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。

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。

顶底复吹转炉冶炼双相不锈钢的试验研究

通过500 kg多功能顶底复吹转炉吹炼铁水,进行双相不锈钢冶炼试验。采取钢水脱磷、降碳保铬、钢水深脱硫以及钢水增氮的方法,得到在碳质量分数降到2.0%时,钢水温度控制在1360~1440℃,炉渣的碱度控制在1.4~1.8,炉渣中FeO质量分数控制在15%~20%,钢水中的磷质量分数可以脱除75%以上;在钢水降碳保铬过程中,钢水温度始终控制在1660℃以上,同时随着碳含量降低,逐渐降低氧气比例,增加氩气比例,减少铬元素的氧化;合金化后继续对炉渣进行还原,碱度控制在2.0左右,钢水温度控制在1550~1600℃,渣中的FeO和MnO质量分数之和控制在1%以下,钢水中的硫质量分数可以由0.0040%降低到0.0010%;顶底复吹转炉冶炼双相不锈钢奥氏体和铁素体的占比在49%~51%,钢板的冲击性能远高于标准值180 J,性能满足用户的要求。

国内120t转炉高效冶炼工艺研究进展

对比研究了国内钢厂120 t转炉供氧制度和底吹工艺的优化实践以及智能冶炼和冶炼新工艺的应用实践。结果表明:适用于120 t转炉的氧枪喷头孔数为5个;120 t转炉底吹系统通常配置4~8支底吹管路,通过提高转炉底吹强度,可降低炉渣Fe_(t)O含量和钢水终点磷含量;副枪和投弹仪均可应用于120 t转炉,但副枪与转炉炉口的有效距离需大于400 mm。

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.

120 t转炉顶底复吹过程多相流数值模拟研究

以120 t五孔氧枪顶底复吹转炉为原型,基于Fluent数值模拟,对多组不同氧枪枪位与底吹气体流量方案进行建模计算,分析了五孔喷头顶吹超音速射流行为,以及不同方案下熔池冲击面积及冲击深度的变化规律。模拟结果与前人实测结果吻合,证明了模拟的准确性。模拟结果表明,由于顶底复吹作用,速度集中在钢液面附近,顶吹和底吹气流周围的区域钢液流速变慢;随着氧枪高度不断升高,冲击深度逐渐减小,冲击面积先增大后减小;当氧枪高度1.8 m时熔池冲击面积最大,单孔底吹流量为60 m^(3)/h,底吹效果最好。

200 t转炉底吹长效化技术

结合某公司200 t转炉的生产实践,研究了转炉底吹元件、底吹布置、底吹流量等因素对底吹效果及寿命的影响。通过对比底吹效果,将底吹元件由集束式改为双环缝式;底吹布置方式从单圈布置改为双直径双圈布置;同时通过数值模拟,优化了熔池搅拌混匀时间和底吹强度控制,底吹效果及寿命取得大幅提高。优化后,当转炉炉龄8848炉时,底吹寿命与炉龄能够保持同步,炉龄末期底吹眼目视可见,碳氧积、终点氧、脱磷率等指标均取得明显进步。全炉役碳氧积平均0.0016,较优化前降低0.0005;月均全炉次终点氧从457×10^(-6)降低至378×10^(-6),降低79×10^(-6);转炉铁水脱磷率从平均86.9%提高到88.7%,且在低磷钢冶炼方面取得明显进步,转炉终点达到了痕迹磷的极限脱磷效果,在同样双渣操作模式下,低磷钢转炉终点磷稳定控制到20×10^(-6)以下,平均11×10^(-6),最低达到4×10^(-6),较优化前平均降低30×10^(-6),脱磷率达到99%以上,为冶炼极低磷洁净钢提供了条件,实现了品种生产新突破。

150t底吹钢包渣钢卷混行为模拟

以某钢厂150 t底吹钢包为原型,建立了相似比为1∶4.7的物理模型和三维非稳态数学模型,理论分析了不同底吹流量和底吹位置下的渣钢卷混过程,得到了描述卷渣的临界速度和临界液滴直径。物理模拟试验结果表明:氩气流量大小对双孔底吹钢包精炼中卷渣的形成具有决定性作用,双孔位置为0.45 R时,底吹流量应控制在550 L/min以下;双孔位置为0.60 R时,底吹流量应控制在450 L/min以下。在试验基础上,推导了界面流速与临界气体流量之间的关系。在实际过程中,软吹氩时,界面张力为0.12~1.2 N/m时,建议双孔底吹流量为70~500 L/min。

稀土钢产品规模化生产研究与实践

稀土钢产品在连铸机浇注时经常发生水口絮流,无法满足正常拉速的浇注作业,严重时中间包水口絮死,造成生产中断,严重影响连铸生产。通过研究稀土元素加入钢水后的反应机理,分析钢水的氧含量、炉渣的氧化性、连铸机的保护浇注及浇注温度等对稀土Ce元素收得率的影响,优化稀土钢炼钢工艺,提高了稀土在钢水的收得率和可浇性,稀土钢产品的连浇炉数达到25炉,最终实现稀土钢产品规模化生产。

提高钢包自动开浇率生产实践

文章介绍了提高钢包自动开浇率生产实践,通过深入分析影响钢包自动开浇因素,并结合生产实践,提出了多项改进措施。实践表明,通过改进引流砂质量、优化灌砂装置、制定更换水口方案、分钢种严控盛钢时间、防止钢渣回流、缩短钢水静置时间等措施可提高钢包自动开浇率至99.5%以上,达到减少烧氧裸浇坯产生非计划品的目标。

转炉炼钢中氧气吹炼技术研究

氧气吹炼技术的应用推动了冶炼业的高效快速发展,提高了钢材质量、生产效率和环保性能。为实现氧气吹炼技术的广泛应用,深入研究了氧气吹炼技术在转炉炼钢中的作用、理论基础、关键参数与控制策略、工业应用及效果分析,并探讨了该技术对钢铁工业的重要性和应用前景。

双碳背景下转炉高废钢比冶炼技术发展现状及展望

为落实钢铁行业“双碳”目标和满足下游用户对低碳排放钢铁产品的需求,探索低碳排放冶炼技术势在必行。在转炉生产过程中,每提升10%的废钢比例,可减少6%的碳排放总量。因此,在我国钢铁产业结构仍以高炉-转炉长流程为主的背景下,通过提高转炉废钢比降低碳排放是钢铁行业降碳的重要手段之一。基于此,分析了转炉高废钢比冶炼工艺的主要技术路径,指出了提高转炉冶炼废钢比存在的问题,并有针对性地提出解决思路。

有色金属企业VOCs废气处理技术要点及优化路径

自然界中有色金属矿主要以硫化物状态存在,在冶炼过程中,均会产生大量的挥发性有机物(VOCs),污染大气环境。为进一步提高有色金属企业VOCs废气处理技术水平,提高废气处理效率,本文阐述了有色金属企业VOCs废气处理技术要点,并针对性提出优化路径,旨在为VOCs废气高效处理提供借鉴参考。

210t转炉双马赫数氧枪超音速射流特性模拟与应用

针对某厂210 t转炉吹炼过程存在的氧枪喷头寿命低、喷溅严重、吹炼时间长、终点过氧化等问题,提出一种具备双马赫数的5孔拉瓦尔氧枪喷头优化设计方案,并通过建立计算流体动力学模型(CFD)对不同设计参数的氧枪喷头的超音速射流特性进行研究。基于氧枪喷头超音速射流速度、动压以及湍动能分布规律数值模拟结果,综合考虑转炉熔池搅拌控制要求,最终确定采用“中心拉瓦尔管Ma=2.0外围拉瓦尔管Ma=1.8、偏转角12°”设计方案。优选的双马赫数氧枪喷头在210 t转炉应用后,喷头寿命较传统单马赫数喷头提高10.42%,纯吹炼时间缩短10.87%,终点钢水O质量分数降低9.56%,终点炉渣TFe质量分数降低20.21%。

基于随机搜索算法和AdaBoost模型预测LF精炼过程脱硫率

脱硫是LF精炼过程的主要任务之一.为达到稳定脱硫率的目的,利用AdaBoost模型对某钢铁厂LF精炼过程的实际生产数据进行建模,通过对比网格搜索算法、随机搜索算法及贝叶斯优化算法对AdaBoost模型超参数的优化效果和优化时间的影响,讨论了实际应用中AdaBoost模型的超参数优化方案.此外,根据实验对比结果及实际应用情况,确定了基于随机搜索算法和AdaBoost模型的LF精炼过程脱硫率预测模型.结果表明:该模型可以实现脱硫率误差在±0.07,±0.06和±0.05时,准确度分别为95.3%,93.0%和86.0%.

复吹转炉最佳成渣路线的探讨

复吹转炉冶炼过程中不同的成渣路线直接影响着冶炼操作的稳定性、终点的命中率和炉衬的寿命。为此从炉渣碱度和炉渣氧化性两个方面讨论了复吹转炉冶炼低磷铁水和磷含量较高的铁水的成渣路线。结果表明,由于冶炼操作参数的不同,冶炼磷含量较高铁水的炉渣中的∑FeO含量和炉渣碱度比冶炼低磷铁水时高得多,并在此基础上提出了复吹转炉冶炼过程中的最佳成渣路线。

LBE转炉优化吹炼工艺参数的水模实验研究

根据相似原理 ,采用水模实验方法 ,以优化LBE转炉吹炼工艺为目的 ,研究了影响熔池搅拌的各工艺参数 ,主要包括顶枪枪位、底吹位置布置方案、底吹气体流量。

基于传递函数的GIS特高频传感器性能对比评价方法

在现有的基于等效脉冲的灵敏度现场校验方法中,难以获取标准化的局部放电等效脉冲,且无法使用一致的脉冲注入方式,从而不能量化评价GIS特高频传感器的性能及其布置方式的合理性。为此,提出基于传递函数的GIS特高频传感器性能对比评价方法。通过测量安装在GIS设备上的相邻两特高频传感器之间的传递函数来评价传感器及其布局方案的合理性。利用此方法,对安装在550 k V GIS设备上的内置式传感器进行了现场校验,发现了传感器失效、布局不合理等问题。该方法对于校验特高频传感器的有效性和布局合理性具有明显的效果,对于保证GIS局部放电检测有效性具有非常重要的意义。

120 t转炉顶吹CO_(2)冶炼工艺研究与应用

基于CO_(2)参与炼钢反应的热力学和动力学研究基础,开展了120 t转炉顶吹CO_(2)的工业应用,分析了转炉顶吹混掺不同比例CO_(2)对冶炼终点钢水P含量、碳氧积、钢渣FeO含量、转炉煤气和粗灰总量的影响。本研究共使用3种不同混气模式开展工业试验,其CO_(2)喷吹总量分别为98、203、290 m^(3)。工业试验结果表明,转炉冶炼过程中CO_(2)顶吹总量由98 m^(3)逐渐提高到290 m^(3),转炉终点钢水碳氧积、炉渣FeO含量和粗灰产量呈降低趋势,煤气回收量呈升高趋势,而脱磷率和煤气CO浓度变化趋势为先升高后降低。CO_(2)喷吹总量影响冶炼指标,当顶吹CO_(2)总量为290 m^(3)时,碳氧积降低1.15×10^(-4)、炉渣FeO质量分数降低3.03%,煤气量增加2.73 m^(3)/t、粗灰总量减少55.1 kg;当顶吹CO_(2)总量为203 m^(3)时,脱磷率提高2.89%、煤气中CO浓度提高2.43%。

120吨复吹转炉双流道氧枪(半模)实验研究

用微机控制的多点压力快速扫描阀测量系统对攀钢120t 复吹转炉双流道氧枪喷头进行了半模实验研究,从获得的复射流速度、压力分布及等速度剖面等方面讨论了对冶金过程的影响,为双流道氧枪的设计和操作提供了理论依据。