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激光切割自动上下料与视觉定位加工系统的设计

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设备管理与维修 2024年第15期 21-23页

作者：张新建冯力力娄底华菱云创数智科技有限公司湖南娄底417009

钢铁冶金板材企业对钢卷试样进行制样过程中,通常采用人工搬运对激光切割台进行上下料和手动激光切割制样,存在劳动强度大、作业效率低、样件无法实现数字化跟踪等问题。设计并实现激光切割自动上下料与视觉定位加工系统,介绍总体结构... 详细信息

钢铁冶金板材企业对钢卷试样进行制样过程中,通常采用人工搬运对激光切割台进行上下料和手动激光切割制样,存在劳动强度大、作业效率低、样件无法实现数字化跟踪等问题。设计并实现激光切割自动上下料与视觉定位加工系统,介绍总体结构设计和关键机构设计。根据工艺作业要求,开发了整体控制系统解决方案。实际应用表明,该系统大大降低了人工强度,提高了激光台利用效率,实现了样件跟踪数字化。

关键词：激光台上下料视觉识别和定位自动切割控制

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生物质炭煤粉高炉混合喷吹性能分析

钢铁 2024年第2期59卷 55-64页

作者：但家云袁骧邹凡球李仁国徐坤宁晓钧王广伟湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂湖南湘潭411101 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

在“双碳”目标积极推进的背景下,节能减排已经成为当前钢铁工业绿色可持续发展的重要任务之一。生物质作为可再生的碳源,应用于高炉炼铁可显著降低钢铁生产的CO_(2)排放。为改善生物质原料应用于高炉喷吹的冶金性能,分别采用热解炭化... 详细信息

在“双碳”目标积极推进的背景下,节能减排已经成为当前钢铁工业绿色可持续发展的重要任务之一。生物质作为可再生的碳源,应用于高炉炼铁可显著降低钢铁生产的CO_(2)排放。为改善生物质原料应用于高炉喷吹的冶金性能,分别采用热解炭化和水热炭化对生物质原料进行炭化提质制备生物质炭,并探究了生物质炭与煤粉混合搭配进行高炉喷吹的可行性。结果表明,生物质水热炭和热解炭的挥发分高于烟煤,当生物质炭以5%~20%比例与煤粉混合时会使混煤的固定碳含量和发热值降低,但降低幅度较小。当生物质炭配比低于20%时,混煤无爆炸性,着火点大于350℃,满足高炉制粉和喷吹系统的安全性能要求。生物质炭具有较好的可磨性和燃烧性,能够改善混煤的制粉性能和风口前的燃烧性能。生物质热解炭灰成分中含有较高的碱金属,造成生物质热解炭混煤的灰熔点降低幅度远大于生物质水热炭混煤。通过对生物质炭混煤方案的碱负荷变化分析发现,高炉喷吹生物质热解炭对高炉冶炼碱负荷影响大于水热炭,生物质炭配比为20%,高炉喷煤比为140 kg/t时,生物质热解炭混煤方案的碱负荷增加0.3943 kg/t,生物质水热炭混煤方案的碱负荷增加0.0064 kg/t。以上分析表明,生物质水热炭能够满足高炉喷吹的各项冶金性能要求;生物质热解炭由于碱金属含量高,限制了其在高炉喷吹生产中的应用,发展生物质水热炭化技术是实现农林废弃生物质资源在高炉炼铁工序高效应用的关键。

关键词：生物质碳排放水热炭化热解炭化高炉喷吹

基于数字孪生技术的钢铁企业设备智能运维系统

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冶金设备管理与维修 2024年第3期42卷 41-43页

作者：周培明尹冬航邹勇江源泽张艳黄灶兴湖南华菱湘潭钢铁有限公司湖南湘潭411100 湖南华菱云创数智科技有限公司湖南湘潭411100 汉威广园(广州)机械设备有限公司广东广州510000 日照海港装卸有限公司山东日照276800

围绕钢铁企业设备管理工作,阐述了设备管理的难题,探讨了实现管理技术突破的措施,详述了数字孪生技术用于预测性维护的技术手段,分析了实施设备智能运维系统后取得的效果,为同行业提供参考。

关键词：钢铁企业设备预测性维护数字化转型智能化数字孪生技术

挡板构型对含钒页岩浸出槽内多相流行为的影响

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化工进展 2024年第2期43卷 619-627页

作者：李京方庆周文浩吴国良王家辉张华倪红卫武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081 湖南华菱湘潭钢铁有限公司湖南湘潭411101

搅拌浸出槽是石煤提钒浸出过程中的关键设备,搅拌槽的结构优化对提高固液悬浮性能具有重要意义。本文对不同构型挡板的某厂含钒页岩搅拌槽进行数值模拟,通过比照搅拌槽流场与相分布、死区分布等模拟结果,剖析不同构型挡板对含钒页岩搅... 详细信息

搅拌浸出槽是石煤提钒浸出过程中的关键设备,搅拌槽的结构优化对提高固液悬浮性能具有重要意义。本文对不同构型挡板的某厂含钒页岩搅拌槽进行数值模拟,通过比照搅拌槽流场与相分布、死区分布等模拟结果,剖析不同构型挡板对含钒页岩搅拌槽内固液两相流的影响。结果表明:安装挡板对搅拌过程中钒页岩颗粒充分扩散有利。分段挡板条件下整体流速约为0.65m/s,相较于标准挡板更快,增幅约为15.00%。分段挡板与标准挡板对钒页岩颗粒在搅拌槽内的扩散优化效果相似,两种挡板均能缩小钒页岩颗粒的死区区域,其中标准挡板低浓度区域减少约99.14%,分段挡板沉积区域减少约91.21%。此外,分段挡板相较于标准挡板能够节省20.00%的搅拌功率。分段挡板在能获得与标准挡板相同搅拌效果的同时更加节能,具有较高的应用推广价值。

关键词：浸出槽挡板计算流体力学混合数值模拟

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底吹氩钢包内废钢熔化行为的数值模拟

工程科学学报 2024年第5期46卷 822-834页

作者：张利超方庆周文浩王家辉余刚张华倪红卫武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室武汉430081 湖南华菱湘潭钢铁有限公司湘潭411101

以某厂70 t钢包为研究对象,采用数值模拟的方法对比了吹氩量对钢包内不同比表面积和预热温度的废钢熔化行为.结果表明:废钢熔化速度随着比表面积的增加而加快;底吹氩气可显著加速废钢熔化,但随着比表面积的增加吹气的促进效果逐步减弱.... 详细信息

以某厂70 t钢包为研究对象,采用数值模拟的方法对比了吹氩量对钢包内不同比表面积和预热温度的废钢熔化行为.结果表明:废钢熔化速度随着比表面积的增加而加快;底吹氩气可显著加速废钢熔化,但随着比表面积的增加吹气的促进效果逐步减弱.有底吹氩时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢中心温度上升速率相较于无底吹氩时分别提高了7.06、6.51和3.73 K·s^(-1),熔化速率分别增加了0.92、0.88和0.28 cm^(3)·s^(-1),熔化时间分别缩短了17、15和3 s.板形废钢初始温度由300升到1000 K时,其熔化速度由2.97提高到3.26 cm^(3)·s^(-1),熔化时间缩短了3 s.底吹氩流量显著影响废钢熔化速度,当氩气流量由100增至200 L·min^(-1)时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢熔化时间分别由44减小到35 s、42减小到34 s及34减小到31 s.

关键词：钢包废钢熔化底吹氩比表面积数值模拟

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基于BFOA-PSO-GMM的轨道电路故障诊断研究

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铁道学报 2024年第5期46卷 85-91页

作者：孙波赵梦莹何晖山东科技大学电子信息工程学院山东青岛266590 湖南华慧特自动化科技有限公司湖南长沙410002

针对轨道电路系统庞大、故障种类繁多等问题,提出一种融合细菌觅食优化算法和粒子群优化算法的高斯混合模型,对轨道电路的多种故障类型进行诊断。该模型通过融合细菌觅食优化算法与粒子群优化算法,找寻适合EM算法的初始值,利用合适的初... 详细信息

针对轨道电路系统庞大、故障种类繁多等问题,提出一种融合细菌觅食优化算法和粒子群优化算法的高斯混合模型,对轨道电路的多种故障类型进行诊断。该模型通过融合细菌觅食优化算法与粒子群优化算法,找寻适合EM算法的初始值,利用合适的初始值有效避免EM算法陷入局部最优,提高模型的故障诊断能力。通过对实测数据的训练和测试实验表明,本模型比传统高斯混合模型的故障诊断准确率提高了31.85%,比采用粒子群优化算法改进模型的故障诊断准确率提高了9.4%,即本模型对轨道电路的故障诊断更加有效。

关键词：轨道电路故障诊断高斯混合模型粒子群优化算法细菌觅食优化算法

卷取工艺对22MnB5钢氧化铁皮组织演变及酸洗的影响

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塑性工程学报 2024年第5期31卷 79-86页

作者：田飞张淇吴彦欣朱蓉李雷李晓少江海涛湖南华菱涟源钢铁有限公司研究院湖南娄底417009 北京科技大学高效轧制与智能制造国家工程研究中心北京100083

以22MnB5热成形钢在不同热履历下的氧化行为作为研究对象,使用EBSD等技术对氧化铁皮物相进行了表征,运用热轧热履历模拟、酸洗电化学实验等研究手段对热轧卷取工艺对22MnB5氧化铁皮组织演变及酸洗的影响进行了研究。结果表明,卷取温度影... 详细信息

以22MnB5热成形钢在不同热履历下的氧化行为作为研究对象,使用EBSD等技术对氧化铁皮物相进行了表征,运用热轧热履历模拟、酸洗电化学实验等研究手段对热轧卷取工艺对22MnB5氧化铁皮组织演变及酸洗的影响进行了研究。结果表明,卷取温度影响22MnB5的氧化铁皮结构和内氧化的产生倾向,进而对其酸洗性能造成影响。卷取温度越高,氧化铁皮越难以酸洗,内氧化倾向增加,酸洗时间增加,表面粗糙度增大。卷取温度低于600℃有利于提高22MnB5热轧板的酸洗效率和酸洗后的表面质量。

关键词： 22MnB5 卷取工艺氧化铁皮酸洗

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生物质炭化提质制备高炉喷吹燃料的研究

钢铁研究学报 2024年第3期36卷 328-339页

作者：袁骧邹凡球但家云李仁国宁晓钧王广伟湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂湖南湘潭411101 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

生物质原料具有碳中性的属性,将其用于高炉冶炼可以降低钢铁生产CO_(2)排放。以典型农林废弃物为原料制备生物质炭,研究了热解炭化和水热炭化工艺参数对制备生物质炭高炉喷吹性能的影响。结果表明,2种炭化方式均可有效脱除生物质原料中... 详细信息

生物质原料具有碳中性的属性,将其用于高炉冶炼可以降低钢铁生产CO_(2)排放。以典型农林废弃物为原料制备生物质炭,研究了热解炭化和水热炭化工艺参数对制备生物质炭高炉喷吹性能的影响。结果表明,2种炭化方式均可有效脱除生物质原料中的挥发分,提升生物质炭的品质,但热解炭化会造成灰分富集,水热炭化能够同时脱除灰分,生物质热解炭的收得率低于水热炭。生物质热解炭和水热炭的着火点较低,其中水热炭具有强爆炸性,热解炭无爆炸性,生物质热解炭和水热炭的燃烧性能和可磨性优于高炉喷吹烟煤。有害元素分析表明,水热炭的碱金属含量远低于热解炭,对于林木类生物质,2种炭化方式制得的生物质炭均可应用于高炉喷吹生产,但需控制热解炭的喷吹量;对于秸秆类生物质,应优选水热炭化的方式进行炭化提质,以降低碱金属对高炉冶炼的负面影响。

关键词：高炉喷吹碳排放生物质热解炭化水热炭化

基于多时间尺度的高炉透气性指数多步预测模型

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冶金自动化 2024年第2期 114-124页

作者：郑键李炜俊安剑奇湖南华菱涟源钢铁有限公司数智中心中国地质大学(武汉)自动化学院

高炉透气性指数是反映炉料间接还原程度以及炉况状态的重要指标，受高炉各操作在不同时间尺度下影响，目前对透气性指数发展趋势的分析、建模和预测多数是基于同一时间尺度且预测步长较短，预测结果难以指导现场判断。因此，本文提出一... 详细信息

高炉透气性指数是反映炉料间接还原程度以及炉况状态的重要指标，受高炉各操作在不同时间尺度下影响，目前对透气性指数发展趋势的分析、建模和预测多数是基于同一时间尺度且预测步长较短，预测结果难以指导现场判断。因此，本文提出一种基于多时间尺度的高炉透气性指数多步预测模型。首先通过机理和数据分析计算高炉各操作对透气性指数多时间尺度影响的时域特性，并结合频域特性多维度论证透气性指数受各操作在不同时间尺度影响；然后根据高炉操作在不同时间尺度影响透气性指数发展的特性，建立基于支持向量机的单步预测模型；最后在单步预测模型的基础上建立基于递归策略的透气性指数多步预测模型。实验结果表明，该方法能有效预测透气性指数未来发展趋势，便于现场决策。

关键词：多时间尺度透气性指数多步预测高炉操作