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前言1

第一章 绪论1

1.1 AOD的发展过程1

1.1.1 AOD法的诞生1

1.1.2 AOD法的发展2

1.1.3 AOD法的特点3

1.2 AOD冶炼工艺4

1.2.1 钢液中碳与铬的竞争氧化4

1.2.2 不锈钢脱碳机构及反应动力学11

1.2.3 不锈钢精炼过程富铬渣的还原16

1.2.4 AOD炉炉衬蚀损机理26

1.3 检测方法概述29

1.3.1 投弹式检测法34

1.3.2 副枪检测法34

1.3.3 炉气检测方法36

1.3.4 风口温度和成分连续在线检测系统37

1.3.5 红外线测温方法38

1.3.6 火花源原子发射光谱成分检测方法39

1.3.7 激光诱导等离子体光谱成分检测方法39

1.4 本章小结41

参考文献41

第二章 温度在线监测的实现45

2.1 测温方式的确定45

2.1.1 几种常用在线测温方法的优劣47

2.1.2 红外非接触测温方式的比较51

2.1.3 红外双光比色测温法57

2.2 探测点位置的确定60

2.2.1 增加专门的测温风口61

2.2.2 利用顶枪进行测温61

2.2.3 利用副枪进行测温62

2.2.4 底枪测温方式的确定62

2.3 测温系统的硬件设计65

2.3.1 光学系统的设计66

2.3.2 测温部分电路的设计70

2.4 温度补偿模型的建立77

2.4.1 气体射流的特性分析77

2.4.2 黑体腔理论的建立83

2.4.3 底吹气体的搅拌功分析86

2.4.4 温度补偿模型的推导88

2.5 定标与误差分析90

2.5.1 实验室定标90

2.5.2 现场定标92

2.5.3 现场实测数据分析93

2.5.4 误差分析94

2.6 本章小结95

参考文献96

第三章 AOD炉温度场的数学模拟分析99

3.1 AOD炉内的温度预估模型99

3.1.1 AOD炉热力学分析99

3.1.2 温度预估模型的建立103

3.1.3 神经网络模型的建立108

3.2 AOD炉内的温度场分析112

3.2.1 钢包底吹气体循环流场的基本结构112

3.2.2 AOD炉浮力模型的数学描述113

3.2.3 包内温度动态分布116

3.3 本章小结119

参考文献119

第四章 元素含量在线检测装置121

4.1 不锈钢样品分析121

4.1.1 腐蚀的种类和定义121

4.1.2 各元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用122

4.2 检测方法的选择124

4.2.1 元素含量检测方法124

4.2.2 检测方法的确定126

4.3 系统的硬件组成128

4.4 激光等离子体光谱分析原理130

4.4.1 等离子体形成及其性质131

4.4.2 等离子体辐射机制及其光谱特征133

4.4.3 等离子体展宽机制136

4.4.4 等离子体温度测量方法138

4.4.5 激光诱导等离子体光谱技术140

4.4.6 激光与钢水相互作用机理研究141

4.5 影响检测系统精度的因素分析144

4.5.1 环境气体的影响144

4.5.2 光谱仪延迟时间的影响144

4.5.3 激光器对检测性能的影响147

4.5.4 激光能量对最佳延迟时间的影响149

4.5.5 几何光路影响151

4.6 本章小结152

参考文献153

第五章 AOD炉冶炼过程成分在线检测155

5.1 元素含量检测原理155

5.1.1 元素谱线的选取156

5.1.2 元素含量分析158

5.2 特征谱线标定160

5.2.1 协方差法自动寻峰160

5.2.2 谱线对应元素标定162

5.2.3 光谱重叠干扰的去除163

5.3 光谱数据处理165

5.3.1 异常数据处理165

5.3.2 光谱背景的基线校正165

5.3.3 小波消除光谱的噪声166

5.3.4 光谱的压缩170

5.4 碳、铬、镍元素的在线检测174

5.4.1 铬和镍的检测174

5.4.2 碳含量的检测和估计178

5.5 其他元素的在线检测182

5.5.1 锰元素的检测183

5.5.2 硅元素的检测186

5.6 本章小结188

参考文献189

第六章 总结与展望191

6.1 本书的主要内容的介绍和分析191

6.1.1 温度检测部分的内容和分析191

6.1.2 元素监测部分的内容和分析195

6.2 总结与展望197

6.2.1 总结197

6.2.2 展望198

参考文献199