废钢-电弧炉流程和铁水+废钢-电弧炉流程工序能耗的数学模拟

在物料平衡和热平衡模型的基础上,结合相关工艺参数,分别建立了废钢-电弧炉-连铸-连轧流程(废钢-电弧炉流程)和铁水+废钢-电弧炉-连铸-连轧流程(混合流程)的工序能耗的计算模型;分析了模型中几个重要参数对工序能耗的影响。结果表明,电弧炉热装铁水33％的混合流程的工序能耗较废钢-电弧炉的工序能耗降低43.72 kg_标煤/t_铜,但流程总能耗约增加1/3。     

转炉炼钢工序最小能耗的研究

分析了转炉炼钢过程能源消耗与工艺、设备、操作等因素的关系 ,建立了转炉工序能耗模型和应用模型 ,研究了转炉炼钢工序的最小能耗问题和与最小工序能耗相对应的工况条件。针对我国宝钢 2 5 0 t转炉的设备条件和生产数据 ,给出转炉煤气的最大回收量为 12 8.8m3/ t(钢 ) ,最小工序能耗为 - 18.90 kg/ t(钢 )     

汽车钢板生产的生命周期评价

在“碳达峰、碳中和”的驱动下，汽车制造业是节能减碳的重要组成部分，作为资源能源密集型产业，它采用汽车钢板作为主要材料，具有生产能耗和排放高的典型特点。采用生命周期评价(life cycle assessment, LCA)方法，分别对汽车钢板生产长流程工艺(BF-BOF)和短流程工艺(EAF)2种生产工艺的各阶段进行环境影响评价和贡献分析。结果表明，在汽车钢板生产长流程工艺(BF-BOF)中，炼铁工序和烧结工序对总环境影响的贡献较大；在汽车钢板生产短流程工艺(EAF)中，炼铁工序和电炉炼钢工序对总环境影响贡献较大。汽车钢板生产EAF工艺的各类环境影响均低于BF-BOF工艺，环境影响优势较大的有全球变暖(GWP)、化石能源耗竭(FFP)、矿产资源耗竭(SOP)、淡水富营养化(FEP)、海洋富营养化(MEP)、淡水生态毒性(FETP)、人体致癌毒性(HTPc)、人体非致癌毒性(HTPnc)。BF-BOF工艺和EAF工艺的矿产资源消耗铜当量分别为85.6 kg/t和25.6 kg/t,综合能耗分别为541 kg和265 kg, CO₂当量为2 111.7 kg和1 05...     

关于冶金流程的能效与能耗问题及其计算方法

应用工程热力学和普瑞高津的耗散结构理论，研究冶金流程的能源效率和能源消耗问题、评价指标及其计算方法。基于耗散结构的特征及其组成关系，建立钢铁生产流程的能源效率、产品能耗和材比系数等重要概念，以其分析流程中各组成装置的串联关系及其能量耗散对能耗和能效指标的影响。构建了简单流程、复杂流程及其组成装置的能量流网络数学模型及其能量平衡方程，推导出流程能效的通用计算公式。产品能耗计算公式既适用单元装置又适用生产流程，它弥补了传统工序能耗计算式的不足。以钢铁流程为例，计算并比较了钢材生产高炉-转炉长流程与全废钢电炉短流程的流程能效、产品能耗和能量耗散：长流程能效39.7%,吨材能耗423.3 kgce/t材，能源耗散量396.7 kgce/t材；短流程能效26.3%,吨材能耗123.8 kgce/t材，能源耗散量97.2 kgce/t材。短流程的产品能耗最低，长流程的产品能源耗散量最大，减少能量耗散可获得提高流程能效、降低能耗的双重效果。     

烧结工序能耗预测与优化研究

烧结工序能耗预测与优化研究是确保生产有序合理、节能环保和低成本的重要手段.在烧结工序能耗定义分析及烧结工序能耗主要影响因素分析的基础上,建立了基于径向基神经网络-遗传算法(RBF-GA)的烧结能耗预测与优化模型.在神经网络模型对能耗高精度预报的基础上结合遗传算法求解优化模型,计算出最佳的输入参数组合.通过案例研究,验证了所提方法的正确性和有效性.     

铁水能耗分析及节能途径

以国内部分高炉-转炉流程钢铁企业铁水能源消耗现状为基础,讨论了铁水能耗存在的问题,分析了铁水能耗和炼铁系统各工序能耗.结果表明,影响生产铁水能耗的直接因素有三方面:①某工序所消耗各种能源介质(燃料和动力)的实物量的多少;②对应每一种能源介质的标准煤折算系数大小,也就是这种能源在其生产、转换过程所消耗的能源量;③余热余能回收量的高低.最后提出了降低铁水能耗的主要节能途径.     

以降低能耗为目标的高炉炼铁工序的优化

为降低高炉炼铁工序的能耗,建立了包含高炉、炉顶煤气余压回收透平发电装置(TRT)、鼓风机和热风炉在内的高炉炼铁工序优化模型,该优化模型包含了原燃料参数和工艺参数在内的9个优化变量,设定了变量上下限约束、工艺约束、物质和能量平衡约束等31个线性和非线性的约束条件,并利用序列二次规划法(SQP)求解该优化问题。优化结果表明:要使高炉炼铁工序能耗最小,应增大煤比、降低焦比、提高鼓风温度和采用高压炉顶操作。同时利用该优化模型和算法,分析了煤比、鼓风湿度、鼓风温度和鼓风富氧率对工序能耗及相应的TRT发电量的影响规律。     

电弧炉炼钢高效化的能耗状况分析

 研究了国内现代电弧炉炼钢高效化的电能消耗和能量消耗的状况。研究中选取了3家有代表性的特钢生产企业,2个对比年度的电弧炉炼钢及其前后步5个工序的原料和介质消耗数据约12000个,计算烧结、高炉炼铁、直接还原铁、炼钢、轧钢5个工序的电耗和能耗值,还定义了这5个工序的电耗、能耗加权值为全流程的电耗、能耗值。结果表明,近年来国内电弧炉炼钢炉料结构增加热铁水后,虽然生产效率提高,并且炼钢工序吨坯电耗、能耗和全流程吨坯电耗均有明显降低,但全流程吨坯能耗却大幅度上升。     

中国钢铁工业能源环境负荷分析及减负对策

首次依据钢铁工业的生产统计数据，剖析和总结了1980-2003年中国钢铁工业在钢产量、能耗和环境方面的重大变化以及取得的成绩；指出了中国吨钢能耗与发达国家相比的主要差距是矿钢比、铁钢比高。转炉、电炉和辅助工序能耗高；并认为今后20年中国钢铁工业节能降耗的主要方向是：优化生产工艺流程和结构调整，进一步降低有关工序的钢比系数和工序能耗，尤其是辅助工序的能耗，加强余热、余能的回收与利用，进而降低钢铁工业的环境负荷。     

冶金生产余能回收的一种新的能量分析法

针对冶金生产余能回收过程,结合传统热平衡分析法和火用分析法提出了结合两者优点的新能量分析方法.并运用国内某大型钢铁厂的生产数据及相关参数建立起针对钢铁生产余能资源的能量分析模型.基于该模型提出了理论工序最小能耗,分析了各工序节能潜力.     

降低烧结工序能耗的生产实践

介绍武钢炼铁总厂烧结分厂通过厚料层烧结,合理控制工艺参数及采取其他技术措施,降低烧结工序能耗的实践。结果表明,采取措施后,烧结分厂的总工序能耗(以标准煤计)由2007年的61.09kg/t降低到2008年的59.64 kg/t,取得较大的突破,达到国内大型烧结机能耗指标优秀水平。     

磨矿工艺改造实践

五龙金矿磨矿系统由于经过多次改造形成了不合理的流程结构和设备配置,使工艺指标落后,能耗高。为了解决这个问题,对磨矿工艺进行了系统的技术改造及设备合理配置,实现了节能降耗的目的,提高了设备的配置水平,改善了工艺指标。     

工艺参数对转底炉冶炼能耗的影响

针对转底炉生产存在产品金属化率低、冶炼能耗高、烟气含尘量大、生产效率低等问题.通过建立转底炉冶炼数学模型,计算了不同工艺参数对转底炉冶炼能耗的影响规律.结果表明:转底炉产品金属化率与烟气对含碳球团的二次氧化有关,增大还原区煤气供应量,可以减少含碳球团二次氧化,提高产品金属化率;助燃风预热温度和富氧率对冶炼能耗影响显著,提高助燃风预热温度和富氧率可以降低燃烧消耗,提高冶炼效率.助燃风预热温度每提高100℃,煤气消耗可以减少75 m3;助燃风富氧率达到20％时,煤气消耗量减少50％,烟气量减少57％.     

基于环冷机冷却能耗最小目标的工艺参数优化

以冷却能耗理论为基础,对460m2环冷机进行周向分段,借助Fluent平台模拟环冷机内部烧结矿热交换过程,获取一个循环内烧结矿多点温度数据,将其与实测数据进行对比,验证了数学模型正确性.针对孔隙率、非余热回收区入口风速、余热回收区气体入口温度和烧结矿料层厚度等工艺参数,采用控制变量法进行单因素的仿真研究,将模拟结果用冷却能耗理论进行分析,得出各参数对环冷机冷却能耗的影响.运用正交实验法分析上述4个参数,得到了环冷机最优化参数设置.研究结果表明:在最优化参数组合下1t烧结矿温度从650℃降至70℃所需标况风量为1851.4m3,比实际工况时减少了27.6％.     

降低烧结法氧化铝工艺能耗的节能措施

本论述了烧结法氧化铝生产过程中降低工艺能耗的工业实践情况，提出了降低烧结法氧化铝工艺能耗的有效途径。     

炼钢系统工序能耗的影响因素分析

根据历年全国重点钢铁企业和首钢转炉工序能耗变化,简述中国钢铁企业转炉炼钢节能技术进步和首钢转炉负能炼钢的情况。通过首钢北京、首秦和迁钢三地钢厂钢产量、炼钢工序能耗、转炉工序能耗及连铸工序能耗变化,阐述钢产量与不同工序能耗之间的关系。重点分析新旧折标系数、转炉煤气回收量等因素对转炉、炼钢工序能耗的影响。在对比分析国内先进转炉煤气回收量的基础上,指出转炉、炼钢工序的节能潜力,并提出基本对策和建议。     

工艺参数对气化炉-氧气高炉炼铁能耗的影响规律

利用气化炉一氧气高炉炼铁流程数学模型分析了工艺参数对高炉焦比、煤耗、总能耗等的影响规律。计算结果表明：随着氧气浓度的提高,高炉焦比逐步降低,当氧气浓度为100％时,流程可节能7．0％;随循环煤气温度的提高,高炉焦比略有减少,当循环煤气温度为1473K时,流程可节能8．5％。     

烧结工序能耗建模及可视化界面实现

分析了烧结工序能源消耗的主要方面,建立相关数学模型,以便于求解每一道工序的能耗。并利用VisualBasic实现了烧结工序能耗计算的可视化界面。用此模型模拟计算八钢265m2烧结机的工序能耗,分析了模拟数据与实际数据有差别的原因,为完善建模提出了改进方向。