沙钢2号高炉低成本下提产降耗措施

为应对沙钢2号高炉国内澳洲煤资源短缺和非主流矿比例提升,提出了“强化高炉骨架、稳定高炉渣系、优化高炉气流”的整体思路。强化高炉骨架主要是基于实验室40kg小焦炉试验结果,使用国产一类优质焦煤替代澳煤进行优化配煤结构,确保焦炭M4o及CSR达标率的稳定;稳定高炉渣系主要是开发烧结配料精度系统,稳定烧结矿碱度,摸索出适合2号高炉生产实际的镁铝比四段式控制标准,优化炉渣黏度;优化高炉气流主要是针对下部送风制度提高风量和缩小风口面积后,上部调整及时布料矩阵,确保煤气流分布合理。沙钢2号高炉生产实践表明,上述整体思路可行,在低成本情况下实现了提产降耗。

高反应浓度下制备不同形貌氧化亚铜的简易方法

在常压,70℃,高反应浓度和不加任何添加剂的条件下,硫酸铜经与NaOH反应后用葡萄糖还原获得了球形、立方体、多面体、星形和正八面体形貌的Cu2O粒子。用X射线粉末衍射,扫描电镜和激光粒度仪对所制备的产品进行了表征。改变反应原料的加料方式和NaOH的浓度可获得不同形貌的Cu2O粒子。在恒温下先加NaOH溶液再加浓度为0.1g·mL-1的葡萄糖溶液的分步加料方式下,当NaOH的浓度依次为0.15、0.225、0.3和0.45g·mL-1时分别得到立方体、多面体、星形、和正八面体;在室温下,NaOH和葡萄糖分步加料后程序升温,得到球形;恒温,氢氧化钠和葡萄糖同时加料方式下产物主要为球形。

不同三维应力条件下硬岩巷道围岩的破坏特征及能量分布

为了研究开挖巷道围岩在不同三维应力条件下的破坏特征,采用TRW3000岩石真三轴电液伺服试验系统对含圆孔花岗岩试件进行三轴加载试验,并利用微型高清摄像系统实时记录圆孔附近的失效过程。结果表明,低应力条件下,圆孔内壁主要发生层裂破坏;高应力条件下,圆孔周边主要发生岩爆破坏。增加水平方向的应力可以抑制围岩发生岩爆。进一步数值模拟不同应力条件下圆孔周边的应变能密度(SED)演化过程。模拟结果表明,随着水平应力的增加,圆孔周边的SED分布逐渐减小;圆孔周边SED分布与实验记录的损伤分布基本一致,主要表现为蝶形、耳形和环形分布。

一维动静组合加载下圆柱孔洞花岗岩的力学性能及破裂特征

地应力集中和动力扰动是诱发深部岩石工程灾变的两个重要因素,开展动静组合加载下含孔洞岩石的力学特性研究能够为揭示深部岩石工程动力灾变提供参考。本文将地下巷道结构简化为含圆柱形孔洞的岩石试样,利用动静组合加载系统分别测试了不同轴向静载(σ_(s))下试样的动态力学特性,分析了σ_(s)对试样动态力学响应的影响;并对动静组合加载下圆柱孔周边的能量分布特征进行了数值模拟。结果表明:试样动态损伤总是从圆柱孔周边开始;当σ_(s)为27 MPa和36 MPa时,试样动态强度、割线模量达到最大值;试样动态损伤范围随轴向静载的增加先减小后增大,且σ_(s)大于27 MPa后,岩爆现象逐渐增强;在动静组合加载下,最大应变能密度始终出现在垂直于加载方向的圆柱孔周边。

用Cu-Ti钎料对Si/SiC陶瓷与低膨胀钛合金的钎焊

以Cu,Ti混合粉末作为钎料,对Si/SiC陶瓷与低膨胀钛合金进行了真空钎焊。采用SEM对接头的连接状况,组织结构进行了观察分析;同时测量了接头的室温剪切强度,并探讨了影响接头强度的因素。结果表明:Cu-Ti钎料对陶瓷和钛合金具有良好的润湿性,在890℃保温10min条件下能形成结构均匀、连接良好的接头,在结合层与陶瓷界面生成TiSi2,CuTiSi反应层;在保温15min条件下则生成TiSi,CuTiSi,Ti3SiC2,Nb3Si多种反应物。两种工艺条件下结合层与低膨胀钛合金界面均形成Ti合金/(Ti,Nb)层/CuTi层/Cu3Ti2层多层扩散反应层;接头的室温剪切强度与连接时间有关,在10min时达到最大值121.1MPa;15min时由于在结合层与陶瓷界面生成多种反应产物,容易在陶瓷的近缝区和结合层产生裂纹,导致接头强度降低。

阳极氧化铝(AAO)模板法制备Cd(OH)2和CdO纳米棒

一维纳米材料如纳米管、纳米棒和纳米线等由于其独特的性质及其潜在的应用前景而引起了人们广泛的关注。近几十年来，合成和表征一维纳米材料取得了很大的进步，迄今为止，已有许多合成纳米材料的方法，但是这些方法往往需要多个步骤．操作复杂，条件苛刻。

大倾角煤层长壁开采围岩应力传递路径时空演化特征

大倾角煤层开采中,受煤层倾角影响,采动应力在顶板岩层中的动态演化规律较一般煤层开采时复杂,发现并揭示采动应力的传递路径与宏观展布形态的演化特征是实现该类煤层安全高效开采的基石。以某矿25221工作面为工程背景,采用模拟实验、数值模拟、理论分析互馈的研究手段,在厘定围岩宏观结构演化规律的基础上,量化了围岩空间主应力包络面空间展布形态,揭示了围岩采动应力传递路径时空演化特征。研究结果表明:在大倾角煤层开采中,围岩破坏拱壳形态在高度上呈现先增大后趋于稳定的特征,倾向上、下端头位置处,壳基随着推进距离的增大而向深处煤体内偏移后趋于稳定;围岩应力包络拱壳呈现壳顶在工作面倾向中上部、壳基在采场四周煤体内的非对称拱壳体形态;围岩支承压力峰值的演化分为峰值增长区与稳定区;主应力受采动影响在煤壁前方呈现出先增大后减小的变化规律,而在采空区中部3者均下降且第一主应力下降幅度最大;第一主应力受采动影响,其应力传递路径可分为原岩应力区、应力增高区、应力降低区3个区域;应力增高区内,第一主应力在Z轴分量增加幅度最大,其方向自垂直于Y轴平面内旋转。研究结果揭示了顶板宏观应力拱壳与应力传递路径演化一般规律,丰富了大倾角煤层岩层控制理论。

液态CO_2相变致裂破岩与炸药破岩综合对比分析

为了降低传统炸药爆破带来的危害,介绍了基于液态二氧化碳相变致裂爆破技术。在液态二氧化碳致裂现场试验和振动监测的基础上,对二氧化碳相变致裂与炸药爆破的破岩机理和引起的爆破振动进行了分析。此外,通过计算比较了两种破岩方式破碎单位体积岩石的气体生成量、气体成分及其对环境的影响。结果表明:液态二氧化碳相变致裂技术能有效提高能量的利用率,且能有效降低爆破震动。破碎单位体积岩石,液态二氧化碳相变致裂技术和传统岩石乳化炸药爆破生成的爆炸气体量分别为0.21 kg和0.202~0.217 kg。液态二氧化碳相变属于物理变化,爆破产物只含无毒的二氧化碳气体,传统岩石乳化炸药爆破属于化学变化,爆炸过程中生成大量CO、NO、NO2、NxOy和硫氧化合物等有毒有害气体。液态二氧化碳相变致裂破岩在环保和减灾方面具有明显的优越性,这为液态二氧化碳相变致裂技术在工程爆破中的推广提供了依据。

急倾斜厚煤层短壁综放采场承载结构泛化特征

针对厚度4~8 m的急倾斜煤层难以实现机械化开采的难题,创新性提出了水平分段短壁综放采煤法。在龙泉煤矿3-3c急倾斜厚煤层布置采掘合一“单一巷道”工作面,螺旋钻机超前采出巷旁煤柱,纵横自移式支架采出顶煤,沿空成巷形成工作面“Z”形通风。并通过理论分析、数值计算和物理相似模拟分析确定了分段高度、采放比等主要回采参数,揭示了采场顶板运动演化、底板破坏滑移及围岩承载结构泛化特征。研究结果表明:分段高度10 m、采放比2.85时工作面放煤效果较好;急倾斜水平分段采场顶板结构迁移转化形成“跨层多梯阶砌体结构”、不同区域底板发生“挤出-平移”“挤出-下压”“挤出-上推”3种模式破坏滑移,顶板、煤柱、底板相互关联形成采场“顶板-底板-煤柱”链式结构。3个分段组成阶段高度30~45 m,能有效阻断采动过程中链式结构单元间强弱链相互转换,防止煤柱失稳造成顶板大面积垮落形成的冲击灾害。以上新型采煤方法的提出与研究为该类煤层的安全高效生产提供了方法与理论基础,对新疆乃至西部煤炭可持续开发具有重要意义。

PTC漏磁腐蚀检测数据分析系统及其应用

PTC漏磁检测数据分析系统用于显示、分析及处理管道漏磁检测信息。该系统智能化高、操作简便、功能全面,可提供被检管道上所有腐蚀点的里程、深度、面积、周向位置、距最近参考点的距离、距上下游焊缝的距离等信息,并可对管道上的管件和维修点进行定位。

沙钢5800m^3高炉炉缸堆积治理

重点分析了沙钢5 800m^3高炉炉缸堆积的成因及独特性,并对炉缸堆积治理过程进行了总结。在合理构建边沿平台的基础上,采取中心减焦和压矿的措施,并将大颗粒焦炭布到中心,将焦丁布在炉墙位置,防止焦丁滚到中心死焦堆;下部适度提高风温,增加下部热量,并保持足够的鼓风动能最终使得中心死焦堆逐步消融,高炉燃料比从550 kg/t逐步降低到507 kg/t。

沙钢5800m^3高炉原料恶化后的煤气流分布调整

针对沙钢5 800m^3高炉存焦炭质量下降、烧结矿粉矿大幅波动,布料矩阵调整失效,炉况长期不稳的情况下,进行了冷布料模型实验研究。结合现场生产数据和在线测量数据发现,沙钢现有操作模式过分发展边缘和中心两道煤气流,导致中间部位焦窗过薄,使得软熔带部位煤气流波动大,高炉操作失稳。利用冷布料实验模型优化矿石和焦炭料面分布,并在5 800 m^3高炉进行试验,使其在原料质量持续下滑的情况下炉况稳定性得到明显改善。2500m^3高炉也用同样的思路,成功应付渣比升高对炉况的不利影响,并使得压差降低、煤气利用率升高。

沙钢5800m^3高炉合理煤气流分布的探索

沙钢5800m^3高炉在煤气流分布控制上,经历了中心发展型、边沿发展型和中心、边沿过度发展型三种模式。着重阐明了"中心、边沿过度发展"对高炉操作的不利影响,一是恶化死料柱透气透液性;二是中间焦层过薄,易造成炉况波动;三是容易造成炉身结厚。认为,在保证原燃料质量的前提下,采取"抑中控边"的操作,使高炉走出了低产高耗的困局。

Q345R与06Cr17Ni12Mo2焊接接头的组织与性能

试验研究了Q345R和06Cr17Ni12Mo2焊接接头的组织与性能。通过金相分析、拉伸试验、弯曲试验和冲击试验对母材和焊缝的微观组织、相组成以及接头力学性能进行了研究。结果表明:采用适当的焊接工艺,异种钢焊缝组织均匀,主要由奥氏体和少量的铁素体组成,并且可获得力学性能优良的接头。

沙钢5800m3高炉布料系统和气流监控系统的应用

对布料系统和气流监控系统在沙钢5800m^3高炉上的应用进行了总结。布料仿真系统可计算出当前的各挡位料层结构、物料下落轨迹、布料矩阵柱状图、焦炭负荷及料层厚度,并有离线设计和在线监控两种模式;气流监控系统可对高炉径向气流、周向气流和软熔带根部位置进行监控。这两个系统投入使用以来,为高炉操作者准确地提供了高炉内部料层分布和煤气流分布等信息,在帮助操作者进行炉况诊断和调剂中发挥了重要作用。

沙钢5800m^3高炉提高煤比操作实践

从2012年底至2013年初,沙钢5 800 m3高炉在焦炭质量稳定、吹透中心、稳定边缘的布料制度下,通过下部调剂成功实现了煤比从170 kg/t升至190 kg/t甚至212 kg/t,焦比从338 kg/t降低到303 kg/t,燃料比也从519 kg/t下降到501 kg/t。对这段时间的高炉炉尘进行岩相显微分析,根据焦粉和未燃煤粉不同的结构形态,结合化学成分分析全碳量定量给出炉尘中未燃煤粉量、焦粉量的变化。结果表明:通过调节风量、鼓风湿度及富氧等下部调剂手段适当提高氧过剩系数、风口回旋区深度以及理论燃烧温度可改善煤粉在风口前端的燃烧效率,使得炉顶未燃煤粉量降低;同时,通过下部调剂使得煤气在炉内的停留时间适当延长可为提高煤比创造空间,并改善煤气利用率;降低渣比也有利于煤比的提高。

PTC漏磁腐蚀检测数据分析系统

PTC漏磁检测数据分析系统用于显示、分析及处理管道漏磁检测信息。该系统智能化程度高、操作简便、功能全面。可提供被检管道上所有腐蚀点的里程、深度、面积、周向位置、距最近参考点的距离、腐蚀点距上下游焊缝的距离等信息并为管道上的管件和维修点进行定位。为保证输油气管道的安全。

平台宽度对高炉径向料层分布影响的试验研究

基于相似性原理,建立了按500 m3高炉1∶6比例缩小的180°无钟炉顶模型。利用该模型模拟了高炉炉喉料面的形成过程,并分析了不同布料制度下高炉径向料层分布的规律。结果表明,边缘平台是在相邻两档焦炭布料量差距较大时形成的,边缘平台越宽,在中心漏斗区加入矿石越多,高炉中心混合层越小,高炉中心气流环带越窄。各高炉根据原料条件和设备条件应有一个大小最优的混合层,混合层合适的宽度范围为15%~30%。不同布料制度下边缘平台区域和中间区域的径向气流速度分布和径向矿焦比分布存在比较好的对应关系。而在高炉混合层区域径向矿焦比均较小,此时径向气流速度分布与径向矿焦比关系不明显,但与径向粒度大小的关系较明显。在高炉次中心平均粒度较大,气流速度较大;高炉正中心平均粒度最小,气流速度也最小。

沙钢2500m^3高炉风口烧损的原因及对策

对沙钢宏发炼铁厂3座2500m^3高炉风口烧损的原因进行了分析。通过采取降低高炉Zn负荷、更换上翘风口、提高焦炭质量、改进风口设计、提高风口内壁质量、提高风口前端的冷却能力等措施,风口烧损数量减少了97%,风口使用寿命从3个月延长到目前的9个月以上。

沙钢5800m^(3)高炉渣皮脱落治理的探索

沙钢5800m^(3)高炉炉墙黏结主要发生在炉身上部,通过大数据分析及冷布料试验研究发现,渣皮不稳定与布料角度过小密切相关。经过探索形成了5800m^(3)高炉渣皮脱落治理方案:在方向上,坚持下部降低炉渣碱度、提高镁铝比,上部外移布料角度,提高边沿负荷;在操作上,先活跃炉缸,再调整上部布料制度,在实施角度外移和边沿压矿时,主动引导中心气流,防止在外移过程中边沿和中心两道气流同时受堵,影响高炉顺行。治理后,5800m^(3)高炉连续顺行8个月。