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基于GA-RF连铸结晶器液面波动预测方法
1
作者 何奕波 张冰谦 +3 位作者 周桦伦 张涛 王利勇 李怡宏 《连铸》 北大核心 2025年第1期30-35,共6页
在冶金生产的过程中,连续铸造环节与铸坯产品的品质息息相关。其中,结晶器的液面波动是整个连铸过程最关键的生产参数之一,鉴于此,对结晶器内液面波动进行准确监测显得尤为关键。引入了一种人工智能模型,旨在实时准确预测结晶器液面的... 在冶金生产的过程中,连续铸造环节与铸坯产品的品质息息相关。其中,结晶器的液面波动是整个连铸过程最关键的生产参数之一,鉴于此,对结晶器内液面波动进行准确监测显得尤为关键。引入了一种人工智能模型,旨在实时准确预测结晶器液面的波动情况。模型采用了遗传算法(GA)优化的随机森林(RF)技术,称为GA-RF模型。该模型通过遗传算法对随机森林网络的参数进行寻优操作,旨在找出模型的最优参数从而获得预测性能最好的模型。试验结果表明,GA-RF预测模型实现了平均绝对误差(MAE)为0.534,均方误差(MSE)为0.73,并且预测的成功率高达96%,并与CNN模型、BP模型、SVM模型进行对比,发现GA-RF模型MAE和MSE均优于其它模型,证明了该模型具备高度精确性,能够满足实际生产应用的严格要求。通过敏感性分析,本研究还探讨了不同生产参数对模型的影响程度。 展开更多
关键词 连铸结晶器 液面波动 随机森林 特征筛选
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连铸结晶器自适应PID同步控制策略研究
2
作者 马步强 龚永乾 +1 位作者 王洪旺 霍跃钦 《重型机械》 2024年第5期90-97,共8页
在工业生产中,由于长期的使用,出现结晶器两侧的系统参数不一致以及其它不确定的因素,导致结晶器两个子系统之间出现同步输出误差,影响铸坯质量。为减少结晶器两个子系统同步输出误差,提高铸坯质量的同时降低人力成本。本文针对PID控制... 在工业生产中,由于长期的使用,出现结晶器两侧的系统参数不一致以及其它不确定的因素,导致结晶器两个子系统之间出现同步输出误差,影响铸坯质量。为减少结晶器两个子系统同步输出误差,提高铸坯质量的同时降低人力成本。本文针对PID控制的液压伺服驱动的连铸结晶器提出了连铸结晶器自适应PID同步控制策略。对液压伺服系统驱动的连铸结晶器数学模型进行推导,通过仿真系统对连铸结晶器进行模型搭建,来模拟出实际工业生产中的结晶器,并采用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)调用构建的模型并对其进行PID参数寻优。通过仿真验证由智能算法优化得到的PID参数具有较小的同步误差,达到了自适应同步控制的效果,满足工业生产的指标。 展开更多
关键词 连铸结晶器 自适应PID 同步控制 智能算法
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水平连铸结晶器内真实换热边界计算及传递模型 被引量：1
3
作者 郑莲宝 单朝瑞 +3 位作者 李旺 王松伟 宋鸿武 张士宏 《铜业工程》 CAS 2024年第2期23-30,共8页
连铸结晶器内冷却水的流动、传热和金属液的传热、凝固全耦合计算时,模型计算效率低、收敛性差,而不考虑真实冷却水流场只进行金属液传热-凝固耦合时,模型计算精度较低,可将冷却水流动-传热和金属液传热-凝固过程分别建模,并基于二次开... 连铸结晶器内冷却水的流动、传热和金属液的传热、凝固全耦合计算时,模型计算效率低、收敛性差,而不考虑真实冷却水流场只进行金属液传热-凝固耦合时,模型计算精度较低,可将冷却水流动-传热和金属液传热-凝固过程分别建模,并基于二次开发的温度场量原位传递程序,将模型串联耦合。结果表明,通过耦合流场计算得到的真实冷却边界替代传统均匀界面换热系数的边界条件施加方式,在保证模型计算效率和计算精度的前提下,可准确模拟铸坯晶粒的尺寸、取向和数量,经试验验证,模拟结果与试验结果高度吻合。 展开更多
关键词 连铸结晶器 冷却强度 边界条件 场量传递
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板坯连铸结晶器流场数值模拟
4
作者 刘佳明 姜敏 +2 位作者 钟华军 刘金刚 王新华 《金属世界》 CAS 2024年第6期41-46,共6页
结晶器在钢铁的生产流程中承担着钢液凝固的重要任务,对连铸坯质量有重大影响,合理的结晶器流场对于减少连铸坯质量缺陷有积极的作用,其中连铸坯拉速、浸入式水口倾角、水口浸入深度及氩气流量是影响结晶器流场和钢渣界面稳定性的重要... 结晶器在钢铁的生产流程中承担着钢液凝固的重要任务,对连铸坯质量有重大影响,合理的结晶器流场对于减少连铸坯质量缺陷有积极的作用,其中连铸坯拉速、浸入式水口倾角、水口浸入深度及氩气流量是影响结晶器流场和钢渣界面稳定性的重要因素。通过数值模拟的方式,分析上述工艺参数对某厂生产1650 mm×200 mm板坯连铸结晶器流场和钢渣界面的影响,当拉速为1.2 m/min、水口浸入深度145 mm、水口倾角为15°、吹氩量4 L/min时可获得较为理想的流场形态,为制定合理的生产工艺提供理论性的参考。 展开更多
关键词 连铸坯质量 浸入式水口 钢渣界面 水口浸入深度 连铸结晶器 氩气流量 拉速 生产流程
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连铸结晶器速度调节对板坯结晶结构的影响
5
作者 王雄文 《冶金与材料》 2024年第2期19-21,共3页
随着现代工业对高性能金属材料需求的不断增长,板坯的结晶结构优化成为提高材料性能的重要课题。在此背景下,连铸结晶器的速度调节作为一种关键工艺参数,对板坯的微观结构形貌产生深远影响。文章旨在深入探讨速度调节在连铸结晶过程中... 随着现代工业对高性能金属材料需求的不断增长,板坯的结晶结构优化成为提高材料性能的重要课题。在此背景下,连铸结晶器的速度调节作为一种关键工艺参数,对板坯的微观结构形貌产生深远影响。文章旨在深入探讨速度调节在连铸结晶过程中的原理和方法,并系统研究其对板坯结晶结构的影响机制,为优化材料性能提供理论基础。通过对速度调节的细致分析,力求揭示其在晶粒形状、晶界分布等方面的微观调控效果,以期为工业应用中的结晶结构精细调控提供可行的优化策略。 展开更多
关键词 连铸结晶器 速度调节 板坯结晶结构 材料性能
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连铸结晶器加保护渣冶金机器人的自动化控制技术研究
6
作者 蔡辽原 《冶金与材料》 2024年第2期172-174,共3页
连铸结晶器是钢铁生产中的关键设备,人工加渣存在误差、不稳定性、液面缺渣等问题,同时面临劳动力挑战。文章提出了机器人自动加保护渣系统,通过对传感系统、路径规划与控制、操作执行与机器人动作的设计,实现了自动加渣。在自动化控制... 连铸结晶器是钢铁生产中的关键设备,人工加渣存在误差、不稳定性、液面缺渣等问题,同时面临劳动力挑战。文章提出了机器人自动加保护渣系统,通过对传感系统、路径规划与控制、操作执行与机器人动作的设计,实现了自动加渣。在自动化控制系统中应用了实时数据处理、机器学习与人工智能,以及远程监控与调整等技术,优化了加渣算法,提高了生产效率,改善了保护渣使用效果,减轻了人工劳动强度。 展开更多
关键词 连铸结晶器 加保护渣机器人 自动化控制 传感系统 机器学习
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双伺服电机驱动连铸结晶器的非正弦振动控制精度探究
7
作者 熊杰 韩峰 《冶金与材料》 2024年第9期46-48,共3页
为了提高双伺服电机驱动连铸结晶器在非正弦振动条件下的控制精度,文章基于PLCSIM软件进行了动态仿真研究。首先阐述了非正弦振动技术的概念及其应用中的难点,然后制定了相关控制策略,并分析了振动装置及其驱动方式,重点探讨了反馈设备... 为了提高双伺服电机驱动连铸结晶器在非正弦振动条件下的控制精度,文章基于PLCSIM软件进行了动态仿真研究。首先阐述了非正弦振动技术的概念及其应用中的难点,然后制定了相关控制策略,并分析了振动装置及其驱动方式,重点探讨了反馈设备与同步反向驱动力学,提出了伺服电机转速控制方案。在软件开发与动态仿真部分,开发了PLC控制程序,设计了HMI人机交互界面。利用PLCSIM软件进行了动态仿真,验证了控制程序的有效性;通过搭建试验测试平台,进行了振动试验与误差分析。结果表明,所设计的控制策略能够有效降低振动误差及其波动,提高系统的控制精度。 展开更多
关键词 双伺服电机驱动 连铸结晶器 非正弦振动控制
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高拉速吹氩板坯连铸结晶器内的卷渣机理研究 被引量：30
8
作者 张胜军 朱苗勇 +3 位作者 张永亮 郑淑国 程乃良 宋景欣 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1087-1090,共4页
基于相似理论,利用物理模型研究了高拉速吹氩条件下结晶器内的卷渣行为,考察了工艺操作参数对结晶器内液面波动和卷渣行为的影响．研究结果表明：在结晶器水口吹气条件下,大气泡对渣层的卷混是引起卷渣的主要方式,其次是漩涡卷渣,通常... 基于相似理论,利用物理模型研究了高拉速吹氩条件下结晶器内的卷渣行为,考察了工艺操作参数对结晶器内液面波动和卷渣行为的影响．研究结果表明：在结晶器水口吹气条件下,大气泡对渣层的卷混是引起卷渣的主要方式,其次是漩涡卷渣,通常认为的剪切卷渣则不易发生．此外,本研究还对各种卷渣行为进行了分析,揭示其内在机理,提出了避免卷渣的措施． 展开更多
关键词 连铸结晶器 高拉速 吹氩 卷渣机理 物理模拟
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薄板坯连铸结晶器内流场的三维数值模拟 被引量：23
9
作者 包燕平 朱建强 +3 位作者 蒋伟 张涛 田乃媛 徐宝美 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期409-413,共5页
针对薄板坯连铸结晶器中钢液的紊流流动特征，利用商业软件CFX4．2，建立了一个三维有限差分模型，计算这一限定空间射流的紊流时均场，并采用均相流模型，模拟了结晶器内钢液液面形状及速度场．通过计算，分析了浸入式水口形状、拉速... 针对薄板坯连铸结晶器中钢液的紊流流动特征，利用商业软件CFX4．2，建立了一个三维有限差分模型，计算这一限定空间射流的紊流时均场，并采用均相流模型，模拟了结晶器内钢液液面形状及速度场．通过计算，分析了浸入式水口形状、拉速等工艺参数对薄板坯连铸结晶器流场的影响，同时，研究了结晶器出口处速度分布对结晶器内钢液流动的影响． 展开更多
关键词 薄板坯 流场 数值模拟 连铸结晶器
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连铸结晶器表面镀层技术研究进展 被引量：28
10
作者 朱诚意 李光强 +1 位作者 张峰 郭忠诚 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期43-47,共5页
高速连铸要求结晶器有高强度、良好的导热性、高的耐磨性和耐腐蚀性,表面处理可以达到改善其表面性能的目的。综述了不同表面改性技术在结晶器上应用,通过对不同的表面改性层性能的研究,发现表面处理是提高其耐磨性和高温耐腐蚀性的有... 高速连铸要求结晶器有高强度、良好的导热性、高的耐磨性和耐腐蚀性,表面处理可以达到改善其表面性能的目的。综述了不同表面改性技术在结晶器上应用,通过对不同的表面改性层性能的研究,发现表面处理是提高其耐磨性和高温耐腐蚀性的有效手段,可以达到提高连铸坯质量、延长结晶器寿命和降低生产成本的目的。 展开更多
关键词 连铸结晶器 表面改性技术 镀层 性能
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高拉速连铸结晶器非正弦振动因子研究 被引量：14
11
作者 孟祥宁 朱苗勇 +2 位作者 刘旭东 程乃良 江中块 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期205-210,共6页
通过分析连铸结晶器振动过程参数和结晶器内摩擦力,确定了一种新的非正弦振动形式下1．8和2．0m/min拉速时的非正弦振动因子,并阐明了非正弦振动因子随拉速提高的变化觇律．结果表明：1．8和2．0m/min拉速时非正弦振动因子适宜值为0．2... 通过分析连铸结晶器振动过程参数和结晶器内摩擦力,确定了一种新的非正弦振动形式下1．8和2．0m/min拉速时的非正弦振动因子,并阐明了非正弦振动因子随拉速提高的变化觇律．结果表明：1．8和2．0m/min拉速时非正弦振动因子适宜值为0．2,与实际应用值一致；振动频率和振幅不变,拉速由2．0 m/min升至2．2m/min,非正弦振动因子应增至0．25,以改善振动效果． 展开更多
关键词 连铸结晶器 高拉速连铸 振动参数 非正弦振动因子
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圆坯连铸结晶器电磁搅拌工艺参数优化试验研究 被引量：13
12
作者 郑淑国 朱苗勇 +1 位作者 于海岐 曾小平 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1589-1592,共4页
结合某一圆坯连铸结晶器,开展了优化电磁搅拌工艺参数的试验研究,对电磁搅拌电流和频率这两个主要的工艺参数进行了优化.通过研究发现:工作电流和工作频率下连铸坯存在不同的质量问题,2.0级的皮下气泡、1.0级的缩孔及1.5级的中心疏松缺... 结合某一圆坯连铸结晶器,开展了优化电磁搅拌工艺参数的试验研究,对电磁搅拌电流和频率这两个主要的工艺参数进行了优化.通过研究发现:工作电流和工作频率下连铸坯存在不同的质量问题,2.0级的皮下气泡、1.0级的缩孔及1.5级的中心疏松缺陷的分布比例均为14.28%;搅拌电流由280 A增大到300 A后,铸坯中心区等轴晶率提高约16%,且300 A时等轴晶率趋于饱和;搅拌电流由300 A增大到320 A时,铸坯质量变差.通过试验研究后,给出了优化的电磁搅拌工艺参数. 展开更多
关键词 连铸结晶器 电磁搅拌 圆坯 电流强度 频率
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伺服电机驱动连铸结晶器振动系统建模与分析 被引量：26
13
作者 方一鸣 李宫胤 +1 位作者 李建雄 刘乐 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2615-2623,共9页
伺服电机驱动连铸结晶器按期望规律振动是一种新型的驱动方式。伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统,可避免现有其它方式驱动连铸结晶器振动的不足,具有节能降耗、使用寿命长等优点。为了提高连铸结晶器振动速度或位移的控制精度,保证结... 伺服电机驱动连铸结晶器按期望规律振动是一种新型的驱动方式。伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统,可避免现有其它方式驱动连铸结晶器振动的不足,具有节能降耗、使用寿命长等优点。为了提高连铸结晶器振动速度或位移的控制精度,保证结晶器振动的平稳性和铸坯质量,建立系统较精确的数学模型是关键。因此,本文首先通过实验研究辨识得到伺服电机转速闭环模型,并推导了机械传动部分的机理模型,从而建立了伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统的数学模型,并给出了一种状态空间表达式;其次,对所建立的模型进行验证,通过相同输入作用下所建模型的仿真输出与实际系统的实测输出的比对,结果表明该模型能较好地反映系统的性能,从而验证了本文所建立模型的有效性;最后对建模误差进行了定量分析,结果表明:模型拟合精度可达94%以上,进一步确认了模型的准确性。所建系统的模型及其误差分析为下一步连铸结晶器位移系统跟踪控制器的设计奠定了良好基础。 展开更多
关键词 伺服电机驱动 连铸结晶器 振动台 建模 误差分析
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伺服电机驱动连铸结晶器振动位移系统滑模控制 被引量：13
14
作者 刘乐 李智 +1 位作者 方一鸣 李建雄 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期101-108,共8页
针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等问题,提出了一种基于干扰观测器的反步滑模控制方法。首先,针对减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等扰动不确定项以及负载扰动,采用干扰观测器... 针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等问题,提出了一种基于干扰观测器的反步滑模控制方法。首先,针对减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等扰动不确定项以及负载扰动,采用干扰观测器对其构成的复合干扰进行逼近估计,使观测误差在有限时间收敛,并将观测值动态补偿到控制器中,提高了系统的控制精确度;其次,基于反步法完成位移系统动态滑模控制器的设计,提高了系统状态的收敛速度,增强了系统的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的干扰观测器能够准确、快速的估计出系统存在的干扰及负载转矩,且位移控制系统能够实现位移的渐近跟踪控制。 展开更多
关键词 伺服电机 连铸结晶器 干扰观测器 反步控制 滑模控制
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表面改性技术在连铸结晶器上的应用进展 被引量：22
15
作者 王建丽 李光强 +1 位作者 朱诚意 彭其春 《电镀与涂饰》 CAS CSCD 2005年第12期58-62,共5页
表面处理是提高结晶器耐磨性和高温耐腐蚀性的有效手段,通过对镀层的改进可以达到提高连铸坯质量、延长结晶器寿命、提高铸坯的表面质量和降低生产成本的目的。综述了国内外最新的涂、镀层在结晶器上的应用情况及其特点。主要有热喷涂N ... 表面处理是提高结晶器耐磨性和高温耐腐蚀性的有效手段,通过对镀层的改进可以达到提高连铸坯质量、延长结晶器寿命、提高铸坯的表面质量和降低生产成本的目的。综述了国内外最新的涂、镀层在结晶器上的应用情况及其特点。主要有热喷涂N i-Cr镀层、超厚N i-Fe镀层、N i-Co合金、N i-Fe-W-Co镀层、N i-P复合镀层、陶瓷涂层、H iper coat和H iper H3镀层、纳米复合镀层等。同时指出采用稀土和纳米复合镀层等一些新型复合镀层是今后结晶器镀层的发展方向。 展开更多
关键词 连铸结晶器 表面技术 镀层性能
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连铸结晶器内拉坯阻力在线监测方法的研究 被引量：8
16
作者 姚曼 罗敏林 +3 位作者 范光华 方大成 李平 王志道 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 1995年第9期19-23,共5页
提出通过振动电机功率监测结晶器内拉坯阻力的方法─—功率法，对其原理和误差进行了分析。利用模拟装置对拉坯阻力与其消耗功率间的关系和电压的影响进行了实验研究，并对弧型小方坯连铸机进行现场监测。拉坯阻力与其消耗功率间存在线... 提出通过振动电机功率监测结晶器内拉坯阻力的方法─—功率法，对其原理和误差进行了分析。利用模拟装置对拉坯阻力与其消耗功率间的关系和电压的影响进行了实验研究，并对弧型小方坯连铸机进行现场监测。拉坯阻力与其消耗功率间存在线性关系，功率法对连铸工艺与设备各参数的影响反应敏感。该方法简单，测试装置远离生产现场，精度可以满足生产在线监测要求。 展开更多
关键词 连铸结晶器 拉坯阻力 在线监测 铸造 连续铸钢
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连铸结晶器铜板电镀层的研究进展 被引量：12
17
作者 吕春雷 曹为民 +2 位作者 印仁和 郁祖湛 侯峰岩 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2010年第1期15-19,共5页
连铸结晶器表面要求具有高硬度、高耐磨、高耐蚀性能及良好的导热性,在铜基体上通过表面处理技术涂镀各种镀层能显著改善表面性能,获得优异的表面质量。对提高结晶器使用寿命的多种表面处理技术,特别是对电镀单金属、二元合金、三元合... 连铸结晶器表面要求具有高硬度、高耐磨、高耐蚀性能及良好的导热性,在铜基体上通过表面处理技术涂镀各种镀层能显著改善表面性能,获得优异的表面质量。对提高结晶器使用寿命的多种表面处理技术,特别是对电镀单金属、二元合金、三元合金及复合镀层表面处理技术的研究进展进行了评述。 展开更多
关键词 连铸结晶器铜板 合金镀层 表面技术
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连铸结晶器非正弦振动波形的研究 被引量：11
18
作者 马春武 王虎祥 +2 位作者 李智 封伟华 张超 《铸造技术》 CAS 北大核心 2013年第2期214-218,共5页
对目前几种比较有代表性的结晶器非正弦振动波形做了介绍，并提出了一种新的波形。从振动动力学、最大上振速度、最大加速度及主要振动工艺参数值等方面，对各种波形特点进行了全面分析和比较。结果表明，YSU波形、WIS波形要优于其他波... 对目前几种比较有代表性的结晶器非正弦振动波形做了介绍，并提出了一种新的波形。从振动动力学、最大上振速度、最大加速度及主要振动工艺参数值等方面，对各种波形特点进行了全面分析和比较。结果表明，YSU波形、WIS波形要优于其他波形。同时提供了这几种波形的主要振动工艺参数的一种计算方法，为其推广应用提供了便利条件；另外，还对非正弦振动波形偏斜率的取值进行了分析，认为其最佳取值范围为0．25-0．35。 展开更多
关键词 连铸结晶器 非正弦振动 振动波形 振动参数
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连铸结晶器内非金属夹杂物运动行为模拟 被引量：17
19
作者 雷洪 朱苗勇 赫冀成 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期138-141,共4页
通过联立求解Navier(Stokes方程和颗粒运动轨迹方程来确定非金属夹杂物在钢液中的上浮速度，对板坯结晶器内夹杂物的运动规律进行了模拟，并用个别实验结果进行了验证. 结果表明: 夹杂物颗粒粒径越大，浮力作用越明显，其下潜深度越小... 通过联立求解Navier(Stokes方程和颗粒运动轨迹方程来确定非金属夹杂物在钢液中的上浮速度，对板坯结晶器内夹杂物的运动规律进行了模拟，并用个别实验结果进行了验证. 结果表明: 夹杂物颗粒粒径越大，浮力作用越明显，其下潜深度越小，停留时间缩短，夹杂物上浮的可能性越大. 为保证夹杂物顺利上浮至渣层被去除，在本计算条件下, 连铸机垂直段长度应大于2.5 m. 展开更多
关键词 连铸结晶器 非金属夹杂物 数值模拟 运动规律
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连铸结晶器表面电镀技术的应用进展 被引量：8
20
作者 侯峰岩 谭兴海 +4 位作者 蒋丽敏 黄丽 张跃刚 毕刚 李朝雄 《表面技术》 EI CAS CSCD 2007年第3期61-63,共3页
对结晶器进行表面处理可以大大提高其使用寿命,电镀技术是结晶器表面处理领域的主要表面技术。分析了连铸结晶器表面电镀技术的应用发展空间,分别从面向产品性能、面向生产、面向用户的角度阐述了结晶器表面电镀技术的应用现状及发展方... 对结晶器进行表面处理可以大大提高其使用寿命,电镀技术是结晶器表面处理领域的主要表面技术。分析了连铸结晶器表面电镀技术的应用发展空间,分别从面向产品性能、面向生产、面向用户的角度阐述了结晶器表面电镀技术的应用现状及发展方向。认为未来的连铸结晶器表面处理领域,电镀技术将同其他表面技术共同并存、优势互补,电镀技术仍将具有很好的开发应用前景。 展开更多
关键词 连铸结晶器 电镀技术 表面技术 产品全生命周期
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