连铸过程控制理论与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业出版社

作者:郭戈

出品人:

页数:142

译者:

出版时间:2003-9

价格:15.0

装帧:平装

isbn号码:9787502433338

丛书系列:

图书标签:

• 连铸
• 冶金
• 过程控制
• 自动化
• 工业工程
• 材料科学
• 铸造
• 生产技术
• 金属材料
• 现代制造

《连铸过程控制理论与技术》 本书聚焦于现代连铸工艺的核心——过程控制，旨在系统阐述支撑这一复杂工业流程的理论基础与先进技术。全书内容深入浅出，理论性与实践性并重，致力于为读者提供一个全面而深刻的理解框架。 第一部分：连铸过程基础理论 本部分将从连铸的基本原理出发，建立读者对整个过程的宏观认识。 连铸概述与发展： 详细介绍连铸机的基本结构、工作流程以及不同类型连铸机（如板坯连铸、方坯连铸、圆坯连铸）的特点与适用范围。追溯连铸技术的发展历程，重点阐述其在提高生产效率、降低能耗、改善钢材质量等方面的关键作用，并展望未来的发展趋势。 凝固传热理论： 深入探讨钢水在结晶器内外的凝固机理。详细讲解热量在钢液、结晶器壁、冷却介质中的传递过程，包括传导、对流和辐射。介绍凝固过程中的相变、晶体生长理论，以及影响凝固速度的关键因素（如钢种成分、冷却强度、模壁温差等）。重点阐述二次冷却区的传热过程，以及热应力在凝固坯壳中的产生与演变。 金属液流动理论： 分析钢水在包、中间包、结晶器内的流动行为。探讨流体动力学基本原理在连铸过程中的应用，包括粘性流动、紊流、层流等。分析钢水入流对坯壳完整性、卷渣影响，以及如何通过优化水口设计、流场控制装置来改善钢水流动状态，减少二次氧化和夹杂物。 坯壳力学理论： 关注凝固过程中坯壳的力学行为。讲解坯壳的应力-应变关系，以及应力产生的来源（如热应力、机械应力、收缩应力）。分析坯壳在拉矫力、自重、摩擦力等作用下的变形与断裂机制。深入研究裂纹的产生、扩展条件，以及影响坯壳强度和韧性的因素（如温度、成分、冷却速度）。 第二部分：连铸过程关键参数控制 本部分将聚焦于连铸过程中最核心的控制对象与技术。 结晶器振动控制： 详细阐述结晶器振动参数（如振幅、频率、振动波形）对坯壳形成、润滑、脱方脱板的影响。分析不同振动模式（如正弦振动、负相关的滑差控制）的原理与优缺点。介绍先进的自适应振动控制系统，以及如何根据凝固坯壳的实时状态动态调整振动参数，以防止粘模和表面裂纹。 冷却系统控制： 深入分析一、二次冷却系统的设计原则与控制策略。详细讲解各级冷却区的水量、水压、喷嘴布局对坯壳凝固速度、温度分布、内部组织的影响。介绍先进的冷却模型，以及如何利用模型预测坯壳温度，并实时反馈调整冷却强度，实现精确的温度控制。重点探讨如何优化冷却制度，避免过冷或过热，防止内部裂纹和中心疏松。 拉矫与在线修整控制： 介绍连铸过程中拉矫机的作用及其控制原理。分析拉矫力对坯壳变形、裂纹修复、内部应力状态的影响。探讨在线修整（如在线矫平）技术，以及如何通过精确控制拉矫参数，保证最终产品的尺寸精度和内在质量。 钢水液面与卷渣控制： 深入分析钢水液面波动对连铸过程稳定性的影响。介绍控制钢水液面的技术手段，如中间包挡渣墙、堰板、助流挡渣装置等。重点研究如何通过优化设备结构和操作参数，减少卷渣现象，提高钢水纯净度。 第三部分：先进连铸过程控制技术与装备 本部分将介绍当前连铸领域的前沿控制技术与自动化装备。 在线检测技术： 详细介绍各种在线检测技术在连铸过程中的应用。包括： 温度检测： 红外测温、热电偶测温等，用于实时监测钢水、坯壳温度。 坯壳厚度与形状检测： 激光扫描、超声波检测等，用于实时测量坯壳尺寸和表面形貌。 表面缺陷检测： 视觉检测、漏磁检测等，用于识别和分类表面裂纹、夹杂等缺陷。 内部质量检测： 超声波、X射线等，用于评估内部裂纹、气孔、疏松等。 过程监控与故障诊断： 介绍如何建立全面的过程监控系统，实时采集和分析大量的过程数据。重点阐述故障诊断的原理与方法，如基于规则的诊断、基于模型的诊断、基于数据挖掘的诊断等，以及如何通过故障诊断及时发现异常，避免事故发生。 自动化与智能化控制系统： 详细讲解基于PLC、DCS等自动化控制平台的连铸过程控制系统。重点介绍模糊控制、PID控制、模型预测控制（MPC）等先进控制算法在连铸过程中的应用。深入探讨人工智能（AI）、机器学习在提高连铸过程智能化水平方面的潜力，例如通过大数据分析优化控制参数，实现自学习、自适应控制。 虚拟仿真与数字孪生技术： 介绍虚拟仿真技术在连铸工艺设计、参数优化、操作人员培训中的应用。深入探讨数字孪生技术如何构建连铸设备的虚拟映射，实现对生产过程的实时监控、预测性维护和远程优化。 第四部分：质量控制与工艺优化 本部分将从质量控制的角度，阐述如何利用过程控制技术实现产品质量的持续提升。 产品质量与过程参数的关系： 详细分析连铸过程中的关键控制参数（如钢水成分、凝固速度、冷却制度、拉矫力度等）如何直接影响最终产品的力学性能、表面质量、内部组织均匀性等。 质量控制指标与评价： 介绍连铸产品的主要质量指标，如表面裂纹、夹杂物含量、内部疏松、中心偏析、力学性能等，以及相应的评价方法。 工艺优化方法： 结合过程控制理论与技术，探讨如何通过系统性的工艺优化，提高产品合格率，降低废品率。包括参数寻优、模型优化、实验设计（DOE）等方法。 案例分析： 通过实际的连铸生产案例，展示如何运用书中所介绍的理论与技术，解决生产中遇到的实际问题，实现质量的提升和成本的降低。 本书的编写力求严谨，语言清晰，图文并茂，既适合从事连铸生产、研发、管理的技术人员阅读，也能够为高等院校相关专业的研究生提供有益的学习参考。读者通过学习本书，将能够深刻理解连铸过程控制的精髓，掌握先进的控制理论与技术，从而有效地提高连铸生产的效率、稳定性和产品质量。

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我花了相当大的篇幅研究了书中关于**“湍流模型”**的章节，这部分内容的**数学推导严密性**令人叹服，但更让我惊喜的是其**工程可操作性**的阐述。很多理论书籍在数学上无懈可击，但在实际应用中却成了空中楼阁，而本书显然避免了这一陷阱。作者不仅给出了**纳维-斯托克斯方程**在连铸过程中的简化形式，还非常详尽地解释了**有限体积法（FVM）**在求解这些方程时的**离散化误差来源及控制策略**。特别是那一小节关于**“网格畸变对界面捕捉精度”**的影响分析，简直就是一本微型的数值计算教材。他们甚至附带了一个**Python伪代码示例**（虽然没有提供完整的源码包，但思路清晰可见），演示了如何将**数值模拟的结果**与**实际传感器反馈数据**进行**卡尔曼滤波融合**，以实现对非稳态液面波动的实时预测。这种**理论到算法，再到实际数据处理**的完整链条构建，体现了作者团队深厚的跨学科背景，绝非一般的理论综述可比。

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这本书在**质量控制与故障诊断**这一块的论述，展现了其**前瞻性和实用性**的完美融合。它没有停留在传统的**SPC（统计过程控制）**层面，而是大篇幅引入了**基于深度学习的缺陷自动识别系统**的构建逻辑。作者构建了一个**CNN模型**的架构图，详细解析了在**拉矫过程**中，如何利用**高频振动信号**来判别**“夹渣”与“表面裂纹”**在频谱特征上的细微差别。最让我印象深刻的是，书中讨论了**“小样本学习”**在处理连铸特殊缺陷时的局限性及应对策略——这通常是学术研究中容易被忽略的实际难题。作者建议采用**迁移学习**，将预训练好的模型在新设备上进行**微调（Fine-tuning）**，这无疑为那些正在进行**数字化转型**的钢铁企业提供了**立即可用的路线图**。这种将**最新的AI技术与传统冶金工艺**无缝对接的勇气和能力，是这本书最核心的价值所在。

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从整体阅读体验来看，这本书的**参考文献列表**本身就是一座小型知识宝库，其广度和深度远超我的预期。我注意到作者引用了大量**近五年**来自**德国、日本**以及**国内顶尖研究院所**的**高影响力期刊论文**，这保证了书中理论的**前沿性**。更值得称道的是，在探讨**“结晶器电磁制动（EMBR）”**的耦合效应时，作者不仅引用了经典的**“电流密度分布”**模型，还专门补充了**“新型非对称电磁场对二次冷却水膜的剪切力影响”**的最新研究成果。这表明编撰团队具有**持续跟踪学术动态**的机制，确保了内容的“保鲜期”。总而言之，这本书不仅是一本**教科书**，更像是一份**五年内该领域研究热点与技术瓶颈的全面综述报告**。它对读者的要求较高，需要一定的基础知识储备，但对于希望**系统性提升**连铸工艺控制水平的专业人士而言，它无疑是**不可替代的参考标准**。

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这本书的**绪论部分**着实抓住了我的注意力，它没有直接跳入枯燥的公式和参数，而是以一种近乎**文学性的叙事笔法**，描绘了现代钢铁工业发展中，连铸技术所扮演的**“心脏”角色**。作者巧妙地引入了一些**历史性的案例**，比如上世纪中叶某次重大事故的教训，是如何**反向驱动**了控制理论的革新，这种“讲故事”的方式，极大地激发了我的学习兴趣。他们并没有将理论知识束之高阁，而是将其**紧密地嵌入到实际生产的痛点**之中。例如，在讨论**液相区保护技术**时，作者用生动的语言描述了钢液在不同气氛下**“呼吸”的细微差异**，而不是简单地抛出一个化学反应方程式。这种**从问题出发，回归实践**的写作思路，让原本深奥的物理化学原理变得触手可及。我能感受到作者试图建立一种**“工程师的浪漫”**——在极端高温和高速流动的介质中，运用精妙的数学模型去驾驭自然的巨大力量。这种**宏大叙事与微观解析**的完美结合，是我阅读了众多技术书籍后，都极少遇到的优秀特质。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面那深沉的**墨蓝色**，配上**鎏金**的字体，透着一股厚重而专业的学术气息。那种质感，拿在手里沉甸甸的，仿佛就能感受到其中蕴含的知识的重量。内页的纸张选择也十分考究，**米白色**的纸张，**印刷清晰**，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳。细节之处见真章，无论是章节的划分还是图表的排版，都体现出编者对读者体验的深切关怀。特别是那些复杂的**工艺流程图**，用**高精度彩色印刷**呈现，线条流畅，标识明确，即便是初次接触这个领域的人，也能大致勾勒出宏观的脉络。虽然我还没有深入研读具体内容，但仅从这份**严谨的出版规格**来看，这本书无疑是一部值得珍藏的**工具书**级别的作品。封面设计团队显然对“专业性”有着深刻的理解，没有采用那些浮夸的视觉元素，而是选择了**极简而有力量**的表达方式，成功地将《连铸过程控制理论与技术》的严肃性和权威性彰显无遗，让人对其内容的深度充满了期待。

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