铁水包脱磷工艺及自动化模型研究

针对某不锈钢厂铁水包脱磷工艺脱磷率低、物料消耗波动大、自动化程度低等问题,本文开发了铁水包脱磷模型。模型直接读取PLC现场设备工艺参数,并通过二级平台读取计划、钢种标准及化验成分等信息,实现铁水脱磷工艺操作参数下达、生产设备状态和工艺参数显示、生产数据存储和历史数据报表查询等功能。采用脱磷模型的炉次平均脱磷率为93.2%,脱磷模型P成分命中误差区间在±0.015%的离线验证,在线验证命中率分别为94.2%和90%,基本达到工艺生产需求。

浸入式喷吹铁水包内多相流行为与反应动力学

为提高喷吹式铁水预脱硫过程的脱硫效率,以某厂180 t铁水包为基础,建立了铁水包内CFD-DSM(计算流体力学-脱硫反应模型)耦合模型,系统研究了铁水预脱硫过程的气-固-液多相流行为及反应动力学,揭示了溶解镁脱硫、镁气泡脱硫、氧化钙脱硫与渣层脱硫对脱硫反应的贡献,阐明了载气及镁粉流量对脱硫反应的影响规律。结果表明:气泡流股的穿透深度较小,但其并未依附着喷枪壁面上浮。随氧化钙粉剂的连续喷吹,粉剂沿喷枪壁面上浮。脱硫过程中溶解镁脱硫为主要的脱硫机制,其次为镁气泡脱硫、氧化钙脱硫和渣层脱硫。各反应机制的脱硫速率均随时间先增大后减小。载气流量对脱硫反应影响较小,而镁粉流量对脱硫反应影响最大。当初始硫质量分数为470×10^(-6),铁水中硫质量分数脱至100×10^(-6)时,镁粉流量每增加1 kg/min,喷吹时间平均缩短约43 s。

低成本铁水包浇注料的研制与应用

再生鱼雷罐耐火材料可大量应用于铁水沟用ASC浇注料、铁水沟用ASC捣打料、铁水包包壁和包底用ASC不烧砖、沟盖浇注料等。但是有大量0.1~1 mm的再生鱼雷罐骨料因为粒度匹配原因未能有效利用。本文探讨了将不同比例的0.1~1 mm的再生鱼雷罐骨料加入到铁水包浇注料替代SiC,从而降低浇注料的成本,实现对再生鱼雷罐骨料的有效利用。试验结果表明,0.1~1 mm的再生鱼雷罐骨料加入量为9%时,制备的铁水包浇注料能满足铁水包浇注料的各项性能指标。在工业试验中,其强度低,更少粘渣,便于拆包修包,减少了工人的劳动强度。2022年在山西某厂15 t铁水包进行试用,其寿命比原铁水包浇注料提高15%以上,而浇注料吨成本降低约11%。

不锈钢冶炼用铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的性能与侵蚀机理

铁水包内衬材料长期服役于间隔周期较长的高、低温交替环境,极易发生剥落与侵蚀损毁。为了探索影响铁水包内衬材料使用寿命的主要因素,对市面上四种铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的化学成分、物相组成、物理性能和微观结构进行了分析,并以高炉渣为侵蚀介质,重点研究了不锈钢冶炼用铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的侵蚀机理。结果表明:铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖中Al_(2)O_(3)含量越高,高温下制品的液相量越低,越有利于提高耐火砖的高温力学性能;随着含碳量的增加,铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的抗渣性得到明显改善,但抗氧化性及高温抗折强度呈下降趋势;高炉渣中CaO、MgO向耐火砖中渗透,与耐火砖中的Al_(2)O_(3)、SiO 2发生反应形成高熔点的镁铝尖晶石及低熔点的钙长石等,生成的低熔相会加剧耐火砖的侵蚀。

纯氧助燃时氧气分配对铁水包烘烤过程影响的模拟

建立了采用三同轴燃烧器的纯氧助燃高炉煤气铁水包烘烤三维燃烧模型,分析了不同氧气流量分配情况下包内流场及温度场的变化规律.结果表明:高温烟气在铁水包内沿旋涡循环流动进行烘烤,在不同的氧气流量分配比下,壁面温度变化不大,均达到1 410 K,可满足烘烤需要;调节氧气流量分配比,温度的不均匀度先减小后增加;当氧气流量分配比为60%时,温度均匀性最好,烘烤效果最佳,可节约56.3%的燃料量.

140t铁水包底吹氩混合特性物理模拟研究

针对铁水包底吹搅拌工艺,以某厂140 t铁水包为原型,基于相似原理建立物理模型,探索了合理的混匀时间测定方法,研究了圆底及平底铁水包底吹氩的混匀特性,并考察了气量、透气砖位置及高径比对混匀特性的影响规律。提出一种合理的混匀时间测定方法,即:通过示踪流场找出混匀较慢的几个典型监测位置并测定其混匀时间,将所测数据的最大值作为本方案的混匀时间。研究结果表明:圆底铁水包中心底吹下,随吹气量增大,混匀时间整体呈减小趋势,最佳混匀气量为800 L/min,且混匀时间随高径比增加呈先增大后减小的趋势;中心底吹下,当吹气量小于200 L/min时,圆底铁水包的混匀效果要明显好于平底铁水包,当吹气量超过300 L/min后,平底与圆底铁水包的混匀效果相差不大;就本研究而言,平底铁水包中,随高径比增大,混匀效果最佳底吹位置由中心向0.33R偏移,且0.67R孔底吹的混匀效果始终最差。

铁水包加盖装置的设计研究

针对目前常用加盖装置存在操作时占用空间大,操作不方便,铁水包转运过程中容易滑动,易造成安全隐患差等诸多问题,设计了一种铁水包加盖装置,具体介绍铁水包加盖装置的结构特点及使用原理,并分析其结构优点。研究表明:限位螺杆的设计,可防止安装板在运输过程中发生滑动;把手的设计,可便于操作人员旋转限位螺杆;摩擦条纹的设计,可增大把手与操作人员手掌之间的摩擦力,防止操作过程中滑动;保温层的设计,可改善盖板的保温效果;黏结层的设计,可保证保温层与盖板之间的连接强度,避免保温层脱落。该装置操作简单,安装方便,取得了很好的应用效果。

锂电池在铁水包加盖系统中的应用

广西钢铁使用开口式铁水罐完成高炉到炼钢生产区之间的铁水运输,运输时间近20min,铁水罐在炼钢生产还有一定的等待时间才能送铁水冶炼。在此过程中罐口无遮盖,会造成铁水温度下降增加能耗、烟尘从口大量排放产生环境污染、空罐温度快速下降影响内衬耐火材料使用寿命。

数宇孪生技术在铁水包加盖项目的应用

在广西钢铁铁水包加盖项目建设中,应用数字李生技术,通过等比还原生产线上的高炉、厂房、轨道、列车、电池房、铁水包与车架等物理模型信息,搭建仿真的虚拟场景,并将现场采集的传感器数据实时反馈到虚拟场景中,实现铁水包开关盖联动控制,高炉、列车、电池房等设备关键指标的实时监控、分析与预警等功能。本文介绍数字李生技术在铁水包加盖项目的应用情况。

实现铁水包多功能技术的研究

为了实现“一包到底”钢铁厂新型铁/钢界面模式,铁水包必需兼备铁水的承载与运输、重量对应、铁水脱硫、成分对应及铁水缓冲等多项功能.本文对铁水包的各项功能做了分析,并进行了相应温降数据测定的现场实验.结果表明,采用铁水包与鱼雷罐运输铁水温降差距不大,缓冲能力相当;指出实现上述铁水包多功能存在的问题,探讨了相应的解决方案,得出实现铁水包多功能技术可行性的结论.

决定铁水包喷粉脱硫效率的三个基本参数

熔池均混时间、粉剂穿透比和粉剂停留时间是决定铁水包喷粉脱硫效率的三个基本参数。通过实验考察了喷枪喷嘴结构不同和喷枪平面位置不同条件下吹气对熔池搅拌的影响 ;理论分析了影响单个粉剂穿越气 -液界面的主要因素 ,并得到在本实验粉剂粒度分布条件下理论粉剂穿透比的表达式。将实测粉剂穿透比与理论粉剂穿透比进行比较 ,提出了粉剂穿透比理论值的修正公式 ;利用流场计算结果 。

铁水包喷吹镁-碳化钙复合粉剂脱硫的数学模拟

鉴于金属镁粒和碳化钙粉这两种脱硫粉剂的物理和化学性质有着本质的区别 ,作者重点分析研究了镁粒在脱硫过程中的热力学、反应机理和动力学。在具体分析熔池均混时间、粉剂穿透比及粉剂停留时间这 3个基本参数对脱硫过程影响的基础上 ,建立了能体现这 3个参数影响的模拟铁水喷吹镁粒和碳化钙复合粉剂脱硫处理的数学模型 ,并讨论了两种粉剂在脱硫过程中的耦合效果。结合水模实验、流场计算和宝山钢铁集团公司的铁水包喷粉深脱硫生产数据确定了该模型的参数 ,并对其进行了验证。模型计算结果表明 ,复合粉剂脱硫的总速率与喷粉速率、载气流量、镁蒸汽与溶解态镁的比率等有关 ;镁脱硫是以溶解态镁脱硫为主 ;在脱硫处理的不同阶段 ,镁和碳化钙的相对脱硫速率不同。

多功能铁水包熔化废钢的计算及分析

为了提高钢铁生产流程中的废钢比,在高炉接铁前向多功能铁水包中加入废钢,并通过热力学计算和数值模拟对多功能铁水包中的废钢熔化问题进行分析研究。研究结果表明:废钢在铁水包中有足够的时间升高至预热温度,高炉出铁口的铁水冲击能可有效促进大型废钢的熔化过程;当废钢比表面积为1.6 m^2/t且预热温度为800℃时,每吨钢熔化时间约为11.5 min;铁水包中的废钢熔化受预热温度的影响,对于比表面积为3.3 m^2/t的中型废钢,当其预热温度由300℃升高至800℃时,每吨钢熔化时间也由8.5 min缩短至6.8 min。

叶蜡石加入量对铁水包用铝碳材料性能的影响

为了降低铁水包用铝碳质耐火材料的生产成本,针对某钢厂铁水包的具体使用环境,在原铁水包用铝碳质耐火材料配料组成的基础上,以不同量(质量分数,分别为0、10%、15%、20%、25%、30%)的3~1 mm的叶蜡石骨料等量替代同粒度的铝矾土骨料,研究了叶蜡石替代量对铁水包用铝碳质耐火材料的显气孔率、吸水率、体积密度和常温耐压强度等性能的影响。结果表明:当叶蜡石加入量≤15%(w)时,试样有较好的致密度;当叶蜡石加入量≤20%(w)时,试样有较高的耐压强度。综合考虑,叶蜡石的加入量应在15%(w)以下。

300t铁水包双枪喷吹脱硫均混时间的水模型研究

通过1:3.5水模型研究了宝钢300 t铁水包双枪喷吹脱硫时,喷枪插入深度、气体流量、喷吹位置对均混时间的影响。结果表明,偏心喷吹的搅拌效果优于中心喷吹;喷枪插入越深,均混时间越小,但对底部耐火材料冲击加大;气体流量增加,铁水包内回流区增加,均混时间减小;喷枪弯曲时均混时间比同一工况直喷枪喷吹减少10%～30%。

首钢京唐公司铁水包用耐火材料性能评估

全面分析了负责承包京唐公司铁水包的4个供货厂家的内衬砖的化学组成和物理性能,并对包壁砖、渣线砖和底部冲击区砖在不同渣系中的抗渣性进行了评估与概述。

铁水包倾翻台液压系统的改造

该文阐述了铁水包倾翻台液压系统的故障分析及改进设计,使该设备运行平稳、安全可靠并适应生产的需要。

基于ZigBee和RFID的铁水包跟踪系统

该文利用数据库、计算机通信以及无线网络传输等技术,提出一种短距离铁水包信息状态跟踪方案,采用射频识别和ZigBee技术实现对铁水包的动态跟踪,利用采集的铁水包信息和行车的位置定位,智能识别出铁水包状态,解决了传统人工记录信息带来的诸多问题,为后续炼钢操作提供了必要的现场数据,提高了企业的信息自动化水平和经济效益。

铁水包耳轴断裂失效分析

某钢厂铁水包耳轴在34炉包龄时发生早期断裂,采用探伤检验、宏观观察、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、扫描电镜以及能谱分析等方法对耳轴断裂的原因进行了分析。结果表明:耳轴中心部位存在裂纹缺陷是耳轴发生早期脆性断裂的主要原因,耳轴中心孔内壁粗糙的加工刀痕是耳轴发生早期断裂的次要原因。耳轴服役期间,在应力作用下裂纹扩展并最终断裂。