浅析高炉耐火材料的选用

高炉的寿命与其各部位选用的耐火材料和炉子热工操作的水平有直接关系，而高炉各部位耐火材料选用的是否合理是影响高炉寿命的主要原因。结合高炉冶炼的过程，分析了高炉各部位耐火材料的损毁原因，并提出了具体的防止措施。     

热风炉空燃比并行协作粒子群滑模控制策略

针对热风炉燃烧控制存在的纯滞后、大惯性和强干扰等问题,提出了一种基于并行协作骨干粒子群(Parallel Cooperative Bare-Bones Particle Swarm Optimization,PCBBPSO) 优化全局滑模控制(Global Sliding Mode Control, GSMC)的热风炉空燃比控制策略;为改善热风炉空燃比控制系统动态特性,引入全局滑模策略,对燃烧系统进行优 化控制,以提高系统稳定性,同时,基于热风炉燃烧系统存在的强干扰特性,利用并行协作骨干粒子群对干扰补偿 进行调节以减小其对系统的影响,并求取最优控制率;仿真结果表明:与普通粒子群优化全局滑模和普通粒子群优 化 PID 相比,该控制方法达到稳定用时分别减少了 26. 4 s 和 9. 3 s,能够保持没有超调量,拥有良好稳定的跟踪和 抗干扰效果;将该控制策略应用于某钢铁有限公司 2 200 m 3 高炉配套热风炉,工程数据表明:在该空燃比策略的控 制下,热风炉空燃比上下波动幅度仅为 8. 20%,拥有波动小、稳定性好和抗干扰性强等特点,动态响应较好,能够满 足热风炉工程实际应用的需要。     

基于RBF神经网络整定的热风炉温控系统设计

为了提高热风炉的燃烧效率,改善热风炉温控系统的自动化程度,提出了一种基于RBF神经网络整定的PID控制策略。首先,通过RBF神经网络算法和增量式PID控制器的结合,将神经网络强大的自学习能力应用于对增量式PID参数的调整。然后,在常规热风炉温控系统的基础上,将其外环改为采用RBF神经网络整定的PID控制。热风炉温控系统中内环以煤气阀门开度为变量,外环以拱顶温度为控制变量,通过改进的串级控制来实现热风炉的燃烧优化调整。Matlab仿真分析和实际应用效果表明,RBF神经网络整定的PID控制曲线几乎无超调量,系统抗干扰能力相对传统的PID控制提高了50%。与传统的手动控制相比,所提出的控制策略使得原系统的抑制干扰能力明显增强、鲁棒性更好,在热风炉温控方面具有良好的研究和应用价值。     

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。     

利用振动时效技术消除高炉热风炉穹顶的焊接残余应力

利用振动时效技术消除热风炉穹顶壳体焊缝焊接残余应力,选用了最大激振力为50KN的LCDVSR-07型振动消除应力系统,激振点选在壳体顶部人孔法兰上,取得了明显的应力消除效果和较好的经济效益并缩短了工期。     

蓄热式换热器流动传热的数值模拟

以炼铁厂的蓄热式热风炉为例,根据热风炉的实际运行状况对热风炉内的流动与换热过程进行合理简化,应用二维模型,采用有限容积法对热风炉内的流动与换热情况进行数值求解,得到了热风炉在不同工况下的气体温度与蓄热体温度的分布情况,模拟计算结果表明：在内燃式热风炉蓄热体中气体的温度分布大致为对数曲线,并且在热风炉中同一高度上气体与蓄热体温差较小,与实际情况相符,这对优化热风炉的运行与设计有参考价值。     

热风炉自身预热法陶瓷燃烧器的冷态试验研究

针对热风炉陶瓷燃烧器使用不同预热温度的空气与煤气在燃烧过程中的行为做了冷态模拟试验测定，结果表明，自身预热法由于空气预热温度高，燃烧条件变化大，导至火焰变短，并产生较强烈的低频脉动燃烧。在对燃烧器出口做了改进后，可大大降低燃烧脉动，保证了燃烧稳定。     

热风在高炉热风围管中流动特性的模拟研究

对鞍钢2580m³高炉热风围管内热风流动特性开展数值模拟研究，探究各风口风量不均匀分配的内在机理.结果表明，在各风口尺寸相同的条件下，围管内的主体流动并非单纯的单向流动，而是存在返流.热风进入热风围管后，直接冲击热风围管0°处热风支管，导致此处风口风量较大;进入围管后的热风形成两股气流在热风围管入口正对面(即180°处)发生碰撞，导致对应风口风量较大;气流碰撞后部分产生返流，沿着热风围管下部和内侧逆向运动，在热风围管90°和270°位置处与正常运动的气流再次碰撞并汇聚进入此处支管，导致对应风口风量较大.通过对比分析鞍钢高炉风口参数调节措施发现，现场调节措施与本研究结果基本一致.     

考虑时滞因素的RBF神经网络模型在高炉铁水硅预报中的应用

在高炉炼铁生产过程中,铁水硅含量反映高炉炉温,预测和控制炉温对高炉生产的节能、降耗、顺行至关重要.基于包钢6号高炉生产数据,建立了RBF神经网络铁水硅含量预测模型.研究表明:考虑时滞因素的RBF神经网络模型,当误差范围＜±0.10时,预报准确率达到了85％,其准确度高于不考虑时滞因素的RBF神经网络模型,对在线预测高炉铁水硅含量具有实用价值.     

蓄热烧嘴内气体流动速度偏心数值研究

针对加热炉采用的蜂窝蓄热体出现的破损问题,利用数值模拟技术,对蓄热烧嘴内部气体流动状况进行了冷态数值模拟实验研究。研究结果表明,在蓄热和放热过程中烧嘴内部存在明显的速度偏心现象,该问题是导致蓄热效率下降和蓄热体损坏的主要原因。     

Analysis of temperature, stress, and displacement distributions of staves for a blast furnace

The temperature of gas flow inside a blast furnace (BF) changes significantly when the blast furnace is under unstable operations, and the temperature and stress distributions of cooling staves (CS) for BF work the same pattern. The effect of gas temperature on the temperature, stress, and displacement distributions of the cooling stave were analyzed as the gas temperature inside the blast furnace rose from 1000 to 1600℃ in 900 s. The results show that both the temperature and temperature gradient of the hot side of CS increase when the gas flow temperature inside BF rises. The temperature gradient of the hot side of CS is greater than that of the other area of CS and it can reach 65℃/mm. In the vertical direction of the hot side of CS, closer to the central part of CS, the stress intensity is greater than that of the other area of the hot side of CS, which causes cracks on the hot side of CS in the vertical direction. As the gas temperature increases, the stress intensity rate near the fixed pin increases and finally reaches 45 MPa/s. Fatigues near the fixed pin and bolts are caused by great stress intensity rate and the area around the pin can be damaged easily. The edge of CS bends toward the cold side and the central part of CS shifts toward the hot surface.     

氧化锰对高氧化铝含量高炉渣性能影响的实验

南京钢铁集团公司高炉炉渣中氧化铝含量高达19%,因此炉渣流动性变差,高炉被迫采用高温操作,铁水硅含量偏高,影响了高炉的强化.针对这个问题,实验测定了由分析纯化学试剂配制的南钢高炉模拟渣样在加入氧化锰后的粘度,并根据实验结果分析了氧化锰对高氧化铝含量高炉渣性能的影响,得出南钢高炉降低铁水硅含量的措施.结果表明：在高Al2O3含量炉渣中,添加MnO对其降低粘度的作用效果非常大,同时炉渣粘度的降低将允许适当降低高炉操作温度,有利于降低铁水硅含量.     

锌在高炉内渣铁中溶解行为计算分析

通过分析锌在高炉下部的行为,结合高炉物料平衡和锌平衡计算,建立锌在高炉内渣铁中溶解行为计算模型.定义高炉炉腹煤气锌含量指数,表征锌在高炉内的循环富集程度.运用某钢厂的实际生产数据进行计算,得出该高炉炉腹煤气锌含量指数为568;高炉炉渣、铁水中的锌均处于饱和状态,炉渣、铁水中的锌含量分别为最终冷态下炉渣、铁水中锌含量的316倍和10倍;同时分析了锌在高炉炉底砖衬的堆积机理和锌对高炉风口的侵蚀机理,提出减缓锌对高炉破坏作用的防治措施.     

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.     

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.     

高炉煤气与热风炉寿命的关系

阐述了高炉煤气的质量与热风炉使用寿命之间的关系。针对当前高炉煤气净化系统主要采用的布袋除尘法，介绍了滤袋的选材和使用、反吹次数、滤袋的检漏、卸灰等方面的经验及相关技术。     

模拟焦炭在高炉软融带碳溶反应的研究

分析了国内外常用的几种测定焦炭与CO2反应性的方法，发现用这些方法测得的反应性指标CRI和反应后强度指标CSR对高炉软融带碳溶反应缺乏模拟性．为此，用特制的大型高温反应炉进行模拟高炉软融带碳溶反应条件实验，得出碱对焦炭的碳溶反应具有正催化作用；随着所加碱的质量分数的增加，焦炭的反应性增大，反应后强度略有降低，反应后焦炭的平均粒径略有减小.     

全燃高炉煤气锅炉的优化设计

高炉煤气作为二次能源用于锅炉 ,存在着燃烧不稳定等问题。通过将炉膛分成强燃区和传热区、把烧嘴放在炉膛下部、建立储气罐、采用布袋除尘器等优化设计 ,可使全燃高炉煤气锅炉安全、有效地工作。     

用GJH混合燃烧器在石灰回转窑上掺烧高炉煤气的设计研究

本文介绍了在高温石灰回转窑上用GJH混合燃烧器掺烧低热值高炉煤气的原理、设计及运行结果,说明了在高温工业炉窑上采用低热值煤气是可行的,成功的,为高炉煤气的应用开辟了新领域.     

嘉乐泉煤矿热风炉烟气治理效果评价及对策

分析了嘉乐泉煤矿热风炉烟气治理工程实施前后烟气排放情况,提出了包含二氧化硫排放浓度、烟尘排放浓度以及烟气黑度等因素在内的评价体系,并采用该评价体系对嘉乐泉煤矿热风炉烟气治理效果进行了初步评价,最后根据评价结果提出了进一步提高烟气处理效果的思路和方法。