2250热装热送问题及改造方案研究

正钢铁生产流程中,无论是以铁矿石为原料,还是以废钢为原料,炼钢、连铸、热轧都是不可缺少的三大关键工序。它们之间呈现顺序加工关系,不仅存在物流平衡问题,而且由于高温作业,还存在着能量平衡和时间平衡问题。日本钢铁企业自20世纪70年代以来,围绕节能而广泛推广的热送热装工艺实现炼钢—连铸—热轧的集成生产,使钢铁生产工艺流程发生根本性转变。该生产模式可显著降低热轧工序吨钢能耗,并提高     

炼钢厂的精细制造

炼钢厂生产过程是钢铁制造流程中的关键环节,主要涉及铁水预处理、炼钢、二次冶金和连铸4个生产工序。以炼钢厂生产过程为例,对钢铁生产过程的精细制造进行阐述。从炼钢厂生产工艺的精细控制、工序装备的精细配置与运行、生产流程的精细管控3个方面归纳并描述了炼钢厂的精细制造,并且分析了国内外在这3方面的研究进展。炼钢厂的精细制造对钢厂实现高品质、高效率、低成本、低能耗生产具有重要意义。     

关于连铸结晶器在保护渣方面的相关研究与发展方向

对于钢铁制造来讲其由模铸生产逐渐向连续铸钢转变,使得钢铁的生产效率得到大幅地提升。连铸结晶器的应用令钢铁生产从间断式生产实现了连续性生产。因此连铸结晶器对于连铸生产的影响相对较大。在具体生产过程中连铸保护渣还有浸入式水口的配合应用能够使得连铸结晶器保持稳定运转的重要内容。所以连铸保护渣对连铸阶段影响相对较大,对于钢铁的生产效率以及直连具有着积极的影响。     

考虑铸轧协调的炼钢-连铸-热轧一体化生产计划

 炼钢-连铸-热轧生产计划编制是一个多目标、多约束的复杂组合优化问题。从有利于多工序生产组织的角度,提出了一种可分工序独立编制工序计划,并且按铸轧衔接关系进行系统协调的一体化生产计划编制方法。即首先以铸坯作为热轧与炼钢-连铸不同工序生产阶段统一的生产计划对象,并将炼钢、连铸与热轧的生产目标和约束进行归类抽象,使得炼钢炉次计划、连铸浇次计划和热轧单元计划的制定模型具有内在的逻辑相关性;以缩小铸轧时间差作为铸轧界面衔接关系的协调控制目标,来优化连铸与热轧之间的生产衔接,进而获得一体化生产计划。采用某钢厂的生产订单数据和生产计划目标、约束条件,通过模型仿真计算与生产实绩数据的对比检验了该一体化生产计划编制方法的有效性。     

全废钢电炉流程电炉-连铸“界面”优化研究

"界面"技术优化是钢铁制造流程优化的重要切入口。阐述了电炉-连铸区段"界面"技术的内涵和分类,并以唐山某钢厂为例,对全废钢电炉流程电炉-连铸区段"界面"进行物质流运行过程事件解析、时间解析和温度解析。在此基础上,采用排队论方法对该钢厂钢包在线周转数量进行优化,结果表明:钢包在线周转数量有望从现有的6～7个减为5个。     

薄带连铸三电控制系统设计

薄带连铸是新兴的短流程带钢连铸技术,具有节能和工艺流程短等优点。2013年宝钢在宁波钢铁建设了一条薄带连铸连轧示范线。由于参与方较多,又是新工艺流程,造成系统复杂,维护不易。针对薄带连铸工艺的特点,介绍了薄带连铸三电控制系统的设计原则以及涉及到的关键技术。从薄带连铸工业化产线三电系统设计的角度出发,提出了L0/L1/L2的三层级系统配置方案,优化了系统配置。     

用现代工艺流程建设和改造钢铁厂

1 钢铁生产现代工艺流程的基本特征和目标1.1 基本特征 (1)流程紧凑化 生产工序尽可能减少,生产流程尽可能缩短,如在废钢、电力条件适宜情况下发展起来的电炉短流程钢厂(电炉-连铸-轧钢);采用COREX熔融     

论钢厂制造过程中能量流行为和能量流网络的构建

对钢厂制造流程动态运行过程的物理本质进行了概要的描述,并在此基础上进一步指出:在钢厂制造流程中,铁素物质流与碳素能量流的关系是相伴而行的,而碳素能量流与铁素物质流的关系则是时合时分的。在钢厂制造流程中,不仅存在着铁素物质流网络及相关的运行程序,而且也存在着与铁素物质流转换有关的能量流网络及其运行程序。强调在研究钢厂的能源转换功能的方法时指出,不能停留在物料平衡、热平衡的方法上,而应该以动态的输入-输出概念和能量流网络的概念来进一步推动钢厂节能减排工作。还讨论了钢厂能量流运行的动力学机制以及能源管控中心的设计原则。进而从铁素物质流系统和碳素能量流系统提出了一系列钢厂节能减排的着手环节。特别对钢厂"只买煤、不买电、不用燃料油"的内涵与煤气等含能介质"近零"排放作了解释。提出中国钢厂的节能减排应该进入以建立能量流网络——能源管控中心为主要标志的新阶段。     

国外带钢直接铸造技术的进展

1 概况 薄板坯连铸技术的成功,可以说在钢铁界引起了强烈的震撼。如果说薄板坯连铸技术进一步加强了短流程钢铁厂这个新概念,带钢直接铸造技术才是真正实现了质的突破。它跨越和消除了带钢生产过程中的热轧过程,实现了从炼钢、铸造到冷轧的飞跃,薄板坯连铸的炉卷轧机并没有彻底消灭热轧过程,而带钢直接铸造技术使热轧的概念不复存在,钢液经过连铸后直接成为厚度为1～     

某钢厂钢铁生产流程节能减排监控一体化系统建设思考

当前国内钢铁业内部的信息化工程整体上还是单独运行,尚未形成一个整体闭环以达到循环再利用效果,节能减排工程的信息化工程建设水平有待提高。另外钢铁生产工艺流程长,需要针对其工艺流程从大系统角度全面考虑,才能构建钢铁生产流程节能减排监控一体化系统,实现钢铁的绿色制造。为了探索生产工艺节能和减排工作的有机结合,某钢厂建设了节能减排监控系统,该系统在采集主要污染物排放数据以及主要用能单元的工艺、能耗等数据基础上,通过对监测数据分析和建模,指导调整生产工艺,实现了系统的节能和减排。本文介绍系统的架构及特点,并给出典型生产流程案例,说明采用该系统后在节能减排方面带来的效果。     

钢铁企业物质流、能量流和污染物流研究

建立了钢铁企业物质流、能量流和污染物流的分析方法.提出了钢铁企业生产过程和能源转换过程的数学模型;给出了工序能耗、产品能值和吨钢能耗表达式;同时考虑钢铁生产过程中资源消耗、产品生产和污染物排放等问题,提出了工序、产品和吨钢环境负荷分析方法和计算公式;分析了钢铁生产过程中影响上述指标的各种因素,以及能量流、物质流和污染物流三者间的相互关系;应用建立的分析模型,研究和分析了我国钢铁工业吨钢能耗和环境负荷的变化与进步.     

钢铁行业能源精准化管控集成系统的开发

在信息技术综合服务平台的基础上,以钢铁行业节能环保为目标,通过钢铁行业节能试验工程建设、钢铁企业能源精准化设计、钢铁企业能源综合管控、钢铁行业能源信息咨询服务四大平台的建设,开发出钢铁行业能源精准化管控集成系统。此项目的实施可降低钢铁企业吨钢综合能耗3%~5%,吨钢节省18.1kg标准煤,吨钢减少CO2排放超过45kg。     

钢铁企业投入产出模型及吨钢能耗和环境负荷分析

同时考虑钢铁生产过程中资源消耗、产品生产和污染物排放等问题,构造了一张能源—环境负荷投入产出表.应用物质平衡理论,建立了钢铁企业产品生产过程和能量转换过程数学模型;给出了工序能耗、产品能值和吨钢能耗表达式,以及工序、产品和吨钢环境负荷计算公式;分析了影响上述指标的各种因素,以及能流、物流和污染物流三者间的相互关系;总结了20年来我国钢铁工业吨钢能耗和环境负荷的变化与进步.     

Material Metabolism and Environmental Emissions of BF-BOF and EAF Steel Production Routes

As an energy-intensive industry, iron and steel production are suffering from the resource and environmental issues. Blast furnace—basic oxygen furnace (BF-BOF) process and electric arc furnace (EAF) process are the two most common routes of steel production. Therefore, it is very important to quantify the industrial metabolism for the two routes. In this work, material flow analysis is used to comparatively investigate the energy efficiency, material efficiency, and emissions intensity at the enterprise level. The results show that the total energy consumption and material consumption per ton of steel of the BF-BOF route are 2.8 and 11 times larger than those of the EAF route, respectively. In addition, the emission intensities of dust, CO₂, SO₂, NO₂ and CO of the BF-BOF route are 7.7, 2.6, 92.6, 33.5, and 12.0 times greater than those of the EAF route, respectively. To achieve a more sustainable steel industry, some policy recommendations are put forward finally.     

Emission Mitigation of CO2 in Steel Industry: Current Status and Future Scenarios

Global warming caused by greenhouse gases(GHGs) has been recognized as a worldwide problem.Of all the GHGs ,CO2is the most significant ,account-ing for half the greenhouse effect .In 1992 , over 150countries signedthe United Nations Framework Conven-tion on Cli mate Change (UNFCCC) onthe Cli mate Con-ferencein Rio.Six years later ,the 3rd meeting washeldin Kyoto ,and 175 countries agreed to take fur-ther actions to reduce GHGs emissions .In February2005 ,the Kyoto Protocol ,in whic…     

钢铁制造流程“界面”技术与界面能量损失分析

 从钢铁制造流程的特点出发,阐述了“界面”技术的必要性及“界面”技术的内涵,并指出炼铁-炼钢“界面”、炼钢-连铸“界面”和连铸-热轧“界面”的物质流运行优化及界面功能匹配集成对降低全流程能耗、物耗、降低成本和促进环保具有重要的作用,以期引起钢铁行业从业者尤其是管理者的重视。还针对年产290万t的棒线材流程企业,计算了该流程的余热余能资源量及热损失情况,并剖析了不同条件下工序之间“界面”过程的能量损失情况。最后指出优化炼铁-炼钢“界面”的铁水运输、炼钢-连铸“界面”的钢包周转和连铸-热轧“界面”的铸坯输送是减少流程热损失的工作重点,同时还应重视热轧结束时热轧材的余热回收利用技术开发。     

“三传一反”与“三环一网”——论现代高炉的再生

 “三传一反”是过程工业和过程工程的学科基础，为过程工程研究和设计的现代化提供了重要的理论保障。近年来，由于中国过程工业发展特点，导致资源和环境问题突出。为了更好地解决能源和环境问题，提出了“三传一反”与“三环一网”互补、协同的思路，希望从根本上解决过程工业出现的资源、能源和环境问题。所谓三环是指新工艺新技术符合环境(一环)要求；物质和能量实现行业内、设备内的循环(二环)；资源和能量实现全社会、跨行业、跨地区的循环(三环)利用和匹配。一网是构建煤基清洁气体能源网络，实现清洁能源自给自足，确保中国能源安全。中国能源以煤为主，直接用煤出现了能源浪费、大气污染、水污染等问题。然而煤作为不得不用的能源，只有清洁高效转化才是根本。高炉是钢铁工业的重要装备，由于近年来粗钢产能过剩、废钢循环、基建投资还本困难等问题，部分高炉面临拆除的风险，势必导致固定资产的浪费，因此如何寻找大中型高炉出路是摆在钢铁工业面前的现实问题。除了炼铁之外，高炉的能源转换和固废转化功能，还没有发挥出来。为此，提出高炉改成造气炉，利用中国资源量丰富的非焦煤型煤在高炉内气化，再利用气体净化技术，余热回收技术，实现煤的清洁转化，最终形成清洁气体能源网路。希望借助“三传一反”与“三环一网”互补理念，帮助过程工业，特别是能源工业和重工业发展。使中国钢铁工业从产量第一，向设备功能提升、装备升级、产品结构拓展等方向发展，实现产业升级、突破行业壁垒，实现过剩钢铁向煤基清洁能源的转变，助力过程工业的“弯道超车”。     

Emission Mitigation of CO2 in Steel Industry: Current Status and Future Scenarios

The sustainable development against global warming is a challenge faced by societies at global level. For steel industry, the pressure of reducing CO₂ emission is likely to last many years. During the past decades, the CO₂ emission per ton steel has been reduced mainly due to the improvement of energy efficiency. Entering the 21st century, the steel manufacturing route must have three functions, namely, production of high performance steel products, conversion of energy, and treatment of waste. In the near future, it is expected that existing BF-BOF and EAF routes will be improved, in order to produce high performance steels, increase the use of scrap, and integrate steel industry with other industries for mitigating CO₂ emission. In the long term, using carbon-free energy, reducing agents, and storing CO₂ securely or converting CO₂ into a harmless substance can be presumed for tremendous reduction in CO₂ emission.     

钢厂模式与工业生态链--钢铁工业的未来发展模式--在第二届地球环境与钢铁工业国际研讨会上的报告

进入21世纪以后，如何认识钢铁企业的社会经济角色，特别是如何认识钢铁制造流程的功能，是一个时代性的命题。仅从冶金学、材料学的角度上看，钢厂的功能只是钢铁冶炼与钢材生产而已。如果进一步扩展到资源、环境、生态、循环经济等视野来看，则钢厂应是生态工业链中的重要一环。从钢铁企业的未来社会、经济角色来看，钢铁厂生产流程应该(特别是高炉-转炉长流程)主要有三种功能：钢铁产品制造功能；能源转换功能；社会大宗废弃物处理-消纳功能。作为与环境-生态协调的循环经济社会中的钢铁厂大体可有两种模式，即：港口生态工业带钢铁厂；都市周边型钢铁厂。     

节能降碳的蓄热式加热炉烟气反吹关键技术

摘要：蓄热式加热工艺是大型钢铁企业轧钢工序普遍采用的加热技术,但该工艺高频率换向蓄热燃烧导致公共管道内的燃气交替排入大气造成环境污染和能源浪费,使其成为钢铁生产流程中少有未进行污染物治理的生产工序。基于消除蓄热式加热炉热工制度缺陷,系统介绍了蓄热式加热炉烟气反吹扫技术及与之匹配的加热炉烟气反吹安全联锁与防爆技术、烟气反吹工艺设计与时序调控技术。该成果应用于某钢铁企业蓄热式加热炉（160t/h）建设国内首套换向残留燃气反吹技术示范线,该加热炉燃气放散体积分数由9.0%降低至0.208%,CO放散减排率达92%以上,轧钢燃气耗量节约4.38%。其后承建多家钢铁企业19条蓄热式轧钢加热炉烟气反吹改造工程,均取得较好效果,节能、环保及社会效益显著,同时减少碳氧化物的排放量,助力国家实现双碳目标。