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铸坯质量缺陷预测的特征降维方法研究

武汉科技大学学报 2020年第5期43卷 334-339页

作者：李文深容芷君但斌斌武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

为提高铸坯质量预测的准确率,本文提出了一种基于最大信息系数(MIC)和主成分分析(PCA)的两阶段特征降维方法。采集某钢厂铸坯生产过程数据,根据冶金原理得到铸坯夹杂类质量缺陷的影响因素,构造原始特征集。第一阶段进行特征选择,使用随... 详细信息

为提高铸坯质量预测的准确率,本文提出了一种基于最大信息系数(MIC)和主成分分析(PCA)的两阶段特征降维方法。采集某钢厂铸坯生产过程数据,根据冶金原理得到铸坯夹杂类质量缺陷的影响因素,构造原始特征集。第一阶段进行特征选择,使用随机森林分类器的分类准确率来评价ReliefF、IG和MIC三种算法的特征选择效果,结果显示,基于MIC度量指标选出的特征维度更低、分类准确率更高。第二阶段使用PCA方法对特征选择后的特征集进行降维,并将其与原始特征集、MIC、PCA算法的分类准确率进行比较,结果表明,本文提出的基于MIC和PCA的两阶段降维方法优于其他算法,能有效降低原始特征集的维度并提高对铸坯夹杂类质量缺陷的预测精度。

关键词：铸坯质量预测最大信息系数主成分分析特征降维

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局部二值模式在连铸坯表面缺陷识别中的应用

工程科学学报 2016年第12期38卷 1728-1733页

作者：田思洋徐科郭会昭北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京100083 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

为了解决传统的图像识别算法无法准确识别铸坯表面缺陷的问题,提出一种考虑图像相邻像素影响的改进的多块局部二进制算法(MB-LBP).该算法将原始图像分成多个小区域,每个小区域再做等分,并计算平均灰度值,再运用局部二进制模式算法进行计... 详细信息

为了解决传统的图像识别算法无法准确识别铸坯表面缺陷的问题,提出一种考虑图像相邻像素影响的改进的多块局部二进制算法(MB-LBP).该算法将原始图像分成多个小区域,每个小区域再做等分,并计算平均灰度值,再运用局部二进制模式算法进行计算.对现场采集到的连铸坯表面裂纹、划伤、压痕、凹坑和无缺陷共五类1697个样本进行实验,整体识别率达到94.9%,而传统局部二进制模式算法的识别率为89.1%,说明本文算法具有更好的鲁棒性和抗噪能力.

关键词：二值模式表面缺陷检测特征提取连铸铸坯

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铸坯内部缺陷的超声无损检测与表征

炼钢 2019年第3期35卷 47-53,61页

作者：丁恒李雪王柱卫广运刘宏强黎敏北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 北京科技大学机械工程学院北京100083 河钢集团钢研总院河北石家庄050023

铸坯作为钢铁生产的中间产品,其内部质量对下游产品质量有重要的影响。传统铸坯质量检测多采用金相法和金属原位分析等方法对表面缺陷进行检测,而无法检测内部缺陷。针对工业生产中对铸坯内部质量控制的需求,提出了基于分层聚焦扫查的... 详细信息

铸坯作为钢铁生产的中间产品,其内部质量对下游产品质量有重要的影响。传统铸坯质量检测多采用金相法和金属原位分析等方法对表面缺陷进行检测,而无法检测内部缺陷。针对工业生产中对铸坯内部质量控制的需求,提出了基于分层聚焦扫查的超声显微无损检测方法。首先,利用超声检测设备对试样进行分层聚焦扫查,得到试样厚度方向上多张超声图像,然后,对所得超声图像进行三维重构,并分析重构结果,得到铸坯内部缺陷尺寸、数量、空间分布等特征,进而得到铸坯致密度、均匀度等评价指标。利用新方法评价不同压下量处理的42CrMo钢铸坯,发现压下量为16 mm时,对铸坯质量改善最为明显,辅以金属原位分析的结果,验证了该方法的有效性。

关键词：铸坯内部缺陷超声显微技术三维重构

20CrMnTi钢连铸坯柱状晶区的高温力学性能

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材料研究学报 2013年第3期27卷 273-278页

作者：董志华陈登福龙木军张星申嘉龙重庆大学材料科学与工程学院重庆400030

采用Gleeble-1500D热/力模拟实验机进行拉伸实验,测试20CrMnTi钢650—1050℃温度范围柱状晶区内的应力-应变曲线、高温强度、硬化系数及热塑性,研究了铸坯各高温力学性能参量与取样位置的关系。结果表明,随着距铸坯表面距离的增加,铸坯... 详细信息

采用Gleeble-1500D热/力模拟实验机进行拉伸实验,测试20CrMnTi钢650—1050℃温度范围柱状晶区内的应力-应变曲线、高温强度、硬化系数及热塑性,研究了铸坯各高温力学性能参量与取样位置的关系。结果表明,随着距铸坯表面距离的增加,铸坯抗拉强度降低,低温(650℃)下的硬化系数明显增大;750℃时,1#、2#和3#试样的断面收缩率均达到最低,约为60%;取样位置由1#试样变为3#试样时,铸坯裂纹敏感区宽度保持在150℃左右,温度区间整体向低温区移动约17℃。以1#试样为参考,矫直过程中的铸坯表面温度应控制在825℃以上。

关键词：金属材料高温力学性能铸坯 20CrMnTi钢柱状晶区

板坯连铸结晶器振动异常波形对铸坯等效应力及变形影响研究

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板坯连铸结晶器振动异常波形对铸坯等效应力及变形影响研究

作者：刘俊内蒙古科技大学

学位级别：硕士

连铸结晶器是否正常运行直接影响到连铸机的生产效率,并且铸坯的质量也会受到影响。但是,在实际的生产过程中,由于各种自身因素和外部因素,使结晶器无法按照设定的理想振动曲线进行振动,导致出现异常振动状态。例如,结晶器沿垂直位移的... 详细信息

连铸结晶器是否正常运行直接影响到连铸机的生产效率,并且铸坯的质量也会受到影响。但是,在实际的生产过程中,由于各种自身因素和外部因素,使结晶器无法按照设定的理想振动曲线进行振动,导致出现异常振动状态。例如,结晶器沿垂直位移的方向发生转动,并且沿前后位移的方向发生摆动。这种异常的振动状态将对板坯的凝固,传热和变形过程中的应力产生不同程度的影响,并且可能会导致诸如板坯表面的振动痕迹和裂纹之类的缺陷,在严重的情况下可能会导致破裂。铸坯在铸型中的热和机械性能对连铸工艺有重要影响。近年来,对结晶器的传热规律的研究对于提高连铸的生产率非常重要及对铸坯的表面质量具有跨时代的意义。由于结晶器中钢水凝固和传热的复杂性,很难进行工业测试来了解铸坯的内部条件。因此,利用数值模拟研究模具的传热规律是一种有效的方法。本文以某板坯厂横截面为1600mm×67mm的结晶器为研究对象,基于理论计算,从铸坯的温度场和应力场为出发点,应用ANSYS与Solid Works等软件建立了结晶器、铸坯与冷却栅格装配的有限元模型,通过计算仿真得到结晶器的振动特性和异常振动行为信息。根据仿真结果对铸坯的应力场进行分析,得到异常振动对铸坯的应力变形影响。为了进一步分析异常振动对结晶器内铸坯的应力变形,通过控制变量法研究了不同拉坯速度下的结晶器振动特性可以得到:在高速拉伸过程中,结晶器振动台运动曲线偏离了正弦曲线,这将导致结晶器运动不平稳,铸坯破裂,最终发生漏钢等故障。因此,在对结晶器振动台进行检修和维护时,要找出结晶器振动台运动曲线偏离的原因和影响程度,来保证结晶器振动台的性能。通过对结晶器异常振动过程进行仿真,得到的应力场仿真结果表明:上下位移振动异常时,铸坯存在四个应力集中的位置,分别为冷却栅格角部、铸坯出口处角部。随着拉坯速度的增加,其等效应力随着增加。而等效应变的变化规律与之相同。前后位移摆动异常时,其变化规律与上下位移振动异常工况下相同,只不过增加的数值幅度小于上下位移振动异常工况。上下与前后位移振结合振动异常时,铸坯的等效应力及变形的变化规律与上下位移振动异常单独作用下变化规律一致,不同的是前者的应力和应变数值增大了些。因此,前后位移摆动异常时拉坯速度的增加对于铸坯等效应力及变形的影响幅度不如结晶器上下位移振动异常、结晶器上下与前后位移振动异常。

关键词：铸坯结晶器数据处理异常振动有限元

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结晶器厚度方向锥度对铸坯质量的影响

河北冶金 2023年第3期 33-36页

作者：董光军刘元东山东石横特钢有限公司山东泰安271000

从铸机结晶器参数入手,对比了不同类型铸机所生产铸坯表面纵裂纹的差异。认为结晶器厚度方向锥度小是导致铸坯表面产生纵裂纹的主要原因,锥度越大越有利于降低铸坯表面纵裂纹的发生率。通过研究结晶器的发展过程指出,在结晶器设计过程中... 详细信息

从铸机结晶器参数入手,对比了不同类型铸机所生产铸坯表面纵裂纹的差异。认为结晶器厚度方向锥度小是导致铸坯表面产生纵裂纹的主要原因,锥度越大越有利于降低铸坯表面纵裂纹的发生率。通过研究结晶器的发展过程指出,在结晶器设计过程中,厚度方向的锥度应满足钢种的凝固收缩,尽量减少气隙,改善传热,降低铸坯缺陷。

关键词：铸坯纵裂纹结晶器锥度

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A105连铸坯表面横裂纹形成原因分析

北京科技大学学报 2014年第1期36卷 29-36页

作者：陶素芬王福明李梦龙金桂香曹敏柴国强北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京有色金属研究总院北京100088

应用配有能谱仪的场发射扫描电镜分析了A105钢中裂纹处及基体内残余元素Cu、As和Sn以及P含量.应用Thermo-Calc热力学计算软件计算了A105钢的主要析出相以及钢液中P含量随固相质量分数变化关系.应用Gleeble 1500热模拟试验机对A105钢的... 详细信息

应用配有能谱仪的场发射扫描电镜分析了A105钢中裂纹处及基体内残余元素Cu、As和Sn以及P含量.应用Thermo-Calc热力学计算软件计算了A105钢的主要析出相以及钢液中P含量随固相质量分数变化关系.应用Gleeble 1500热模拟试验机对A105钢的高温热塑性进行了研究.发现P偏析是该钢产生横裂的主要原因,残余元素Cu、As和Sn在晶界的偏聚加剧了裂纹的形成,矫直温度偏低加速了裂纹的扩展,而裂纹的形成可能与AlN的析出无关,因为析出的AlN很少.

关键词：连铸铸坯表面裂纹磷偏析