高炉风口回旋区兰炭燃烧行为的数值模拟

为了探究价格较为廉价并且燃烧性能良好的燃料(兰炭)在高炉直吹管、风口、回旋区内燃烧产生的温度、气体成分以及燃料的燃尽率分布情况,根据高炉的实际尺寸,建立了三维物理模型并进行模拟计算。模拟结果表明,当单独喷吹烟煤、兰炭时,回旋区内的温度均为先升高到最高温度后缓慢降低,风口中心线上最高温度分别为2 447、2 415 K。然而,当单独喷入无烟煤、焦化除尘灰(CDQ粉)时,回旋区内温度持续缓慢上升,在回旋区出口处达到的最高温度分别为2 473、2 366 K。烟煤在风口、回旋区内燃烧产生CO的质量分数均高于其他3种燃料;兰炭、烟煤、无烟煤、CDQ粉在回旋区出口处产生的CO质量分数分别为20.82%、26.09%、17.51%、15.74%。采用兰炭喷吹的燃尽率(63.01%)高于采用无烟煤和CDQ粉的燃尽率(分别为58.03%和52.40%),低于采用烟煤的燃尽率(73.13%)。虽然兰炭和无烟煤的组成成分相似,但是从兰炭在风口、回旋区内燃烧产生的温度、气体成分、燃尽率等方面来看,兰炭的燃烧性能要强于无烟煤。     

含钼废渣冶炼钼铁的优化试验

利用含钼废料钼酸钙为原料,采用碳还原法冶炼钼铁,通过单因素分析试验及正交试验优化得出最佳的试验条件,钼酸钙加入量应低于10%,熔炼温度为1 525 ℃,保温时间为25 min,碱度为1.3。通过XRD、SEM、EDS分析得出用此方法生产得到的钼铁合金中,钼以Mo₂C、Fe₃Mo以及Fe₃Mo₃C的形式存在,渣系为二元玻璃渣系,具有与普通玻璃相似的成分系统。经测定合金中钼的回收率大于99%,钼资源回收效益可观。     

转炉炼钢出钢过程的数值模拟

不同直径的出钢口决定转炉出钢流场的分布,从而影响出钢过程的钢水温降,而钢水温降直接影响转炉出钢温度以及炼钢生产节奏。为掌握出钢过程中的温降规律以及设计合理的出钢口参数,利用Ansys软件包建立三维转炉及钢包模型,借助数值模拟方法,研究得到200 t转炉在不同尺寸出钢口下的出钢流场数据,进而针对出钢过程中的钢水注流,研究出钢口尺寸及钢包内壁温度对注流温降的影响规律。研究发现,钢水注流的温降与注流比表面积成正比;另外在出钢早期,内壁温度每提升100 K,注流温降平均减小0.4~0.7 K。后续将继续开展出钢过程中钢包及合金辅料对钢水温降影响规律的研究,以期为转炉出钢工艺提供数据支撑。     

基于图像识别的铜转炉吹炼造渣期渣含Fe预测模型研究

铜转炉吹炼是火法炼铜的关键工序,其终点判断与炉寿、铜产率和直收率紧密相关,目前现有人工经验、仪器测定和物料平衡法等终点判断方法均存在一定的局限性。理论上铜转炉吹炼造渣期终点与渣含Fe是否达标有关,而不同Fe含量渣样呈现不同的图像特征,鉴于此,基于图形识别的特征向量提取原理,分别采用卷积神经网络(CNN)算法与支持向量机(SVM)算法,构建了铜转炉吹炼造渣期渣含Fe预测模型,为图像识别技术在铜转炉吹炼终点判断中的应用奠定数模基础。两种模型的实例分析表明,卷积神经网络的训练集预测准确率98%,测试集预测准确率约50%;支持向量机模型的训练集预测准确率99%,测试集预测准确率62%。     

GCrl5轴承钢精炼渣对夹杂物祛除行为的研究

通过建立的夹杂物穿越钢渣界面运动模型,研究了精炼渣对夹杂物的吸附现象。结果表明,夹杂物 粒径、表面张力和熔渣粘度是影响夹杂物冲破钢渣界面的重要参数,大型夹杂物中粒径和熔渣粘度起决定作用,而 ≤ 20㎛ 级别的小型夹杂物中仅表面张力起决定作用;大型夹杂物冲破钢渣界面的能力远大于小型夹杂物。针对 小型夹杂物难以吸附的问题,运用了夹杂物运动模型和熔渣、钢液表面张力模型,研究了表面张力对吸附过程的影 响。结果表明,直径≤ 122.9 ㎛尺寸的夹杂物均无法穿越钢渣界面,回弹至钢液一侧,由此得出：无法通过调整精 炼渣用以吸附≤ 122.9 ㎛夹杂物以达到进一步降低钢中氧含量的目的。     

LD-氯站流程生产Q235B钢连铸板坯中间裂纹的分析与控制

针对LD-氩站流程生产Q235B钢230 mm连铸板坯出现的中间裂纹,利用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪对中间裂纹宏观和微观特征进行了系统分析。结果表明,判断扇形段接弧不良、辊缝精度差、辊子错位等是中间裂纹形成的外因;裂纹带上有粗大的晶粒,且有明显的Mn、S等元素以及复合夹杂物形态聚集是铸坯产生中间裂纹的内因。通过控制接弧精度≤±0.3mm、辊缝精度≤±0.5 mm、二冷比水量0.50 L/kg、成品[S]≤0.030%、[Mn]/[S]≥15等工艺措施,减少甚至杜绝板坯中间裂纹的发生,提高了连铸板坯的心部质量。     

鞍钢鲅鱼圈4038m3高炉高比例使用中块焦炭生产实践

针对鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司4038 m3高炉高比例使用中块焦炭后出现的风量萎缩、顺行变差,尤其是高炉休送风恢复过程中炉缸活跃性差、煤气流中心通道打不开、频繁崩滑料现象,提出采取合理匹配上下部调剂、组织好炉前渣铁排放、小焦布料制度以及改善休风料结构等措施.实践后,高炉实现了中块焦比为90 kg/t情况下的长期稳定顺行,休送风恢复未出现超时现象,适应了高比例使用中块焦炭的生产.     

国内铝工业全行业铝灰特性和利用处置技术研究进展

为对我国铝工业全行业铝灰的特性进行总结归纳,通过收集国内24家大型铝行业企业的不同类型铝灰样品进行pH、含盐量、元素含量、重金属等测试分析,梳理了各行业铝灰的来源特性、成分特性及污染特性;针对当前国内铝灰利用处置市场的活跃需求,归纳总结了铝灰规模化利用处置技术实践进展及发展方向,以期为全行业铝灰的利用处置提供借鉴和指导。     

电化学还原辅助废旧锂离子电池正极材料高效浸出

为了提高废旧锂离子电池正极材料中有价金属的浸出效率,采用电化学还原法实现对正极材料中有价金属的高效浸出。采用单因素试验探索硫酸浓度、浸出时间、温度和电流密度等因素对锂、镍、钴和锰浸出率的影响,借助扫描电镜、X射线衍射仪对电化学浸出前后正极片的表面形貌、元素分布及物相组成进行综合分析。结果表明：在外加电场的作用下实现了有价金属的还原,正极材料浸出后,主要剩余具有多孔结构的黏结剂PVDF;在硫酸浓度0.8 mol/L、浸出时间60 min、温度50 ℃、电流密度30 mA/cm2的条件下,锂、镍、钴和锰的浸出率可分别达到97.2%、95.68%、95.09%、94.61%。