Temperature control for thermal treatment of aluminum alloy in a large-scale vertical quench furnace

The temperature control of the large-scale vertical quench furnace is very difficult due to its huge volume and complex thermal exchanges. To meet the technical requirement of the quenching process, a temperature control system which integrates temperature calibration and temperature uniformity control is developed for the thermal treatment of aluminum alloy workpieces in the large-scale vertical quench furnace. To obtain the aluminum alloy workpiece temperature, an air heat transfer model is newly established to describe the temperature gradient distribution so that the immeasurable workpiece temperature can be calibrated from the available thermocouple temperature. To satisfy the uniformity control of the furnace temperature, a second order partial differential equation(PDE) is derived to describe the thermal dynamics inside the vertical quench furnace. Based on the PDE, a decoupling matrix is constructed to solve the coupling issue and decouple the heating process into multiple independent heating subsystems. Then, using the expert control rule to find a compromise of temperature rising time and overshoot during the quenching process. The developed temperature control system has been successfully applied to a 31 m large-scale vertical quench furnace, and the industrial running results show the significant improvement of the temperature uniformity, lower overshoot and shortened processing time.

大型立式淬火炉温度分布参数系统动态解耦控制算法

针对大型立式淬火炉体积庞大,工况复杂,炉内温度分布呈本征非均匀性,具有多输入/多输出、非线性、强耦合等特性,难以实现炉内温度高精度高均匀性控制目标等问题,提出一种温度分布参数系统动态解耦控制算法,其原理是:采用有限维逼近方法将对象解耦为多个独立的子系统,简化控制器的实现过程;通过分析有限维逼近方法的收敛性,获得保证收敛性的空间和时间步长应满足的条件;解耦后的子系统采用自学习PID控制算法,实现炉内温度高精度和高均匀性控制以及升温过程的快速性和小超调。研究结果表明:温度均匀性由原来的-6～6℃提高到-2～2℃,升温时间由原来的40 min缩短到25 min,超调量由大于15℃减少到小于7℃。

生产褐煤活性焦用立式炉的热工评价与分析

褐煤活性焦具有孔隙发达、吸附能力强等特点,用立式炉生产活性焦可以减少中间产品转移环节,提高系统热效率,从而降低生产成本。简述了GF立式炉的主要结构、炭化和活化流程,根据采集的运行数据和化验结果,计算得到物料平衡和热量平衡表,分析煤气和活性焦等产品的各项性质。结果表明:以原煤为基准时活性焦产率为27%,占物料总支出的14.95%,水分带走的热量占总支出热量的60.22%,干燥段热负荷最大;采用干法熄焦可以回收活化段底部物料显热,并用于原煤的预干燥,系统热效率为84.2%。GF立式炉具有气体和物料温度分布均匀,内部结构设置合理,运行稳定等特点。建议结合市场需求,调整生产运行参数,拓宽产品应用范围,提高褐煤提质产品经济附加值。

水淬锰渣在TRM32.3立磨上的工业试验

为了充分利用工业废渣,采用锰渣代替一定比例粒化高炉矿渣作为水泥混合材,从小磨试验和投入生产试验入手,找出锰渣对生产工艺、产量、水泥质量、能耗的影响。试验结果表明:由于锰渣水分含量大,易结块,容易造成堵料、断料;锰渣掺加比例为50%时,干渣实物煤耗增加了17.3%;掺加锰渣后水泥3 d和28 d抗压强度明显下降,凝结时间延长近2 h,但掺加锰渣后凝结时间和抗压强度不同品种水泥都存在一个拐点,说明其都存在一个最佳掺量。

内热式直立方炉煤热解工艺技术新进展及应用

为解决内热式直立方炉及其热解工艺技术中存在的产能、环保、安全等问题,结合该炉型在实际设计中一些新技术的应用,分析了增大单炉结构和产能、干法熄焦中余热回收、富氧燃烧、油水分离、剩余氨水预处理等技术及其应用情况,可为现有内热式直立方炉及其热解工艺技术的改进和新建装置提供参考借鉴。

对连续直立炭化炉污染物排放监测结果的研究

着重对利用不黏煤或弱黏煤炼制半焦的连续直立炭化炉在生产过程中,熄焦水、焦炉炉顶、厂界环境等排污点进行环境监测,对其结果分析,进行排污综合评价。