改进型EMD-Elman神经网络在铁水硅含量预测中的应用

针对高炉炼铁过程的多尺度和动态特征,建立了基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和Elman神经网络的铁水硅含量预测模型。该模型先采用EMD将硅含量序列分解成有限个、相对平稳的本征模函数(intrinsic mode function,IMF)和剩余分量;然后,分别对每个IMF和剩余分量建立Elman神经网络子模型;为了进一步提高预测精度,将子模型的结果进行加权融合,并利用粒子群算法进行权值的寻优,最终获得硅含量的预测结果。将该模型用于某钢厂铁水硅含量的预报,实验结果证实了该方法的有效性。

并罐式无钟炉顶装料行为的离散元模拟及实验研究

通过离散元模拟和物理实验相结合的方法研究了并罐式无钟炉顶装料过程中颗粒的流动行为.结果表明:DEM模拟能很好地再现实验结果;料罐内部颗粒间力的分布不均匀,强力链主要分布在料罐下部和斜墙附近;料罐内颗粒流动为偏斜式漏斗流,可分为准呆滞区、流动加速区、两侧墙壁附近的剪切层,料罐内颗粒流动模式影响着颗粒的排放顺序,并进一步影响颗粒的下落轨迹及其在炉内的分布;颗粒流动轨迹受料罐出口闸门开度的影响,为保证稳定布料,应将闸门开度控制在合理的范围内;颗粒堆积过程中,堆尖位置随着料流落点位置而变化,堆尖半径大于落点半径.

高炉风口煤粉及回旋区焦炭燃烧过程数学模型

通过对高炉风口粉煤燃烧及回旋区焦炭燃烧过程中高炉工作环境的探讨,得出数值模拟的方法在喷煤高炉风口煤粉及回旋区焦炭燃烧研究中的必要性,回顾了前人应用数值模拟的实验方法在此方面的研究,总结出了煤粉喷吹过程气-粒两相湍流流动数学模型;煤粉挥发分热解及辐射传热数学模型;回旋区焦炭颗粒燃烧能量方程,最后提出了基于CCD技术的数值模拟边界条件设定的新构想.

多无人机自主编队协同制导技术的概念、设计和仿真(英文)

现代防空技术的迅速发展使得制导武器的突防效果大大下降,多飞行器自主编队协同制导技术成为提高未来制导武器作战效能的关键技术之一。定义了高动态自主编队协同制导技术的概念体系;提供编队队形生成、队形保持和控制、协同导航与航路规划、目标协同捕捉与动态分配、协同末制导等关键技术的框架结构和设计方法;并设计了适用于自主编队协同制导技术的无线自组织网络结构和组网协议,实现高动态环境下信息的互联、互通和互操作,且节点具备自主管理能力和容错能力;通过所构建的多 UAV 自主编队协同制导验证演示系统验证表明,系统的框架结构和设计方法有效,系统性能满足技术指标要求。

MgO含量对高炉渣性质影响的理论解析

采用热力学计算方法,分析了不同混合原料组成对高炉炉渣成分的影响,探讨了MgO含量变化对炉渣性质的作用,并以CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO五元系终渣为研究对象,应用Fact Sage热力学软件,理论解析综合炉料终渣中MgO对其熔化温度和粘度的影响,得出了渣成分组成变化时高炉渣适宜的MgO含量。

喷吹循环煤气氧气高炉的静态模型

根据整体及各区域的物理化学约束条件建立了氧气高炉工艺综合数学模型.通过模型的计算结果对能量在不同区域的利用情况进行了分析.得出结论如下:氧气高炉无煤气循环流程的一次能耗很高,燃料比在600 kg/tHM以上,并且无法实现高温区和固体炉料区之间的能量匹配.炉顶煤气循环后,可以实现能量在高温区和固体炉料区的同时平衡;在同时满足全炉热平衡和区域热平衡的条件下,氧气高炉炉身喷吹循环煤气流程的理论燃烧温度过高,而炉缸喷吹循环煤气流程的理论燃烧温度偏低;对于氧气高炉炉身、炉缸同时喷吹循环煤气流程,随着循环煤气量的增大,焦比升高,煤比降低,理论燃烧温度可以维持在合理的范围内.

采用分段法研究含镁球团等温还原过程动力学

为了研究Mg O添加剂对球团矿还原行为的影响以及确定还原反应过程动力学机理,采用球团矿的等温还原标准检验方法,测定3种不同含镁球团的还原性能,考察还原度与还原速率的变化情况。采用分段法对其还原反应过程动力学进行分析,确定反应过程前期和后期不同的动力学机理函数积分式,进而通过建立动力学模型,计算不同阶段的反应速率常数。研究结果表明:前期还原过程反应速率常数受镁含量影响较大,而后期浮氏体还原过程的反应速率常数则受镁含量的影响不大。

厚渣层铁浴熔融还原炼铁工艺的静态模型

提出了一种两步三段式厚渣层铁浴熔融还原炼铁工艺,铁浴炉利用厚渣层保证反应器内球团矿的氧化区氧化放热与还原区还原的梯度隔离,煤气改质炉提高煤气利用率,转底炉预还原匹配整个系统能耗最低.依据物料平衡与能量平衡的原理,建立了该工艺的静态模型,依据设定的工艺流程中各个环节的生产指标,掌握了各个环节的物料消耗与能量消耗情况,并与现阶段各种炼铁工艺进行了对比,阐明了本工艺的特点与优势,为该工艺的生产实践提供了参考.

高炉风口回旋区影响因素的冷态实验分析

以重钢5号高炉实际尺寸和操作参数为基础,假设高炉风口未喷吹煤粉,回旋区内的流动为气固两相流动,且气相的流动属于粘性不可压缩流动,根据相似理论建立了高炉回旋区三维冷态实验模型,分析回旋区的形成机理及影响因素。结果表明:鼓风量、料层物理属性、料层高度以及风口直径对回旋区大小和形状均有影响。随着鼓风量的增大,回旋区穿透深度和高度均不同程度的增加,当鼓风量过大时,回旋区顶部炉料上浮,椭球形的回旋区形状不再存在。同一鼓风量下料层的粒径与密度比越大时形成的回旋区穿透深度越小,反之越大。料层高度对回旋区穿透深度的影响不大。风口直径对回旋区穿透深度的影响较明显。

高炉回旋区影响因素的冷态模型研究

以重钢5号高炉实际尺寸和操作参数为基础,假设回旋区内的流动为气固两相流动,且气相流动为粘性不可压缩流动,根据相似理论建立了高炉回旋区三维冷态实验模型,分析了回旋区形成机理的影响因素。结果表明:鼓风量、料层属性、料层高度以及风口直径对回旋区大小和形状均有影响。随着鼓风量的增大,回旋区深度和高度均不同程度的增加,当风量过大时,回旋区炉料上浮,椭球形的回旋区形状不再存在。回旋区高度随料层高度的逐渐增加而减小。风口直径对回旋区穿透深度的影响较其对高度的影响明显。

扩散方程的稳态近似分析:Ⅰ.稳态近似法处理过程

反应器内层状渣(锍)、金液界面两侧内扩散、团块、气泡、粉粒或液滴内的扩散,都是有限长度区间上传质问题;获得有限长度区间上扩散方程的近似分析解,可兼有学术和应用价值。以质量守衡原理、菲克扩散定律为物理基础,以对方程的离散化处理为手段,以基于浓度变化率随时间不变的假设获得扩散速率近似式为必要步骤,给出了对有限长度区间内扩散方程进行稳态近似法处理的过程;同时获得了二、三类边界条件下扩散方程的一个稳态近似解。对近似解和精确解偏差进行了分析。笔者对扩散方程的稳态近似法处理过程可以应用于工程上。

氧气高炉新型氧煤燃烧器设计参数对风口区流场影响数值模拟

氧气高炉通过向风口回旋区喷吹煤粉以及脱除CO_2的循环高炉煤气,可有效降低CO_2排放。运用CFD商业软件,建立风口回旋区三维模型,针对氧气高炉所设计的新型燃烧器中氧煤枪数量及其与直吹管所呈角度和空间物理位置对风口回旋区流场的影响进行数值模拟。研究结果表明：采用单支氧煤枪操作,当其位于直吹管上部时,煤气流速度随喷吹角度由7°～15°变化时逐渐减小,且夹角为9°较为适宜,当其位于下部时,随着夹角越大,对风口回旋区深度增加越有利;采用双氧煤枪操作,当其在直吹管上下、左右分布时,夹角分别为11°和13°较合理;当单支氧煤枪位于直吹管上方且夹角为9°、距离d为75 mm时能较好地促进风口回旋区深度增加并保持足够的鼓风动能。

高炉铁水硅含量预测系统

高炉铁水中的硅含量不仅是衡量产品质量的一个重要指标,而且反映了高炉能量利用的好坏。铁水硅含量的准确预测,能够指导高炉配料和高炉冶炼操作,实现降低铁水硅含量的目的。根据硅还原的机理从热力学和动力学方程出发,经推导得出了铁水中硅含量的预测模型,并结合高炉物料平衡及热平衡计算,编制成高炉铁水硅含量的预测系统。将实际高炉的原料条件及操作参数输入系统,得到了高炉铁水硅含量的预测值。该预测值与实测值相比,误差范围小,命中率高。从而表明该预测系统在实际运用中具有可靠性。

铁矿石品位与焦比、铁水产量关系的研究

为进一步了解铁矿石品位与焦比、铁水产量的关系,用拉姆计算法对铁矿石品位变化1%对焦比的影响进行计算,对国内某炼铁厂2 500 m3高炉实际生产数据进行统计及理论计算。研究结果表明随着矿石品位的增加,矿石品位对焦比的影响越来越小,铁水产量随铁矿石品位呈线性增长关系。计算得出入炉铁矿石品位为56.4%时,矿石品位增加∶焦比减少∶铁水产量增加=1∶1.6∶1.77,与实际统计得到的1∶1.74∶2.39较为相近,计算结果有效,但与经验关系1∶2∶3有所不同。提供了一种能用于生产高炉分析矿石品位与焦比、铁水产量关系的计算方法,为细化高炉操提供指导。

基于原子-分子理论的二元合金熔体热力学计算

分别使用Miedema、MIVM、NRTL、Wilson二元合金系热力学模型及Fact Sage热力学软件计算Bi-Pb、Bi-Sn、Cd-Pb、Pb-Sn 4个二元合金系的活度值,并与实验值进行比较.结果表明:Miedema、MIVM、NRTL、Wilson模型计算不同体系活度的效果不同,每种模型都有其适用的体系.而Fact Sage热力学软件计算的活度均与实验值吻合较好,文中使用Fact Sage分别计算Bi-Pb、Bi-Sn、Cd-Pb、Pb-Sn 4个二元系不同温度下的活度值.同时利用原子-分子理论计算Bi-Pb二元系质量作用浓度,给出生成金属间化合物Bi Pb反应的标准吉布斯自由能的表达式.

利用Young-Laplace算法程序计算液体表面张力

通过编写Young-Laplace算法,将数码摄像捕捉的液滴彩色图像进行数字化处理,以计算液滴表面张力。针对液滴的彩色图像,利用Photoshop软件和Canny算法等图像边缘检测方法得到了液滴的实验轮廓点。基于静滴法的基本方程,运用牛顿迭代法和增量加载法对液滴的实验轮廓进行曲线拟合,得到最接近实际曲线的理想曲线。根据最优的拟合曲线,计算出了液滴的表面张力和相关的物理参数。通过Young-Laplace算法计算出了纯铁在不同温度下的表面张力,并且与其他文献值偏差较小,证明了此方法可行、可靠有效。

炼铁过程操作线图

根据炼铁技术最新发展，提出了综合各种炼铁过程（如高炉、非高炉以及各种熔融还原工艺）的热平衡新的表示方法在此基础上，以ＲＩＳＴ操作线为基本思路，建立了新的炼铁过程操作线图（ＩＰＤ，ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｉａｇｒａｍ）．这一新线图可以直观并形象地分析各种炼铁过程的物质转移过程和能耗，有助于冶金工作者分析和选择各种炼铁过程。

Fe-P-j三元系熔体的热力学计算

利用导出的热力学模型,计算了1873K下Fe液中合金元素对P的活度相互作用系数ε_P,结果表明,计算值和实验值正负号一致率达94.7%,并基本处于同一数量级.

Fe-S熔体作用浓度的计算模型

根据含化合物金属熔体共存理论及相图,推导了Fe-S熔体作用浓度计算模型,结果符合实际,并确定了硫的分配比与温度的关系式。

铁水脱磷处理涉及渣系的计算相图分析

采用FactSage^TM软件对铁水预处理熔剂在温度为1350℃时的相图进行绘制，并分析了液态渣相的生成条件。结果表明，对CaO-CaCl2-SiO2系，相图中所有区域均有液态渣相出现，在WCaO／WSiO2=0—1～2．3的范围内将生成单一渣相；对CaO—Ca2P2O7-Fe3O4系，相图中在WFe3O4〉0．05％时会有液态渣相出现；对CaO-FesOa—AIzO。系，相图中在有Fe3O4存在时只要WAl2O3〈80％就会有渣相生成；对CaO-Ca2P2O7—Al2O3系，相图中WCaO/WAl2O3=0．59～1．86的区域内，熔剂中会产生液态渣相。