含锌电炉粉尘配碳球团的冶金特性

以某钢铁公司含锌电炉粉尘为原料,配入适当的无烟煤制成含碳球团,焙烧球团通过还原煤保护冷却至室温后进行化学分析·研究了1150℃～1300℃的范围内,温度、时间和内配煤量对锌、铁的还原速率以及球团抗压强度的影响·研究结果表明:锌、铁的还原率均随焙烧温度、焙烧时间以及内配煤量的增加而提高;抗压强度随焙烧温度、焙烧时间的增加而增高,但随内配煤量的增加出现极值点·焙烧球团最佳的工艺参数:焙烧时间为15min,内配煤量为13 04%,焙烧温度为1250℃·此时锌的还原率为98 43%,金属化率为94 51%,抗压强度为800 6N/球·

流化床反应器的流动模型

在理论分析的基础上,建立了流化床反应器的流动模型,给出了气体流速、床体尺寸、处理能力等参数的计算公式和判断内部流态化流型的依据。在此基础上,给出了1个模型的算例,并与文献给出的计算结果相比较,结果表明二者的符合性较好,根据模型计算得到的参数具有良好的合理性。该模型对使用流化床反应器炼铁有一定的指导意义。

复吹转炉底吹喷粉的物理模拟

建立了底吹喷吹石灰石粉的冷态模型：用水模拟钢水，用浸盐的空心Al2O3模拟石灰石粉，用真空泵油模拟炉渣，研究了复吹转炉底吹喷粉的重要参数粉剂分布和粉剂穿透比．考察了不同底吹布置条件下的粉剂分布，利用图像处理法确定了最佳的底吹布置方式．在最佳底吹布置方式条件下，考察了不同固气比和粉剂粒度对粉剂穿透比的影响；结果表明穿透比随固气比和粉剂粒度的增加而增加，确定了实验条件下最佳固气比为30～40，粉剂粒度为0．212～0．380mm．

含锌电炉粉尘的造球特性

为了充分利用某钢铁公司含锌电炉粉尘中的锌、铁及碳等有价元素,在实验室条件下考察了水分、造球时间、内配煤量对生球强度的影响以期获得最佳工艺参数,并为球团用于工业生产提供基本数据.试验结果表明适宜的水分为8 4%～10%,适宜的造球时间为30min,内配煤量对生球强度影响很小.

石灰石转炉炼钢的静态模型

研究了石灰石代替石灰炼钢的新方法.从理论上分析了石灰石代替石灰转炉炼钢的可行性,结合热力学分析,建立了CO2与[C],[Si],[Mn]和[Fe]反应的基于吉布斯自由能的分配模型.根据物料平衡和热平衡计算,求解线性方程组,得到不同石灰石替代比例条件下的各种物料消耗,确定了石灰石最大替代比,并重点研究了转炉煤气成分和产量的变化,最后考察了石灰石炼钢的成本.在本研究条件下的结果表明,可以在转炉中使用石灰石炼钢,石灰石最大替代比为71%;随着石灰石替代石灰比例的增加,废钢消耗降低,CO2体积分数降低,石灰石炼钢的成本逐步下降,吨钢铁水消耗提高,CO体积分数增加,转炉炉气质量提高.

竖炉生产直接还原铁过程的数值模拟

采用基于气相和固相的质量和能量的竖炉一球团（块矿）法直接还原炼铁的一维数学模型．含铁原料的还原采用三界面未反应核模型，并考虑了热量损失，得到了各物质的组成和温度在炉内的分布．以Gilmore厂Midrex作为对象进行模拟，模型结果与生产数据相符，验证了模型的准确性．模拟结果表明：Midrex竖炉的绝大部分区域内气利和固相的温度基本保持在还原煤气的入口温度．对高度为9．75m的Midrex竖炉，炉内绝大部分为浮氏体的还原，含铁原料运行约0．5m即可完全变成磁铁矿，运行约2m即可完全变成浮氏体．在竖炉7．0～9．75m深度范围内，随着还原气的上行，H2的体积分数迅速减少，而CO的体积分数变化不大．在竖炉2．0—7．0m深度范围内，H2和CO的体积分数缓慢降低，在竖炉0～2．0m深度范围内，H2和CO的体积分数显著降低．

利用温度梯度分析COREX熔化气化炉内区域

建立了COREX熔化气化炉热态模型;利用石蜡模拟矿石,玉米颗粒模拟焦炭,通过温度传感器对炉内气相温度进行了测定.对测得的模型内温度信息进行处理,可以获得模型内温度梯度.对熔化气化炉在高度方向的温度梯度进行分析,可大致区分炉内填充床、软熔区域、半焦床以及风口回旋区的范围.该研究方法可以比较客观地描述COREX熔化气化炉内部的各区域,以便在进一步研究中分析操作条件变化对炉内各个区域的影响.

COREX气化炉回旋区塌料现象及其影响初探

为了研究COREX-C3000气化炉,开发了COREX工艺静态模型和实验系统.COREX工艺静态模型是建立在物料平衡和热量平衡基础上的,根据生产现场工艺操作参数设定输入参数,计算结果用于物理实验参数的设定.COREX物理实验系统是建立在相似原理基础上的,模型设有插入式热电偶和观察面板,可获得模型内部信息.实验发现,随着排料速度、石蜡颗粒和玉米颗粒体积比、风温和风量等实验参数增大,风口回旋区越容易发生塌料现象,并初步分析风口回旋区内塌料的影响.

鼓泡流化床流动特性的数值模拟

在双流体模型的基础上利用计算流体力学软件(F luent)对气固鼓泡流化床的流动特性进行了模拟,得到了鼓泡流化床的一种流动形式.计算结果与流态化原理以及文献结果的吻合性好.

流化床还原铁精矿粉动力学初算

采用鼓泡床模型对流化床还原铁(精)矿粉动力学进行了初步的研究、计算和讨论.结果表明,流化床内的气泡直径随密相床层高度的增加而增加,气泡-气泡晕交换系数(K_(bc))_b及气泡晕-密相交换系数(K_(ce))_b则随密相床层高度的增加而降低;(K_(bc))_b>(K_(ce))_b;小粒度颗粒的还原速度随密相床层高度的增加变化不大,大粒度颗粒还原到一定程度后还原速度会降低,而且明显慢于小粒度颗粒的还原速度.

COREX熔化气化炉风口回旋区塌料现象研究

通过建立COREX熔化气化炉热态模型,利用石蜡模拟矿石,玉米粒子模拟焦炭,对熔化气化炉风口回旋区塌料现象进行了定性的研究.研究结果表明,在某些条件下风口回旋区内存在塌料现象,并且熔炼率越大、矿/(焦+块煤)体积比越大、风口回旋区煤气温度越高、风口回旋区煤气量越大,越容易产生塌料现象.根据实验结果,分析了塌料现象产生的原因,并针对COREX熔化气化炉生产条件提出技术建议,供生产人员参考.

改进训练方法的模糊神经网络模型预报转炉终点磷的研究和应用

根据150 t转炉的冶炼工艺和生产数据及转炉终点磷含量的影响因素,并针对现有BP网络学习算法的不足,基于BP算法提出一种改进网络训练算法,建立了基于模糊神经网络的转炉终点磷含量的预报模型。结果表明,改进后的模型预报转炉终点磷含量误差为±0．002％的命中率达68．69％,预报误差±0．004％的命中率达95．96％,磷含量的最大误差为±0．006％。

圆筒型冶金反应器内非轴对称流动的数值模拟

用新开发的同位网格适体坐标程序来描述圆筒型冶金反应器内非轴对称流动,从而回避了柱坐标下极点奇异性问题。数值模拟结果与实验结果对比表明:新开发的程序是可靠的,用该程序对单点偏心底吹氩气搅拌钢包炉(LF)的喷嘴位置进行优化,结果表明:当喷嘴布置在r/R=0.333处时,LF内钢液流动结构最合理,这与实际生产是相符的。

流化床外型对内部流场影响的模拟研究

以双流体模型为基础,采用CFD商业软件Fluent对7种不同外型鼓泡流化床内的流动特性进行了数值模拟.模拟结果表明,流化床外型对反应器内部流场的影响显著,流化床内部流场随外型的不同而存在差异,在流态化初期产生气泡的时间、位置、密相床层高度方面以及流场稳定性的差异尤为明显.一旦充分流态化后,流场的差异性减弱.根据模拟得到的结果给出了相关建议.

COREX熔化气化炉软熔区域的物理模拟

为了模拟COREX熔化气化炉软熔区域,建立了COREX熔化气化炉热态模型,设有热电偶和观察面板,可获得模型内部信息.在热态物理模拟实验中,考察了排料速度、石蜡与玉米体积比、风温和风量等操作参数对软熔区域的影响.实验结果表明,随着所选实验参数值的增加,风口回旋区发生塌料现象的可能性增加;当排料速度增加时,软熔区域位置降低,厚度减少;当石蜡与玉米体积比增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度增加;当风温增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度减少;当风量增加时,发生塌料前后软熔区域都位置升高,厚度增加.

无定形态及晶态颗粒堆积结构的三维构建及表征

采用离散元法对等径球在振动条件下堆积形成的无定形结构及晶态结构进行三维构建,并对两种堆积结构的宏观性能如堆积密度及微观性能如配位数、径向分布函数及Voronoi-Delaunay孔尺寸分布进行表征及对比。结果表明:所获得的无定形结构和晶态结构的最大相对堆积密度分别为0.64和0.74,对应的配位数分布的峰值分别为7和12,径向分布函数曲线上,晶态堆积中粒子之间的位置具有长程相关性,同时晶态结构所对应的尺寸分布较无定形结构高且窄,且整体左移。

基于新变量选择方法的FNN预报转炉终点

考虑到机理模型能较准确给出转炉吹炼过程的定性规律,而难以给出可靠的定量关系,首先利用冶金机理模型和PLS方法分析影响转炉终点碳的因素,然后建立基于模糊推理神经网络的转炉终点碳预报模型。结果表明,此法能有效提高对转炉终点碳预报的命中率和网络的训练速度。在w(C)绝对误差±0.02%控制精度下命中率达94.12%,相对误差±10%控制精度下命中率达56.86%。

基于减法聚类的模糊神经网络转炉终点温度预报模型

分析了对转炉终点温度的影响因素,利用减法聚类自动确定模糊规则的数目,建立了模糊神经网络系统预报转炉终点温度.结果表明,该方法建立的模型能够对终点温度进行较好的预报,误差在±4℃以内的命中率可达25.49%;预报误差小于±20℃的炉数可达84.31%.

预测颗粒粒度分布的数群集合平衡模型

20世纪80年代以来开发了大量的造粒粒度预测模型,其中最普遍的是质量集合平衡模型和数群集合平衡模型。数群集合平衡模型的研究比较完善,现已应用于工业。数群集合平衡模型建立在二元聚合机理基础上,是根据造粒过程中造粒总数量相等的原理建立模型。该模型可为研究连续操作的圆筒造球机的工作特性提供参考依据。介绍数群集合平衡模型的公式推导及该模型的意义。

转炉冶炼终点磷的预报模型

根据现场的冶炼工艺和生产数据,研究了转炉冶炼终点磷的预报方法;采用机理模型和偏最小二乘模型分析了终点磷的影响因素;建立了基于偏最小二乘回归的转炉终点磷的预报模型。结果表明,训练样本在终点磷的绝对误差为±0.003%,在控制精度范围内命中率达87.26%,测试样本在此精度范围内的命中率达到86.27%。