宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统

对宝钢一转炉炼钢厂铁水预处理脱硫工序进行了综合研究，编制了《宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统》离线运行软件，本软件设计为全开放系统（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ），脱硫模式的预定过程以脱硫综合成本为目标函数，采用令牌管理（Ｔｏｅｋｅｎ Ｍａｎａ－ｇｅｎｔ）规则，该软件的实验室模拟运行和现场离线运行均取得了较好的效果。     

炼钢厂钢包热状态跟踪模型

针对炼钢厂炼钢至连铸全流程,建立了钢包热循环过程钢包热状态跟踪模型,并将包衬温度实测和数值模拟相结合,利用传热反问题修正模型,提高模型的准确度.利用钢包热状态跟踪模型分析了新砌钢包烘烤预热时间、空包时间、离线烘烤时间和包衬侵蚀等因素对钢水温度的影响规律.结果表明:新砌钢包烘烤预热时间从480min增加到780min,可使新包第一次热循环中钢水总温降减少15.6℃;空包时间为540min时,钢水温降比正常周转包增加14.6℃;空包时间越长,离线烘烤减少钢水温降的效果越明显;当空包时间为540min时,进行240min离线烘烤,可使钢水总温降减少11.0℃;包衬侵蚀可使钢水总温降最大增加9.3℃.     

钢铁生产流程物流-能流-环境作用机理及广义热力学优化

将有限时间热力学、构形理论和(火积)理论等现代热学理论与冶金流程工程学相结合,提出钢铁生产流程广义热力学优化理论.在搭建钢铁流程能耗排放仿真平台和建立分析与生命周期评价结合的物流-能流-环境作用评价方法的基础上,基于钢铁生产流程广义热力学优化理论对单体组件、工序模块、功能子系统和流程进行物流-能流-环境作用机理研究,并开展多学科、多目标的广义热力学优化.优化后流程和工艺的选择、物流和能流的分配、余能余热综合利用更加合理,流程系统得到集成、运行调控更加合理,物流-能流-环境得到综合协调,实现流程能源的高效配置和余能的梯级利用,系统能耗和排放显著降低.本文通过探索钢铁生产流程高效、节能、减排技术途径为钢铁联合企业能源环保中心的设计运行提供了理论支撑,也为一般物质转化过程高效节能的相关共性问题的解决提供了研究平台,奠定了科学和技术基础.     

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.     

隧道窑工艺处理不锈钢除尘灰的实验研究

利用隧道窑工艺对宝钢不锈钢除尘灰进行处理．该工艺过程是将焦粉（添加量为除尘灰质量的35％）外置在除尘灰周围,并添加三种不同比例的铁鳞,在碳化硅罐中还原42h,还原温度为1200℃．研究表明：该工艺条件能够实现不锈钢除尘灰的烧结,且通过加入铁鳞（添加量为除尘灰质量的20％）可以经济有效地提高烧结物的强度;铁鳞的加入提高了铁品位,但会降低镍、铬品位．针对金属化球团中镍、铬的金属化率难以检测出的情况,提出了一种金属还原率的估测方法,并将其应用到本实验中,得出在隧道窑工艺条件下铁和镍的金属化率分别为92．55％和97．83％,铬的金属化率最少可达到35．5％．     

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.     

密排六方颗粒填充床内对流换热的模拟研究

针对颗粒堆积结构对填充床内对流换热的影响,利用ICEM和FLUENT等流体力学软件对密排六方堆积结构进行建模,采用RNG k-ε湍流模型以及等比例缩放的壁面函数对结构内转捩流和湍流进行数值模拟,使用CFD-Post后处理软件计算分析结构内流体的压力降、流动阻力系数和综合换热系数,并与无序堆积结构和具有同样孔隙率的面心立方堆积结构进行比较。结果表明,相比于面心立方堆积结构和无序堆积结构,密排六方堆积结构内流体的压降明显增加;在孔隙雷诺数小于1500时,密排六方堆积结构内流体的阻力系数小于面心立方堆积结构及无序堆积结构内流体的阻力系数;密排六方堆积结构的颗粒壁面努塞尔数明显大于面心立方堆积结构及无序堆积结构的颗粒壁面努塞尔数,该堆积结构具有更好的综合换热效率。     

炼钢车间多天车动态调度仿真方案

针对炼钢车间多天车动态调度问题,提出了一种滚动调度策略下的仿真调度方案.模型目标函数考虑了最小化天车调度与工序调度在时间节奏上的偏离度,同时考虑了最小化天车工作量及其差异;约束条件在遵守天车避碰约束的同时,考虑了工位容量约束和重调度各种初始条件对天车调度的约束.模型以基于仿真的启发式方法求解.以某炼钢车间双天车调度为实例进行了仿真实验.实验结果表明,该天车调度方案能够维护工序调度稳定,减少和均匀天车工作量.滚动调度策略下,提出的启发式方法所得解的优化性能最高能达到最优解的96.3%.提出的滚动调度策略下的启发式方法相比于现场采用的实时规则调度方法,调度优化性能提高26.4%.     

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。