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基于改进自编码器的转炉炼钢工艺模式提取方法

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工程科学学报 2024年第6期46卷 1108-1119页

作者：董倩倩胡帅杰黎敏于艳谷茂强北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

转炉炼钢吹炼过程的控制主要包括供氧、造渣和底吹等工艺操作,吹炼过程控制的稳定性直接影响着终点钢水的质量.传统的静态控制模型以物料平衡和热平衡为基础获得吹炼过程工艺操作模式,未考虑以原料为主的标量型数据和以工艺参数为主的... 详细信息

转炉炼钢吹炼过程的控制主要包括供氧、造渣和底吹等工艺操作,吹炼过程控制的稳定性直接影响着终点钢水的质量.传统的静态控制模型以物料平衡和热平衡为基础获得吹炼过程工艺操作模式,未考虑以原料为主的标量型数据和以工艺参数为主的时序型数据之间的强耦合关系,导致传统静态模型的可靠性不高,需要依靠人工经验来调整工艺参数.为解决上述问题,提出一种基于改进自编码器的转炉炼钢工艺模式提取方法,该方法以自编码器为基础结构,使用全连接模块、长短期记忆网络模块、一维卷积模块和批量K-Means模块建立聚类模型,并联合聚类损失函数和重构损失函数实现模型的训练,获得原始高维数据在低维特征空间所对应的隐藏向量;在此基础上,利用隐藏向量完成聚类;最后,在属于不同聚类类别的数据中,寻找离各个聚类中心最近的样本,将最近样本的供氧、造渣和底吹工艺操作作为该类样本的工艺操作模式.利用转炉炼钢生产过程实际数据验证了所提方法的有效性,使用标量型数据和提取的工艺模式数据预测终点碳温,终点碳的质量分数在±0.02%误差范围内的平均命中率为95.06%,终点温度在±20℃误差范围内的平均命中率为91.48%,在终点碳的质量分数±0.02%、温度±20℃误差范围内的平均双命中率为90.80%.

关键词：转炉炼钢多变量时间序列工艺模式提取长短期记忆网络一维卷积神经网络

汽车用Al-Mg-Si-Cu-(2.0%Zn)合金的析出和抗晶间腐蚀行为

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中国有色金属学报 2022年第8期32卷 2198-2208页

作者：韩少杰鄢勇郭明星冯伟俊李苗苗庄林忠张济山北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083 宝山钢铁股份有限公司中央研究院宝武铝业技术中心上海201900 中国宝武三门峡铝基新材料研发中心三门峡472000

通过SEM、TEM观察及性能测试等手段研究了Al-Mg-Si-Cu-(2.0%Zn)合金析出和抗晶间腐蚀行为。结果表明:添加Zn可有效促进预时效态合金185℃时效初期硬化速率和峰值强度(峰值硬度、屈服强度和抗拉强度分别可达1200 MPa、313.9 MPa和358.8 M... 详细信息

通过SEM、TEM观察及性能测试等手段研究了Al-Mg-Si-Cu-(2.0%Zn)合金析出和抗晶间腐蚀行为。结果表明:添加Zn可有效促进预时效态合金185℃时效初期硬化速率和峰值强度(峰值硬度、屈服强度和抗拉强度分别可达1200 MPa、313.9 MPa和358.8 MPa),但是伸长率却降低不明显,SEM断口形貌呈典型的塑性断裂特征;添加2.0%Zn的峰时效态合金还具有优异的抗晶间腐蚀性能,最大晶间腐蚀深度可由不含Zn合金的90μm降低至40μm。TEM组织表征显示,溶质元素Zn的添加可以显著促进合金晶内和晶界沉淀相的析出,晶内仍以Mg-Si沉淀相为主,而晶界附近分布有Mg-Zn沉淀相,偏离晶界较远处却分布有由多种元素构成的AlMgSiCuZn沉淀相;基于组织和性能演化规律,提出了含2.0%Zn合金晶内和晶界沉淀析出过程模型图,及其相关抗晶间腐蚀影响作用机制。

关键词： Al-Mg-Si-Cu-Zn合金时效响应峰时效晶间腐蚀模型机制

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深拉型搪瓷内胆用热轧钢带开发及应用

特殊钢 2019年第3期40卷 23-27页

作者：刘友荣孙全社宝钢股份研究院梅钢公司技术中心南京210039 宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

热水器搪瓷内胆结构由三段式升级为二段式,内胆毛坯的成形方式由卷圆成形+冲压成形方式转变成深拉成形方式,相应的钢板也必须满足深拉成形要求。由于搪瓷内胆结构的变化,对钢板提出了更高的要求,在保障涂搪性能的基础上还需更好的深拉... 详细信息

热水器搪瓷内胆结构由三段式升级为二段式,内胆毛坯的成形方式由卷圆成形+冲压成形方式转变成深拉成形方式,相应的钢板也必须满足深拉成形要求。由于搪瓷内胆结构的变化,对钢板提出了更高的要求,在保障涂搪性能的基础上还需更好的深拉性能。宝钢运用钢厂工业数据与试验设计(DOE)工具,建立钢种设计优化模型,开发出了深拉型搪瓷内胆专用热轧钢板。经工业大生产验证,深拉件报废比例可以控制在千分之四以内,涂搪性能优良。

关键词：搪瓷内胆深拉成形热轧钢带 DOE(试验设计)

激光诱导击穿光谱原位分析仪和电子探针在CrMo耐磨铸钢元素偏析分析中的联合应用

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冶金分析 2022年第6期42卷 1-8页

作者：赵龙张洪瑞翟敢超余海峰陈湘茹翟启杰上海大学材料科学与工程学院先进凝固技术中心宝山钢铁股份有限公司中国宝武中央研究院不锈钢研发中心

CrMo耐磨铸钢是重要的耐磨钢铁材料，凝固过程中的溶质元素偏析是影响CrMo耐磨铸钢组织和性能的重要因素，了解凝固过程中的溶质元素偏析对于CrMo耐磨铸钢的工业化生产具有重要的借鉴意义。宏观偏析和微观偏析是衡量材料偏析程度的两个... 详细信息

CrMo耐磨铸钢是重要的耐磨钢铁材料，凝固过程中的溶质元素偏析是影响CrMo耐磨铸钢组织和性能的重要因素，了解凝固过程中的溶质元素偏析对于CrMo耐磨铸钢的工业化生产具有重要的借鉴意义。宏观偏析和微观偏析是衡量材料偏析程度的两个指标，准确的测量其偏析状况是研究溶质元素偏析的基础。实验以CrMo耐磨铸钢为研究对象，采用激光诱导击穿光谱原位分析仪(LIBSOPA)和电子探针(EPMA)分析钢锭不同部位的宏观偏析和凝固组织中的微观偏析，结果发现，Cr、V和Mn元素在CrMo耐磨铸钢铸锭中宏观偏析程度较小，偏析比接近1,而Mo元素宏观偏析程度较大，其最大宏观偏析比超过1.20;Cr、Mo、V和Mn元素在CrMo钢凝固组织中均存微观偏析，且随着冷却速度的增加，Cr、Mo、V和Mn微观偏析程度也随之增加，其最大微观偏析比分别为1.39、2.63、3.47和1.83。LIBSOPA与EPMA在CrMo耐磨铸钢元素偏析分析中的联合应用，对全面了解CrMo钢铸锭元素偏析，优化铸造以及后续的热加工工艺具有重要借鉴意义。

关键词：激光诱导击穿光谱原位分析仪(LIBSOPA) 电子探针(EPMA) 宏观偏析微观偏析 CrMo耐磨铸钢偏析

面向PHF工艺的7075-T6铝合金高温变形行为

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塑性工程学报 2022年第12期29卷 118-126页

作者：李永丰岳毓挺曹零勇杨兵张云光李淑慧上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 宝山钢铁股份有限公司中央研究院宝武铝业技术中心上海201999 上海运输工具轻量化金属材料应用工程技术研究中心上海201999

开展了7075-T6铝合金在预强化热冲压工艺条件下的高温变形行为实验研究,设计搭建了7075-T6铝合金快速加热/降温-高温力学性能实验平台,满足了快速加热、温度路径控制和全场应变测量的实验需求。研究了短流程热冲压工艺路线下7075-T6铝... 详细信息

开展了7075-T6铝合金在预强化热冲压工艺条件下的高温变形行为实验研究,设计搭建了7075-T6铝合金快速加热/降温-高温力学性能实验平台,满足了快速加热、温度路径控制和全场应变测量的实验需求。研究了短流程热冲压工艺路线下7075-T6铝合金的高温变形行为,建立了考虑析出相回溶度的高温变形本构模型。分析了7075-T6铝合金的高温回溶/拉伸性能和高温预变形强化规律。总结了回溶温度、成形温度、高温预变形量对材料流动应力和最终服役性能的影响。结果表明,7075-T6铝合金在250~300℃温度范围内塑性提升明显,增加3%高温预变形量可以最终得到接近T6态94%的抗拉强度,为PHF工艺的应用与仿真模型建立提供了指导。

关键词：高强铝合金预强化热冲压高温变形行为预变形回溶 DIC

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大型转炉双角度氧枪喷头高供氧强度炼钢

钢铁 2021年第9期56卷 62-73页

作者：蒋晓放杨文远吴亚明王明林李洪涛胡砚斌宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201999 钢铁研究总院冶金工艺研究所北京100081 宝山钢铁股份有限公司炼钢厂上海200941 钢铁研究总院连铸技术国家工程中心北京100081

为了把宝钢炼钢厂300t转炉的氧流量由60000提高到69000m^(3)/h,设计了6孔双角度氧枪喷头。根据第一个双角度喷头的试验结果,结合实验室内进行的氧枪喷头射流流场测定、射流与熔池作用的水模研究,对喷头设计进行了改进。为制定正确的供... 详细信息

为了把宝钢炼钢厂300t转炉的氧流量由60000提高到69000m^(3)/h,设计了6孔双角度氧枪喷头。根据第一个双角度喷头的试验结果,结合实验室内进行的氧枪喷头射流流场测定、射流与熔池作用的水模研究,对喷头设计进行了改进。为制定正确的供氧制度和喷头设计,对宝钢一炼钢的管道压力损失进行了测定。经过优化的3号6孔双角度喷头的主要参数为,氧流出口马赫数Ma≥2.1,小角度喷孔的氧流量不低于总供氧流量的57%,大角度喷孔夹角不小于13°,小角度喷孔夹角为10°左右。利用3号6孔喷头炼钢效果为,氧流量为69000m^(3)/h,吹氧时间平均缩短2.0min/炉,脱磷率平均为87.5%,氧枪喷头寿命平均为190次。通过这次研究工作掌握了大型转炉高供氧强度3.833m^(3)/(t·min)吹炼的双角度6孔喷头设计制作和吹炼操作技术。

关键词：转炉炼钢供氧强度氧气流量氧枪喷头冶金效果

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熔体处理对3104合金扁铸锭夹杂物的影响

宝钢技术 2023年第3期 1-11页

作者：何海铜宋学龙薛菲宝山钢铁股份有限公司中央研究院新材料产业创新中心上海201999 宝山钢铁股份有限公司中央研究院宝武铝业技术中心上海201999

控制铝合金扁铸锭中夹杂物的含量和尺寸是提升铝合金扁铸锭冶金质量的重要途径,而夹杂物种类的识别是定量和减少夹杂物的基础。利用金相、SEM、EDS及EPMA分析技术,通过对熔体处理各阶段3104合金扁铸锭夹杂物的种类和形貌特征进行识别,... 详细信息

控制铝合金扁铸锭中夹杂物的含量和尺寸是提升铝合金扁铸锭冶金质量的重要途径,而夹杂物种类的识别是定量和减少夹杂物的基础。利用金相、SEM、EDS及EPMA分析技术,通过对熔体处理各阶段3104合金扁铸锭夹杂物的种类和形貌特征进行识别,定量分析熔体处理对3104合金扁铸锭中夹杂物的影响,为调控、优化3104合金扁铸锭熔体处理工艺提供依据。

关键词： 3104 夹杂物扁铸锭

面向PHF工艺的7075-T6铝合金高温变形行为

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塑性工程学报 2023年 118-126页

作者：李永丰岳毓挺曹零勇杨兵张云光李淑慧宝山钢铁股份有限公司中央研究院宝武铝业技术中心上海交通大学机械与动力工程学院上海运输工具轻量化金属材料应用工程技术研究中心

开展了7075-T6铝合金在预强化热冲压工艺条件下的高温变形行为实验研究,设计搭建了7075-T6铝合金快速加热/降温-高温力学性能实验平台,满足了快速加热、温度路径控制和全场应变测量的实验需求。研究了短流程热冲压工艺路线下7075-T6铝合金的高温变形行为,建立了考虑析出相回溶度的高温变形本构模型。分析了7075-T6铝合金的高温回溶/拉伸性能和高温预变形强化规律。总结了回溶温度、成形温度、高温预变形量对材料流动应力和最终服役性能的影响。结果表明,7075-T6铝合金在250～300℃温度范围内塑性提升明显,增加3%高温预变形量可以最终得到接近T6态94%的抗拉强度,为PHF工艺的应用与仿真模型建立提供了指导。

关键词：高强铝合金预强化热冲压高温变形行为预变形回溶 DIC

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搪玻璃用热轧中厚钢板氢穿透时间及贮氢性能

钢铁 2022年第12期57卷 161-168页

作者：孙全社徐春魏娇王双成宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900 上海应用技术大学材料科学与工程学院上海201418

搪玻璃用中厚钢板是制作搪玻璃设备的关键材料,要求钢板在搪玻璃过程中具有良好的贮氢性能和抗鳞爆性能,但长期以来主要使用普通压力容器用中厚钢板Q245R,极易产生鳞爆。因此,对比常用的含0.16%C+0.013%Ti(质量分数)的热轧正火态中厚钢... 详细信息

搪玻璃用中厚钢板是制作搪玻璃设备的关键材料,要求钢板在搪玻璃过程中具有良好的贮氢性能和抗鳞爆性能,但长期以来主要使用普通压力容器用中厚钢板Q245R,极易产生鳞爆。因此,对比常用的含0.16%C+0.013%Ti(质量分数)的热轧正火态中厚钢板Q245R,设计并工业化生产了w(C)=0.10%、w(Ti)=0.10%的搪玻璃用热轧中厚钢板B245GT,通过光学显微镜、渗氢试验和透射电镜等研究和对比分析了厚度为20mm的2种钢板在表层、厚度1/4处和1/2处的显微组织、氢穿透时间和贮氢性能,观察并分析了B245GT中的析出相。结果表明,Q245R钢板的显微组织由带状珠光体和铁素体组成,而B245GT钢板由铁素体和极少量珠光体组成,珠光体组分远低于Q245R。对测定氢穿透时间的试样厚度归一化后,Q245R沿不同厚度处的氢穿透时间TH2介于2.7~4.4min/mm^(2),均远低于阈值6.7min/mm^(2),B245GT钢板沿不同厚度处的TH2为11.6~13.6min/mm^(2),显著高于Q245R和阈值。比较不同厚度处的TH2可以看出,Q245R钢板表层的TH2最高、1/2厚度处即中心层的最低,而B245GT 1/2厚度处的TH2最高、表层的最低,且从表层到1/4厚度处和1/2厚度处更加均匀。因此,w(C)≤0.10%、w(Ti)≥0.10%的B245GT中,足量的合金元素钛形成含钛的夹杂物和析出相是有益的贮氢陷阱,大量的第二相粒子显著地提高了钢板在搪玻璃过程中的贮氢性能和抗鳞爆性能,完全满足搪玻璃设备的制作要求。

关键词：搪玻璃用中厚钢板鳞爆氢穿透时间贮氢性能显微组织析出相