行预报,并具有一定的预报提前量,证明了方法的可行性,并显示出极大的应用潜力.
陶乃标[5]2012年在《宽厚板坯连铸结晶器漏钢预报模型研究》文中提出本文结合某钢厂4#宽厚板坯连铸机生产实践,以降低漏钢误报率为目的,对结晶器黏结漏钢形成的机理、漏钢过程铜板温度与结晶器摩擦力变化模式进行了深入研究。通过优化单偶时序—组偶空间网络模型、引入有机结合模糊聚类方法与自适应遗传算法的模糊聚类自适应遗传算法(FCM-AGA)以及建立摩擦力监控与漏钢概率调节网络等方法,建立了多耦合漏钢预报模型,有效降低了漏钢误报率。获得了如下结论：(1)建立了新的坯壳黏结热点传播模型,确定了某钢厂典型工艺条件下黏结热点纵向传播速度与拉速比β为0.7,上排与下排热电偶的单偶输出延时等待序列长度的取值区间分别为[7,9]、[6,8],实现了单偶时序—组偶空间网络模型的优化。(2)基于理论分析与现场观测摩擦力数据,得出黏结条件下结晶器摩擦力无固定的模式,呈无规则的变化。(3)有机结合模糊聚类方法与自适应遗传算法提出了FCM-AGA算法,可有效降低RBF神经元网络的均方误差,误差值达到8.5x10-5。(4)将摩擦力监控网络引入至单偶时序—组偶空间网络建立了模型Ⅱ,可一定程度上降低模型漏钢误报率。相比单纯单偶时序—组偶空间网络(模型Ⅰ),误报率下降3.21%。(5)将漏钢概率调节网络引入至模型Ⅱ建立多耦合漏钢预报模型(模型Ⅲ),结果显示,相比于模型Ⅰ、模型Ⅱ与4#机原有系统模型,误报率分别下降了15.87%、12.38%与15.59%。
臧欣阳[6]2008年在《板坯连铸结晶器内传热与摩擦行为研究》文中提出结晶器是连铸机的核心部件,完成将钢液初步凝固成型的任务。结晶器与铸坯之间会发生复杂的热、力行为的作用,结晶器内的传热凝固与摩擦润滑状态决定结晶器的工作状况,最终决定铸坯的表面质量和连铸机的生产能力。当前结晶器监控技术的核心是热学和力学行为的在线检测,其目的是能够实时了解结晶器与铸坯间的传热、摩擦和润滑状况,为实现铸坯质量的在线预测和调控提供帮助和支持。因此,分析和掌握结晶器内热学和力学行为的作用机理,开发和应用基于实测数据的结晶器内传热与摩擦润滑的计算方法,是顺应高效连铸技术发展的根本要求。本文以连铸结晶器为研究对象,围绕着连铸结晶器内发生的传热和摩擦行为展开工作,着眼于推动和促进结晶器热、力行为研究的生产应用,归纳总结以往研究工作的成果与不足,对结晶器内的传热凝固和摩擦润滑行为进行模拟与检测研究。首先,建立基于实测的板坯连铸结晶器传热反问题数学模型,并对实际工况下的结晶器传热与铸坯凝固行为进行分析;其次,推导并建立结晶器-保护渣-铸坯界面摩擦行为的数学模型,对结晶器内的润滑摩擦行为进行讨论;第叁,基于液压振动装置驱动的板坯连铸机,研究和建立结晶器摩擦力的瞬态检测模型,并对摩擦力的检测结果进行分析;最后综合模拟计算与检测实验的内容,提出结晶器内传热与摩擦状态联合监测的应用构想,并进行初步的设计与讨论。针对板坯结晶器热电偶的排布特点,研究并建立板坯连铸结晶器传热反问题的数学模型。基于实测温度数据,对结晶器传热与铸坯凝固行为进行了模拟计算,细致分析了实际工况下结晶器内的热流和坯壳厚度分布,以及拉速的影响,并对模型的合理性和传热计算应用的可行性进行了验证。依据摩擦学的基本原理,利用结晶器保护渣的界面模型,界定并划分铸坯表面不同的接触和摩擦状态,同时引入了混合润滑理论,建立了详细描述结晶器-保护渣-铸坯间界面摩擦行为的数学模型。利用基于实测的板坯结晶器传热计算结果,对结晶器与铸坯间的液渣膜厚度分布、保护渣的润滑状况及界面上摩擦应力的变化和影响因素等进行了分析和讨论,并由此提出了可用于生产现场的结晶器保护渣热态润滑摩擦状态的检测方法。基于液压振动装置驱动的板坯连铸机,根据经典的受迫振动理论,对结晶器振动过程中的受力状况进行分析,确定了结晶器摩擦力的检测思路,回归出空振输出力的计算模型,并对模型的合理性及参数的取值规律进行了讨论。根据结晶器摩擦力的检测结果,对实际生产条件下的摩擦力的瞬态行为、其相关参数的变化、振动方式的影响和摩擦力的异常状况等进行了分析,结果表明:正常工况下,瞬态摩擦力近似随结晶器振动速度变化,二者符合较好;漏钢前,摩擦力随振动速度变化的趋势不再明显,摩擦力变化紊乱、无规则。
王刚[7]2003年在《连铸结晶器拉坯阻力的频谱分析及在漏钢预报中的应用》文中研究说明在现代化连铸生产中，漏钢一直是影响连铸生产及其设备寿命的一个重大因素，减少漏钢并对漏钢进行预报是冶金届的研究方向之一。本文通过研究连铸结晶器振动时产生拉坯阻力的频域特点分析，提出一套漏钢预报方案，并进一步设计了一套漏钢预报系统。本文首先对功率法所得拉坯阻力进行滤波，并在此基础上进行快速傅立叶变换，得到拉坯阻力的频域曲线。对结晶器振动给拉坯阻力带来的影响做了分析，并提出解决方法。选取振幅谱和功率谱作为进一步研究漏钢的指标，分析漏钢时指标的变化，得到漏钢时拉坯阻力频域模型。为了更加准确的描述拉坯阻力和漏钢的关系，本文还提出漏钢概率的概念。基于以上研究，本文最后设计一套拉坯阻力漏钢预报系统，并编制软件实现。并利用宝钢二号连铸结晶器的实际数据检验，证明该系统对于粘结性漏钢有很好的预报作用。
姚曼, 温承浩, 魏勇, 方大成, 陈亚贤[8]2001年在《功率法用于板坯连铸结晶器摩擦力在线检测的试验研究》文中研究指明将功率法用于板坯连铸结晶器摩擦力在线检测 ,建立了监测系统 ,在现场进行试验研究。标定试验确定检测误差在± 2 0 %之内。检测结果表明 ,摩擦力信号对保护渣、拉速、在线调宽和温度系统报警均作出明显反应 ,显示出在选择保护渣、优化工艺参数、预报生产异常和与温度监测联合提高漏钢预报准确率方面的作用和应用潜力。摩擦力在线监测的实现 ,为摩擦力计算的建模和验证提供有力支持 ,将推进结晶器与铸坯间润滑和摩擦行为研究进程
陈亚贤[9]2002年在《连铸结晶器振动阻力在线监测的应用研究》文中研究表明铸坯与结晶器之间的摩擦力是反映连铸过程中结晶器润滑情况的重要参数，它主要从力的方面来研究铸坯与结晶器之间的相互作用。研究表明，结晶器摩擦力与铸坯质量、生产操作以及结晶器振动台的寿命等有很大的关系。当摩擦力的变化达到一定程度时，将会导致裂纹甚至漏钢等事故的发生。 本文在已开发的摩擦力在线监测系统的基础上，通过大量的实践积累，从软、硬件两方面完善该系统，使它运行稳定、数据可靠、准确。同时通过对摩擦力的实时监测，进行离线研究此系统应用于实际生产的可能性，在结晶器振动系统的设备诊断和连铸生产过程的产品质量监控等方面，寻找出可应用的项目和方法，提出利用摩擦力相对值的变化规律来判定或预报铸坯表面缺陷、漏钢和设备事故等及其预防措施；利用摩擦力绝对值的变化规律为预测结晶器振动台寿命提供了一种可行的检测方法；定量或半定量地明确影响摩擦力的相关因素，如调宽、B.0报警、铸坯质量的异常事件等等。这些研究结果为将来在线应用奠定了扎实的基础。
姚曼, 李玉波, 王旭东, 尹合壁[10]2007年在《连铸结晶器摩擦力的研究现状》文中研究指明结晶器内部发生的热力综合作用是影响并制约连铸生产过程的主要因素,铸坯与结晶器之间的摩擦及润滑行为对铸坯质量及生产效率有着重要的影响。综述了结晶器摩擦力计算的研究现状,简要介绍了国内外就摩擦力在线监测研究方面所取得的研究成果,并对结晶器热力联合在线监控技术进行了展望。
参考文献：
[1]. 连铸结晶器摩擦力新检测方法及其应用方法研究[D]. 王旭东. 大连理工大学. 2004
[2]. 连铸结晶器摩擦力异常预报研究[D]. 魏树立. 大连理工大学. 2002
[3]. 连铸结晶器热、力在线检测技术及其应用基础研究[D]. 王旭东. 大连理工大学. 2008
[4]. 板坯连铸结晶器异常预报方法研究[J]. 王旭东, 姚曼, 张立, 陈亚贤. 大连理工大学学报. 2008
[5]. 宽厚板坯连铸结晶器漏钢预报模型研究[D]. 陶乃标. 东北大学. 2012
[6]. 板坯连铸结晶器内传热与摩擦行为研究[D]. 臧欣阳. 大连理工大学. 2008
[7]. 连铸结晶器拉坯阻力的频谱分析及在漏钢预报中的应用[D]. 王刚. 大连理工大学. 2003
[8]. 功率法用于板坯连铸结晶器摩擦力在线检测的试验研究[J]. 姚曼, 温承浩, 魏勇, 方大成, 陈亚贤. 钢铁. 2001
[9]. 连铸结晶器振动阻力在线监测的应用研究[D]. 陈亚贤. 大连理工大学. 2002
[10]. 连铸结晶器摩擦力的研究现状[J]. 姚曼, 李玉波, 王旭东, 尹合壁. 钢铁研究学报. 2007