基于精准设计的甘特图组合产能核算

基于钢铁流程的精准设计思想,提出了甘特图组合产能核算的两步设计法.首先依据产品大纲,利用传统设计方法确定初始流程;然后根据合理的甘特图组合模式和产品大纲中各类钢种的产量比例,建立甘特图组合模式方程组,利用逐次松弛迭代法进行求解,计算得到流程的产能.结果显示流程产能小于传统设计法中各工序的产能.通过甘特图组合产能核算,分析了脱碳转炉公称容量和连铸机拉速对流程产能和工序作业率的影响规律,找出了对应脱碳转炉不同公称容量的流程合理产能规模和应达到的连铸机拉速水平.     

基于“炉-机匹配”的炼钢-连铸过程多工序运行仿真

为探究"炉-机匹配"模式对炼钢-连铸过程多工序运行的影响,以国内某无精炼跨中型炼钢厂为研究对象,首先,采用Plant Simulation软件构建考虑天车运行约束的炼钢-连铸过程多工序运行仿真模型,并阐述天车作业冲突的消解策略;其次,针对不同连铸机停机的"四炉对三机"生产组织模式,归纳4类"炉-机匹配"模式,并应用基于"炉-机匹配"模式(改进的和未改进的)启发式算法求解不同连铸机停机的4个实际生产计划的调度方案;最后,运用仿真模型对所得调度方案进行仿真,得到天车运行约束下的调度方案,并与实际人工调度方案进行对比。选取生产计划总作业时间、钢包总周转数量、工序间传搁时间以及浇次开浇时间最大偏离量作为调度方案的评价指标,并提出评价指标优劣的综合判定方法。研究结果表明:相比于未优化的调度方案和实际调度方案,基于"炉-机匹配"模式优化的调度方案中生产计划加权总作业时间分别减少13.6 min和4.5 min,炉次从转炉工序到LF精炼工序的加权平均传搁时间分别减少1.3 min和1.2 min,炉次从LF精炼工序到连铸工序的加权平均传搁时间分别减少1.5 min和0.4 min,所有炉次的工序间传搁时间处于合理范围内,此外,4个生产计划的开浇时间最大偏离量也处于可接受范围内,某一生产计划的钢包总周转数减少1个。     

基于符号经济模型的转炉--精炼工序热经济分析

以S钢厂生产SPHC钢种的转炉-精炼工序为实例,采用热经济学分析方法中的经济分析法对其建立符号经济模型,构造成本平衡方程,并建立补充方程,进而对转炉-精炼工序进行热经济成本分析,得到了工序各股流的单价以及热经济学成本.模型计算结果表明：转炉-LF流程的精炼钢水热经济成本最低,为2243.12元·t-1,其次是转炉-CAS流程,为2259.92元·t-1,而转炉-RH流程的吨钢精炼钢水热经济学成本最高,为2270.16元·t-1.从节约能源和成本的角度,转炉-LF流程是SPHC钢种的合理生产流程.     

炼钢-连铸流程的炉机匹配

根据对钢厂炼钢-连铸流程中各工序的功能及相互关系的分析,建立炼钢-连铸流程简化模型,从理论上分析转炉和连铸机主要参数应满足的衔接匹配要求。在中冶连铸公司炼钢厂实际数据的基础上,借助Matlab仿真工具归纳比较不同物流瓶颈下可采取的炉机参数改进方案的利弊与匹配效果,提出进行炉机匹配的一般性改进方法和选择方案。最后,将其应用在中冶连铸公司炼钢厂的实例中,为其制定适应该厂的最佳炉机参数改进方案,在保证生产安全与流畅的前提下实现炉机参数的良好匹配。     

高炉--转炉区段物流过程解析

通过对高炉－－转炉区段物流过程的解析,提出区段经历３次大的发展,形成２种典型布局,简要论述了各工离功能;着重阐述了该区段流程布局的变化及工序间衔接、匹配的重要性;总结出流程布局发展的必然性和本质特点。     

全板带型钢厂炉机匹配模型的建立

从精准设计的角度出发,将产能和时间节奏的匹配以及投资效益等指标作为目标函数,提出了全板带型钢厂转炉-连铸区段单条生产线炉机匹配的多目标规划数学模型,并采用同样的方法,在单条生产线模型的基础上,建立了全板带型钢厂多条生产线转炉-连铸区段炉机匹配的多目标数学规划模型. 通过改进后的分层序列法给出了所建模型的求解方法,并采用JAVA语言,借助Eclipse软件,运用面向对象的编程方法对模型进行了求解. 最后利用此模型验证了首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼钢车间的设计是较优的设计方案.     

炼钢厂系统生产模式优化

根据冶金过程工程理论,针对钢铁制造过程系统中制造过程最为复杂的炼钢厂系统的生产模式优化问题进行探讨,阐述了生产模式在炼钢厂系统运行过程中的地位及其逻辑关系,并结合四个国内高效连铸工厂实际进行了研究,论述了生产模式优化的三个效用:(1)车间平面布置趋向合理、简洁;(2)工序缓冲趋向合理、有效;(3)工序运行趋向高效、优化.此外,上述研究结果已经拓展到特殊钢流程的运行优化与控制研究中,并取得有益的效果.     

BOF-LF-RH-CC流程钢液增氮控制研究

通过对25Mn2和36Mn2V转炉冶炼钢种氮含量取样分析,得出各工序氮含量变化的规律,研究各工序增氮机制及氮含量控制措施。结果表明,增氮量从大到小的工序依次为大包至中包的长水口段、LF精炼段、转炉出钢段,RH真空处理段钢水氮含量有所下降;采用适当的终点高拉碳工艺可降低终点氮含量;采用高碱度低熔点预熔渣覆盖钢液面和控制LF吹氩强度可减少精炼前期吸氮和避免钢水被吹裸而引起的吸氮;适当延长极限真空度保持时间有利于进一步降低钢水中的氮含量。     

应用精准设计原理的全板带型钢厂炉机匹配模型

应用精准设计原理,依据产品大纲,在细分钢种和规格的基础上,提出了全板带型钢厂单条生产线炉机匹配的多目标数学规划模型.模型以投资少、炉机产能差距小、转炉实际作业率高以及连铸机加权平均拉速水平高为优化目标.通过改进的分层序列法对模型进行求解,在单一生产线的基础上进行组合,提出了炼钢厂转炉一连铸区段炉机整体配置方法.基于国内某新建钢厂的产品大纲,利用模型验证了其炼钢车间的设计是较优的设计方案.     

炼钢厂转炉系统自动化控制

目前，转炉炼钢所采用的自动控制系统，满足了氧气转炉的冶炼生产，生产与信息管理、新技术的开发需要，创建的巨大的经济效益，具有广阁的推广价值。本文通过对自动化控制系统作简单介绍，并对其工艺和带来的效果进行分析，为炼钢厂转炉系统自动化控制的了解提供参考。     

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.     

基于一类GA-RBF神经网络的转炉炼钢静态模型控制

讨论了具有非线性、大时滞、不确定特性的工况复杂的转炉炼钢过程建模与控制问题.针对传统的控制方法控制效果差、精度不高,难以达到期望结果的问题,结合RBF神经网络的特点,提出用基于混合编码方式的混合遗传算法训练的RBF神经网络,同时优化网络的结构和参数,并利用RBF神经网络建立转炉炼钢静态模型.仿真结果表明,该模型具有在线调整和学习的功能,比传统模型具有更好的计算精度和适应能力,为提高转炉冶炼过程的控制精度给出了一个有效的方法.     

基于粗糙集的转炉炼钢知识发现模型

针对转炉炼钢知识发现的特点,采用粗糙集理论进行分析,应用数据清洗、标准化及离散等方式对转炉炼钢生产数据进行预处理,以炼钢生产的主要影响因素作为知识发现的条件属性,以转炉冶炼终点控制目标作为知识发现的决策属性,建立了基于粗糙集方法的转炉炼钢知识发现模型,实现转炉炼钢生产知识的自动发现、获取和规则提取。以转炉冶炼终点钢水温度的变化规律做为知识发现的决策属性,采用210 t转炉炼钢实际生产数据进行模型的应用测试,结果表明提取出的铁水硅含量、铁矿石质量、氧气消耗量等影响因素对转炉冶炼钢水终点温度存在重要影响,且模型提取出的转炉炼钢终点钢水温度知识规则与现行转炉炼钢现场的变化规律一致,证明基于粗糙集方法的转炉炼钢知识发现模型的有效性。     

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。     

A process model for BOF process based on bath mixing degree

The process model for BOF process can be applied to predict the liquid steel composition and bath temperature during the whole steelmaking process. On the basis of the traditional three-stage decarburization theory, the concept of mixing degree was put forward, which was used to indicate the effect of oxygen jet on decarburization. Furthermore, a more practical process model for BOF steelmaking was developed by analyzing the effect of silicon, manganese, oxygen injection rate, oxygen lance height, and bath temperature on decarburization. Process verification and end-point verification for the process model have been carried out, and the verification results show that the prediction accuracy of carbon content reaches 82.6% (the range of carbon content at the end-point is less than 0.1wt%) and 85.7% (the range of carbon content at end-point is 0.1wt%–0.7wt%) when the absolute error is less than 0.02wt% and 0.05wt%, respectively.     

氧气顶吹转炉二次燃烧过程中的传热

在作者对二燃烧过程中气体流动及燃烧研究的基础上提出了二次燃烧过程热量传输的数学模型，并用该模型研究了１８０ｔ转炉内不同二次燃烧时期、不同二次氧枪设计的情况下各种传热机理的贡献及总的热量传输效率问题。     

某企业转炉氧枪修理车间工艺设计探讨

介绍了某企业转炉炼钢氧枪维修间的工艺、设备选型、车间布置和能源介质消耗等,并总结了该氧枪维修间工艺设计特点。     

基于膜算法进化极限学习机的氧气转炉炼钢终点预报模型

氧气转炉炼钢的控制目标是终点温度和碳含量,但由于不能对其进行在线连续测量,直接影响了出钢的质量.针对该问题,提出一种基于膜算法进化极限学习机(ELM)的抗干扰终点预报模型.利用进化膜算法的全局寻优能力调整ELM网络参数,不仅避免了ELM网络受异常点影响出现过拟合现象,还可以寻找最优复杂度的ELM模型.将找到的ELM模型应用到转炉炼钢领域并建立终点碳含量和温度的预报模型.在仿真实验中,分别使用含有高斯噪声的标准sin C函数和氧气转炉炼钢实际生产数据进行仿真,结果表明所提模型在含噪声的数据中具有较好的预报精度和鲁棒性.     

Novel concept of recycling sludge and dust to BOF converter through dispersedin-situ phase induced by composite ball explosive reaction

Recycling of iron and steelmaking dusts is a key issue in environmental protection efforts and to ensure efficient utilization. In this investigation, we developed a novel recovery process that uses a dispersedin-situ phase induced by an explosive reaction of composite balls of iron and steelmaking dusts. We designed and prepared composite balls for this function using a laboratory model batch-type balling disc (at 12 r/min) and optimized the feeding modes in 180-t and 260-t basic oxygen furnace (BOF) converters. The results indicate that feeding composite balls into BOF converters is an effective novel technology for recovering iron and steelmaking dusts. The period after hot metal charging and prior to the oxygen-blowing process is the most reasonable time to feed composite balls. Composite ball treatment is not appro-priate for steel production with sulfur requirements lower than 80 ppm. The maximum composite ball feeding amount is 40 kg/t and the iron yield rate is better than 95%. Compared with the conventional recycling process of sludge and dust, this novel technology is more convenient and efficient, saving up to 309 RMB per ton of steel. Further investigation of this novel recycling technology is merited.