冶金电气自动化系统改造与应用研究

冶金行业是国民经济的重要支柱产业,随着技术的发展,电气自动化系统作为冶金生产的核心控制手段,已经能够有效地提高生产过程的自动化水平和管理效率。然而结合部分生产的现状可发现,电气自动化系统在实际应用中仍面临设备老化、系统集成度低、故障预测和诊断能力不足等诸多问题,影响了生产效率和安全性。本研究旨在通过对现有冶金电气自动化系统的改造和优化,提升系统的智能化水平和可靠性。以期为冶金行业的高效、安全、绿色生产提供有力支持,为推动冶金行业的技术进步和可持续发展提供了重要参考和实践依据。

5G+工业互联网在钢铁行业的应用研究

5G与工业互联网的融合发展,进一步加快了我国钢铁行业自动化、信息化的脚步,推动了数字化、智能化的进程。钢铁行业作为传统流程型行业的典型代表,具有工艺过程复杂、生产周期较长、设备规模庞大、劳动力密集等特点。分析了国内钢铁行业的发展现状以及数字化趋势,聚焦钢铁行业生产和管理现状,介绍了5G+工业互联网在钢铁行业的两大类十余种典型应用场景,为钢铁行业高质量发展提供思路,拓宽视角。

钢铁企业电气设备的故障诊断及维护策略

钢铁电气设备的故障诊断与维护工作是钢铁产业的重要保障,但是很多企业对生产电气设备的故障诊断和维护工作不够重视,在故障诊断与维护机制上不够健全,电气设备老化、缺少专业设备人才,需要采取一系列措施提高从业人员的管理与维护意识。

稀土Ce对SUS444铁素体不锈钢夹杂物及力学性能的影响

通过金相显微镜、扫描电子显微镜、拉伸和冲击试验等分析测试手段,研究了稀土Ce含量对SUS444铁素体不锈钢夹杂物及室温力学性能的影响。结果表明,添加0.008wt%~0.015wt%Ce可改变夹杂物的种类、形态和尺寸,可将大尺寸、不规则形状的SiO_(2)变质为小尺寸球形的Ce_(2)O_(3)夹杂物,添加0.008%Ce不足以使SiO_(2)完全变质,但添加0.015%Ce可实现夹杂物的完全变质。稀土Ce可细化不锈钢的显微组织,随Ce含量增加,不锈钢的抗拉强度提升,拉伸断口由韧-脆结合断裂完全转变成韧性断裂;冲击韧性显著提升,最高可提升至未添加Ce的4.9倍,冲击断口由脆性断裂向韧性断裂转变。综合考虑夹杂物和力学性能,不锈钢中Ce最优含量为0.015wt%。

双辊薄带连铸温度场与凝固组织数值模拟研究

为了解决薄带连铸工业生产线调试过程中断带、铸带鼓包等问题,提高薄带连铸凝固组织表面质量,基于ProCAST有限元软件,建立双辊薄带连铸工艺的非稳态模型,对Q195凝固过程的温度场及凝固组织进行模拟,采用单一变量法,研究不同工艺参数,包括浇铸温度、拉坯速度、换热系数及熔池高度对凝固过程温度场与凝固组织的影响规律。结果表明,现有工况条件Q195钢双辊薄带连铸过程中在最优参数为浇铸温度1590℃、拉坯速度为1.0 m/s、换热系数为2000 W/(m^(2)·K)、熔池高度为188 mm时,能够有效防止鼓包和断带,细化晶粒,提高薄带坯的质量。研究薄带凝固过程中的温度场、凝固组织及应力场的变化规律,对提高带材质量、推动薄带铸轧工艺国产化具有重要意义。

150 t转炉高温烟气喷吹煤粉回收煤气工业实践

转炉煤气是冶金工业中重要的二次能源。针对当前生产中存在回收煤气CO品位低、CO_(2)排量高等问题,介绍了一种在150 t转炉上试验的新工艺。该工艺通过在转炉汽化冷却烟道内喷吹煤粉,利用转炉煤气物理显热实现转炉煤气中CO_(2)还原转化,在降低转炉煤气回收过程中CO_(2)排放的同时,提升转炉煤气回收价值。工业试验分析了煤粉喷吹量对新工艺转化效果的影响,并以同炉型未实行新工艺的转炉作为对照组。结果表明,吨钢煤粉喷吹量6 kg/t时,转炉煤气中CO和H_(2)平均体积分数提高了28.53%、16.98%,CO_(2)平均体积分数下降了43.27%,O_(2)平均体积分数降低了45.07%,煤气平均回收时间延长了165 s,煤气平均吨钢回收量增加了43.05 m^(3)/t,煤气平均热值增加了1662 kJ/m^(3)。同时煤粉利用率高达93%,干法除尘系统未受到影响且达到排放标准,有效提升了转炉煤气的回收价值。因此,该工艺具备较广阔的应用前景。

无取向硅钢凝固相变及析出相热力学计算与分析

无取向硅钢广泛应用于电工材料,具有硅含量高、铁损低、磁导率高,加工性能好等特性。无取向硅钢的磁性能与钢中第二相粒子密切相关。钢中微合金元素Mn、Al含量设计和稀土微合金化是控制钢中第二相的主要方法。结合热力学计算软件Thermo-Calc和FactSage,分析了1.5%Si钢和3.0%Si钢在平衡相变和凝固过程中组织的组成和析出相的演变规律;Mn、Al元素变化对相组织演变和第二相析出的演变影响;Y元素微合金化对第二相析出的演变影响,同时分析了铸态3.0%Si钢组织和稀土Y微合金化前后典型夹杂物变化,并对计算结果进行验证。结果表明:Si元素可以显著缩小中温奥氏体相区并影响MnS和AlN的析出行为;硅钢中Mn元素含量提高促进MnS析出,Al元素含量提高可以促进MnS提前析出并显著促进AlN提前析出;在高温液相中添加稀土Y存在Al_(2)O_(3)→Y_(2)O_(3)→Y_(2)O_(3)+Y_(2)S_(3)的转变,在固态相变阶段存在Al_(2)O_(3)+MnS+AlN→Y_(2)O_(3)+YS+YN的转变;实验中稀土Y的加入,会使硅钢中的主要夹杂物从MnS变为Y_(2)O_(2)S。因此通过向钢中添加微量Y元素可以有效实现钢中夹杂物和析出物的有效无害化控制。

150 t转炉汽化烟道喷煤工艺能量转化过程分析

针对晋南钢厂150 t转炉煤气绿色高值化回收利用工艺中存在的物质迁移及能量转化问题,文章就转炉汽化烟道内实施喷煤新工艺过程做出理论分析和计算论证。介绍了转炉汽化烟道喷煤工艺及工业试验结果,结合实际生产数据,将工艺过程能量转化过程解构为转炉烟气显热、喷吹载体热损、煤气化过程中化学潜热转化,并对转炉烟尘中的残碳进行检测分析。结果表明:转炉煤气的物理显热和其中的氧气足以支撑煤粉的分解转化。因此,该工艺能有效利用转炉煤气余热分解转化煤粉调制高品质煤气,且对现有工艺流程无影响。

多流中间包少流浇注过程的研究现状

在连铸过程中,多流中间包经常会出现少流浇注现象。针对这一现象,国内外学者通过运用物理模型和数学模型,对少流操作过程的中间包内流场、温度场以及夹杂物去除进行研究。通过对不同流数的中间包进行分类,并对超多流、六流和四流中间包少流操作研究现状进行分析研究,以期探寻合理的水口关闭方案。

晋南钢铁高炉喷吹富氢气体工业化实践

钢铁工业是中国制造业中碳排放量最高的行业,碳排放占全国碳排放总量的15%左右。高炉是钢铁工业碳消耗量最大的工序,碳消耗占钢铁流程总碳消耗的70%以上,减少高炉冶炼碳消耗是降低钢铁工业碳排放的最有效措施。高炉喷吹富氢气体不但可以提高冶炼效率,减少污染物排放,而且可以减少焦炭或煤粉消耗,从源头上降低高炉冶炼碳消耗,从而减少碳排放。以山西晋南钢铁两座1860 m~3高炉风口喷吹富氢气体工业化生产数据为例,详细研究了高炉喷吹富氢气体对燃料比、风口理论燃烧温度、炉腹煤气量、H_(2)利用率以及CO_(2)排放量的影响。结果表明,喷吹富氢气体可以显著降低高炉固体燃料消耗,在吨铁富氢气体喷吹量为65 m~3条件下,富氢气体与固体燃料的置换比为0.49 kg/m~3;风口喷吹富氢气体降低了风口理论燃烧温度,吨铁每喷吹1 m~3富氢气体,风口理论燃烧温度降低约1.5℃,高炉鼓风量和炉腹煤气量都少量降低;喷吹富氢气体以后,炉内H_(2)的利用率平均为37.3%,CO的利用率约为43.2%;吨铁CO_(2)排放量可以降低80 kg左右,高炉CO_(2)排放降低了5.6%,取得了较好的经济、环境和减污降碳效果。

低碳钢开裂原因及轧制工艺参数研究

钢铁厂采用Q215带钢卷制方管时,在折弯处易发生严重开裂。为了降低钢管开裂率,从钢管显微组织和钢中夹杂物2个方面分析了钢管角部开裂的原因,通过探讨组织相变对中低碳钢冷变形性能的影响机理,制定合理的热轧和轧后冷却工艺参数,利用光学显微镜和扫描电镜分析了Q215钢中夹杂物和显微组织的性质,并利用J Mat Pro软件计算Q215钢的相变点、CCT和TTT曲线。结果表明:钢管开裂的主要原因是钢中存在沿着铁素体晶界析出的三次渗碳体,三次渗碳体属于硬脆相,在折弯变形时引起晶界处应力集中而产生裂纹;开裂的次要原因是钢中存在100μm以上的大尺寸硫化物夹杂。设置合理的调整热轧和冷却工艺参数,可以明显减少钢中三次渗碳体数量,增加了珠光体数量,显著降低钢管开裂率,为预防Q215及类似钢种的加工开裂提供参考依据。

烧结活性焦脱硫脱硝工程存在的问题及应对措施

针对活性焦脱硫脱硝工艺在处理烧结机头烟气时出现的吸附塔着火、吸附塔铵盐结晶、吸附塔腐蚀、净烟气粉尘超标、解析塔腐蚀、硫酸品质不达标等问题,本文通过分析问题出现的原因,结合生产,提出了严格控制床层温度在150℃以内;控制主抽出口烟气中的HCl、SO质量浓度,优化操作,及时清理结晶;降低烟气酸露点温度,控制入塔烟气温度和安保氮气温度,改进设备操作和维护;减少活性焦粉,控制铵盐气溶胶的生成,控制入塔烟气粉尘;再生塔进料段和再生塔底部注入足够的运载氮气,氮气温度保证在120℃以上;操作维护得当,保证解析塔内的烟气温度;严格控制洗涤参数,定期校验硫酸浓度表,严格控制干燥硫酸浓度,严禁酸温超过技术规范;定时做好阳极保护装置运行记录等岗位工作参数等防范措施,这些防范措施的实施,可有效地解决该工艺中出现的问题。

电气自动化仪表与自动化控制技术探析

阐述了电气自动化仪表与自动化控制技术的含义,分析了电气自动化仪表的主要功能,研究了电气自动化控制系统的组成,希望促进电气自动化技术的发展。

基于AHP-综合模糊分析法的带式输送机风险评估

带式输送机是冶金企业重要的原材料输送装置,保证其安全运行就是保证企业正常生产。基于AHP-模糊综合分析法,以山西某钢铁企业的带式输送机为例,构建了风险评估指标体系,共有5个一级评价指标和20个二级评价指标,通过评估得出该企业的带式输送机风险等级处于中等级别,即该设备还存在潜在风险,需要进一步加强安全管理。

12流小方坯中间包示踪剂传输及异钢种混浇结果分析

针对中间包异钢种混浇现象,以某厂12流中间包为研究对象,采用数值模拟方法,以中间包稳态流场为基础,通过脉冲和持续加入示踪剂的方式,模拟中间包流场演变和异钢种混浇过程。采用流出百分比的分析方法,计算各流示踪剂开始流出中间包的时间和流出量;并以新旧钢水浓度差值比例达到20%~80%作为钢种转换的标准。经计算,在脉冲加入和持续加入示踪剂时,边部水口5、6浓度开始变化时间远长于水口1-4,差异显著。1-6流的过渡坯长度分别为52.127 m、68.040 m、66.411 m、72.011 m、87.174 m、88.702 m。水口1-6浓度达到80%时(即达到新钢种成分要求),共累计浇注钢水质量分别为104.152 t、134.244 t、133.925 t、147.715 t、200.698 t、247.135 t,边部5-6两流需要大于一包钢水重量(150 t)才能达到新钢种要求。12流中间包在混浇时各流存在较大差异,在生产时应针对各流采取不同过渡坯判别标准。