项目名称: 炼钢—#36830;铸过程系统可靠性的研究

项目编号: No.50874014

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2009

项目学科: 冶金工业

项目作者: 刘青

作者单位: 北京科技大学

项目金额: 38万元

中文摘要: 本项目依据可靠性工程理论,针对炼钢-连铸过程系统,从生产时间、产能、能耗和产品质量角度进行系统可靠性分析与评价。以电弧炉炼钢工序为例,进行系统故障模式分析,采用最小二乘法确定故障概率分布,针对不同维修模式进行系统的功能可靠性和可用性分析,提出基于重要度的钢铁生产系统设备维修决策方法,建立设备预防性维修周期的多目标最优化模型;对电弧炉炼钢工序能耗进行了灰色预测和模糊时间序列预测,探讨钢铁生产过程的能耗可靠性,提出钢铁生产过程系统能耗可靠度评价方法;探索研究炼钢-连铸过程系统中相关影响因素对连铸方坯质量的影响,包括过热度、二次冷却等对连铸坯裂纹缺陷的影响规律,通过模糊模式识别对连铸坯质量缺陷进行预测,提出炼钢-连铸过程系统质量可靠性评价方法;最后,分别对系统不同结构提出功能可靠度、有效度、能耗可靠度以及质量可靠度的计算方法,采用模糊层次综合评价法对炼钢-连铸过程系统进行整体可靠性评价,开发系统可靠性数据库及评价软件。该成果将对提高钢铁生产过程系统的可靠性和产品质量,降低系统能耗产生重要作用。本项目已发表(录用)文章10篇,其中SCI检索4篇,EI检索7篇,培养博士1名,硕士3名。

中文关键词: 炼钢;连铸;可靠性;能耗;质量

英文摘要: In this project, the reliability of steelmaking - continuous casting process system was analyzed and evaluated based on the theory of reliability engineering, from points of view of production time, capacity, energy consumption and product quality. Firstly, the failure mode effect and criticality (FMECA) of an instance system, electrical arc furnace steelmaking process, were described, and the probability distribution functions of system failure were determined by linear least squares estimate. Then, the function reliability and availability of system were analyzed for different maintenance modes. Furthermore, the approach for maintenance decision-making was presented by criticality assessment of equipment in steel plants, and a multi-objective model to optimize preventive maintenance cycle of equipment was established. Secondly, gray prediction and fuzzy time series forecasting of energy consumption in EAF process were studied in the project, and the indicator of energy consumption reliability was put forward according to statistical analysis of energy consumption in steelmaking process. How individual process parameters in steelmaking-continuous casting process system (e.g. superheat, secondary cooling parameters, and so on) can influence the production process and final product quality were revealed preliminarily. The quality of casting billet was predicted by fuzzy pattern recognition, and the quality reliability evaluation method of steelmaking - continuous casting process system was proposed. Lastly, system function reliability, availability, energy consumption reliability and quality reliability were computed for different system architectures, and fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) was employed to evaluate the comprehensive reliability of steelmaking - continuous casting process system. Simultaneously, the laboratory software with database were developed to evaluate system comprehensive reliability. This research will play an important role in improving the reliability of steel production process system and product quality, and reducing the system energy consumption. Ten articles (4 indexed by SCI, and 7 indexed by EI) have been published (or in press), three graduate students have been awarded master degree, and one will be awarded doctorate in this project.

英文关键词: steelmaking; continuous casting; reliability; energy consumption; quality

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