针对 Fe-C二元合金,建立了描述反向凝固器内伴随相变的湍流流动和传热过程的二维稳态数学模型.应用连续统一方程模拟固液相变过程,并假设两相区为疏松介质,对其中的流动应用Darcy法则.湍流现象则通过Launder-Sharma的к-ε双方程低雷诺数修正模型描述.采用Simple算法对凝固器内的速度场和温度场进行了模拟计算,并讨论了母带的厚度、入口温度和补充钢液的过热度等操作参数对相变过程的影响.分析表明母带停留时间是影响新生相生长的关键参数,即反向凝固器高度与母带拉速的比值应控制在一定的范围内

通过建立多相流数学模型对带有过滤器中间包钢水内夹杂物的运动轨迹及浇注过程中夹杂物去除率进行模拟研究.在某钢厂提取连铸过程中中间包入口及出口处钢样,对其进行大样电解得到夹杂物在钢水中所占的比例,验证了数学模型正确性,并分析浇注过程对夹杂物去除的影响.结果表明:穿过过滤器的夹杂物速率变小,停留时间增加,去除几率增加,过滤器可以提高夹杂物的去除率;对于粒径在100μm以上的夹杂物,其去除率在稳定后不再发生剧烈波动,但对于粒径小于80μm的夹杂物,其去除率在稳定后依然存在较大波动,浇注中后期20μm以下的夹杂物在出口处甚至出现了增加.夹杂物去除是一个非稳态过程

建立了钢铁企业CO2排放数学模型.以国内某钢铁企业为例,根据生产数据计算得到CO2年排放量,分析了能源结构和产品结构对CO2排放的影响.利用情景分析法对钢铁企业CO2减排的途径和策略进行了分析,假设天然气取代动力煤、短流程取代长流程、考虑先进工序能耗水平和使用余热回收技术四种情景.分析对比结果表明:余热回收技术的采用对CO2减排效果较小,约为3.39%;用短流程取代长流程的CO2减排效果最好,约为45.07%,若考虑电炉用电产生的间接CO2排放,仍可实现减排24.30%

在带钢连续热处理热过程机理数学模型的基础上,提出了带钢连续热处理过程中的稳定工况和变工况过程的优化策略.根据稳定工况过程的启发式优化策略,得到了各钢簇(由钢种、规格确定)的可行工况集,基于各钢簇可行工况集之间的关系,研究开发了变工况条件下带钢连续热处理过程优化控制策略.该策略通过调整机组的操作参数,使得带钢温度与热处理目标温度之间的误差最小.通过对现场实际采用的变工况控制策略与本文开发的策略的对比分析表明,基于可行工况集的变工况策略可以在更短时间内实现变工况过程,更精准地控制变工况期间的带钢温度

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器功率控制数学模型,基于功率前馈解耦,解决了有功功率和无功功率互为耦合问题.为克服整流器电流控制策略、直接功率控制策略及非线性控制策略的不足,提出了采用功率内环、直流电压平方外环电压型PWM整流器的新控制策略.由于采用直流电压平方外环,提高了整流器直流电压跟踪和功率跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强及结构简单的优点.给出了系统控制器的设计方法.通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性

通过实验研究了氧含量对硫化物形态的影响.结果表明:随着氧含量的增加,MnS夹杂物的形态由Ⅱ类向Ⅰ类转变,其平均直径和面积分数增大,数量减少,长宽比减小.通过数学模型以及Fe-Mn-S和Fe-Mn-S-O体系的四元相图研究了氧含量对硫化物形态产生影响的机理.在氧质量分数高达0.022%时,凝固初期形成了大量的MnO系低熔点液态氧化物,促进了MnS的形成方式从共晶方式向偏晶方式转变,形成Ⅰ类MnS;氧质量分数在0.01%以下时,凝固初期形成的MnO系低熔点液态氧化物较少,大部分MnS是在凝固末期以共晶形式析出,形成Ⅱ类MnS

为了提高齿轮的传动性能和承载能力,提出一种新型的非对称渐开线斜齿圆柱齿轮.设计了用于加工非对称渐开线斜齿轮的齿条型刀具,分析了齿条型刀具与齿轮之间的参数关系.建立了非对称斜齿轮端面、法面、轴面的齿廓方程以及沿齿轮轴向的螺旋曲面方程,研究了非对称斜齿轮对的啮合关系,并推导了进行内、外啮合非对称渐开线斜齿轮的共轭齿轮的坐标变换矩阵.以文中分析的斜齿轮参数关系为基础,通过三维软件建立了参数化的非对称渐开线斜齿圆柱齿轮三维模型,验证了本文所创建的数学模型和理论分析的正确性

通过对宣钢脱硫站77组生产数据进行多元线性回归得到了在单吹颗粒镁铁水脱硫时吨铁镁的消耗xMg(kg/t)、喷吹时间t(s)、铁水初始硫含量[%S]0、脱硫量xS、铁水温度T(K)和吨铁镁粒的喷吹速率VMg与脱硫率和镁的利用率的数学模型.通过对数学模型的研究发现:脱硫率随吨铁镁耗量、初始硫含量的增加而增加,随喷吹时间、温度和镁喷吹速率的增大而降低.镁利用率随吨铁镁耗量、喷吹时间及喷吹速率的增加而减少,随喷吹时间的延长、镁喷吹速率、铁液中初始硫含量及温度的升高而升高.在合适的吨铁镁消耗量的情况下,要提高脱硫率和镁利用率,应该在保障脱硫时间的前提下,降低吨铁镁喷吹速率,减少喷吹时间

本文提出了应用非线性规划方法设计铲运机工作机构。首先分析了反转六杆机构工作过程中的运动几何关系,推导了运动方程和力学关系方程。确立了以机构平动性能和转斗油缸最大出力为最小的双目标函数,从而建立了约束非线性优化设计数学模型。 作者用所建立的数学模型,用SUMT优化方法,在高速电子计算机上,对国产ZLD-40型铲运机工作机构进行了实例计算,验证了数学模型及程序的正确性和可靠性,并取得了满意的优化解。计算结果表明:该机构选择双目标函数进行优化设计,较全面地提高了机构的设计质量和工作效益,这是常规设计所难以实现的

从精准设计的角度出发,将产能和时间节奏的匹配以及投资效益等指标作为目标函数,提出了全板带型钢厂转炉-连铸区段单条生产线炉机匹配的多目标规划数学模型,并采用同样的方法,在单条生产线模型的基础上,建立了全板带型钢厂多条生产线转炉-连铸区段炉机匹配的多目标数学规划模型.通过改进后的分层序列法给出了所建模型的求解方法,并采用JAVA语言,借助Eclipse软件,运用面向对象的编程方法对模型进行了求解.最后利用此模型验证了首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼钢车间的设计是较优的设计方案