基于PSO-CNN-XGBoost水下柱形装药峰值超压预测

为探索水下柱形装药结构、爆距等参数与水下柱形装药峰值超压的关系,将装药样本数据视为二维数据,建立粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法、一维卷积神经网络(1D Convolutional Neural Network,1DCNN)和极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)的水下柱形装药峰值超压融合预测算法。采用相关性分析与数据可视化方法,分析装药结构参数、爆距与峰值超压之间的关联关系。设计1DCNN深度网络挖掘不同长径比、爆距等参数与峰值超压之间的纵向时序关系。运用XGBoost算法寻找装药结构参数、爆距与峰值超压之间的横向非线性关系,提升小样本数据的预测精度。使用PSO算法优化1DCNN和XGBoost的超参数,获得最优算法结构。研究结果表明,在包含10种智能算法的对比实验中,PSO-CNN-XGBoost水下柱形装药峰值超压预测算法在精度、稳定性、拟合程度上均高于其他模型。

国内某高炉喷吹煤粉的性能评价

高炉喷吹煤粉的优点主要包括显著降低炼铁焦比及生产成本、有效调节高炉热制度、喷吹煤粉反应过程中提高煤气的穿透扩散能力和还原能力、缓解焦煤需求量、减少炼焦投资和环境污染等。为进一步优化高炉喷吹燃料结构和降低炼铁成本,文章对国内某高炉喷吹使用的煤粉的煤质特性进行了深入研究。结果表明:1#煤为烟煤,固定碳含量低、挥发分高,氢元素含量在所试验煤粉中最高,灰分中的CaO和MgO的含量之和最高,超过24%;其他煤种为无烟煤;4#煤的可磨性指数低于40;需要控制其在混煤中的配比。

宽孔距爆破模型试验及近场动力学计算研究

针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题,在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上,开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验,并基于常规态型近场动力学原理,开发了爆破计算模块,对宽孔距爆破破岩中裂纹扩展过程、介质位移响应规律进行了研究。结果表明:临空面一侧的径向裂纹受到临空面反射拉伸应力波的作用,表现出向临空面拐角分叉的特征,并逐渐向临空面扩展,最后形成主裂纹组成漏斗形状。在最小抵抗线固定不变条件下,随着炮孔密集系数的增加,应力降低区逐渐增大,同排炮孔间的径向贯通裂隙消失,过大的炮孔密集系数也进一步造成前后排孔间贯通裂纹消失,最后导致单孔爆破的情况发生。位移计算结果进一步证实了上述规律,并且当炮孔密集系数较小时,前排炮孔留下的岩埂刚好被后排炮孔爆破破碎,随着炮孔密集系数的增大,后排孔爆破对前排炮孔所留下的岩埂破碎作用效果逐渐降低。建议实际工程中根据岩体力学性质、地质条件以及爆破目的适当调整密集系数来降低炸药单耗与大块率。

超高压拱形爆破片中操作比对爆破压力作用机理仿真研究

十字开槽正拱形爆破片具有响应快、无碎片飞溅等优点,在使用过程中操作比(工作压力与爆破压力的比值)对爆破性能的影响值得研究。对十字开槽正拱形爆破片进行动态爆破试验,并建立有限元仿真模型,通过动态爆破试验结果验证有限元模型的可靠性;对不同操作比下的爆破片爆破性能进行研究,总结爆破压力变化规律,发现随着操作比的增大,爆破压力出现了减小,在部分情况下,与无操作比影响时的相对偏差大于10%,爆破压力的相对偏差随操作比的增加先增大后减小,转折点出现在操作比为30%~70%的范围内,且转折点对应的操作比随拱高的增加逐渐增大,爆破片的拱高增大,爆破压力的相对偏差整体变小,主要原因与残余应力和塑性形变有关。

小高宽比框架结构爆破拆除数值模拟研究

为研究小高宽比框架结构爆破拆除的倒塌过程,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立分离式共节点模型,对其倒塌过程进行数值模拟研究,分析该结构钢筋混凝土柱的受力特点。通过对比实际工程与模拟结果,发现两者在倒塌时间、倒塌历程、爆堆范围等方面高度一致,由此可见数值模拟是可靠的。研究发现:在倒塌过程中,各排立柱达到截面抵抗弯矩后会在梁柱节点处产生塑性铰,上部结构以塑性铰作定轴转动,前倾过程中对后排立柱产生向后的反力,以致产生明显的后坐。倒塌前期钢筋与混凝土单元共同受力,混凝土单元失效后,与其共节点的钢筋单元应力发生突变,随后在拉压状态下不断变换,直至倒塌结束,爆破切口处的钢筋对上部结构的自由落体有一定的阻碍作用。

露天煤矿煤层爆破漏斗关键因素研究

高寒地区露天煤矿爆破作业后产生的大块煤体在一定程度上加剧了露天煤矿运输设备损耗,大块煤体会在运输环节对胶带产生一定的破坏,更甚者会堵塞破碎站,进而严重影响露天矿正常生产。为控制露天矿爆破作业后的煤体大块率,提高露天煤矿经济效益,基于利文斯顿爆破漏斗理论,进行高寒地区煤层爆破漏斗实验设计,在理论分析的基础上进行了现场冻煤层爆破漏斗实验,揭示了高寒地区煤层爆破漏斗参数随不同装药结构、孔深、装药量的变化规律,最终采用灰色关联度方法分析出不同影响因素对效果指标之间的影响程度。结果表明:大块率的影响因素按照其程度从大到小依次为:孔深、装药量、装药结构;爆破漏斗半径的影响因素按照其程度从大到小依次为:装药量、孔深、装药结构;漏斗体积的影响因素按照其影响程度从大到小依次为:孔深、装药量、装药结构。

Study on the stability control technology of large-scaled blast furnaces

Nowadays,there are two major trends,which are the increasing blast furnace （BF） working volume and the decreasing fuel resource as well as the decline in its quality,in the ironmaking filed. The two trends lead to the difficulty in the BF operation. The decline of the BF stability requires higher and more elaborate operational techniques. A reasonable and compatible BF comprehensive operating system,as the base of the BF stabilization,is desired to satisfy the demand of large-scaled BF developments. Based on the practical operation of Baosteel No. 3 BF in 2010, the present work analyzes and discusses the basic rules of large-scaled BF stable control techniques,and further optimizes and improves its gas flow control techniques, develops strategies against the decline in fuel quality, which will contribute to the promotion of largescaled BF operational techniques progress.

爆炸载荷下正弦曲边三维负泊松比夹芯板的动态响应和吸能特性

具有优异能量吸收特性的负泊松比结构在抗爆炸冲击防护领域有广阔的应用前景。为进一步提升夹芯板的抗爆性能,提出了一种在X、Y方向力学特性相同的正弦曲边三维负泊松比夹芯板用于防爆保护。采用数值模拟方法,对夹芯板在空爆载荷下的动态响应和吸能特性进行了研究,分析了夹芯板塑性拉伸和弯曲对背面板变形模式和轴向偏转分布的影响,并探究了爆炸距离、炸药质量、面板厚度和芯层关键结构参数对夹芯板变形和能量吸收的影响。结果表明,在空爆载荷下,夹芯板的动态响应过程可分为芯层压缩、整体变形和自由振动3个阶段。后面板在纵向(X方向)和横向(Y方向)上的抗变形能力无明显差异。随着炸药质量增加和爆炸距离减小,夹芯板的后面板中心位移增加,芯层吸能占比减小。此外,采用薄前面板和厚后面板的夹芯板可以提高芯层的吸能占比。当分别增加相同的前、后面板厚度时,前面板厚度对减小后面板中心位移的影响更显著。当芯层厚度从0.6 mm减小至0.2 mm时,后面板中心位移减小49.0%,总能量吸收增加86.7%;芯层振幅从0.2 mm增大至1.0 mm时,后面板中心位移减小20.7%,总能量吸收大致不变;芯层高度从10 mm增大至18 mm时,后面板中心位移减小88.3%,总能量吸收增加56.9%;芯层宽长比从0.56减小至0.2时,后面板中心位移减小39%,总能量吸收增加47.4%。

唐钢2#高炉提煤降焦生产实践

总结分析了2#高炉提高煤比的措施。通过采取稳定炉料结构、持续改善原燃料质量、碱金属、锌的控制和合理的高炉基本制度等措施,煤比大幅提升,2023年5月、6月煤比均达到170kg/t·Fe。

高炉煤气流监测装置及应用

介绍了一种高炉煤气流监测装置的结构及应用效果。通过对炉顶不同方向煤气流的温度检测与比值计算,实现对其发展程度和趋势的数据化精准判断,有效解决传统十字测温装置造成的料面拉沟问题,稳定了高炉煤气流分布,提高了煤气利用率。

提升制粉系统产能的技术优化及改造实践

2022年9月16日以前,重钢炼铁厂只有三套煤粉制备系统,总制粉能力为180 t/h。2020年底,重钢在完成所有高炉大修后恢复四座高炉满负荷生产,总的煤粉需求量达到了210 t/h,当时的制粉能力已无法匹配高炉煤粉需求。同期,由于焦炭资源紧张且成本较高,提高制粉能力满足高炉煤粉需求已成为当时提高喷煤比、缓解焦炭资源紧张及降低炼铁成本的重要途径。本文主要以重庆钢铁炼铁厂的煤粉制备系统现状为例,介绍了如何通过技术优化及设备改造来提升煤粉制备系统制粉能力满足高炉所需煤粉量。文中从原材料质量提升、设备工况改进、生产操作优化等多方面详细阐述了多项举措,为同行在如何解决制粉能力不足、提升制粉系统制粉量、保障高炉煤粉稳定供应提供了指导性思路。

青钢3#高炉低品质炉料低耗生产实践

对青钢3#高炉低品质炉料条件下实现低燃料消耗生产进行了总结。通过控制入炉粉末、优化高炉上下部调剂、控制合理的温度场分布、控制炉渣成分和炉温、优化炉前操作等措施,在使用低品质炉料条件下,实现了炉况长期稳定顺行,达到降本增效的目的。

热风炉空燃比并行协作粒子群滑模控制策略

针对热风炉燃烧控制存在的纯滞后、大惯性和强干扰等问题,提出了一种基于并行协作骨干粒子群(Parallel Cooperative Bare-Bones Particle Swarm Optimization,PCBBPSO)优化全局滑模控制(Global Sliding Mode Control,GSMC)的热风炉空燃比控制策略;为改善热风炉空燃比控制系统动态特性,引入全局滑模策略,对燃烧系统进行优化控制,以提高系统稳定性,同时,基于热风炉燃烧系统存在的强干扰特性,利用并行协作骨干粒子群对干扰补偿进行调节以减小其对系统的影响,并求取最优控制率;仿真结果表明:与普通粒子群优化全局滑模和普通粒子群优化PID相比,该控制方法达到稳定用时分别减少了26.4 s和9.3 s,能够保持没有超调量,拥有良好稳定的跟踪和抗干扰效果;将该控制策略应用于某钢铁有限公司2200 m 3高炉配套热风炉,工程数据表明:在该空燃比策略的控制下,热风炉空燃比上下波动幅度仅为8.20%,拥有波动小、稳定性好和抗干扰性强等特点,动态响应较好,能够满足热风炉工程实际应用的需要。

唐钢2号高炉风温提升研究

对唐钢2号高炉进行热风炉制约条件的束缚及高炉操作制度的持续优化,并进行理论系统分析,采取调整烧炉参数、严格执行标准化操作等一系列提高风温的措施,使唐钢2号高炉风温水平得到显著提高,降低了生产成本。

“双碳”背景下提高高炉烟煤配比的探索与实践

在“双碳”背景下,企业自主减碳研究至关重要。为了减少资源稀缺的无烟煤消耗,提高高炉喷吹烟煤配比成为一项重要措施。通过对喷吹煤性能的认真研究,发现主要喷吹煤种之间存在性能差异。因此,有必要采取控制制粉系统氧含量、磨机温度等措施,保障喷吹制粉系统的安全运行。同时,应加强上下部的调剂匹配,促进煤气流的合理分布,弥补烟煤配比提高可能带来的不利影响。通过这些努力,成功实现烟煤配比达到50%以上的目标,使高炉炉况稳定顺行,并且取得了良好的技术经济指标。

再生粗骨料和高炉矿渣砂配合比对混凝土性能的影响分析

再生骨料混凝土造价相对低廉,环保性能优异,在各类建筑工程中具有广泛应用价值,但工程实践中由于其耐久性较低、强度水平较差,导致难以得到广泛应用。为解决这一问题,设计几种不同高炉矿渣砂和再生骨料配合比添加到混凝土中,设计实验探究各组混凝土性能差异,分析添加高炉矿渣砂、再生粗骨料的改性混凝土抗冻融性能、抗压强度性能和泌水性能差异。实验结果显示,使用高炉矿渣砂和再生粗骨料制备的混凝土相较普通混凝土而言,养护龄期为28 d时抗压强度已经十分接近,另外采用高炉矿渣砂替代50%天然骨料碎砂石和再生粗骨料制备所得混凝土抗冻融性能和泌水性能得到显著改善。

韶钢3200 m^(3)号高炉低燃料比生产实践

韶钢8号高炉于2020年12月25日停炉中修,集中更换烧损的8、9段冷却壁,同时对炉缸进行整体浇筑,快速恢复炉型;在线对热风炉进行修复,将风温从1 160℃提高到1 200℃。高炉投产后,实现了高炉炉型快速修复和热风炉在线修复,且通过加强原燃料质量管控、提升高炉操业能力和强化炉前出铁管理等措施,使得高炉炉况长周期稳定顺行,高炉技术经济指标得到明显改善,燃料比从原来506 kg/t下降至499 kg/t,达到低燃料比生产的效果。

高炉提高低价块矿配比生产实践

榆钢高炉无自有铁矿石资源,所有生产物料均外购,物料价格高、质量不稳定,制约高炉炉况稳定及成本降低。为有效降低铁水成本,坚持以高炉长周期稳定顺行为前提,以铁水成本最优为导向,合理有效使用低价块矿资源,积极推进经济配料,利用球团、块矿价格差异,探索提高块矿配比,降低球团矿使用量,实现了铁水成本降低。

高炉长周期稳定高效低耗生产实践

以高炉稳定高效低耗冶炼为核心,开发了以控制入炉原燃料粒度组成的质量控稳体系、高镁球团制备工艺、炉缸活跃状态的监控软件,建立了高炉有害元素控制标准与预警机制、基于品位的烧结矿粉三级分类标准、高炉关键装备维护标准、高炉煤气利用率评价体系,实现了高炉设备一体化寿命提升及高炉的长周期低休风率运行。高炉检修周期延长至6~9个月,燃料比为522.42 kg/t。

1#高炉配用外购焦炭生产成本分析

探讨了炼铁厂1#高炉在相同操作制度下,不同焦炭配比对高炉焦比、煤比、燃料比、返焦量的影响,并详细分析了不同焦炭配比下吨铁成本的变化,最终得出了配加价格较低的外购水熄焦高炉吨铁成本反而上升的结论。