高炉炼铁大数据技术的发展现状与思考

因缺少废钢资源,我国钢铁生产将长期采用高炉-转炉长流程工艺,高炉操作至今仍主要依赖于人类专家的经验。从高炉数学模型、炼铁知识获取与应用、过程数据的获取等方面阐述了高炉炼铁大数据技术的发展现状,并提出了推进高炉炼铁大数据技术的思考。认为各种类型的数学模型是工业软件,在炼铁大数据技术中处于核心地位,但需要针对不同高炉的具体条件研究开发;对高炉内衬工作状态、炉缸内渣铁蓄积量、风口回旋区煤气焦炭,以及滴落带渣铁行为等的在线监测需要先进的检测技术;加强高炉下部焦炭降级行为的研究是高炉炼铁大数据技术发展的迫切需要。

锌对球团矿还原反应的影响

利用浸泡法制得富锌球团矿,测定不同温度下球团矿和富锌球团矿还原失重量随时间变化,建立了球团矿气-固反应的未反应核模型,研究了锌对球团矿还原动力学的影响。结果表明,本实验中,球团矿还原反应控速环节为界面化学反应;球团矿和富锌球团矿的化学反应活化能分别为54.34、54.38 kJ/mol,表明富锌对球团矿还原的阻碍作用十分有限;锌对球团矿还原的影响主要表现在:①表面形成的ZnO壳阻碍球团矿还原,②内部锌蒸气发生循环反应起到催化作用。当温度较低(900℃)时,表面富集的ZnO壳影响大,阻碍球团矿的还原;温度在950~1000℃,锌蒸气催化作用显著,削弱或抵消了ZnO壳的阻碍作用;随着温度继续升高,由于锌蒸气还原FeO反应是放热反应,锌蒸气催化作用降低甚至可忽略不计。

锌对高炉软熔带性能及滴落带锌收入量的影响

采用醋酸锌水溶液浸泡法制备了不同锌含量的综合炉料(65%烧结矿+21%球团矿+14%块矿),通过初渣形成实验及对滴落物的化学分析,研究了有害元素锌对高炉初成渣形成过程的影响。结果表明,铁矿石中锌含量增高会导致滴落温度升高,软熔温度区间加宽,透气阻力指数增大,压差波动频繁,并且当炉料加锌量超过一定限度时,滴落初渣中(Zn)含量明显增大。这意味着,高炉锌负荷增加将导致软熔带变厚、透气性恶化以及压差不稳定,并且可能会加剧锌对高炉下部的破坏作用。

高磷铁水预脱硅试验研究

试验研究了反应温度、氧化剂用量、脱硅渣碱度和铁水初始硅含量对高磷铁水预脱硅效果的影响。结果表明,铁水硅含量在加入脱硅剂后5 min内迅速降低;低温有利于脱硅,在反应温度为1 350℃时,铁水脱硅率达到94.32%;增加氧化剂用量,不仅能提高铁水脱硅率,还能提高铁水脱磷率;将脱硅渣碱度控制在0.6-0.8,既能提高铁水脱硅率,又能抑制锰的氧化,还可以改善脱硅渣的流动性、减少泡沫渣;铁水初始硅含量较高时,其脱硅率虽然得到提高,但终点硅含量也较高,且渣量大幅度增加。

高磷铁水脱磷的热力学分析

利用FactSage热力学软件,针对CaO-SiO_2-FeO系脱磷剂对高含磷量的Fe-0.5%P熔铁的脱磷能力进行了热力学模拟计算,研究了渣组分、碱度及反应温度对磷在渣-铁间分配平衡的影响。结果表明,温度在1550~1650℃范围内,得到合适碱度(R≥4)下CaO-SiO_2-FeO系脱磷剂的最佳成分范围:(60%~75%)FeO-(20%~40%)CaO-(0~10%)SiO_2,并根据模拟计算得到的渣、铁成分建立了磷分配比、磷容量与渣组分、温度的回归关系式,其与FactSage软件计算结果吻合良好。

冶金工程专业本科生计算机应用能力的调查研究

本文以调查问卷的形式对武汉科技大学冶金工程专业学生的计算机应用能力进行了调查分析,掌握了学生对计算机课程学习的基本情况,了解学生学习的态度和倾向,为冶金工程计算机应用课程教学的高效开展提供依据,促进计算机教学质量的提高,满足学生的学习需求。

提高冶金专业本科生文献综述能力的探讨

文献综述不仅是科研选题的基础与前提,也是做好毕业论文不可缺少的部分。本文阐述了写作文献综述的意义和一般写作步骤及格式,指出了撰写文献综述时应注意的一些问题,并根据本科生在撰写毕业论文文献综述过程中普遍存在的问题,提出了在课程教学中如何提高本科生文献综述能力的几点建议。

“虚-实”结合教学模式在冶金工程认识实习中的应用

本文简述了认识实习在冶金工程专业本科人才培养中的重要性,针对近年来武汉科技大学冶金工程系冶金工程专业在认识实习中的不足,采取“虚-实”相结合的实践教学模式来提高认识实习的效果,并以高炉炼铁工艺为例,阐述了“虚-实”结合教学模式在冶金工程认识实习中的应用及重要性。

热动力学软件在冶金工程专业实验教学中的应用

文章简要阐述了武汉科技大学冶金专业实验教学的内容及存在的问题,介绍了热动力学软件在整个冶金流程中的应用,探讨了热动力学软件在冶金工程专业实验教学中的重要性,并对"虚实"结合的实验教学过程进行了初步设计。

冶金专业计算机应用能力培养

阐述了冶金专业计算机应用能力培养现状和存在的问题,探讨了提高计算机应用能力的措施,包括计算机教学与冶金专业课程相结合,商业热动力学软件与实验相结合,应用计算机能力多评价体系等,使冶金工程专业学生能够在"知识、能力、素质"等方面协调发展。

基于Fluent的搅拌流场模拟研究

使用Fluent对某钢厂KR脱硫搅拌工艺过程进行数值模拟,研究桨叶长度、搅拌头插入深度及转速对搅拌效果的影响。结果表明,尺寸为2B=1 300mm的长浆叶搅拌头搅拌效果较好,搅拌头插入深度为液面下800mm左右较为适宜,搅拌头转速以80～120r/min为宜。

非均相铁水脱磷剂研究现状

对铁水预处理非均相脱磷剂的研究现状进行了文献综述。为了弄清CaO为基体的非均相渣的热力学性质,运用电子探针微量分析技术、电化学技术测定了CaO-P2O5-FexO三元系及FexO-CaO-SiO2-P2O5和CaO-P2O5-CaF2-FexO四元系中液固共存区液相的化学组成与P2O5和FexO的活度,计算了铁水中磷的平衡浓度。发现了采用非均相脱磷剂降低渣量和CaF2用量的可能性。讨论了开展非均相脱磷剂等高效铁水脱磷剂研究的重要意义。

锌对炼铁炉料冶金性能影响的试验研究

采用醋酸锌水溶液浸泡加锌的方法制备不同含锌量的烧结矿和焦炭试样,并对烧结矿试样进行低温还原粉化率及还原性指标的测试,对焦炭试样进行CO2反应性及反应后强度的测试。结果表明,随着含锌量的增加,烧结矿的RDI+3.15和RDI+6.3减小而RDI-0.5明显增大,间接还原速率和RI降低,焦炭的CRI增高而CSR降低,烧结矿中锌含量的增加使其低温还原粉化性和还原性变差,同时焦炭中锌含量的增加使其热性能变差;与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比,采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。

高炉使用废钢的环境影响分析

多使用废钢是钢铁工业减轻能源、环境、原料约束的有效手段,针对转炉废钢比已接近控制极限及电炉钢比例较低的情况,本文以某3200 m3高炉为研究对象,根据高炉炼铁流程的资源消耗、能源消耗及废弃物排放量,对废钢替代部分矿石原料炼铁的环境负荷和环境成本进行了对比分析。结果表明,高炉废钢装料比提高2%,可以减少入炉矿石原料50 kg/t,降低燃料比5 kg/t以上。原燃料消耗的减少,使资源因子和能源因子降低,同时也减少了原燃料准备工序的污染物排放量,环境负荷可降低3%左右,吨铁环境成本减少17.63元。高炉使用废钢对环境成本影响最大的是CO2,占一半以上,其次是烟尘和SO2。一座有效容积3200 m3的高炉,如果废钢装料比为10%,每年可以减少环境成本3.02亿元,税收负担也会大幅降低。

助熔剂种类与配比对高磷铁水脱磷渣高温性能的影响

分别以CaF2和B2O3为助熔剂,在实验室条件下研究了助熔剂种类与配比对脱磷渣熔点的影响,并测定了脱磷渣在不同温度下的黏度值。结果表明,以CaF2为助熔剂时,在保证脱磷渣熔点较低和流动性较好的同时,为了减轻设备腐蚀和环境污染程度,脱磷渣中CaF2与CaO的质量分数比值以0.50为最佳;以B2O3作为助熔剂时,只有当脱磷渣中B2O3与CaO的质量分数比值达到0.16时,助熔效果才比较明显。

HPLC测定咳喘宁胶囊中麻黄碱含量

目的建立高效液相法测定咳喘宁胶囊中麻黄碱的含量。方法采用色谱柱:Merck C18柱(5μm,150mm×4.6mm),流动相:甲醇∶水(80∶20),检测波长:254nm,流速0.8mL/min,进样量20μL。结果麻黄素在0.200 4～2.004μg/mL范围内呈良好的线性关系,r=0.999 9,平均回收率为100.52%,RSD为1.27%。结论采用本方法测定咳喘宁胶囊中的麻黄素含量准确、方便、专属性强。

铁矿石烧结性能评价方法的新进展

为了应对世界铁矿石市场的频繁变化,钢厂不得不及时调整烧结配矿的新常态,急需开发和应用先进的铁矿石烧结性能评价方法。本文详细介绍了国外中试尺度和实验室规模的铁矿石评价方法,包括烧结锅试验结果和烧结工业生产指标的对应关系、粗矿粉和细矿粉的同化性能的测定、烧结升温和降温过程中不同类型铁酸钙生成量的测定、利用相图推测不同混合料成分与氧分压下的液相数量与成分等。

304不锈钢热浸镀铝/铝硅镀层的微观结构

为了提高热浸镀铝304不锈钢的使用温度,分别采用镀铝、镀铝硅和镀铝-铝硅(镀铝后再镀铝硅)3种方式进行了热浸镀试验,采用SEM和EDS分别对镀层的微观结构和成分进行了比较分析。结果表明,镀铝硅和镀铝-铝硅会形成3层甚至4层复杂的合金层结构,由于扩散不均匀,合金层内存在花纹状的明暗区域。镀液中添加Si元素能有效阻碍铁铝之间的扩散,使表层的Fe元素含量降低,Al元素含量增加,能够形成致密的氧化层。通过镀铝-铝硅方式形成的合金层较厚,达到了222μm,有利于提高镀层的抗高温氧化性能。

武钢烧结矿适宜MgO含量的试验研究

针对武钢现有原料条件下烧结矿适宜MgO含量进行了烧结杯试验，并对试验所得烧结矿样进行了低温还原粉化和还原性测试，以及微观结构分析。根据试验结果，综合考虑转鼓强度、利用系数、煤耗、RDI-3.15等指标，认为对于含铁品位54％左右的烧结矿，适宜MgO含量可放宽到2．5％～3．0％。

基于MES的韶钢8号高炉智能专家系统

MES系统具有信息共享和集中管理的优势,通过MES和ES两种技术的整合,建立了韶钢3200m^2高炉的智能专家系统。该系统运行稳定可靠,能够对炉热、煤气流分布及异常炉况等实行准确的监控和预测,并提出炉况调节的专家建议,起到了指导工长操作高炉的作用。