硼铁矿应用于高铬型钒钛矿烧结优化的实验研究

实验室条件下,研究了硼铁矿对高铬型钒钛矿烧结工艺及冶金性能的影响.研究表明:随着硼铁矿质量配比的升高,垂直烧结速度、成品率、转鼓指数、烧结杯利用系数、综合指标及低温还原粉化性能均呈先升高后降低的趋势,在硼铁矿质量配比为5.0%时,以上各指数均达到最高值,分别为28.84 mm·min-1,86.02%,61.2%,1.919 t·(m2·h)-1,363及90.76%,均优于未配加硼铁矿时的烧结矿性能.因此,烧结矿性能得以优化,可以为高炉冶炼提供更为优质的高铬型钒钛烧结矿.     

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%,...     

基于气基直接还原-熔分的硼铁矿高效利用新工艺

实验室条件下,以含硼铁精矿为原料制备氧化球团,对含硼铁精矿气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺进行了研究.结果表明,含硼铁精矿是良好的造球原料,1 200℃下焙烧20 min后,成品球团抗压强度可达2 500 N以上,满足气基竖炉直接还原工艺要求.在H2与CO体积比大于2/5且温度在850~1 000℃条件下,含硼铁精矿氧化球团还原率达到95%的时间为15~60 min,还原膨胀率不高于15%.在高温下电热熔化DRI后硼和铁可以高效分离,硼、铁收得率均可达到98%以上,富硼渣中B2O3的质量分数在21%以上,活性可达89%左右,是"一步法"生产硼酸的优良原料.含硼铁精矿气基竖炉直接还原电炉熔分新工艺可以实现硼铁高效分离和清洁利用.     

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.     

低碳减排的绿色钢铁冶金技术

 低碳减排是钢铁行业面临的最紧迫问题。回顾了国际钢铁工业环境治理、低碳减排技术研发现状,分析了低碳减排的重要发展趋势。高炉-转炉流程应重点发展以氢代焦为代表的低碳高炉炼铁技术,而特钢系统则应以发展富氢气基竖炉直接还原技术为主。特别指出,基于碳捕集和利用（CCU）思想,利用冶金废气制造化工产品是高炉-转炉流程最彻底、最合理、最可持续的减排方式,应当汇聚冶金、化工、能源、信息等行业的技术力量,实施碳排放趋零的钢铁-化工-能源一体化网络集成项目,即神威CCU项目（SCENWI CCU）,加紧冶金废气的捕集、输送、处理和化工工艺与产品开发。同时,发挥中国优势,基于工业互联网平台,建设冶金-化工-能源三大系统密切结合、协同管控、稳定运行的智能制造网络系统,解决系统的复杂性、动态性、波动性等关键瓶颈问题,支持钢铁行业碳排放问题的彻底解决,促进钢铁行业可持续、高质量发展。     

基于多流体理论的高炉数学模型及其求解

数学模型可用于更好地理解、控制和改进高炉炼铁过程.作为全高炉动力学数学模型的较新研究成果之一,多流体高炉模型被成功开发.该模型基于多流体理论、反应动力学、冶金传输原理及计算流体力学等理论,充分考虑了多相多组分之间的同时相互作用.实际应用表明,多流体模型是一个复杂全面的高炉过程模拟仿真系统,可对炉内主要现象进行多维数学模拟解析,并能较精确地预测高炉在指定条件下的操作指标.     

矿煤混合流化床还原反应

介绍了铁矿石还原流化床中混入煤粉对粘结失流现象的抑制作用·讨论了矿煤混合流化床还原条件的特点,导出了铁矿还原的动力学方程·研究结果表明,使用矿煤混合流化床可通过减少矿石颗粒之间的接触及抑制铁晶须生成的两种措施来有效地防止失流现象·通过混合粒度模型证明床内矿石还原的限速环节是表面化学反应,求出表观活化能为30148J·mol-1·     

钒钛磁铁矿金属化还原-选分-电热熔分新工艺

针对攀枝花钒钛磁铁矿进行了金属化还原-选分-电热炉熔分实验,考察了磁场强度、还原温度、还原时间、配碳比、还原煤粒度对金属化还原及磁选分离效果的影响.实验结果表明,当磁场强度50mT、还原温度1350℃、还原时间60min、配碳比10、还原煤粒度为-75μm时,金属化还原后产物及磁选分离磁性物质、非磁性物质的各项指标最佳,进一步进行电热炉熔分可实现铁钒分离.新工艺达到铁钒钛资源高效分离要求,铁钒钛收得率分别为9507%,7160%和8008%.     

热压含碳球团冷态强度的实验研究

重点考察了煤种及热压工艺参数对热压含碳球团冷态强度的影响,并探讨了热压含碳球团获得高强度的机理.研究表明,煤种、配煤量、热压温度、配煤粒度及热压压力等热压工艺参数对热压含碳球团强度具有显著影响,其中热压温度是影响冷态强度最重要的因素.热压工艺利用煤的热塑性保证煤矿颗粒充分接触,增大粘结面积,从而使热压含碳球团的强度高于冷固结含碳球团.从冷态强度角度出发,以鹤岗烟煤为原料生产热压含碳球团的适宜工艺参数为配煤量25%~35%,热压温度450℃,配煤粒度<90μm,热压压力不低于35 MPa.     

基于田口法的钒钛磁铁矿热压块抗压强度的优化

使用田口法探索了影响钒钛磁铁矿热压块抗压强度的重要因子,并通过信噪比分析计算各因子对抗压强度的贡献率,最终给出钒钛磁铁矿热压块的最佳制备条件.实验结果表明,在热压温度、配碳比、煤粉粒度三个影响因素中,煤粉粒度对抗压强度的影响程度最大,其贡献率达到了79.99%,温度和配碳比二者的贡献率分别为15%和3.63%.优化后钒钛磁铁矿热压块的制备参数为热压温度300℃、煤粉粒度75μm、配碳比1.8.在优化后的参数下进行验证实验,得到的钒钛矿热压块的平均抗压强度达到1 152.1 N.