شماره مدرك
21042
شماره راهنما
18053
پديد آورنده
رنجبر، علي
عنوان
مدلسازي و پيشبيني تغييرات ضخامت نسوز پاتيلهاي مذاب با استفاده از اسكن ليزري
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
كنترل
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
دوازده، 88ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
كوره قوس الكتريكي , اندازەگيري پوشش نسوز , اسكن ليزري , نقشه سەبعدي خوردگي , شبكه عصبي عميق
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/22
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي برق
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/23
كد ايرانداك
23212876
چكيده فارسي
اندازهگيري ضخامت پوشش نسوز به عنوان عاملي كليدي در پايش وضعيت و نظارت بر كورههاي قوس الكتريكي و پاتيلهاي مذاب شناخته ميشود. در اين پژوهش، اندازهگيري پوشش نسوز پاتيل كورههاي قوس الكتريكي به كمك اسكن ليزري و تحليل ابرنقاط حاصل از اين اسكن ليزري به عنوان روشي نوين و كارآمد در پايش وضعيت پوشش نسوز بيان شده و توسعه مييابد. روند انجام اين پژوهش شامل طراحي پاتيل كوره، اعمال معادلات خوردگي در سطح داخلي پاتيل و اندازهگيري ضخامت پوشش نسوز پاتيل به روش اسكن ليزري در بستر شبيهسازي است. در ادامه اندازهگيري ضخامت پوشش نسوز با اسكن ليزي، تصويري سهبعدي از وضعيت پوشش نسوز پاتيل كوره ارائه ميشود تا تصويري از نواحي داخلي و مقادير خوردگي آن در پاتيل كوره در دسترس باشد. به منظور پيشبيني عمق خوردگي در طي دورههاي ذوب كوره و تعميم اين تخمين در شرايط خوردگي مختلف (هر ناحيه از سطح داخلي پاتيل كوره)، از شبكه عميق ConvLSTM استفاده ميشود. اين شبكه عصبي پيشبين، مقدار خوردگي را در طي دورههاي ذوب و نواحي خوردگي مختلف تخمين ميزند. همچنين، قابليت تعميمپذيري پيشبيني مقدار خوردگي با خطاي كمتر از 5 درصد براي نقاطي از پاتيل را دارا است كه در دادههاي آموزش، وجود نداشتهاند .در ادامه براي تخمين مقدار خوردگي در سطح پوشش نسوز كوره به ازاي شرايط مختلف (نوع و نحوه آجرچيني متفاوت)، معادلات خوردگي با پارامترهاي جديد نرخ خوردگي در سطح پاتيل كوره اعمال ميشود. براي تخمين دقيقتر مقادير خوردگي در كوره با پارامترهاي جديد نرخ خوردگي، شبكه عصبي آموزش ديده با مقادير خوردگي دورههاي ذوب اوليه كوره جديد، بازآموزي و ارزيابي ميشود. شبكه بازآموزي شده، مقادير خوردگي در پاتيل شبيهسازي شده جديد را با خطاي كمتر از 10 درصد تخمين ميزند. در نهايت با تكنيك تخمين بازگشتي مقدار خوردگي در دورههاي متوالي ذوب پاتيل كوره قوس الكتريكي، تنها با مقادير خوردگي دورههاي ذوب اوليه تخمين زده ميشود تا باقيمانده عمر نسوز پاتيل كورههاي قوس الكتريكي تخمين زده شود. هدف اين پژوهش به طور كلي اندازهگيري و تخمين باقيمانده عمر نسوز پاتيلها و كورههاي قوس الكتريكي با استفاده از روش اسكن ليزري و شبكه عصبي عميق به عنوان روشي نوينتر نسبت به روشهاي قبلي است.
چكيده انگليسي
The measurement of refractory-coating thickness is recognized as a key factor for monitoring the condition and supervising electric-arc furnaces (EAFs). In this study, the measurement of the refractory lining of electric arc furnaces hearths is performed by means of laser scanning and subsequent point cloud analysis, which is presented and developed as a novel and efficient method for assessing the refractory condition of EAFs. The research workflow comprises the following steps: (i) designing the furnace hearth, (ii) applying corrosion equations to the inner surface of the hearth, and (iii) virtually measuring the refractory-coating thickness using laser-scan simulation. The resulting thickness measured by laser scan generates a three-dimensional representation of the refractory lining, providing a view of the interior zones and the corresponding corrosion values of the EAF hearth. To predict corrosion depth over successive melting cycles and to generalize this prediction to various corrosion scenarios (different regions of the hearth’s inner surface), ConvLSTM network as a deep model is employed. The predictive network estimates the corrosion amount for each melting cycle and for each spatial zone with an error lower than 5 percent. Subsequently, to estimate corrosion for hearths built with different bricklaying patterns and other design variations, the corrosion equations are updated with new parameters reflecting the altered corrosion rates on the hearth surface. For more accurate predictions under these new conditions, the pre-trained network is fine-tuned (re-trained) using a small set of corrosion data from the initial melting cycles of the new furnace. The fine-tuned model predicts the corrosion of the newly simulated EAF hearth with an error below 10 percent. Finally, a recursive-estimation technique is applied: using only the corrosion values from the early melting cycles, the method forecasts the corrosion in the successive melting cycles and consequently estimates the remaining service life of the refractory lining. Overall, the aim of this research is to measure and predict the remaining life of the refractory lining in electric-arc furnaces by integrating laser-scanning technology with deep-learning models, offering a more advanced and reliable approach compared with conventional methods.
استاد راهنما
حامد جلالي بيدگلي , ايمان ايزدي نجف آبادي
استاد داور
جعفر قيصري , مرضيه كمالي