非副枪转炉智能化炼钢系统的研究及应用

转炉冶炼过程控制、终点控制是影响炼钢生产效率、产品质量、生产成本等指标的关键,但大部分钢铁企业的转炉冶炼控制主要依赖于人工经验。中天钢铁集团有限公司联合湖南镭目科技有限公司率先研究开发了基于声呐化渣、火焰分析和烟气分析的非副枪转炉智能化炼钢系统,实现了在无副枪情况下的全程无人工干预“一键式”炼钢。该系统对冶炼过程的自动化控制取得了良好效果,一倒碳质量分数(≤0.15%)预报在误差±0.02%内命中率达到90%,一倒温度预报在误差±15℃内命中率达到87%,一倒磷质量分数预报在误差±0.005%内命中率达到90%,喷溅识别准确率达到99%,为钢铁企业发展智能化炼钢起到积极的推进作用。

炼钢转炉一级环网改造的研究

某钢铁厂炼钢一级环网采用环形网络结构,使用赫斯曼交换机及其自带的HIPER-Ring环网协议,该网络结构允许网络中出现1处断点而不影响网络的整体运行。但是在长期现场维护中发现,如果网络中出现2处断点,会将一级网络整体分为两部分,导致网络结构不能保证环网的正常运行,存在设备隐患。研究设计炼钢一级环网改造方案,实施效果显著。

SPA-H钢低氧出钢的生产技术实践

针对生产SPA-H钢冶炼中低氧控制出钢技术开展研究,分析了相关热力学理论及低氧出钢必要性,确定了SPA-H钢合理低氧范围应为(198~333)×10^(-6)。为实现低氧控制开展了技术改进,合理控制转炉终渣成分,合理排产,实行灵活的溅渣护炉措施;改进冶炼制度,采用“一批料”模式或留少量料模式,改进氧枪工作参数,降低平均枪位,优化枪位控制,保证低枪位拉碳时间,终点温度按照1680℃控制,碳按照0.06%~0.11%控制;采用碳—氧修正模型、转炉质谱仪等辅助手段。改进后,平均终点氧含量降低,氧含量80%控制在选定合理范围,磷、硫、碳及锰含量控制水平均有提升。

120 t转炉热态渣循环利用工艺研究

唐山中厚板材有限公司为提高转炉热态渣的利用率,对转炉冶炼过程炉渣产生机理进行分析,探索热态渣循环利用的途径。试验全留渣双渣法,即第一炉按原单渣法冶炼出钢和不倒渣溅渣护炉,根据铁水硅含量将数据固化在模型中,保证终点二元碱度控制在3.5~3.8,第二炉加入废钢和铁水进行双渣冶炼,出钢后倒出40%~50%炉渣再溅渣护炉,完成一组正常的冶炼。同时,通过优化副枪自动炼钢模型、增强转炉底吹强度、改造双渣氧枪等措施,保证第一炉碱度控制在3.0以上,实现循环渣造渣方法的自动控制。实施热态渣循环利用后,渣中FeO含量降低2.1%,钢铁料消耗降低4.355 kg/t,稳定了低P高端品种钢的生产工艺,提高命中率22.5%。

连铸机末端重压下对高建Z向钢铸坯质量的影响

针对铸坯内部中心偏析、板材探伤合格率(80%以下)低的问题,河钢集团唐山中厚板材有限公司在280 mm×1800 mm断面板坯连铸机10#、11#扇形段位置实施了重压下技术,总压下量达到24 mm,在生产高建Z向钢时,铸坯致密度提高,中心偏析明显改善,铸坯晶粒尺寸随着压下量的提高显著细化。利用低倍、金相组织分析,以及铸坯碳偏析指数、致密度和真密度等实验,分析了重压下对连铸坯内部质量的影响。结果表明:随着压下量的增加,铸坯中心偏析与疏松逐步改善,低倍C级品率由原来的85%提高至98%;连铸坯断面组织也发生晶粒的细化,有明显的细化晶粒效果;当铸坯中心偏析为C级1.0时,中心碳偏析指数均可有效控制在1.10以内;铸坯的真密度整体提升,重压下工艺下铸坯中心位置真密度提升0.17%;C级≤0.5级比例≥98%;铸坯中心偏析C级率(≤0.5级比例)综合比例达92.9%。重压下技术应用后,高建Z向钢铸坯晶粒尺寸随着压下量的提高显著细化,中心偏析得到明显改善。

高建钢Q420GJZ35大型夹杂物行为

对河钢集团唐山中厚板材有限公司生产的高建钢Q420GJZ35大型夹杂物的种类、数量、尺寸等进行了试验研究,并在钢包渣、中间包覆盖剂、中间包打结料中分别加入Ba、La、Ce示踪元素追踪夹杂物来源。研究结果显示:稳态坯中大型夹杂物总体含量为16.8 mg/10kg;非稳态铸坯中含量最高36.2 mg/10 kg,根据示踪检测结果,部分夹杂黏附有钢包渣、结晶器保护渣和保护渣,其中结晶器卷渣是夹杂物的一个重要来源。通过优化改进浸入式水口,将水口由单侧口改为双侧口,侧孔长度由105 mm改为100 mm,水口出口为带圆角的方孔,并进行数值模拟分析。结果显示,改进型水口计算结晶器流场分布合理,表面波动较小,符合设计要求,有利于表面钢液的合金化和杂质的上浮。

集束氧枪射流特性对转炉炼钢过程的影响

从宝钢现有转炉氧气喷枪的技术参数计算了多孔集束流的速度衰减规律并分析其喷射特性 ,表明集束流对熔池产生极大的冲击深度和反应接触面积 。

炼钢-精炼-连铸过程钢包热状态测试研究

测试了宝钢炼钢厂炼钢-精炼-连铸过程钢包的热状态;研究了钢包在各个周转阶段的包衬温度分布及其变化规律。测试结果表明,在钢包的第1和第2个周转过程包衬吸热和蓄热明显,该阶段应考虑钢水温降的热补偿。在钢包的第3和第4个周转过程中,包衬各点的温度变化较为平缓,表明从第4个周转开始,包衬温度变化处于一种动态平衡的循环过程。

废塑料炼钢造渣剂的制备工艺

文章提出一种新型炼钢造渣剂制造技术,该技术将废塑料与含油铁鳞混合均匀,经过加热、烘干和熔融,并压制成球团作为炼钢造渣剂使用。该造渣剂可以加快化渣速度、减少石灰用量、降低生产成本,具有良好的经济效益。

利用炼钢工艺处理废塑料的工业试验研究

利用废塑料与铁鳞进行混合,加热成型制成球团,并在80 t转炉生产条件下进行工业试验研究。结果表明：1加入废塑料铁鳞球团后,钢水成分达标,并利于后期脱硫脱磷;2在试验条件下,随着废塑料铁鳞球团加入量增加,渣中的Σw（Fe O）呈上升趋势,有利于快速化渣;3废塑料铁鳞球团能够替代OG泥球团和矿石作为造渣剂使用;41 t废塑料铁鳞球团能够降低钢水温度35~40℃,介于矿石和OG泥球团之间。

基于Stacking算法的转炉吹炼终点钢水磷含量预测

根据中天钢铁集团有限公司120 t转炉的实际生产数据,建立基于Stacking集成学习算法的转炉终点钢水磷含量预测模型。通过脱磷热力学分析确定影响脱磷的主要因素,进而确定模型的输入变量。在数据预处理完成后使用6种机器学习算法(RF、ET、XGBoost、LightGBM、CatBoost、NN)分别建立模型,再将这6种模型的预测结果使用多元线性回归算法进行Stacking集成建模。通过对比这7种模型的预测结果可以得到:Stacking集成模型的预测效果最好,其预测终点钢水磷质量分数误差为±0.004%、±0.005%时的命中率分别为90.59%、97.56%。

冶金企业现场标准化、可视化的实施及建议

随着钢铁冶金企业的不断发展,对企业现场管理水平提出了更高的要求。实施现场标准化、可视化管理,可以提高生产现场的管理水平,降低企业生产成本。以生产现场常用的密封垫的存放管理为案例,详细阐述了现场标准化、可视化管理推进的步骤及流程,针对标准化推进过程存在的问题,提出了相应的建议,以供其他企业借鉴。

宝钢三期炼钢生产工艺浅析

简要介绍了１９９８年４月份投入运行的宝钢三期炼钢生产工艺流程和设备情况，包括铁水预处理、转炉、二次精炼、连铸以及计算机系统的概况。并介绍了投产以来的主要作业实绩以及生产中存在的问题。

LF炉精炼过程气体氮含量的控制

针对敬业钢铁公司板坯生产中LF精炼环节增氮量高达11.2 ppm,最终成品氮含量超45 ppm的问题,从钢液增氮原理进行了分析,发现钢液的增氮速度与钢液和空气的接触面积、空气中氮的浓度、钢液温度等因素有关。围绕导致增氮速度加快的因素,在LF精炼炉进行了一系列生产试验,试图降低精炼过程中钢液增氮量。通过液态渣回收,减少钢液与空气的接触面积,可将LF精炼过程的增氮量由4.2 ppm控制到1.1 ppm;通过减少送电时间和送电频次,降低在高温状态下的钢水增氮,可将精炼过程增氮量由3.1 ppm控制到2.1 ppm;通过合理控制强搅拌时间,减少钢水裸露时间,可降低过程增氮量;通过保持炉内微正压,降低氮气浓度,也可降低过程增氮量。采取上述措施后,大梁钢在LF精炼过程中平均增氮量从11.2 ppm下降到了5.5 ppm内,取得了良好的控氮效果。

基于机器视觉的PLC自动化皮带智能检测系统

分析和总结输送皮带常用监控技术的局限性,设计一种基于机器视觉及PLC技术的带式输送机智能缺陷检测及控制系统,实时检测皮带的温度、物料夹杂物、撕裂、跑偏等状态。该系统实时性、灵敏度高,成本低、易安装与维护,能实时发出声音和闪烁亮光报警并将报警信号传给PLC,做到早于故障前发现、定位异常并及时制动。

结晶器角缝超标原因分析与控制

结晶器是连铸机的关键设备。针对结晶器角缝超标造成角缝夹钢、铜板划伤、铸坯飞边缺陷、悬挂漏钢等恶性事故的问题,采用设备树展开的方式结合结晶器使用经验,对造成结晶器角缝超标的设备因素进行了分析。结果表明,结晶器水箱平面度超标、窄面铜板腐蚀、磨损、结晶器导向部位存在杂物、结晶器夹紧碟簧性能下降、窄面水箱与传动缸筒连接间隙超标等因素均会造成结晶器角缝变大,甚至超标。通过完善结晶器修复标准、周期性检测水箱的平面度、增加结晶器导向部位防护装置、采用压力检测的方式严格控制碟簧变形量、周期性地检测窄面水箱与传动缸筒连接间隙,加强结晶器铜板、结晶器夹紧碟簧等重要部件的检查验收等措施,结晶器角缝超标问题得到有效控制。

基于CFD的蒸发冷却塔雾化喷枪仿真研究与应用

在某钢铁厂300 t转炉的干法除尘系统中,蒸发冷却器采用蒸汽雾化,雾化效果差,烟气粉尘浓度高,运行过程中烟囱冒烟风险高。此外,使用蒸汽雾化的成本很高,不利于能源成本和能耗控制。通过建立蒸发冷却塔和氮气雾化喷枪的有限元模型,对蒸发冷却塔内的基本流场进行CFD数值分析,研究塔内回流区的速度场分布、流线分布、位置和大小。根据基本流场的分布,建议喷雾系统使用24支氮气枪和氮气介质。通过CFD模拟,模拟了不同枪体长度、倾斜角度和喷枪水流量对蒸发冷却塔湿壁位置和面积的影响,提出了枪体长度为650 mm、喷雾角度为120°的喷枪布置方案。实际应用效果良好,蒸发冷却塔内壁积灰明显改善。积灰的清洗周期从原来的1个月延长到3个月,蒸发冷却塔的出口温度更加稳定,同时降低了蒸汽能耗。

转炉氧枪锁紧装置常见故障分析研究

针对某炼钢厂300t转炉氧枪锁紧装置在日常运行中出现锁紧信号丢失的故障,重点分析了故障发生的原因,研究并制定对应的措施,对氧枪锁紧装置进行优化改造,加强重点部位的点巡检,制定周期性维护项目,降低氧枪锁紧装置发生故障的概率,从而提高氧枪设备系统运行的稳定性。

LF软吹时间对硅脱氧弹簧钢氧化物夹杂的影响

探讨了硅脱氧弹簧钢中氧化物夹杂的形成机理及其影响因素,特别关注了LF软吹时间对氧化物夹杂形态和数量的影响。通过一系列试验和金相分析,发现硅脱氧剂的使用和冶炼温度是影响氧化物夹杂的关键因素。随着硅脱氧剂的加入,钢液中的氧气含量减少,降低了氧化物形成的可能性。同时,合适的冶炼温度对于控制氧化物夹杂也至关重要。研究结果为优化硅脱氧弹簧钢的生产工艺,提高钢材质量提供了重要的理论依据和实践指导。

旋转式除尘装置在滚筒渣处理过程中的应用

滚筒渣处理设备在处理高温钢渣过程中,由于工艺原因,无法达到全封闭式除尘条件,其中高温钢渣在进入滚筒水冷溜槽处所产生的湿烟气量高于滚筒处理工艺中排放峰值,大量的湿烟气粉尘无法通过现有的除尘设备完全进行收集处理,部分溢出的湿烟气粉尘影响员工作业视线,影响滚筒操作工进渣工序的安全标准化作业,对员工的职业健康带来威胁,同时对周边设备、平台及各类仪表仪器造成损害,缩短相关设备及仪表的使用寿命;针对以上问题,通过对湿烟气溢出情况进行分析,研发设计者采用旋转式除尘装置,该装置能将溢出湿烟气粉尘二次收集再加以净化处理,使现场粉尘污染情况得到有效改善,杜绝了员工职业危害因素的产生,增加了周边设备设施的使用寿命。