高炉内氯元素对焦炭高温冶金性能的影响

为探索不同形式氯元素对焦炭高温冶金性能的影响规律,在对高炉内含氯化合物进行反应热力学分析的基础上,通过实验研究HCl气体、CaCl2溶液和HCl溶液等3种不同含氯化合物对焦炭反应性（CRI）和反应后强度（CSR）的影响.结果表明,由原燃料带入高炉的氯元素多和其它物质反应生成HCl气体,当煤气中HCl气体体积分数在0～1.8％范围内增加时,焦炭的反应性先升高再降低,反应后强度先降低再升高;煤气中HCl气体体积分数为0.6％时,焦炭的高温冶金性能劣化最严重;HCl溶液和CaCl2溶液的质量分数分别在0～8％范围内增加时,焦炭的反应性均逐渐提高,反应后强度均逐渐降低.因此,高炉内不同形式的氯元素对焦炭高温冶金性能均有劣化作用.建议高炉生产现场建立氯元素的检测制度,控制入炉的氯元素含量,以减少对焦炭高温冶金性能的影响.

不同配比下PMC矿粉和司家营矿粉造球工艺试验研究

为了确定PMC矿粉和司家营矿粉两种矿粉造球的最佳配比,利用实验室的球团设备对两种矿粉在不同配比下的球团工艺进行了试验研究.研究发现,在PMC矿粉∶司家营矿粉=8∶2的配比下,生球的成球率为91%,落下强度为4.15次/0.5 m个,抗压强度为0.825 d N,爆裂温度为440℃;成品球团的抗压强度接近300 d N,并且通过对PMC矿粉∶司家营矿粉=8∶2时成品球团矿的显微结构的观察发现,此配比下的球团矿矿相以赤铁矿为主,晶粒分布密集且联结成片,成品球团矿的抗压强度最高.因此,PMC矿粉:司家营矿粉=8∶2时为最优方案.

FeCl_(3)改性活性炭脱硫性能研究

这是一篇环境工程领域的论文。实验采用浸渍法,以FeCl_(3)作为改性剂对活性炭进行改性,研究其脱硫能力。实验研究了改性剂浓度、焙烧温度、反应温度对改性活性炭脱硫性能的影响。研究表明,随着改性溶液浓度的增加,活性炭表面附着的Fe_(2)O_(3)随之增加,改性活性炭的比表面积和总孔容均降低,平均孔径增加;随着焙烧温度升高,活性炭表面附着的Fe2O3数量持续增加,焙烧温度超过300℃时,活性炭表面的孔隙结构出现烧结现象,降低改性活性炭的脱硫性能;随着反应温度升高,FeCl_(3)/AC-0.15的吸附性能先升高再降低。当FeCl_(3)改性溶液浓度为0.15mol/L,焙烧温度300℃,反应温度为60℃时,改性活性炭的脱硫效率最高。

一种基于应力三轴度的断裂准则及其在剪切工艺中的应用

将拉伸均匀变形阶段应力-应变的外推曲线作为初始本构关系，通过反复迭代拟合载荷一位移曲线来确定真实本构关系，很大程度上提升了材料模型的可靠性。采用试验与有限元模拟相结合的方法来研究缺口试样的断裂情况，获得了不同应力状态下应力三轴度与断裂应变间的关系曲线，并以此作为材料发生韧性断裂的判据。将基于拉伸试验获得的材料模型应用于剪切有限元模拟中来预测断面质量，采用ALE方法来提高单元网格质量，利用单元删除法来模拟裂纹的萌生与扩展，分析了剪切机制与损伤分布。最后，对冲裁断面形貌进行试验验证，模拟结果与剪切试验结果吻合程度高。

预热焙烧对球团矿抗压强度影响

通过对PMC磁铁矿与司家营两种矿粉按一定配比所造球团进行的预热焙烧试验发现,在预热温度925℃,预热时间15 min时,成品球团矿的抗压强度达到了2 833.61 N/个,在此预热条件下,焙烧温度1 300℃,焙烧时间20 min时,成品球团矿的抗压强度达到了2 872.52 N/个,满足了生产要求。

PMC磁铁精矿粉性能的研究

对PMC尾矿性能进行了较系统全面的研究,发现PMC尾矿为磁铁矿,CaO、MgO、TiO_2、P_2O_5、Cu和碱金属含量比较高,经磨选后杂质降低,含铁品位提高;其磨选后的200目、325目精矿粉的成球性指数均大于0.8,属优等成球性;其三种矿粉的烧结基础性能具有同化温度较高,液相流动性指数过低的特点,且3种矿粉的连晶强度均高于1 800 N,连晶固结能力强,较适宜生产高强度的球团矿。

低钛高炉渣脱硫能力研究

针对某钢厂低钛高炉渣的实际情况,研究了二元碱度(w(CaO)/w(SiO_2))和MgO等化学成分变化对该渣系脱硫能力的影响规律。结果表明,低钛高炉渣的脱硫能力随着炉渣二元碱度增加而提高;当w(MgO)<10%时,炉渣脱硫能力随MgO含量增加而升高,继续增加MgO含量,其脱硫能力反而降低;随着Al_2O_3和TiO_2含量增加,炉渣脱硫能力降低。建议高炉生产炉渣二元碱度保持在1.05~1.10,炉渣MgO含量应保持在9%~10%,同时应适当降低Al_2O_3和TiO_2含量。

基于混匀矿烧结基础特性配矿专家系统的开发与应用

应用BP神经网络技术分别建立混匀矿烧结基础特性预报模型和烧结矿质量预报模型。采用Visual C++2010与Matlab 2008混合编程的方式,开发了烧结配矿专家系统软件。结果表明:同化性温度、液相流动性指数和粘结相强度的预报命中率分别为90%、83.3%和90%,成品率、转鼓指数和低温还原粉化RDI_(+3.15)的预报命中率分别为90%、90%和85%。通过专家系统研究了褐铁矿配比对混匀矿烧结基础特性和烧结矿质量的影响,随褐铁矿配比的增加,烧结矿的成品率、转鼓指数和低温还原粉化RDI_(+3.15)先升高后降低。当混匀矿的同化温度、液相流动性指数和粘结相强度分别为1 259℃、1.22和1 727 N时,烧结矿的质量指标最优。

高炉使用含PMC矿炉料的配矿结构研究

通过实验室模拟高炉内矿石的熔滴过程,对含PMC矿粉的烧结矿、球团矿与南非块矿搭配的炉料结构进行了研究.研究发现,烧结矿+球团矿的炉料结构模式的熔滴性能优于烧结矿+球团矿+块矿的炉料结构模式.其中,在6#方案65%烧结矿+35%球团矿的配比下,△Tds(熔融区间)值为132℃,△Pmax(最大压差)为4.990kPa,S(总特性值)为296kPa·℃,是6个方案中熔滴性能最优的方案.炉料中的碱金属是造成炉料透气性变差的主要原因,表现为S值随着碱金属负荷的增加而升高.增加炉料中以PMC为主的球团矿可以降低炉料的碱金属负荷,从而改善炉料的熔滴特性.

单种添加剂对钒钛烧结矿的影响

为了改善承钢钒钛烧结矿的质量和冶金性能,针对4种添加剂对烧结矿的影响进行了烧结试验研究。试验结果表明:选择的4种添加剂中,方案5~#钒钛矿烧结质量最优,即添加B_2O_3能够显著提高烧结矿质量和冶金性能,其利用系数为1.34 t/(m^2·h),转鼓指数为63.76%,RI、RDI_(+3.15)分别为74.92%和53.78%。

低钛高炉渣流动性和脱硫能力的试验研究

采用RTW熔体物性测定仪研究了TiO2含量约为2%的低钛高炉炉渣的碱度、MgO和Al2O3含量对炉渣的流动性和脱硫能力的影响规律。结果表明：低钛炉渣的流动性随着碱度的增加而降低,随MgO含量的增加先提高后降低,而受Al2O3含量增加的影响不大。考虑炉渣的流动性,应选择碱度为1.18~1.20、MgO的质量分数为9.00%~10.00%、Al2O3的质量分数为15.00%。脱硫能力随碱度的升高而升高,随MgO含量的升高先增强后降低,随Al2O3含量的增加而降低。考虑炉渣的脱硫能力,应选择碱度为1.18、MgO的质量分数在10.00%左右、Al2O3的质量分数为12.00%;同时考虑炉渣的流动性质和脱硫能力,适宜的炉渣成分应选择碱度为1.18,MgO的质量分数10.00%,Al2O3的质量分数为12.00%。

考虑灵敏度区域的多目标鲁棒性优化算法

随机变量导致工程问题具有不确定性.设计者希望设计方案不仅能满足目标性能最优,而且希望目标性能受不确定性的影响在可接受范围之内.对此,本文提出了考虑灵敏度区域的多目标鲁棒性优化方法(multi-objective robust optimization based on sensitivity region,SR–MORO).SR–MORO可以用来解决设计变量存在不确定性时目标鲁棒性优化设计问题.该方法假定不确定性变量属于区间变量,并不需要知道随机变量的概率分布.SR–MORO采用非梯度优化方法,所以,它可以解决目标函数和约束条件不连续的情况.当参数变化幅度大,超过目标函数线性变化范围,该方法也同样适用.最后,通过实例验证了本方法的适用性.

高炉炉渣中钒氧化物还原的试验研究

根据承钢高炉冶炼条件,炉缸区对钒钛磁铁矿中钒收得率的影响很大,因此对钒氧化物在炉缸区域的还原过程进行了研究,并利用磷钨钒酸分光光度法找出温度、炉渣碱度、MgO、Al_2O_3和TiO_2含量对钒还原过程的影响。试验结果表明,随着MgO、Al_2O_3含量的增加,炉渣中的V_2O_5含量呈现先降低后增加的趋势,并得出了最佳钒还原的MgO、Al_2O_3含量;当炉渣碱度在一定范围内时,炉渣中V_2O_5含量随碱度升高而降低;分别找出了钒氧化物还原的最佳温度范围和TiO_2含量。

碳纳米管在金属化球团中的原位制备与表征

在金属化球团中原位制备了碳纳米管,得到了多壁碳纳米管增强铁基复合材料,并研究了制备温度、丙酮体积与金属化球团质量比对碳纳米管原位生长的影响规律。实验采用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对样品进行了表征与分析。研究结果表明:温度对碳纳米管的生长影响较大,随着制备温度的升高,碳纳米管的产量和质量均呈现出先提高后降低的规律。当制备温度为700℃,丙酮体积与金属化球团质量比为3 mL·g^(-1)时生成的是管径均一、杂质含量少、界面结合良好的多壁碳纳米管增强铁基复合材料,但复合材料的性能还有待进一步研究。

高炉炉渣中钒氧化物还原的试验研究

根据承钢高炉冶炼条件,炉缸区对钒钛磁铁矿中钒收得率的影响很大,因此对钒氧化物在炉缸区域的还原过程进行了研究,并利用磷钨钒酸分光广度法找出温度、炉渣碱度、MgO、Al_2O_3和TiO_2含量对钒还原过程的影响。结果表明,随着MgO、Al_2O_3含量的增加,炉渣中的V_2O_5含量先降低后增加,并得出了钒还原的最佳MgO、Al_2O_3含量;当炉渣碱度在一定范围内时,炉渣中V_2O_5含量随碱度升高而降低;分别找出了钒氧化物还原的最佳温度范围和TiO_2含量。

焊丝钢热变形本构模型研究

利用Gleeble-3500热模拟实验机对焊丝钢ER70S-6进行等温恒应变速率压缩实验,研究其热变形行为,变形温度范围为900~1200℃,应变速率范围为0.01~10 s^(-1),获得应变为60%时的真应力-真应变曲线。采用修正的Johnson-Cook模型与应变相关的Arrhenius模型分别拟合热压缩实验中的真应力-真应变数据,确定了两种本构模型的参数值,进而对比研究了两种流动应力模型的预测精度。结果表明,流变应力随变形温度的增加而减小,随应变速率的增加而增加。根据修正的Johnson-Cook模型与应变相关的Arrhenius模型计算所得预测值与实验值之间的平均误差分别为11.6%与4.51%。前者适用于多组应力-应变曲线变化趋势相同的情况,而后者与实验数据吻合度好,能够准确预测焊丝钢的流变应力。

几种添加剂对煤灰渣流动性影响研究

为实现竖式造气炉的正常运行,实现液态排渣,本文采用RTW熔体物性测定仪研究了添加剂CaO、MgO、CaF_2和MnO2对灰渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明:随CaO添加量的增加,灰渣黏度和熔化性温度都先降低后升高,CaO添加量为6%时,灰渣的流动性最好,适宜的CaO添加量为4%～6%;灰渣黏度和熔化性温度都随着CaF_2添加量的增加而降低,综合考虑CaF_2对造气炉的影响,认为适宜的CaF_2添加量为4%左右;随着MgO添加量的增加,灰渣熔化性温度和黏度先降低后升高,在添加量为6%时,灰渣的流动性最好,适宜的MgO添加量为4%～6%;灰渣黏度和熔化性温度随着MnO2添加量的增加而降低,当MnO2添加量高于6%,其对灰渣流动性的改善幅度较小,适宜的MnO2添加量为4%～6%。四种添加剂中,MnO2对灰渣黏度的降低作用最显著,CaF_2对降低熔化性温度的作用最显著。

粒径对造气炉内煤燃烧反应的影响及动力学分析

为了克服喷吹煤粉给高炉冶炼带来的不利影响,提出了由造气炉燃烧普通煤经过气化产生煤气,自风口喷入高炉替代喷吹煤粉的新工艺。研究煤球粒径对炉内燃烧反应的影响及动力学分析。根据造气炉反应特点,采用实验室高温气固反应试验台进行粒径6~18mm下的煤燃烧试验,结果表明,随着粒径的增大,完全燃烧时间逐渐升高。利用未反应核模型进行动力学分析,得出:改变粒径不能影响煤球燃烧反应的限制性环节,在不同粒径下,限制性环节均为外扩散和化学反应混合限制;另外,通过计算得出,随着煤球粒径的增大,化学反应速率常数逐渐降低。

烧结生产数据仓库的建立

烧结厂生产数据分布散乱,数据存储技术落后,对数据的查询要求只是简单的事务查询,不能够对历年数据进行查询和分析,为大数据技术在烧结厂的应用带来了障碍。通过对烧结厂存储的海量生产数据进行整理和分析,利用数据仓库技术为烧结厂搭建了新的数据结构,使历年生产数据得到有效的整理,各数据源之间不再是独立的信息,为大数据技术应用创造了条件。

煤种和焦炭对造气炉料层透气性的影响研究

为克服喷吹煤粉给高炉冶炼带来的不利影响,提出了由造气炉燃烧普通煤产生煤气,自风口喷入高炉替代喷吹煤粉的新工艺,研究了煤种、焦炭添加和煤块粒度对造气炉料层透气性的影响,结果表明:烟煤对炉内料层透气性的影响较大,而无烟煤影响较小;随着无烟煤配比的增加,炉内最大压差逐渐降低,透气性变好,当烟煤和无烟煤的比例为7:3时,料层的透气性最好;焦炭加入量的增多,使得炉料开始收缩的温度升高,但炉内压差变化很小,对料层透气性影响不大;随着炉料粒度的增大,料层透气性明显改善,适宜的炉料粒度为10 ~ 12.5 mm。