板坯连铸结晶器内钢液流动特征的模拟

研究了板坯连铸工艺参数对结晶器三维流场的影响.考察的工艺参数包括浸入深度、水口倾角和水口结构形状,考察指标为内部流场以及冲击深度和表面湍动能.利用CFX软件采用数值计算方法进行了实验模拟研究.模拟研究结果表明,水口浸入深度增加,熔池表面附近向上运动的回流区加大;水口倾角增大,上部回流区变大,下部回流中心下移;浸入深度增加,则冲击深度增加;水口倾角增大,冲击深度减小.浸入深度增加,表面湍动能减小;水口倾角增大,表面湍动能增大.本研究与实际工艺研究是相辅相成的,为工艺技术研究提供了一种灵活、方便、高精度的辅助工具.     

线性规划在冶金生产中的应用

1、前 言 线性规划是当代用途最广泛的运筹学方法之一。冶金生产中的许多实际问题,例如生产管理、原材料管理、冶金配料、钢液的合金补加计算以及冶金产品结构优化等,都可以表示成线性规划模型。通过对模型的求解和在生产中的实施,可以达到合理利用资源、提高企业经济效益的目的。在我国目前金属矿产资源紧缺、原材料普遍涨价的情况下,减少各种原料消耗,以及合理利用各种矿产、废钢资源是摆在各冶金企业面前的一     

我国大中型电弧炉炼钢技术现状调研和分析研究

通过在钢铁企业调研，收集整理了1997～2001年我国部分大中型电弧炉炼钢运行的技术经济指标数据；25家冶金企业的38台电弧炉，技术经济指标为冶炼电耗、电极消耗、出钢至出钢时间、变压器日利用系数等12项指标，共计数据2280个，采用SAS统计分析软件对数据进行了统计分析，1997～2001年全国电弧炉指标中，电耗、电极消耗逐年降低，日历作业率、变压器日利用系数逐年提高，电弧炉指标中电耗与出钢至出钢时间之间明显正相关，电耗与变压器日利用系数之间明显负相关。变压器日利用系数（Ccd）、出钢至出钢时间（t）对电耗（E）的影响显著，线性回归方程为E=428.74-4.52Ccd 0.91t。     

清洁能源炼钢前景的分析及探索

 钢铁生产的节能减排问题可以通过能量消耗的减量化、能量的回收利用和清洁能源替代等途径解决。提出了“太阳能光伏炼钢”概念,其重要特点一是光电转化,二是“脱网”,即不与常规的输供电电网相搭接,尝试完全以清洁能源替代炼钢过程所需的传统涉碳能源。研究工作包括太阳能光伏炼钢概念实验的工艺设计、概念炉的系统设计和技术设计。第一台容量为1 kg的光伏炼钢概念炉于2006年12月26日在北京科技大学冶金与生态工程学院成功地完成了首次炼钢实验,实现了“无碳”炼钢从理念到实践的跨越。     

150t交流电弧炉炼钢高效化节电

采用了统计分析、物料衡算及能量衡算等研究方法,对天津钢管公司150 t交流电弧炉炼钢高效节电技术进行了研究.三项单元技术研究针对特有的四元炉料结构,研究其对吨钢冶炼电耗的定量影响;使用4支炉壁氧枪和2支炉门氧枪及分时段供氧技术,保证了1.4 m3/(min·t)的供氧强度,提高了氧气利用率;研究新的更大容量变压器的合理供电技术,保证了100 MW变压器炼钢安全、高效运行.在此基础上,按炼钢生产速率和能量需求进行有效综合研究,取得了高效、节电的显著效果.     

承钢提钒氧枪的数值模拟

研究了转炉氧枪喷头参数对熔池中钢液流场及炉衬侵蚀的影响.考察的工艺参数为喷孔夹角,考察指标为射流宽度、钢液流场和炉衬附近钢液流动方向与炉衬的夹角.利用Gambit和Fluent软件采用数值计算方法进行了实验模拟研究.结果表明,喷孔夹角增大,射流的宽度增加;喷孔夹角从10°增加到13°,熔池中钢液流场发生了不同的变化,当夹角为11°时,炉衬附近的钢液流动方向与炉衬夹角最小,对炉衬冲击最轻.将研究结果应用于承钢生产,取得了较好的效果,炉龄突破17000炉,提钒周期成功缩短至12 min,比原工艺缩短了0.3 min,半钢余钒降低至0.04%以下,氧耗每炉降低23 m3.     

利用太阳能在水溶液中电解制铁

以太阳能电池板光伏转换所得电能为电源,采用正交试验对电解氯化亚铁溶液制取纯铁的工艺进行优化,得到最佳电解参数为:FeCl2·4H2O375g/L,pH=2.0,电流密度3A/dm2,温度50°C。在最佳工艺下,电流效率和电沉积速率分别达到88.9%和0.45g/h,所得铁表面光滑,呈银白色金属光泽。利用太阳能电解制铁对以后的清洁能源制铁具有一定的借鉴作用。     

超细粒度拜尔法赤泥氢还原动力学实验

通过超细粒度拜尔法赤泥的氢还原实验考察了800～1000℃还原温度条件下还原时间对还原率的影响,并根据实验结果对超细粒度铁氧化物还原动力学模型进行了计算分析。研究结果表明,还原时间长、还原温度高对应的还原率高,在1000℃条件下还原70 min还原率高达99%以上,还原过程中赤泥颗粒间未发生烧结,有利于将铁元素与其他杂质元素分离;对于超细粒度拜尔法赤泥的还原,影响反应进行的限制性因素为界面反应;常用未反应核模型不能精确描述超细粒度铁氧化物的还原率和还原时间的变化关系,研究修正了未反应核模型,使之适用于描述超细粒度下铁氧化物的还原过程。     

高炉粉尘Fe和Zn非熔态分离工艺

开发一种高炉粉尘再资源化处理工艺,采用"非熔态还原-磁选分离-Zn的回收、富集"方法对典型高炉粉尘进行Fe、Zn非熔态分离研究.结果表明:在910~1 010℃,使用纯H₂、CO为还原剂进行非熔态还原,同时实现粉尘中Fe₂O₃(s)→Fe(s)和ZnO(s)→Zn(g)的高度转变,金属化率达到90%以上,气化脱锌率达到99%以上,且还原过程未发生烧结.还原产物直接经磁选分离、富集得到TFe品位>90%的富Fe物料;含锌挥发物经回收、富集得到ZnO含量>92%的富Zn物料.成功地将高炉粉尘全部转化为MFe、ZnO等有价资源,实现了零排放,且分离过程不需高温熔融,过程能耗低,无环境污染.