转炉高锰铁水炼钢工艺研究

为了解转炉高锰铁水炼钢情况,对涟钢210 t转炉42炉吹炼终点钢水进行了取样、测温,根据所得到数据计算了锰氧化反应热力学参数(K′Mn,γ(MnO),L Mn)及炉渣碱度、氧化铁、钢水温度对锰氧化热力学参数的影响。对于吹炼终点钢水与炉渣反应的平衡值及反应偏离平衡状况进行了计算。利用回归分析方法,给出了终点钢中含锰量与转炉吹炼工艺参数关系。吹炼终点渣中平均w(TFe)=20.0%,终点钢中平均w(Mn)=0.147%。终渣平均w(MnO)=6.28%,较正常含锰铁水炼钢终渣高,增加了炉渣流动性,有利于化渣。锰的收得率较低(平均23%),与转炉炼钢铁水硅含量高、渣量大有关。

基于ICP-MS研究转炉钢渣微粉吸附镍和铅的动力学机理

随着工业化的发展,水体和土壤中的重金属污染日益严重。其中,重金属镍是一种常见的致敏性金属,会引起人体过敏发炎,甚至会引发癌症;血液中铅浓度的超标会危害人的神经系统、心血管系统和生殖系统,造成终身性的危害。因此,治理镍和铅重金属污染具有十分重要的意义。钢渣是炼钢过程中产生的一种副产物,其存在难以利用与附加值低的问题。同时加之管理制度的不健全,导致大量钢渣露天堆放,对土地资源、地下水源,以及空气质量造成严重影响。钢渣微粉具有比表面积大、多孔、化学活性高等特性,被广泛利用,可以成为吸附材料。本文以转炉钢渣微粉为研究对象,利用激光粒度仪、电感耦合等离子体质谱仪、比表面积与孔隙度吸附仪、X射线荧光光谱仪等测试转炉钢渣微粉的基本性质,重点研究转炉钢渣微粉添加量、重金属初始浓度、溶液pH和吸附时间对转炉钢渣微粉吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的效果,结合吸附动力学与吸附等温线理论揭示转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附作用机理,为处理镍、铅重金属污染和工业废水处理提供技术支持与理论依据。结果表明:当转炉钢渣微粉添加量大于12.5 g·L^(-1)、重金属初始浓度小于100 mg·L^(-1)、溶液pH大于3和吸附时间大于120 min时,转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附效果良好,即基本达到90%。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附符合准二级动力学模型,吸附速率由边界扩散和颗粒内扩散共同控制,吸附过程以化学吸附为主。转炉钢渣微粉的结构具有多孔性为物理吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)提供吸附空间,转炉钢渣微粉的化学成分不仅具有碱性与Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合产物,而且水化过程中CaO与SiO_(2)生成C—S—H凝胶,对Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合吸附与硅酸盐体系包裹。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)吸附可能存在多层吸附。吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的过程为优惠吸附,吸附容易进行,其理论最大吸附量分别为18.785和17.002 mg·g^(-1)。

SPA-H钢转炉快速脱碳冶炼生产实践

根据SPA-H钢成分特点,通过理论分析认为,该钢种具有快速脱碳的条件。采取优化供氧流量和压力,降低平均枪位,改善造渣制度,优化底吹系统等措施后,该钢种冶炼时间平均降低0.6 min,提高了转炉作业效率。

梅钢转炉合金模型开发

为降低转炉合金成本,采用线性规划为核心算法,开发了转炉合金模型。模型通过设计碳冗余质量分数和磷冗余质量分数、确定合金收得率和LF增碳质量分数等主要参数、基于优先加足低价合金的原则分配转炉合金用量,在满足钢水成分的前提下降低了合金成本,可产生经济效益3.27元/t。

水蒸气辅助煤与生物质回转炉共热解制高热值可燃气特性研究

煤与生物质共热解作为实现这两种含碳资源高效清洁利用的重要技术路径,对实现碳中和目标有重要意义。本文旨在探究水蒸气辅助下,不同条件对煤与生物质共热解制备高值可燃气体(H_(2)、CH_(4)、CO)的影响。在大型回转炉中,探究了褐煤与玉米秸秆共热解及水蒸气辅助共热解温度、掺混比对H_(2)、CH_(4)、CO产气量和热值的影响,并通过Aspen Plus搭建热解模型对其进行验证。实验及仿真结果表明:秸秆与褐煤存在明显的协同效应,无水蒸气时最佳产气条件可燃气热值超过3000 J/L(热解温度600℃,秸秆掺混比80%)。水蒸气条件下,促进了共热解可燃气高热值组分H_(2)、CH_(4)、CO的生成,最佳条件下可燃气热值提升88%达到5639 J/L(热解温度800℃,秸秆掺混比80%)。

100 t转炉五孔氧枪喷头设计与应用

针对低硅铁水冶炼存在的化渣效果差、氧枪粘渣粘钢严重的问题,根据可压缩流体理论及射流与熔池作用原理设计开发了五孔氧枪喷头,主要工艺参数为:喷孔夹角13°,Ma 2.0,喉口直径36.8 mm,出口直径47.8 mm,设计氧气压力0.80 MPa,设计供氧强度3.8 m~3/(min·t)。氧枪枪位控制在1.3~1.9 m,熔池冲击深度、冲击面积和混匀时间均在合理范围内。生产实践表明,使用五孔喷头吹氧时间缩短0.5 min、氧气消耗降低1.1 m~3/t,脱磷率提高4.1个百分点,终渣FeO含量降低1.2个百分点,一次拉碳出钢率提高1.7个百分点,基本解决转炉低硅铁水冶炼存在的问题,转炉技术指标明显改善。

浅谈300吨大型转炉检修危险作业的安全管理

冶金企业大型转炉检修复杂多变,参与检修的人员众多,现场交叉作业多,涉及高处、煤气、有限空间、动火等危险作业,特别是部分检修任务进行临时外委施工,进一步加大了检修安全管理的难度。为此,应通过开展危险源辨识和隐患排查治理、加强危险作业安全管控等措施,全面提升大型转炉检修作业的安全管理水平。

300 t转炉悬挂系统应力测试与分析

对于大型转炉,目前国内已可以自主设计和制造。托圈与炉壳之间的连接方式是设计时的关键,某钢铁厂300 t转炉经过综合评估后采用的是8点弹簧板式连接。设计过程中,虽然采用有限元法模拟分析了弹簧板的应力应变状态,计算预测了该连接结构在理论状态下的使用寿命及其安全性,但是实际生产过程中弹簧板应力状态会受到静不定、角部应力集中等因素扰动,需通过获取现场实测数据来对计算过程加以验证与修正。本文建立了该300 t转炉下悬挂系统应力测试模型,对空炉和满载两种工况进行了弹簧板应力测试,得到不同工况弹簧板各点的受载情况,分析了弹簧板应力分布状态,其结果可为转炉悬挂系统的设计提供参考和实践意义。

基于改进YOLOv7的转炉火焰燃烧状态检测研究

针对某炼钢厂A号转炉炉膛火焰燃烧状态分析判定问题,提出基于改进YOLOv7深度学习网络架构结合视频火焰状态的判断方法。首先引入无参平均注意力机制(PfAAM),在不添加参数或超参数的情况下捕获通道注意力和空间注意力,并使用轻量化上采样算子(CARAFE)、功能的内容感知重组进行上采样,使YOLOv7网络获得更好的鲁棒性和准确性。优化后的网络,MAP_0.5值提升了2.4%,精确率提升了5.5%,帧率达到了51.5帧/秒。结合视频图像Matlab火焰状态分析方法,充分利用图像和特征信息增加了对火焰状态判断的可解释性和鲁棒性,并提高了算法的安全性和可信度。实验结果也表明改进算法能够有效提升对火焰燃烧状态识别的准确率和实时性。

转炉悬挂系统使用维护经验

转炉悬挂系统是转炉核心设备之一,Conlink悬挂系统被广泛采用。介绍了Conlink悬挂系统设计及演进,分析了Conlink 1.0悬挂系统实际使用中的典型案例,并提出了一些长寿命使用改进方案,可为同类悬挂系统使用维护提供有益经验。

转炉炉渣配比对烧结矿性能的影响

将钢渣用于烧结配料,研究不同含量的钢渣对烧结矿冶金性能的影响,找出合适的钢渣配比。试验结果表明:随着钢渣加入量的增大,垂直烧结速度增大,成品率和转鼓强度则先增加、后减少,而烧结机利用系数呈现出逐渐增大的趋势。综合以上因素,在焦粉配比不变的情况下,为了保证成品率和烧结矿强度,同时,考虑烧结利用系数,稳定生产,钢渣最佳配比不宜大于5%。

120 t转炉热态渣循环利用工艺研究

唐山中厚板材有限公司为提高转炉热态渣的利用率,对转炉冶炼过程炉渣产生机理进行分析,探索热态渣循环利用的途径。试验全留渣双渣法,即第一炉按原单渣法冶炼出钢和不倒渣溅渣护炉,根据铁水硅含量将数据固化在模型中,保证终点二元碱度控制在3.5~3.8,第二炉加入废钢和铁水进行双渣冶炼,出钢后倒出40%~50%炉渣再溅渣护炉,完成一组正常的冶炼。同时,通过优化副枪自动炼钢模型、增强转炉底吹强度、改造双渣氧枪等措施,保证第一炉碱度控制在3.0以上,实现循环渣造渣方法的自动控制。实施热态渣循环利用后,渣中FeO含量降低2.1%,钢铁料消耗降低4.355 kg/t,稳定了低P高端品种钢的生产工艺,提高命中率22.5%。

转炉吹炼过程炉口异常冒火原因

广西钢铁炼钢厂转炉吹炼过程中炉口异常冒火长期影响炼钢工人看火,针对一次除尘效果变差造成的异常冒火,从废钢原材料优劣差异、转炉生产中炉型的逐渐变化、汽化冷却烟罩结渣、干法除尘系统入口烟气温度升高等方面进行横向对比、技术参数分析及实验探索。排除掉氮气密封和蒸发冷喷枪枪位等无关或次要因素,探明炉型变化、烟罩结渣、废钢原材料差等是导致异常冒火的主要原因。

150 t转炉底吹工艺布置研究

介绍了某钢厂150转炉的底吹特点。根据水模试验,本文分析不同布置下底吹强度、不同布置下顶吹强度、不同布置下枪位对混匀时间的影响。最终确定了合理的底吹工艺布置,为双环不对称布置(内环≈0.45 D,外环≈0.55D)。

120 t转炉生铁块补炉工艺优化实践

陕钢集团龙钢炼钢厂采用生铁块补炉后出现了磷高和补吹率高等问题,为进一步科学有效补炉,龙钢炼钢厂开展了生铁块补炉工艺优化探索,以稳定转炉补炉后的操作。利用转炉火焰分析系统动态校正,对转炉冶炼过程渣量进行计算,建立生铁块计算方案。通过生铁块计算,获到每次补炉所需生铁块的精确量。生铁块补炉工艺优化后,实现了补炉后第一炉一倒磷合格率提高了19.1%,补吹率降低了26.1%,转炉年工序时间节约了4 752 min,节约生铁成本1 774.08万元。

转炉炼钢几个关键技术的研究进展

转炉炼钢作为世界上冶炼高品质钢的主要炼钢方法,其技术的进步与发展对钢铁行业节能减排、降本增效具有巨大的推动作用。介绍了我国转炉炼钢几个关键技术的研究及进展。通过从理论分析和实践探索两个方面研究了废钢的熔化行为,揭示了废钢熔化机理;分析和总结了喷吹方式、底吹工艺等对转炉熔池流动特性的研究;从冶金机理和数据模型两个方面介绍了转炉终点控制技术的发展现状和展望;最后从整体优化冶金流程角度出发,从数学建模到平台仿真介绍了炼钢-精炼-连铸一体化技术进展以及存在问题。转炉智能化发展需要更多的设备、方法和技术的支撑,转炉智能化炼钢是涉及冶金、自动化、计算机等多学科的综合实践应用案例。

基于SSA−LSTM的转炉炼钢终点锰含量预测

锰是钢铁中重要的合金元素,加入适量锰元素能提高钢铁的性能.在转炉炼钢过程中锰元素的含量直接影响钢铁质量,锰元素加入过少会导致钢铁产品的硬度和强度不足,锰元素加入过量会导致钢铁过脆和生产成本增加.因此,合适的锰元素添加量对提升钢铁质量与减少冶炼成本具有重要意义.转炉炼钢过程中锰元素的添加量主要通过终点锰预测的结果来确定,然而,终点锰含量多少受到多个因素的综合影响,其中包括氧化反应进程和合金中其他元素的添加量,影响因素呈现非线性、高耦合的特征,导致终点锰预测难度大.针对转炉炼钢终点锰预测过程中数据有含噪声、强耦合性等问题,提出了一个转炉炼钢终点锰含量预测研究架构,基于长短期记忆网络(Long Short-term memory,LSTM)预测模型,引入奇异谱分析(Singular spectral analysis,SSA)方法去除终点锰预测过程中非线性、非平稳序列的高频噪声,提出了一种基于SSA−LSTM的终点锰含量预测方法.利用河北敬业钢铁有限公司转炉炼钢生产数据验证所提预测方法的平均绝对误差为1.19%,均方根误差为1.48%.结果表明,该方法能够解决数据存在较多噪声及非线性等问题;与已有的时间序列预测方法相比,经过SSA处理的预测误差均有所减小,证明了该方法的有效性,为实际生产过程中精准加入合金提供了依据.

新150t转炉碳氧积控制工艺技术研究

转炉碳氧积指一定温度和压力下,钢液中碳含量和氧含量之积,常以转炉出钢碳氧积来衡量转炉复吹效果和转炉终点控制水平。由于在一定温度和压力下转炉碳氧积是一个定值,转炉碳氧积低越,意味着在相同的终点出钢碳条件下,钢水中的氧含量越低,消耗的脱氧合金剂以及脱氧产生的氧化物夹杂就越少。

减少转炉补炉的策略及其效果分析

针对马鞍山钢铁股份有限公司65 t转炉补炉频率高的问题展开原因分析,并进行相应的改进。结果表明:转炉吹炼终点渣的成分超出合理范围、吹炼过程返干比例高及终渣过氧化比例高是补炉次数多的主要原因。通过对溅渣护炉工艺、枪位和加料模式、装料制度等几个方面的优化,终渣中TFe、MgO和碱度值均有所降低,更接近理论渣系成分;溅渣时间不合格比例降低了15.8%,返干比例降低了26%;转炉炉衬厚度逐渐变厚,炉况变好,平均每月减少补炉17.7次。

基于机理和反向传播神经网络的转炉石灰加入量计算模型

针对高废钢比转炉冶炼条件,以转炉碱度计算为理论基础,以某钢厂转炉一级和二级的数采系统为数据来源,利用设计数据筛选规则、数据预处理和计算损失函数提高计算精度,构建了基于机理+结构为15-3-50-5-1的反向传播(BP)神经网络的石灰加入量计算模型,并将计算结果与真实值和传统模型计算结果进行了对比。结果表明:机理+BP神经网络模型预测的石灰加入质量与真实值的平均相对误差仅为10.7%,相较传统计算模型下降约7%,说明构建的新模型预测误差小、精度高。