集束射流氧枪的设计与应用

利用软件CFX10.0对电炉炼钢氧枪在集束射流和普通射流两种状态下的特征进行了数值模拟.通过结果对比,论证了集束射流氧枪的优越性,并且在安阳一炼轧厂100t竖式电炉使用并对其使用效果进行了分析.结果表明,安阳一炼轧厂电炉使用集束氧枪后,吨钢电耗平均降低了30kW·h,吨钢氧耗和生产成本等方面都有明显的优势.冶炼周期略有增加,主要在于采用的原料中铁水比例增加,导致周期增加.当热装铁水比处于50%左右时,吨钢氧耗、吨钢电耗、冶炼周期和生产成本均变化不大,所以建议铁水比保持在50%.     

50t电弧炉炼钢TPC技术应用实践

对TPC(Terminal Process Control)技术在50t电弧炉上的应用与实践进行了介绍,对工艺存在的问题进行了分析并介绍了对用氧供电的控制.TPC技术的应用解决了电弧炉高铁水比例冶炼存在的水冷炉盖粘钢、冶炼周期长等工艺问题,使终点成分和温度同时命中率由67%达到91%,各项技术经济指标提升明显,供电时间每炉缩短6min,吨钢冶炼电耗降低58kW·h,电极消耗降低0.3kg,钢材的全氧含量降低.     

UHP－EAF工艺软件的开发

本文运用“黑箱”的方法对超高功率电弧炉炼钢工艺过程做了系统分析,基于物料衡算、能量衡算和化学平衡建立的数学模型,使用ＢＡＳＩＣ、ＤＢＡＳＥ等高级算法语言,对电弧炉炼钢工艺过程计算机操作软件进行了开发研究．     

现代电弧炉炼钢热装铁水技术的再认识

根据天津钢管电弧炉炼钢热装铁水的工艺实践指出:热装铁水技术不但可以提高经济效益,而且还能扩大电弧炉熔炼钢种范围;对传统电弧炉和利用化学能炼钢的氧气转炉的熔池形状进行比较可知,利用电能和化学能相结合的现代电弧炉熔池形状设计深度应介于传统电弧炉和氧气转炉之间;对热装铁水的成本变化和热装铁水效益全面比较,结合热装铁水带来的负面影响,综合确定了现代电弧炉采用热装铁水的比例;铁水热装最佳方式是从炉后侧开口兑入铁水;铁水温度≥1200℃;铁水中硅质量分数≤1.0%,最好≤0.5%.     

十二醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠工艺设计

设计了一套年产5000吨十二醇聚氧乙烯(9)醚琥珀酸单酯磺酸钠的工艺.选择和确定优化的生产工艺流程,对环氧乙烷化、酯化、磺化进行了物料衡算及能量衡算,对主体设备管式反应器、酯化立式反应釜进行了选型和设计计算.确定了一套优化的生产工艺流程.通过衡算各工序物料平衡和能量平衡,主体设备管式反应器、酯化立式反应釜选型正确,设计合理,满足工艺要求,具有实际应用价值.     

SR电弧炉供电曲线的优化建模

在分析附加电抗电弧炉电气特性的基础上,综合考虑影响生产成本的各要素,建立以缩短冶炼时间、降低吨钢电耗、减少电极消耗、增加炉衬寿命为目标的多目标供电优化模型．该模型充分考虑了电流对电极和炉衬的影响,以及附加电抗、供电电压对供电策略的影响,实现了对附加电抗、供电曲线以及工作电流3个参数的优化选取．将优化的供电曲线用于指导实...     

转炉利用石灰石造渣炼钢的试验研究

基于对石灰石分解机理的分析,研究了炼钢过程中利用石灰石代替石灰进行造渣时炉内富余热量的变化,发现当采用全部石灰进行冶炼时,铁水加入比(质量分数)可达到86.1%左右,随着石灰石加入量的增加,废钢比降低,吨钢富余热量减少,石灰加入量降低.若全部采用石灰石进行造渣,铁水比最高可达到97.0%.在此基础上,利用60 t转炉研究了炼钢过程采用石灰石完全代替石灰进行造渣炼钢的冶金效果.实验发现：与采用石灰造渣炼钢相比,当采用石灰石进行造渣炼钢时,吹炼至4 min时的炉渣TFe质量分数为21.87%,碱度为1.22;随着吹炼时间增加,炉渣TFe含量降低,碱度上升至3.0以上.炼钢过程脱磷更加稳定且脱磷率提高了2.6%;平均终渣碱度为3.52,能满足冶炼的脱磷要求;渣量大幅度降低,从而降低了钢铁料消耗;吹炼时间略有延长,终点熔池温度基本保持不变.研究结果为调整炉料结构、降低生产成本提供了新的方法和思路.     

钢铁企业能耗瓶颈诊断数学模型及应用

针对钢铁厂物质流和能量流对能耗同时产生影响的问题,建立了能耗瓶颈诊断模型. 模型分别用钢比系数和工序能耗衡量物质流和能量流,其功能是将吨钢综合能耗的变化分解为钢比系数的变化和工序能耗的变化,从而将两种因素的影响相分离,寻找能耗瓶颈. 模型分析通过三步进行,分别针对总流程、区域和工序,形成了系统的分析体系. 同时,提出了贡献指数的概念,以定量地描述各个因素对吨钢综合能耗的影响大小. 利用该模型对某钢厂2001年和2007年的能耗指标进行实例分析,找出了相应的能耗瓶颈为炼铁区域和轧钢区域钢比系数的增加与炼钢区域工序能耗的上升,并提出了增加热送热装比、降低加热炉燃料消耗等节能对策.     

炼钢电弧炉排烟净化新技术

电弧炉在冶炼过程中,由于金属炉料的氧化以及和造渣材料等的冶金反应,炉料中可燃物质燃烧时会产生大量的烟尘。根据国内外测定,每冶炼1吨钢约产生8～10公斤灰尘,而且灰尘颗粒度小,浓度高,如在吹氧炼钢时,90％以上灰尘都小于1微米,每立方米烟气中含有10000～15000毫克灰尘。因此,电炉在生产过程中,如果不采取排烟净化措施,不但影响工人身体健康,而且污染环境,造成严重公害。在国外,几乎每一座新电炉都安装有完善的排烟净化设备,而且要求越来越高。国内从六十年代     

含锌粉尘用于铁水预脱硅

为在钢厂内循环利用含锌粉尘,在实验室进行了含锌粉尘用于铁水预脱硅的研究,分析了铁水脱硅及渣中Zn挥发的影响因素.结果表明: 1 500℃下将转炉和电炉含锌粉尘按 1 : 1混合对铁水进行预脱硅,脱硅效果比烧结粉尘更好,脱硅产生的泡沫渣高度更低,脱硅渣中Zn的挥发率可达99%;提高铁水温度、增加铁水搅拌强度都有利于脱硅;随铁水初始Si含量升高,粉尘脱硅率增加.     

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 decar burization 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 steelrnaking 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.     

Improvement of power input for steelmaking process in high impedance EAF

According to the electrical operation and steelmaking theory of EAF, an improved power input procedure of 70t high impedance EAF in Nanjinng Iron and Steel Corp. Ltd. was studied. The investigation method, process and result for use of power supply of high impedance EAF was proposed, and the optimized power-supply curve to EAF steelmaking practice was given, and electrical operation was improved, the electric energy consumption can be reduced by 25 kW·h/t, and power supply time can also be reduced 3 min.     

现代电弧炉冶炼周期综合控制理论及应用

在分析40年来国内外现代电弧炉炼钢技术发展特点的基础上,指出现代电弧炉炼钢技术是围绕缩短冶炼周期以满足高效连铸节奏要求这一核心发展起来的,提出了现代电弧炉冶炼周期的综合控制理论.简要地介绍了这一理论以及在这一理论指导下开发的包括电炉加铁水冶炼等一系列高效化电弧炉炼钢技术和在中国电炉钢生产中的应用效果.这一理论指导和推动了钢铁冶金及我国电炉钢生产的发展.     

典型钢铁企业物能消耗与烟粉尘排放分析

以典型钢铁生产企业为研究对象,基于企业实际生产数据,采用物质流分析法(MFA),构建物质代谢模型.建立了能源、资源利用和污染物排放分析指标,定量描述了钢铁企业的资源能源消耗及烟粉尘排放情况.结果表明:企业层面,高炉-转炉长流程吨钢总资源消耗量为208.6 t,燃料能消耗量占能源消耗总量的93.9%,吨钢烟粉尘排放量为648.08 g,烧结和炼铁工序贡献最大,分别占总排放量的45%和36%.电炉短流程总资源消耗量为1.31 t,电能消耗量占能源消耗总量的96.7%,吨钢烟粉尘排放量67 g.工序层面,烧结、炼焦和炼铁三个主排放工序的排放量分别为222.50 g/t烧结矿、118.20 g/t焦、245.27 g/t铁.据此,提出企业节能减排和产业结构调整的方向性建议,以减少环境压力,实现钢铁企业的可持续发展.     

石灰石转炉炼钢的静态模型

研究了石灰石代替石灰炼钢的新方法.从理论上分析了石灰石代替石灰转炉炼钢的可行性,结合热力学分析,建立了CO2与［C］,［Si］,［Mn］和［Fe］反应的基于吉布斯自由能的分配模型.根据物料平衡和热平衡计算,求解线性方程组,得到不同石灰石替代比例条件下的各种物料消耗,确定了石灰石最大替代比,并重点研究了转炉煤气成分和产量的变化,最后考察了石灰石炼钢的成本.在本研究条件下的结果表明,可以在转炉中使用石灰石炼钢,石灰石最大替代比为71%;随着石灰石替代石灰比例的增加,废钢消耗降低,CO2体积分数降低,石灰石炼钢的成本逐步下降,吨钢铁水消耗提高,CO体积分数增加,转炉炉气质量提高.     

基于遗传算法的电炉载能值综合优化

引入载能体的方法,统筹电炉炉料结构、电炉供氧、配碳和供电等多种因素,建立了电炉载能值综合优化模型.模型约束复杂,采用线性规划难以求解,本文采用遗传算法进行求解.对BH1H、BHDDQ和SUS304钢种进行能值计算.结果表明:在保证电炉出钢钢水化学成分、温度和渣的碱度等指标符合要求的前提下,每炉钢水能值分别降低了22.8%、21.4%和23.6%.     

钢铁行业工序能耗分析及节能发展方向探讨

基于钢铁行业各工序平均能耗以及钢铁行业原燃料结构,对钢铁行业焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工序的原燃料结构、能耗特点和节能技术进行了分析,在此基础上对钢铁行业节能发展的重点进行了讨论,并针对炼铁工序焦比、煤气利用率、二次能源回收等重点环节的发展方向进行了探讨,对于钢铁行业的节能降耗有着较大的实际意义。     

电弧炉炼钢过程的跨尺度能量集成理论研究

研究分析了电弧炉炼钢过程的冶金学特征,指出供应能量对电弧炉炼钢的物质转化过程起到了决定性的作用.观察、认识到在炼钢过程中存在着微观、介观、单元操作级和工位级等尺度级的时空多尺度结构.在工位级按能量将供氧、供电两项功率单元进行跨尺度集成,形成了工位级跨尺度能量集成的一般方法,并用数学公式进行了描述.工业试验和工业生产表明:跨尺度集成的理念和方法与炼钢生产相结合可取得较好的生产效果,平均冶炼电耗为271.1kW.h.t-1,氧气消耗为40.4m3.t-1,冶炼周期为52.9min.     

考虑传搁能耗的304不锈钢电炉冶炼流程最优连浇炉数计算方法

分析了304不锈钢电炉冶炼流程的传搁时间和传搁过程温降情况,建立各个工序冶炼温度制度与连浇炉数的关系,得知已有温度制度下的连浇炉数仅为2炉,并以6炉连浇为例给出不同连浇炉数情况下温度制度.通过计算流程中传搁能耗,讨论了连浇炉数与浇次总传搁能耗和平均传搁能耗的关系.提出了一种考虑传搁能耗确定最优连浇炉数的方法.对比发现,当增加连浇炉数的传搁能耗小于开浇一次耗材消耗的能耗时,最大连浇炉数为最为合理的连浇炉数.