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《南京理工大学》 2011年
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基于炉口火焰光谱信息的转炉炼钢终点在线碳含量测量方法研究

许凌飞  
【摘要】:转炉炼钢在线终点碳含量测量是全世界冶金行业多年来一直亟待解决的问题。转炉炼钢在线终点碳含量的精确控制对于提高炼钢质量与产量、降低生产成本、实现节能减排等方面均具有重要意义。 本文分析了目前转炉炼钢在线终点控制主要的三种方法:经验控制、静态控制和动态控制,针对这三种现行方法存在的问题,提出了一种利用火焰光谱探测技术对转炉炼钢终点钢水碳含量的检测方法,设计出适合转炉炼钢现场环境的炉口火焰光谱信息采集系统,实现了远距离非接触式探测,以消除现场烟尘、高温等恶劣环境对检测的影响,利用小视场的望远系统,使得获取的光谱信息是转炉炼钢炉口火焰的根部光谱信息,保证了整个火焰场是处于局部热平衡状态,同时也消除了火焰晃动产生的光谱抖动剧烈的干扰;通过分析转炉炉口火焰光谱分布形状的变化,得到了能够反应转炉吹炼过程的光谱分布变化规律:基于支持向量机学习算法,选用能够描述光谱分布变化规律的若干个波长处的光谱光强作为模型的输入参量,引入钢水状态值的量作为模型的输出参量,建立了在线实时控制模型,现场实测得到了与现行的人工经验方法吻合一致的终点控制结果;对转炉炼钢炉口火焰的连续光谱部分进行拟合,得到炉口火焰光谱的连续光谱和元素特征谱线的发射光谱,从理论上描述炉口火焰光谱的分布变化;利用转炉炼钢炉口火焰中的原子特征谱线发射强度实现了对熔池内部的钢水温度的计算;从连续光谱吸收率时间变化曲线上,联系转炉炼钢理论脱碳速率方程曲线,提出了一种能够在整个吹炼过程中,实现对炉内钢水的碳含量参数实时监控的方法。 研究所用的方法和技术避开了加入原料的不稳定性、吹炼过程中的复杂的化学反应和吹炼钢种范围的严格性等各个方面给终点在线碳含量测量带来的影响,对提升传统产业科技水平,推进工艺装备现代化有较好的效果。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TF713;O433.1

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨浩;转炉火焰图像信息用于终点判断的建模及预测[D];南华大学;2013年
2 郭宝辉;用于转炉终点预测的光谱采集系统设计[D];南京理工大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史成钢;转炉控制动态校正模型的分析与改进[J];鞍钢技术;1992年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 苏成志;瞄准具传光能力评价及测试方法的研究[D];长春理工大学;2010年
2 陈宇;电容层析成像反问题求解及图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 李建威;高速光电探测器频率响应特性测试研究[D];南开大学;2010年
4 包健;有限精度权值神经网络优化的研究与应用[D];华东理工大学;2011年
5 甘良志;核学习算法与集成方法研究[D];浙江大学;2010年
6 张寿明;基于冶炼过程及终点判断技术的烟化炉智能控制系统研究[D];昆明理工大学;2009年
7 车勇;轮胎噪声的预测方法与试验研究及优化设计[D];武汉理工大学;2010年
8 刘超;激光光热驱动技术与微型光热驱动机构研究[D];浙江大学;2010年
9 牛爽;全景环带凝视成像光学系统的研究与应用[D];浙江大学;2010年
10 刘贵;精毛纺织品虚拟加工中的预报与反演模型研究[D];东华大学;2010年
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1 黄长辉;金属材料断口三维形貌检测与表征分析[D];南昌航空大学;2010年
2 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
3 王悦竹;80口径观鸟镜ED光学系统设计[D];长春理工大学;2010年
4 范不井;某地区电网短期负荷预测研究[D];郑州大学;2010年
5 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
6 朱民杰;基于神经网络的心电图身份识别研究[D];郑州大学;2010年
7 雷明杰;神经网络和遗传算法在中厚板轧机中的应用研究[D];郑州大学;2010年
8 张华杰;模糊神经网络在肺癌诊断中的应用[D];郑州大学;2010年
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10 武文红;基于BP神经网络的半湿润平原井灌区土壤墒情预报研究[D];山东农业大学;2010年
【同被引文献】
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1 张旭升;质谱仪在转炉炼钢终点控制中的应用[J];鞍钢技术;2003年06期
2 孟劲松,仉勇;复吹转炉终点控制的实践和理论[J];鞍钢技术;1995年08期
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5 王庆奎;胡瑞富;雷家源;王喆;;新日铁副枪动态控制系统的发展和应用[J];钢铁;1985年01期
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9 张殿富;赵源;;基于FPGA的线阵CCD驱动时序及模拟信号处理的设计[J];电子设计工程;2009年01期
10 温宏愿;赵琦;陈延如;周木春;张猛;许凌飞;;基于炉口辐射和改进神经网络的转炉终点预测模型[J];光学学报;2008年11期
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1 郑宝华;数字化岩芯扫描仪关键技术研究[D];吉林大学;2010年
【二级参考文献】
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1 史成钢;转炉控制动态校正模型的分析与改进[J];鞍钢技术;1992年05期
2 张旭升;质谱仪在转炉炼钢终点控制中的应用[J];鞍钢技术;2003年06期
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1 轩文;埃萨钢铁公司将新建一座高炉[N];中国冶金报;2006年
2 记者 彭韶 甘丰 通讯员 林湘;广钢转炉炼钢样光谱分析数控自动采集系统投运[N];中国冶金报;2007年
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4 本报记者 张明;生存法则之——全面提升装备技术水平[N];中国冶金报;2006年
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2 孙海洋;转炉炼钢终点指导系统的研究与设计[D];辽宁科技大学;2012年
3 王文龙;顶吹转炉炼钢辅助决策系统研究[D];杭州电子科技大学;2011年
4 张丙龙;转炉炼钢自动控制系统的研究[D];东北大学;2009年
5 代明桥;基于机理与智能方法的转炉炼钢过程建模研究[D];大连理工大学;2012年
6 陈小平;攀钢提钒炼钢厂转炉炼钢过程质量控制与优化研究[D];重庆大学;2002年
7 孔祥瑞;转炉炼钢终点优化控制模型的研究[D];杭州电子科技大学;2010年
8 张志纲;转炉炼钢煤气回收利用自动控制系统的研究与应用[D];内蒙古科技大学;2012年
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10 蔡冰尧;转炉炼钢终点碳温预报与控制关键技术研究[D];天津理工大学;2012年
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