对电弧炉炼钢技术现状的综述

本文综述了电弧炉炼钢技术的现状,讨论了我国电弧炉炼钢发展面临的主要问题,分析了电弧炉炼钢的主要方向,并提出了发展前瞻性建议。     

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.     

炼钢电弧炉电气量的微机测试

本文论述了炼钢电弧炉电气量测量的基本原理,介绍了测量电路的设计和软件流程,并进行了误差分析。在工频正弦情况下对测量电路进行了调试。文中指出了非正弦平均功率的计量标准丞待建立。     

基于烟气成分分析的电弧炉炼钢脱碳模型

为了连续地预测电弧炉熔池中碳含量,实现对冶炼终点碳含量的控制,以红外烟气分析技术和物质质量守恒计算为基础,结合入炉总碳量和供氧量等生产数据,建立了电弧炉炼钢脱碳数学模型.对莱芜钢铁股份有限公司特殊钢厂50tUHP电弧炉实际冶炼数据的模拟计算表明,该模型能实现对熔池碳含量的连续预测和终点控制.模拟计算结果还表明,电弧炉冶炼过程中,脱碳速度主要受供氧流量的影响,最大可达0.12%～0.16%min-1.该模型用于电弧炉供氧优化后,氧气消耗明显降低.     

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%.     

四元数向量和矩阵的实表示

在四元数和四元数向量、矩阵空间上引入3种不同的实数表示方式．将四元数之间及四元数向量和矩阵之间的运算，化为实数域上向量与矩阵之间的运算．得到的计算结果可准确转换成四元数和四元数向量和矩阵．可以在很大程度上克服四元数之间因乘积不可交换性而造成的计算困难．为计算机处理四元数数据提供可行的操作方案．     

高炉内炉料流动模式及力链分布的离散元模拟

基于离散元数值计算方法,建立了高炉内炉料颗粒尺度运动行为的数学模型,主要研究固体炉料的运动模式和颗粒间相互作用力链的分布.结果表明:建立的离散元模型计算获得了炉内颗粒间的介观力链结构,炉底中心部位存在强力链结构支撑高炉料柱,最强力链结构对应于死料柱区,而且离散元模拟也给出炉内固体料运动模式由四个区域构成,分别为死料柱区、活塞流区、准静态滑流区和沟流区,而沟流区的力链最弱.     

四元数的MATLAB计算程序

采用MATLAB软件，编写了四元数加、减，乘、（左、右）除、逆运算程序，并利用四元数与复数相似的性质．编写了四元数一些常用函数的运算编程。     

四元数的解析性

讨论了四元数可微的必要条件及充分条件     

基于多功能转炉炼钢法的连续循环冶炼过程

为了研究脱碳渣在脱磷期的重新利用,基于多功能转炉炼钢法进行连续循环冶炼实验.实验发现：脱磷阶段渣中较低的FeO含量、吹炼5 min左右,[ C]≥2.8%的条件下,可实现转炉熔池内铁液[ P]≤0.025%的脱磷效果,并对低( FeO)含量炉渣的脱磷可行性进行热力学计算;随着循环的进行,石灰加入量逐渐降低,由65 kg·t-1降低至31 kg·t-1,转炉冶炼终点钢水[ P]量由0.018%降低至0.005%,2~4炉后达到平衡状态;在循环过程中,脱磷阶段结束倒出炉渣60~80 kg·t-1,整个循环结束一次性倒出剩余全部炉渣120~130 kg·t-1,平均渣量为83 kg·t-1左右,较普通工艺的120 kg·t-1渣量有大幅度减少.     

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.     

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.     

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.     

转炉炼钢的物料结构优化

利用60 t转炉研究了采用不同含铁物料及不同比例石灰石炼钢时的钢铁料消耗、氧气消耗量和煤气产生量的变化规律.研究发现：当采用铁水作为原料,渣钢和块矿作为冷却剂时,钢铁料消耗最低,仅为1072.07 kg·t-1;当采用铁水和废钢作为原料,配有磁选渣铁时,钢铁料消耗最高,达到1092.91 kg·t-1;随着石灰石加入量的增加,钢铁料消耗增加,氧耗略有降低,吨钢煤气产生量增加.研究结果为炼钢过程优化物料结构、降低生产成本提供了新的方法.     

基于K-means聚类算法的电弧炉强化用氧的优化研究

主要采用数据挖掘技术中的聚类分析算法对电弧炉炼钢的历史数据进行分析、加工处理,得出不同热装铁水比、炼钢成本、氧耗情况下的炉次分类,再利用K-means聚类法得到聚类结果,并对结果进行分析.通过分析比对,在结果的不同分类中选出最优的用氧和用电曲线.     

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.     

兴澄特钢主要工序电耗和能耗研究

对兴澄特钢的一些主要工序:烧结、炼铁、炼钢和轧钢的能源物质消耗和耗能工质消耗数据进行收集、整理、分析,基于相同的统计和计算方法,得到生产每吨产品的工序电耗、能耗以及折算的全流程吨钢电耗、能耗值.特炼分厂电炉炼钢年产量2002年为79.18万t,2004年为91.60万t,增长15.69%;电炉吨钢冶炼电耗由340.20kW·h·t-1降至166.30kW·h·t-1,降幅51.12%;而全流程吨钢能耗由289.51kgce·t-1上升到615.44kgce·t-1,增长1.13倍.     

工业电阻炉多参数能耗建模与预测

电阻炉温度变化存在非线性、大延迟的特点,建立精确的能耗数学模型比较困难.为解决理论建模复杂且不具备实时性的问题,提出了一种基于数据驱动的电阻炉多参数能耗预测方法.首先,通过分析电阻炉工作阶段的能耗特性,建立了电阻炉理论能耗预测模型;然后,利用粒子群优化算法对支持向量回归的超参数进行寻优,建立了基于支持向量回归的多参数能耗预测模型;最后,对比了支持向量回归、高斯过程回归、自适应模糊神经推理系统模型在单参数及多参数条件下的能耗预测结果.实验结果表明,基于粒子群优化下的支持向量回归多参数能耗预测方法具有更好的预测效果.