连铸中间包出口钢水浇注温度的连续测量传感器研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61903074
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The molten steel temperature, at the outlet of tundish, can most accurately represent the pouring temperature of the whole tundish. Molten steel flows from the tundish to mould and begins to solidify. The outlet of tundish is closest to where molten steel begins to solidify. The temperature at this location is the best point to control the temperature of continuous casting process. However, the outlet has a small space, fast speed flow of molten steel, and severe erosion, leading to that the temperature is difficult to be measured. The present method indirectly represents the pouring temperature of molten steel by measuring the temperature of other locations in tundish. It causes a deviation which has uncertain value. As a result, steel enterprises can only adopt more conservative control parameters such as superheat, water content and casting speed, which reduces the precision of solidification control and affects the quality of slabs..Therefore, this work is to develop a miniaturized blackbody cavity temperature sensor. It is combined with the stopper rod to measure the pouring temperature of molten steel at tundish outlet, without changing the flow control structure of stopper rod. The main research mainly solves the material and structure problems of the sensor: (1) In order to make the small sensor with the thin-walled structure, a new snesor material that has good erosion resistance will be investigated to solve the life problem of thin-walled sensor under the strong erosion condition. (2) The small sensor structure that builds a blackbody cavity will be investigated to achieve accurate temperature measurement in the small space. Based on the above researches, they will change the current situation that the pouring temperature of molten steel at tundish outlet is difficult to be measured directly.
中间包出口的钢水温度最能精准代表整个中间包的钢水浇注温度。钢水从中间包流入结晶器开始凝固,中间包出口离钢水开始凝固的位置最近,该处的温度是控制连铸工艺温度的最佳点。但中间包出口的空间小、钢水流速快、冲刷剧烈,测温困难。现有方法通过测量中间包其它位置温度,间接代表钢水浇注温度,存在偏差,且偏差具有一定不确定性。这导致钢铁企业只能采用更保守的过热度、水量、拉速等控制参数,降低了凝固控制精准度,影响铸坯质量。.为此,本项目提出研制一种小型化黑体空腔测温传感器复合于塞棒底端,在不改变塞棒控流结构的前提下,测量中间包出口的钢水浇注温度。主要研究解决传感器的材料与结构两方面问题:(1)为了以薄壁制作小型化传感器,研究抗冲刷的新型传感器材料,解决薄壁传感器在强冲刷侵蚀环境的寿命问题;(2)研究构建黑体空腔的小型化传感器结构,实现在小空间精确测温。通过研究,改变中间包出口钢水浇注温度难以直接测量的现状。

结项摘要

中间包出口钢水温度最能精准代表整个中间包的钢水浇注温度。钢水从中间包流入结晶器开始凝固,中间包出口离钢水开始凝固的位置最近,该处的温度是控制连铸工艺温度的最佳点。但中间包出口空间小、钢水流速快、冲刷剧烈,测温困难。现有方法通过测量中间包其它位置温度,间接代表钢水浇注温度,存在偏差,且偏差具有一定不确定性。这导致钢铁企业只能采用更保守的过热度、水量、拉速等控制参数,降低了凝固控制精准度,影响铸坯质量。.为此,本项目研究一种小型化黑体空腔测温传感器,复合于塞棒底端,测量中间包出口钢水浇注温度。主要从4个方面研究了传感器的实现:(1)小空间强冲刷条件下的传感器材料研究;(2)黑体空腔塞棒测温传感器的结构研究;(3)透气式塞棒测温传感器研究;(4)传感器的研制与工业试验。.通过本项目研究,研制了能连续测量连铸中间包出口钢水浇注温度的传感器,达到了如下性能指标:使用寿命满足24h的要求,测温精度:≤±3℃,传感器壁厚3-5mm。新型传感器已在4家钢厂连铸机的中间包上工业试验成功,在2家钢厂小批量试用,为钢厂揭开了浇注温度的神秘面纱。.钢厂试验反馈表明,新型传感器具有两方面显著效益:(1)将塞棒和测温传感器合二为一,降低原有钢水测温传感器和塞棒共同使用时成本约25%;(2)浇注温度正支撑钢厂进行更加精准的凝固控制,从而降低过热度冗余,提高产品质量。应用表明,过热度有望降低3-5℃,过热度降低1℃,吨钢成本降低约1元。综上所述,浇注温度测量对于钢厂而言具有重要经济价值和社会效益,得到钢厂认可。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Effects of Misalignment on the Accuracy of Blackbody Cavity Sensor for Temperature Measuring
不对中对黑体腔温度传感器精度的影响
  • DOI:
    10.1109/tim.2022.3195281
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Tongtong Zhao;Ao Zhang;Guohui Mei;Shumao Zhao;Jiu Zhang
  • 通讯作者:
    Jiu Zhang
Mechanism of thermal shock damage of Mo-W-ZrO2 cermet sensor for molten steel temperature caused by water vapor during sintering
Mo-W-ZrO2金属陶瓷传感器烧结过程中水蒸气引起的钢水温度热冲击损伤机理
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2023.02.045
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Jiu Zhang;Xu Lan;Baihui You;Qixian Xie;Guohui Mei
  • 通讯作者:
    Guohui Mei
Formation Mechanism of Sintering Crack in Mo–W–ZrO2 Sensor for Molten Steel Temperature Caused by Water Vapor
水蒸气引起Mo-W-ZrO2钢水温度传感器烧结裂纹的形成机制
  • DOI:
    10.2355/isijinternational.isijint-2021-526
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    ISIJ International
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Jiu Zhang;Qixian Xie;Guohui Mei;Zhizhong Mao
  • 通讯作者:
    Zhizhong Mao
A New Method for Sensing Pouring Temperature of Molten Steel in Tundish
中间包钢水浇注温度传感新方法
  • DOI:
    10.1109/tim.2021.3070616
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Qixian Xie;Jiu Zhang;Zhingzhong Mao
  • 通讯作者:
    Zhingzhong Mao

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其他文献

成分对MgO-Al2O3-C耐火材料抗侵蚀性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    东北大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵树茂;梅国晖;张玖;谢植
  • 通讯作者:
    谢植

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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