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。     

鱼雷罐的运行控制

为了提高铁/钢界面物流调控水平,以A钢厂铁/钢界面鱼雷罐为研究对象,运用冶金流程工程学理论,对鱼雷罐运行事件、时间参数进行解析,提出鱼雷罐周转个数计算方法,给出鱼雷罐运行控制水平的两个评价指标,并对鱼雷罐运行进行优化,形成鱼雷罐运行控制技术.该技术应用后效果明显:可将两座高炉的鱼雷罐周转个数由22减至18,使鱼雷罐周转率比原来提高0.5次,连续化程度系数分别提高0.09(1号高炉)和0.08(2号高炉).     

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.     

多功能铁水包熔化废钢的计算及分析

为了提高钢铁生产流程中的废钢比,在高炉接铁前向多功能铁水包中加入废钢,并通过热力学计算和数值模拟对多功能铁水包中的废钢熔化问题进行分析研究。研究结果表明:废钢在铁水包中有足够的时间升高至预热温度,高炉出铁口的铁水冲击能可有效促进大型废钢的熔化过程;当废钢比表面积为1.6 m2/t且预热温度为800℃时,每吨钢熔化时间约为11.5min;铁水包中的废钢熔化受预热温度的影响,对于比表面积为3.3m2/t的中型废钢,当其预热温度由300℃升高至800℃时,每吨钢熔化时间也由8.5 min缩短至6.8 min。     

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。     

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.     

实现铁水包多功能技术的研究

为了实现"一包到底"钢铁厂新型铁/钢界面模式,铁水包必需兼备铁水的承载与运输、重量对应、铁水脱硫、成分对应及铁水缓冲等多项功能. 本文对铁水包的各项功能做了分析,并进行了相应温降数据测定的现场实验. 结果表明,采用铁水包与鱼雷罐运输铁水温降差距不大,缓冲能力相当;指出实现上述铁水包多功能存在的问题,探讨了相应的解决方案,得出实现铁水包多功能技术可行性的结论.     

宣钢铁水罐扩容改造的参数

从宣钢铁水供应的现状出发,提出了"高炉—铁水罐—转炉"这样一个紧凑的高炉—转炉界面模式(铁水罐向转炉直兑铁水).并从时间、铁水质量、能源与环保、设备以及人员配置等五个方面来评价分析铁水直兑的优点,根据铁水直兑的要求,宣钢现有铁水罐必须扩容,提出了现有铁水罐扩容改造的两种方法,并对这两种方法的改造效果进行比较.最后,讨论了铁水罐扩容后相关辅助设施的改造问题,从而为宣钢的铁水供应方案的改造提出了参考依据.     

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．     

铁水包顶底喷粉脱硫对比试验研究

通过狭缝式喷粉透气砖底喷吹和常规喷枪顶喷吹两种方式,将电石基粉喷入20 t铁水包中对含镍铁水进行脱硫对比试验.结果表明:在每吨铁脱硫粉剂消耗量为4 kg铁条件下,底喷粉工艺脱硫率为81%~90%,铁水温降为23~36℃;顶喷粉工艺脱硫率为59%~73%,铁水温降为45~70℃.顶、底喷粉处理时间无明显区别,底喷粉处理总时间始终比顶喷粉处理时间短约5 min.底喷吹脱硫工艺具有脱硫效率高、铁水温降小、处理周期短等优点.     

钢包调度评价方法研究

针对以钢包周转个数为基础的钢包运行评价难以反映实际调度现状的问题,提出一种基于生产计划和钢包待用时间解析的钢包调度现状评价方法.首先,利用钢包运行过程中重包个数的波动表征生产计划对钢包运行情况的影响.然后,通过解析钢包待用时间,给出额外周转包个数和钢包调度离线率的计算方法,分别用以表征不同状态钢包的调度,并通过实际数据确定钢包调度现状的综合评定方法.最后,以实际生产数据对该评价方法进行验证.结果表明,该评价方法可以准确评价钢包调度现状,并可为生产实践提供相应的指导.     

基于钢包运行稳定性的炼钢厂生产计划优化

针对炼钢厂在不满负荷生产的情况下,缺少相应指导原则编排生产计划的问题,提出一种基于钢包运行稳定性的生产计划优化方法.首先,通过对炼钢厂钢包周转过程的分析,提出在线运行钢包个数的计算方法.然后,分别针对单台铸机和两台铸机顺序开浇的两种情况,分析生产计划对钢包运行状态的影响,建立计算模型.以某炼钢厂生产计划为例进行解析,并以钢包运行稳定性为评价参数,利用遗传算法对生产计划进行优化.结果表明,优化的生产计划可以减少钢包使用个数及其温度波动,减少烘烤煤气消耗量和降低转炉出钢温度,提高钢水温度的控制水平.     

钢包的运行控制

运用冶金过程工程理论,对钢包运行过程进行深入的解析和较为系统的研究,形成了钢包运行控制技术,包括钢包运行过程解析、钢包运行时间的数学描述、钢包运行个数的三种计算方法、钢包运行过程温降、钢包运行频率及运行过程的优化.该项技术已经应用于5个工厂,并取得了明显的效益.     

基于浇次计划的钢包周转数量计算模型

为实现炼钢生产的组织优化,提出合理的钢包周转数量计算模型,以Q炼钢厂钢包为研究对象,解析钢包周转过程和时间,采用甘特图方法模拟出单浇次和多浇次生产的钢包周转甘特图,针对浇次计划与钢包周转数量的关系进行研究,提出浇次重合时间不同下的钢包周转数量计算模型,并利用仿真方法验证了模型的准确性。研究表明：调整浇次开浇时间可优化钢包周转数量1~2个,对炼钢厂生产组织优化有重要指导意义。     

转炉炼钢厂钢包转运的物理模型

在对炼钢厂钢包转运过程进行解析中,给出了钢包运行时间因素的数学描述,提出了钢包转运过程的“柔性时间”概念和钢包使用个数的计算方法,同时,对钢包运行的优化进行了分析,建立了钢包转运的物理模型。     

钢包互用条件及影响因素

为深入研究炼钢厂多台连铸机间钢包产生互用的条件及影响因素,以H炼钢厂的钢包为研究对象,简要解析了钢包运行过程及运行时间。分析了钢包周转次数、周转数与浇铸炉次数之间的关系;运用甘特图模拟出两台连铸机浇次重叠时间为50min条件下的钢包运行过程。研究表明:钢包产生互用的前提条件为钢包在先停浇连铸机不再承担运输任务,且先停浇连铸机的钢包空包结束时间应在后开浇连铸机钢包的重包开始时间之前。分析了浇次重叠时间对钢包互用的影响,结果表明:浇次重叠时间内连铸机浇铸的钢包数少于围绕连铸机周转的钢包数时才能产生钢包互用。研究了连铸机单炉浇铸时间与钢包周转周期对钢包互用的影响,结果表明:科学控制钢包周转周期和连铸机单炉浇铸时间,合理匹配二者关系,可使浇次最后不需要周转的钢包数增加,提高钢包的互用几率。     

钢包底吹氩对混匀影响的水模实验

钢包底吹氩工艺参数对精炼效率有重要影响,本文以1：4的比例建立150t钢包的物理模型,钢包内钢液混匀时间受到吹气位置及吹气量的影响,通过对底吹气位置、气量进行实验研究,结果表明,单孔底吹的标态吹气量大于3.36 L/min时混匀时间变化不明显;单孔吹气时底吹喷嘴距离钢包中心0.5r时混匀时间最短.双孔底吹合适的位置是距钢包中心0.7r.     

真空脱气过程中钢水温降的理论分析

为了研究真空脱气过程中影响钢水温降的主要因素,从而找到对应的措施控制钢水温降,对VD过程的传热模式和传热机理进行了分析,根据国内某厂的实际情况,结合数值模拟方法分别得到了烘烤过程和LF加热过程中钢包温度场的变化,以LF结束时的温度值作为初始值对VD过程的温度场进行了模拟。根据模拟结果分别计算了渣面和钢水裸露面的热辐射、钢包衬蓄热、包壁和包底的传导散热和氩气吸热等因素造成的钢水散热量,对其影响程度进行了评估。通过计算发现,渣面、钢水裸露面的热辐射和包衬蓄热是造成VD过程钢水温降的主要因素,分别根据各个因素的影响特点提出了控制钢水温降的具体措施。     

基于规则学习的炼钢-连铸钢包选配方法

针对炼钢-连铸生产钢包选配时，钢包属性众多，且选配目标相互冲突难以同时满足的现状，通过一阶规则学习确定钢包温度最高、钢包使用次数最多、钢包材质等级最低和钢包下水口数量最小为性能指标，以钢包温度、使用次数、钢包材质、钢包水口使用次数、滑板和框架使用次数为约束，为每个炉次决策钢包，建立钢包选配模型.通过最小一般泛化法给出了钢包选配规则，提出了基于规则优先级的启发式钢包选配方法.实际数据仿真与实际应用结果表明，所提方法减少了在线钢包数量和日钢包维护次数，提升了炉次生产效率.     

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。