对包钢高炉9 种喷吹煤样的基础性能进行对比分析,提出了综合性能评价体系,建立了包括多因素在内的煤粉性价比模型,为包钢高炉喷吹煤粉的优化选择提供了数据支撑.根据综合性能指标评价,无烟煤、烟煤和混煤中较好的分别为4、2 和9 号煤样;再通过性价比模型评价,最终确定无烟煤中性能最好的为 1 号煤样,烟煤中性能最好的为 2 号煤样,混煤中性能最好的为9 号煤样.
将烧结环冷机低温段冷却废气余热引入有机朗肯循环(ORC),建立ORC热力循环过程计算模型,研究混合工质组分、工质蒸发温度和过热度对系统热力性能的影响.研究结果表明:随着工质蒸发温度升高,系统发电功率先增大后减小,而系统火用效率逐渐增大;工质冷凝温度越高,系统发电功率和火用效率均越小;在工质蒸发温度和过热度变化范围内,系统火用效率随混合工质中R245fa质量分数增大先减小后增大,纯工质R245fa的系统火用效率最大.当工质在蒸发器出口为饱和蒸汽时,系统可获得较大系统发电功率,并且混合工质中R245fa质量分数为0.8 时的系统发电功率最大.
针对目前钢铁企业对高炉喷吹系统能耗评价所存在的分歧,文章通过梳理喷吹基本流程,结合喷吹总压差、当量喷吹距离、小时喷煤量和喷吹总气量等参数,引入能耗系数来综合评价不同高炉喷吹系统的能耗情况,为钢铁企业进一步降低喷吹能耗提供了思路,为优化喷吹系统工程设计提供参考.
薄规格带钢轧后的层流冷却过程运行速度高、温降快,为了满足冷却过程实时性的要求,在线温度模型要有较高的计算效率.文章基于有限差分法建立显式格式和隐式格式的差分温度模型,分析了不同差分格式以及网格划分方法对模型计算效率的影响,提出了一种具有快速响应特性的在线温度控制模型.在保证计算精度不变的条件下,采用隐式差分格式进行较大的时间步长划分.使用自然对数的网格划分方法,有利于提高温度模型的计算效率,实现在线控制的快速响应.
为满足转炉炼钢生产的连续性,实现除尘双工序互为备用、相互切换的功能,文章提出了一种转炉汽化三岔烟道结构及配套循环水系统.通过理论计算、结构设计、以及实际工程应用的验证,转炉汽化三岔烟道结构总体上合理,基本满足炼钢工艺的需求,同时在系统循环动力和烟道局部结构上有待改进.
针对晋南钢厂150 t转炉煤气绿色高值化回收利用工艺中存在的物质迁移及能量转化问题,文章就转炉汽化烟道内实施喷煤新工艺过程做出理论分析和计算论证.介绍了转炉汽化烟道喷煤工艺及工业试验结果,结合实际生产数据,将工艺过程能量转化过程解构为转炉烟气显热、喷吹载体热损、煤气化过程中化学潜热转化,并对转炉烟尘中的残碳进行检测分析.结果表明:转炉煤气的物理显热和其中的氧气足以支撑煤粉的分解转化.因此,该工艺能有效利用转炉煤气余热分解转化煤粉调制高品质煤气,且对现有工艺流程无影响.
文章通过现场试验测试,对比了加设入炉保温装置前后钢坯入炉温度水平和吨钢热损失变化,并结合钢坯出炉上表面温度和端面温度的变化进行了研究分析.结果表明:加设保温装置后,钢坯入炉吨钢热损失减少33.9%;钢坯入炉平均热装温度升高 240℃左右,温度较之前提升39%,降低了加热炉能耗;钢坯出炉表面温度的标准差和端面温差较保温前均有所降低,钢坯整体温度的均匀性得到了提升,加热质量得到了改善.
钢铁行业是CO2 排放大户,开展碳排放核算研究可以准确掌握钢铁行业碳排放变化趋势,也是开展各项碳减排工作的基本前提.当前,钢铁行业碳排放核算研究主要集中在企业范围,基于工序碳排放核算研究较少.文章结合钢铁企业碳排放核算方法,从核算边界、排放源清单及核算方法等层面提出了一套完整的工序碳排放核算方法.并以湖北省某典型长流程钢铁生产企业为实例,分析了不同工序碳排放量及影响因素,提出企业各工序面临的困难,并对各工序降碳工艺措施提出建议.
文章以干熄炉冷却段入口至干熄焦锅炉入口为对象,进行了物料平衡和热平衡计算,利用试差法计算干熄焦锅炉入口循环气体温度,并分析了干熄焦锅炉入口循环气体温度的影响因素,简化了干熄焦锅炉入口循环气体温度的计算公式,满足了干熄焦工程设计的要求.
焦炭是高炉生产不可或缺的原料,在炼铁工业中具有举足轻重的地位.文章介绍了焦炭性能评价方法及检测手段、焦炭溶损反应和焦炭气孔结构、光学组织、分子结构的研究方法.其中主要分析了气体吸附法、图像分析法、压汞法、XRD、电镜法、分子模拟等的研究现状、不足及未来研究方向,总结了焦炭组成和结构对性能的影响.期望不同层面的研究能够成为调控焦炭性能的重要手段.
通过对焦炉上升管堵塞物取样分析,掌握堵塞物的化学成分和矿物组成,结合不同粒度炼焦煤灰分及灰成分特性,分析上升管堵塞的原因.炼焦煤中小颗粒煤粉质量占比较大,炼焦煤灰分较高,灰分中的 SiO2、Al2 O3、CaO、Fe2 O3、Na2 O 发生熔融反应生成的钙长石CaAl2 Si2 O8、铁橄榄石Fe2 SiO4 和相变点较低的钠长石NaAlSi3 O8,尤其是小颗粒炼焦煤灰分中过高的K2 O、Na2 O、Fe2 O3 含量促进了钠长石NaAlSi3 O8、铁橄榄石Fe2 SiO4 的生成,进而造成上升管结渣堵塞.
文章通过数值模拟方法研究了环形套筒窑下燃烧器电石气的燃烧特性，分别对燃气和一次风旋流角度对燃烧特性的影响进行了研究，分析了旋流角度对燃烧温度分布以及CO、CO 2 、NO x 等燃烧产物的影响。结果表明：燃气旋流角度对提高燃料燃烧效率影响较大。燃气旋流角度的增加，燃烧火焰最高温度和燃料的燃烧速率提高，内套筒处CO浓度降低；当燃气旋流角度从30°增加到55°时，对应内套筒处的CO浓度由8 929 mg/m~3降低至2 467 mg/m~3。一次风旋流角度增大，对降低CO和NO x 生成影响不明显。
从加强原燃料管理、应用自动喷吹系统、优化高炉基本操作制度、调整操作参数、保持炉缸活跃性、加强炉前出铁管理等方面入手,唐钢新区 2 号高炉技术指标大幅提升.2023 年5 月,煤比达到178 kg/t,燃料比514 kg/t,利用系数达 3.08 t/(m3·d),平均日产突破9 000 t,创唐钢新区2 号高炉开炉以来的历史最好水平.
气流均布特性是影响湿式电除尘器除尘效率的主要因素之一.采用多孔阶跃算法气流仿真,模拟计算了立式蜂窝结构湿式电除尘器除尘气流分布情况,计算结果表明,蜂窝结构湿式电除尘器除尘烟气入口段与收尘区域垂直,气流在除尘管道内存在分布不均现象;采取入口处增加多个导流板,筒体中部设置 2 层多孔板等措施,气流均布特性得到改善,蜂窝管内烟气流速相对均方根差低于0.169.采用该湿式电除尘器处理后的烟气可实现超低排放.
梅钢通过极限挖掘余能回收、环冷水密封改造锁住烧结矿显热;高温回收段采用翅片陶瓷覆膜、换热锅炉采用声波清灰、高效锅炉换热结构改进等技术,实现烧结工序热量高效转换;低温段采用饱和螺杆发电组、热水换热,实现烧结矿低温余热应收尽收工业效果.同时大力应用主抽风机变频、高效风机、微负压点火改造、原料筛分改造等一些列先进节能降碳技术,前沿布局一批FeO自动检测技术、生石灰预消化技术、烧结料面喷洒水蒸气技术等节能低碳技术,实现吨矿蒸汽回收量95.7 kg/t、烧结漏风率从25%降至5%以下.
针对某钢厂铁前数据库中烧结物料的预警空值与预警模型不完善问题,提出了一种烧结矿性能预警模型.将传统烧结工艺理论与大数据技术相结合,对原厂烧结生产数据进行预处理并搭建相应的烧结数据仓库,运用RFE(递归特征消除)对生产参数进行特征选择、重要性排序与相关性分析,然后运用DNN算法构建烧结矿化学成分与质量指标的预测模型,预测V2 O5、CaO/SiO2、TFe和FeO的R2 分别达到0.965 8、0.824 7、0.846 2 和 0.871 1,预测筛分指数和转鼓指数的R2 分别达到 0.899 和 0.875,满足预测精度需求,并将预测结果结合预警区间对烧结矿性能进行预警.
文章以Barth附加压降理论为基础,采用量纲分析方法,利用中试平台开展实验研究,建立了喷吹煤粉管道的压降模型.将该模型应用到工程项目企业A、B和C中,能够准确预测喷吹罐压力,相对偏差在4%～7%以内.模型的建立不仅能促进高炉喷煤系统工程设计精细化,实现低阻损、低能耗、低磨损的远距离直接喷吹,还能为现场生产降低能耗提供一定理论支撑.
炉温控制系统具有温度时滞、非线性等特点,结合传统PID控制和模糊控制的优缺点,设计出一种混合控制器,解决炉温控制温度稳定性问题.当温度偏差值大于切换值时,模糊控制器做主控制器,以加快系统的温度响应特性.当温度偏差值小于切换值时,PID控制器做主控制器,以提高温度的控制精度.该控制器应用在焦炭反应性强度测定装置中,提高了控制温度的响应特性和精度,具有较强的鲁棒性,控制效果较好.
文章基于高炉渣热载体热解玉米秸秆进行实验研究,考察高炉渣与玉米秸秆掺混比、高炉渣温度和高炉渣粒径对玉米秸秆热解产物的影响.掺混比增大、高炉渣温度升高有利于热解反应的进行,热解气产率增大,热解气中CO、CO2、CH4 和H2 的气体产量均有增加;高炉渣粒径增大,热解气产率先增大后减小,高炉渣粒径为2～3mm时,热解气产率最大.
