铁水包顶吹工艺水模实验研究

为了使铁水快速脱氧、脱硫,快速提高合金收得率,改善顶吹工艺的热力学和动力学条件,本文以钢厂150 t铁水包为原型,通过建立尺寸比例为1:4的几何模型,采用正交实验法研究顶吹吹气位置、吹气量和吹气高度对铁水包内铁水混匀的影响规律。实验得出,影响铁水混匀时间的主次因素顺序为:顶吹吹气孔与铁水包中心距离顶吹吹气孔距离铁水面高度吹气量;当顶吹吹气孔距离铁水面高度为200 mm、顶吹吹气孔距离铁水包中心0.7r、吹气量600 L/min(标准状况)时铁水的混匀时间最短。     

基于有限容量排队论的铁水包个数计算模型

将"一包到底"模式下的铁水包周转过程抽象为有系统容量限制的3个串联接近闭合的排队系统,即高炉出铁、铁水脱硫以及转炉兑铁排队系统。在此基础上,提出基于有限系统容量排队论的铁水包理论周转个数计算模型。应用该模型,对重钢新区铁水包理论周转个数进行计算,结果表明:铁水包周转到达统计平衡的时间为294min,理论周转个数为17个。研究表明,减少铁水包周转个数的关键在于优化系统容量值,实际生产中主要从改进高炉配罐制度、加强炼铁炼钢工序协调等方面采取措施,并应用模型计算相关参数为:铁水包周转时间为260min,理论周转个数为15个。     

“一罐制”铁水调度优化模型的研究

铁水转运是钢铁生产的一个关键衔接环节,对控制钢铁生产节奏、保证产品质量起着极其重要的作用。钢铁生产新工艺的"一罐制"铁水运输,缩短了钢铁界面流程,使生产的刚性和连贯性增强,对铁水转运系统的要求更高,因此钢铁企业日益重视对铁水转运调度的研究。在对行车起重机+铁水车"一罐制"铁水转运和调度的研究基础上,分析了新工艺流程中铁水转运系统的特点,对钢铁生产的调度计划进行优化,建立了基于"一罐制"铁水转运多目标径路优化模型,并给出了模型算法。算法实现了新工艺下铁水物流运输的智能优化调度,使铁水运输趋于准点,降低生产能耗。     

“一罐制”铁水调度优化模型的研究

铁水转运是钢铁生产的一个关键衔接环节,对控制钢铁生产节奏、保证产品质量起着极其重要的作用。钢铁生产新工艺的"一罐制"铁水运输,缩短了钢铁界面流程,使生产的刚性和连贯性增强,对铁水转运系统的要求更高,因此钢铁企业日益重视对铁水转运调度的研究。在对行车起重机+铁水车"一罐制"铁水转运和调度的研究基础上,分析了新工艺流程中铁水转运系统的特点,对钢铁生产的调度计划进行优化,建立了基于"一罐制"铁水转运多目标径路优化模型,并给出了模型算法。算法实现了新工艺下铁水物流运输的智能优化调度,使铁水运输趋于准点,降低生产能耗。     

铁水吹炼处理的试验研究

用Ｏ_２、Ｎ_２、Ａｒ气体对铁水进行吹炼处理，分析了吹炼处理的热力学与动力学原理，研究了吹炼处理的气体组成、吹气强度、吹气方式以及铁水温度对铁水成分与铸件质量的影响，并在３ｔ铁水包中对高炉铁水直接进行吹炼处理．研究结果表明，高炉铁水直接吹炼处理后可用于生产牌号铸件，明显提高铸件品质．     

高炉煤气蓄热式铁水包烘烤器在韶钢的应用

主要介绍了蓄热式铁水包烘烤器的供热方式、系统组成、工作原理以及在炼铁厂铁水包烘烤应用中的效果。实践证明,高炉煤气蓄热式铁水包烘烤器具有投资少、安全稳定可靠等特点,具有广泛的推广价值。     

基于不同保温措施下的铁水包热状态模拟分析

在铁钢界面现有模式下的铁水运输过程中,由于铁水包运行周期及保温效果不够理想,导致在高炉接铁时铁包耐材温度低,热状态差,使得铁水在铁水包内的热量损失较大.减小铁水温降能有效防止铁水包结壳结瘤,降低离线烘烤频率,间接提高铁水包周转率;同时在转炉冶炼过程中,低温铁水将严重影响废钢的加入量和吹氧等操作.由此可见,铁水温度控制是钢铁企业节能降耗和高效有序生产的关键因素之一.为了减小铁水温降,本文建立了多种不同保温措施情况下的铁水包传热模型,通过fluent软件对各模型在不同空包时间情况下的温度场进行数值计算,分析不同保温措施及空包时间下热状态对铁水温降的影响规律.分析结果表明:无保温措施的情况下空包时间由5h缩短至3h能降低下一周期铁水温降2.2K·h-1;空包阶段最合理的保温措施为增设6 mm左右绝热层并加包盖,能提高工作层平均温度约155 K,在空包3～5 h内能减小铁水温降3.4～3.7 K·h-1.该结论为铁水包空包阶段采取合理保温措施及不同保温情况下空包运行时间控制提供了理论指导.     

面向铁钢对应的铁水调度系统研究及应用

在对铁水调度现状进行详细分析的基础上,依据层次化的思想探讨了面向铁钢对应的铁水调度策略,提出了基于(案例)知识、数据、模型及人机交互四维一体的组合研究方法与系统综合集成架构,详尽阐述了面向铁钢对应的铁水调度中核心问题的功能与求解方法,讨论了系统的软件结构.将研发的面向铁钢对应的铁水调度软件应用于国内某大型钢铁企业铁水生产物流过程,取得了良好的应用效果.     

铁水包吹气排渣过程的模拟

设计喷枪置于铁水包后部(相对于扒渣嘴),在扒渣开始前,通过此喷枪向铁水内喷吹气体,气体上浮后排开一定面积渣层,使表面渣向扒渣嘴方向聚集,为下一步扒渣机的操作提供便利条件,从而减少扒渣次数,提高效率,降低铁损. 使用1:3.5比例设计铁水包水模型,模拟不同工况下,气体排渣的效果. 同时采用数值模拟的方法验证水模实验结果. 实验表明喷枪浸入深度从200mm变到400mm,无渣比(无渣区域占总面积的百分比)从10%增加到30%;气体流量从4m~3·h~(-1)变到6m~3·h(-1),无渣比从30%增加到37%. 说明浸入深度越大,吹气量越大,排渣的效果越好. 数值模拟与水模型符合较好.     

基于西门子S7-300PLC倒罐站系统设计

济钢4号210t转炉工程铁水采用320t鱼雷罐车运输,炼钢车间配套建设1座铁水倒罐站。本文详细阐述了采用西门子S7-300PLC和西门子Wincc V6.2开发的铁水倒罐站倒罐、测温取样自动控制系统,可在中控室观察铁水车的位置、重量和设定,显示测温取样装置的测温位,实现对铁水车位置和测温取样装置就地、远程和网络监控,大大提高了工作效率和生产安全性。     

底吹-机械搅拌耦合铁水脱硫的模拟

针对底吹-机械搅拌耦合铁水预处理脱硫的气体与熔体的相互作用过程,利用CFD商业软件Fluent 15.0和物理模拟的方法,针对某钢厂120t底吹钢包脱硫过程进行实验研究,并从流场、气体体积分布等方面研究了搅拌桨结构、搅拌转速、通气流量、偏心度对铁水包内钢液混合效果的影响.结果表明:使用SSB-D桨,搅拌转速200r/min,通气流量为1.5m³/h,偏心度0.4时,熔池内的流场分布得更均匀,镁蒸气气泡在铁水中更加分散和细化,增加了镁蒸气与铁水的气液接触面积,提高了镁蒸气的脱硫效率.     

EAF steelmaking process with increasing hot metal charging ratio and improving slagging regime

A new electric arc furnace (EAF) steelmaking process with increasing hot metal charging ratio and improving slagging regime simultaneously was developed and applied in a 50 t electric arc furnace for more than a year at No.1 Steelmaking Plant of Shanxi Taigang Stainless Corporation Limited. The essential fact of the new EAF steelmaking process was to charge hot metal in two portions or steps: firstly, 35wt%-40wt% hot metal was pretreated by blowing oxygen in a specially designed reactor for decarburization and improving hot metal temperature and melting premelted slag; secondly, 30wt% hot metal was charged into EAF with high basicity refining slags from ladle furnace (LF)-vacuum degassing furnace (VD) refining process. The results show that the hot metal charging ratio can reach to about 65wt%-70wt% for the new EAF steelmaking process; meanwhile, the tap-to-tap time of a 50 t EAF can shorten by 5-10 min, the electricity consumption can decrease by 35-50 kW·h/t, the lime consumption can reduce by 10.5 kg/t of molten steel, and the content of harmful heavy metals in molten steel can be easily controlled to less than the upper limits of aimed steel specification or grade compared with the traditional EAF steelmaking process. In addition, the dephosphorization ability shows a slight strengthening, however, a small degree of lessening for desulphurization ability is observed for the new EAF steelmaking process, but the weakness of desulphurization ability cannot become an obstacle to its further application since a stronger desulphurization ability can be achieved during secondary refining of LF coupled with VD after EAF steelmaking process.     

宝钢炼钢厂300 t整体钢包热循环实测研究

对宝钢炼钢厂300t整体钢包的整个周转过程热状态进行了跟踪测试,对各阶段的测试结果进行了分析,并得出了周转过程各阶段钢包包衬温度变化规律。在此基础上提出缩短烘烤时间,加盖保温等提高热循环效率的措施。     

典型流程区段炼铁炼钢界面的比较优势研究

运用系统科学还原论和整体论的研究方法,从时间、温度、流量、生产组织、铁水预处理效果、能耗、环境污染等方面分析了六种典型流程区段炼铁炼钢界面技术特点.可以看出六种不同流程区段炼铁炼钢界面各自的比较优势,铁水预处理"三脱"只适合大高炉-大转炉流程区段,其中含转炉脱磷技术的流程更具有优势.指出取消混铁炉、采用铁水包功能多样化和"一包到底"是高炉-转炉界面发展的方向.     

高炉炉缸凝铁层物相分析

在高炉炉缸破损调研的基础上对高炉炉缸耐火材料热面凝铁层进行取样,利用扫描电子显微镜、物相分析等分析手段揭示了凝铁层的物相组成,并运用Thermol-calc热力学计算软件结合TCFE8数据库对铁水中石墨碳的析出温度及析出相分数进行了计算,最后揭示了炉缸凝铁层物相的形成机理.结果表明,高炉炉缸凝铁层主要由Fe相和石墨碳相交替分布组成,铁水成分对石墨碳析出温度影响较大,石墨碳析出温度远高于铁水凝固温度,铁水中C、Si元素含量对石墨碳析出相分数影响较大,而石墨碳析出相可增大铁水黏度11.9%.凝铁层中石墨碳的析出主要是由于Fe-耐火材料界面温度低于石墨碳析出温度,使得铁水中C不断向耐火材料热面迁移,进而形成Fe-C交替的分层结构.     

铁水罐内凝结的传热数学模型

从传热角度研究了铁水在罐内的凝结过程，导出了预测铁水弟固层形状及厚度的数学模型。并讨论了各种参数对凝固层形状及厚度的影响。     

高碳高铬钢/含铬灰铸铁离心复合界面的研究

通过正交设计实验优化得到了高碳高铬钢、含铬灰铸铁的最优成分;采用卧式悬臂离心实验机对高碳高铬钢/含铬灰铸铁进行离心复合·在复合成功的基础上,利用金相显微镜对不同实验条件下的复合界面进行了对比、分析·结果表明:经离心复合铸造,高碳高铬钢/含铬灰铸铁复合界面为结合紧密的复合层;复合试样经1080℃保温1h,水淬+500℃回火1h处理后,复合界面碳化物扩散更充分,但对复合界面宽度没有影响;浇注温度提高,复合界面宽度增加,当高碳高铬钢液浇注温度由1460℃提高到1480℃时,复合界面宽度增加了100μm·     

钢包工作衬用无碳预制块的研制与应用

以高铝刚玉为骨料,电熔镁砂、氧化铝微粉和氧化硅微粉为基质料,研制了钢包工作衬用无碳预制块·结果表明:MgO与Al2O3反应形成尖晶石伴随的体积膨胀效应使预制块获得了较小的烧后线收缩率·与传统的Al2O3-MgO-C砖相比,由氧化物微粉结合的预制块具有较低的显气孔率,较高的高温抗折强度和良好的抗渣性·现场实际应用结果表明,用预制块砌筑的钢包工作衬具有较好的保温效果,能够有效地减小精炼过程中钢水的温降,并可以有效地防止钢水增碳,有利于低碳钢和超低碳钢的生产·