[发明专利]用于确定钢水包中的空气截留的系统和方法有效

专利信息
申请号: 201910163165.3 申请日: 2019-03-05
公开(公告)号: CN110245372B 公开(公告)日: 2022-10-21
发明(设计)人: 乌梅许·辛格;阿玛兰德拉·库马尔·辛格 申请(专利权)人: 塔塔咨询服务有限公司
主分类号: G06F30/23 分类号: G06F30/23;G06F30/27;G06F30/28;G06N3/04;G06N3/08;G06F113/08;G06F119/14
代理公司: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 王小衡;胡彬
地址: 印度马哈拉*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 确定 钢水 中的 空气 截留 系统 方法
【权利要求书】:

1.一种处理器实施的方法,包括:

获得与钢水包相关联的几何参数,其中所述几何参数包括钢水包顶部直径和底部直径、钢水包高度、塞子的数量、所述塞子的位置和所述塞子的直径;

捕获用于出钢的钢水包工艺参数,其中所述钢水包工艺参数包括出钢率的范围、出钢入口面积、初始炉渣高度、进钢中携带炉渣的百分比和出钢的持续时间;

使用所述钢水包工艺参数和几何参数创建输入数据;

使用所创建的输入数据执行多相计算流体动力学(CFD)以获得模拟结果;

从所述模拟结果计算作为空气-钢界面面积和空气截留量的输出数据;

从所述输入数据和对应的输出数据创建训练数据;

使用所获得的训练数据来训练人工神经网络(ANN)模型;以及

使用经训练的ANN模型来针对新的几何参数和所述钢水包工艺参数确定所述钢水包中的空气截留量和空气-钢界面面积。

2.根据权利要求1所述的方法,其中使用所述钢水包工艺参数和几何参数创建输入数据包括:

将所述几何参数和所述钢水包工艺参数分成捕获处理条件和几何细节的整个范围的多个集合;

针对每个集合中的具有范围的参数值执行多相计算流体动力学模拟;

通过从针对参数的范围中的每个范围的CFD模拟结果计算影响指数来识别所述集合中的每个集合中的关键参数,并且利用大于预定义值的影响指数来选择所述关键参数中的一个或多个参数;以及

针对所述关键参数中的一个或多个参数创建输入数据。

3.根据权利要求2所述的方法,其中执行多相计算流体动力学包括:

使用所述几何参数创建所述钢水包的虚拟几何形状;

使用所述钢水包的虚拟几何形状生成计算网格;

使用所述钢水包工艺参数生成对所述计算流体动力学进行建模所需的边界条件;以及

使用所述计算网格、边界条件和预定义求解器条件来执行所述多相计算流体动力学模拟。

4.根据权利要求1所述的方法,其中从模拟结果计算作为空气-钢界面面积和空气截留量的输出数据包括:

通过估计液钢小于预先确定值所在的流体面积来计算所述钢水包中钢内的空气截留量;以及

通过估计空气的百分比大于预先确定值所在的液钢-空气界面来计算所述空气-钢界面面积。

5.一种用于确定钢水包中的空气截留的系统,包括:

一个或多个存储器;以及

一个或多个硬件处理器,所述一个或多个存储器耦合到所述一个或多个硬件处理器,其中所述一个或多个硬件处理器被配置为执行存储在所述一个或多个存储器中的编程指令以:

获得与钢水包相关联的几何参数,其中所述几何参数包括钢水包顶部直径和底部直径、钢水包高度、塞子的数量、所述塞子的位置和所述塞子的直径;

捕获用于出钢的钢水包工艺参数,其中所述钢水包工艺参数包括出钢率的范围、出钢入口面积、初始炉渣高度和出钢的持续时间;

使用所述钢水包工艺参数和几何参数创建输入数据;

使用所创建的输入数据执行多相计算流体动力学以获得模拟结果;

从所述模拟结果计算作为空气-钢界面面积和空气截留量的输出数据;

从所述输入数据和对应的输出数据创建训练数据;

使用所获得的训练数据训练人工神经网络(ANN)模型;以及

使用经训练的ANN模型来针对新的几何参数和所述钢水包工艺参数确定所述钢水包中的空气截留量和空气-钢界面面积。

6.根据权利要求5所述的系统,其中所述一个或多个硬件处理器还能够执行编程指令以:

将所述几何参数和所述钢水包工艺参数分成捕获处理条件和几何细节的整个范围的多个集合;

针对每个集合中的具有极限范围的参数值执行多相计算流体动力学模拟;

通过从针对参数的极限范围中的每个极限范围的CFD模拟结果计算影响指数来识别所述集合中的每个集合中的关键参数,并且利用大于预定义值的影响指数来选择所述关键参数;

针对所述关键参数创建输入数据。

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