富氧喷吹煤气新工艺条件下的高炉操作线

为了描绘出高炉喷吹煤气后原料和操作因素变化对炼铁过程能耗的影响,根据Rist操作线的基本思路,建立了喷吹煤气新工艺条件下高炉的操作线图.结果表明由于还原煤气的氧化度出现变化,在操作线预还原和终还原的连接处出现了煤气氧化度的平移,但煤气的改变不会影响铁氧比的变化;与纯焦冶炼相比,W点右移了0.04     

湘钢高炉烟煤与无烟煤混合喷吹工艺方案的探讨

作者测定了湘钢高炉喷吹用烟煤与无烟煤粉的基本物理化学性能,进行了烟煤与无烟煤混合喷吹的试验研究;根据研究结果,讨论了烟煤混入量对高炉喷吹操作和喷吹效果的影响;并根据目前湘钢高炉喷煤现状,探讨了烟煤与无烟煤混合喷吹的工艺方案,提出了实现安全混合喷吹的合理技术途径。     

富氧喷吹煤气新工艺条件下的高炉操作线

为了描绘出高炉喷吹煤气后原料和操作因素变化对炼铁过程能耗的影响,根据R ist操作线的基本思路,建立了喷吹煤气新工艺条件下高炉的操作线图。结果表明:由于还原煤气的氧化度出现变化,在操作线预还原和终还原的连接处出现了煤气氧化度的平移,但煤气的改变不会影响铁氧比的变化;与纯焦冶炼相比,W点右移了0.04     

承钢高炉喷吹用煤理化性能

作为炼铁工艺的重要组成部分,喷煤工艺是降低生铁成本的重要环节.基于承钢高炉喷煤现场,对其所用喷吹煤种进行了工业分析、喷流特性、爆炸性、着火点、灰熔点以及配煤燃烧率等进行了系统研究,为找出适合承钢喷吹的最佳配煤比提供了理论依据,具有重要的理论意义和应用价值.结果表明,神华煤是承钢高炉喷吹烟煤的首选煤种,神华烟煤与平罗无烟煤组成的混煤为较好的选择.     

高炉煤粉喷吹控制系统述评

通过对高炉煤粉喷吹系统各环节工作特性及煤粉喷吹量各调节方式的分析,指出煤粉喷吹量调节系统是一个动态、时变、随机干扰严重的多输入单输出非线性对象·总结并分析了煤粉喷吹量计量和控制技术的发展现状,指出目前煤粉喷吹量调节控制系统存在计量信号不准确、控制规律无自适应性等问题,并对智能控制技术用于解决喷煤量调节控制系统存在的难题作了展望·     

粒煤喷吹技术在1880m^3高炉的应用

本文研究了粒煤喷吹技术在1880m3高炉的应用。在我国,粒煤喷吹是现代高炉喷煤的一项新技术,同粉煤相比它具有工艺设备简单,投资少、效益高,应用前景广阔等优点。首先：粒煤喷吹对煤种的适应性强,特别适合烟煤,而且安全性较粉煤高,我国烟煤资源非常丰富且分布广泛、价格低廉;其次：采用粒煤喷吹技术在促进焦比降低的同时,还可以大幅度提高高炉生产率,这是因为粒煤在风口燃烧过程中对炉缸焦炭强度起到了一定的保护作用,从而使高炉炉况得到进一步改善,促进了高炉的稳定顺行。粒煤的制备是为高炉喷煤准备的,首先要满足高炉喷吹粒煤对煤粉的质量要求;其次要考虑为煤粉的顺利喷呔创造条件。本文对粒煤制备及喷吹环节目前存在的主要问题及处理措施进行了叙述,同时对粒煤在大中型高炉的应用前景进行了预测。     

预热对潞安高炉喷吹煤粉爆炸性的影响

本文研究预热对潞安喷吹煤粉的爆炸性能的影响。采用煤粉爆炸性测定仪,进行不同预热温度的潞安高炉喷吹煤粉的爆炸性能测定实验。结果表明:潞安高炉喷吹煤粉经预热后,煤粉的爆炸性基本没有变化。     

高炉喷吹焦炉煤气风口回旋区的数学模拟

基于质量平衡和热量平衡理论,建立了高炉喷吹焦炉煤气风口回旋区数学模型,系统研究了焦炉煤气喷吹量对回旋区焦炭质量流量、理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉腹煤气组成和回旋区形状的影响.研究表明:在维持高炉现有的基准操作不变的条件下,随着焦炉煤气喷吹量的增加,理论燃烧温度呈降低的趋势,而炉腹煤气量呈增加的趋势;为了维持理论燃烧温度和炉腹煤气量与基准操作一致,可通过降低风量和提高富氧率进行热补偿.热补偿后,随着焦炉煤气喷吹量的增加,焦炭质量流量呈上升趋势,炉腹煤气中还原气体积呈增加趋势,回旋区体积呈缩小趋势.每增加1 m3/s的焦炉煤气喷吹量,焦炭质量流量上升1.74%,炉腹煤气中还原气体积增加2.04%,...     

高炉煤气喷吹自动化系统

高炉喷吹焦炉煤气的工艺越来越广泛应用于我国冶金企业,而自动化控制系统是实现高炉喷吹焦炉煤气工艺目标不可缺少的控制解决方案。     

喷吹煤气后高炉热平衡

针对高炉富氧喷吹煤气的新工艺,进行了热平衡和物料平衡计算.通过分析研究得到:当富氧率为10%,喷吹600m3tFe时,与唐钢1#高炉相比,新工艺的焦比可降低约40%左右.同时炉内还原气氛强、冶炼强度高、能耗少、炉顶煤气热值高,风口理论燃烧温度可进行灵活的调节,高炉上下部热量可达到均衡的分配等特点,彻底消除了喷吹煤粉给高炉冶炼带来的负面影响.高炉富氧喷吹煤气具有十分诱人的开发应用前景.     

基于燃料比最优的高炉喷煤设定值多目标优化

为了降低高炉炼铁的能耗,节约成本,将高炉炼铁过程信息、专家经验与智能模型相结合,提出基于燃料比最优的高炉喷煤设定值多目标优化方案。以燃料比最优为优化目标,炉温预测指标为约束条件,喷煤量为决策变量,采用基于K-均值聚类的径向基神经网络建立多目标优化模型,并通过基于NSGA-Ⅱ算法的多目标优化方法,获取尽可能使多个目标同时达到最优的Pareto最优解。结果表明,该优化方案可以在保证炉温良好的前提下,决策出使燃料比达到最优的喷煤设定值,大大降低能耗,节约成本。不仅为高炉实际生产提供操作指导,也为高炉冶炼的优化运行奠定了基础。     

二维高炉区域BFC网格生成技术及其Matlab实现

利用数学模型对高炉冶炼过程进行模拟是高炉炼铁新工艺研发的有效方法,网格生成技术是数值模拟过程中重要的前处理过程,是高炉模拟计算的先决条件。生成网格的质量对高炉模型模拟的精度、效率以及收敛性具有重要影响,因此,建立优质的网格对高炉数学模型的求解具有重要意义。文中提出了一种适用于高炉数学模型的适体坐标系(BFC)网格的生成方法,从求解区域的划分、椭圆型方程的转换、椭圆型方程的离散及BFC网格生成步骤等方面进行了研究,并把死料区的边界作为BFC网格计算的边界条件,使数学模型的求解过程得以简化。采用带有源项的泊松方程作为变换方程,网格的正交性和疏密程度便于控制。该网格生成算法原理简单、易于编程、网格生成效率高,生成的网格能够满足数学模型求解的要求。     

基于SPC的高炉炉况异常检测研究

针对高炉冶炼过程复杂多变,影响高炉炉况的因素众多且运行过程复杂,为保证高炉炉况稳定顺行,开发了一种基于主元分析(PCA)和统计过程控制(SPC)的高炉炉况异常检测模型。由于高炉运行参数具有高耦合和非高斯的特点,该模型首先采用主元分析算法对高炉实际生产的历史离线数据进行聚类分析,然后应用基于T²统计量的多元控制图和单值控制图对聚类后的新变量和相关参数进行监测,从而达到监测高炉出现异常炉况的目的。该模型可以实时监测高炉炉况的异常波动,其中PCA算法将高炉本身的高维数据降到低维,大幅去除数据中的噪声和不重要特征,在实际生产和应用中,节省了大量的成本和时间。选取马钢某高炉炼铁过程为应用场景,结合数据特点调整和改进算法,通过历史数据模拟和实时在线运行验证模型的可靠性和算法的有效性,同时也对指导高炉实际操作技术做出了一定的贡献。     

A mathematical model capable of describing the liquid flow mainly in a blast furnace

The molten liquid flow inside a packed bed is a familiar momentum transportation phenomenon in a blast furnace. With regard to the reported mathematical models describing the liquid flow within a packed bed, there are some obstacles for their application in engineering design, or some limitations in the model itself. To overcome these problems, the forces from the packed bed to the liquid flow were divided into appropriate body and surface forces on the basis of three assumptions. Consequently, a new mathematical model was built to present the liquid flow inside the coke bed in a blast furnace. The mathematical model can predict the distribution of liquid flowrate and the liquid flowing range inside the packed bed at any time. The predicted results of this model accord well with the experimental data. The model will be applied considerably better in the simulation on the ironmaking process compared with the existent models.     

基于机器学习和遗传算法的高炉参数预测与优化

针对目前高炉炼铁模型精度不高问题,提出建立高炉生产过程中精确的多目标优化模型.首先对高炉的海量数据进行了数据预处理,其次采用支持向量机、随机森林、梯度提升树、XGBoost、LightGBM、人工神经网络6种机器学习算法对高炉焦比、K值进行了预测,并采用特征工程和超参调优对机器学习预测进行了优化,最后采用新的集成学习方法进行预测.预测结果不仅精准度高而且具有很好的鲁棒性.在机器学习的基础之上,采用NSGA-Ⅱ遗传算法对高炉参数进行了多目标优化分析,得到了Pareto最优解,高炉操作者可以根据该多目标优化结果针对不同的需求选择相应的控制参数.     

The Advancement in Intensified Smelting Technology of Baosteel Blast Furnace

Baosteel always aims at becoming one of the most profitable enterprises in the world, enjoying international competence,benchmarking with the world advanced level, pursuing innovation sustainable development. Recent years, Baosteel Iron-making Department has caught the opportunity of increasing steel demand; conquering disadvantages such as changeable up-stream market, fuel and raw material‘s fight supplies and lower quality, etc. In our department, Major technical problems have been overcome, blast furnace intensified smelting technology improved, the cost of molten iron under control, blast fttmace long-life span control technology made breakthrough, and Baosteel‘s ironmaking capacity improved further.     

外燃式热风炉的自动控制

热风炉是炼铁工艺中不可或缺的重要设备,主要担负着给高炉提供热风的任务。如果控制程序稍有欠缺,不但会出现热风炉自动投入的中断,送风温度降低,造成资源的严重浪费,影响高炉的冶炼效果,而且存在很大的安全隐患。采用PLC自动控制后,不仅可以降低运行监控人员的劳动强度,更可以通过程序的优化,提高其控制精确度,确保热风炉系统的安全稳定精确运行,在一定的程度上也起到了降低能耗,提高风温的作用。     

承钢高炉炉缸沉积物矿相的研究

针对承钢高炉在冶炼炼钒钛矿过程中炉缸中生成大量沉积物,影响高炉顺行这一情况,对承钢高炉沉积物进行了矿物组成和矿相分析,结合承钢生产具体情况,提出减少承钢高炉炉缸沉积物的措施。     

基于偏最小二乘回归的高炉铁水硅含量模型

在高炉炼铁过程中,常用铁水硅含量[Si]来衡量铁水的质量和表征高炉的热状态,即用铁水硅含量反映高炉炉温.将偏最小二乘回归方法应用于预测硅含量[Si]中,在高炉炉况相对稳定的条件下,得出影响硅含量[Si]的因素为风量和喷煤,与冶炼专家的经验相符.利用包钢6号高炉的数据,建立铁水硅含量[Si]的回归模型,该模型对高炉炉温预测的准确度达到87.61%,对在线监测高炉硅含量具有一定的实用价值.     

富氧高炉综合模型

针对高富氧操作中出现的“上冷下热”问题,考虑高炉正常冶炼所需的必要条件,建立了对高温区和低温区分别计算物料和热量平衡的数学模型,用于研究高炉内热状态随富氧率的变化和相应的对策.本文描述了模型的建立过程,并通过与生产数据的对比证明了模型的有效性.基准算例条件下的计算结果表明:富氧提高1%,炉顶煤气温度下降约14℃;对于富氧率为1.7%的高炉操作,在不采取额外措施时仍能确保高温区和低温区的热量平衡.另外,计算得到的理论最低直接还原度与实际生产直接还原度的差异表明当前高炉冶炼仍具有继续降低燃料比的可能性.