烧结点火炉工艺参数的寻优与应用

在自行设计的烧结杯试验平台上,针对影响烧结点火工艺的几个重要参数开展了试验研究,并将相关研究成果应用于工业实际中。结果表明:降低点火温度、缩短点火时间均可降低点火燃耗,但烧结产品质量指标呈现变差的趋势,减小点火负压有利于降低点火燃耗并提升烧结矿产品质量;当点火温度低于950℃、点火时间短于0.75 min或者点火负压小于5 kPa时,烧结料表层混合料难以点燃,烧结反应无法发生;增加点火后的保温段有利于改善烧结矿质量,但保温时间过长也会对烧结矿产生不利影响,最佳的保温时间为2 min;本文成果应用于工业生产中,可有效降低烧结点火炉能耗约20%～30%。     

带式焙烧机设计用热工数学模型技术的研究与验证

针对现阶段带式焙烧机热工参数计算过程冗长易错的问题,以工艺段热平衡与风阻平衡计算为基础,建立并求解多元多次方程组,进而开发出适用于多原料种类的带焙机热工数学模型。将京唐504 m~2带焙机与包钢624 m~2带焙机的现场实际生产参数导入模型进行验证。验证结果表明:模型参数计算误差率10%,计算速度与精度均较现阶段人工计算大幅提高。     

烧结料面燃气喷吹系统仿真模拟研究与应用撤回

为了提高喷吹燃气混合的均匀性,确定合理的喷吹管结构参数,本文运用Fluent数值仿真软件,对燃气喷吹系统进行建模和流场仿真,分析不同喷吹速度（30、40、50 m/s）、喷孔角度（0°、30°、60°）和管间距（500、600、700 mm）对料面燃气峰值体积分数和喷吹范围的影响。研究结果表明：双孔喷吹时,随着速度的增大,料面燃气峰值体积分数、喷吹范围逐渐增大;随着喷孔角度的增大,料面燃气峰值体积分数逐渐减小,喷吹范围逐渐增大;随着管间距的增大,料面燃气峰值体积分数和喷吹范围均先增加后减小;在300～500 Nm³/h喷吹量下,优选的喷孔角度为60°,管间距为700 mm。新技术成功应用于中天钢铁工业现场后,当喷吹总流量为300 Nm³/h时,吨矿固体燃料消耗量减少2.8 kg。     

烧结料面燃气喷吹系统仿真模拟研究与应用

为了提高喷吹燃气混合的均匀性,确定合理的喷吹管结构参数,本文运用Fluent数值仿真软件,对燃气喷吹系统进行建模和流场仿真,分析不同喷吹速度(30、40、50m/s)、喷孔角度(0°、30°、60°)和管间距(500、600、700 mm)对料面燃气峰值体积分数和喷吹范围的影响.研究结果表明:双孔喷吹时,随着速度的增大...     

大交叠区域的三维网格的融合与拼接

 通过融合重叠区域的顶点以及带边约束的基于点邻域平坦度的网格重构算法,实现了大交叠区域的三角网格的拼接,避免了因删除重叠区域的顶点而需要的补洞操作以及裁剪而产生的细碎三角形.首先,基于有向包围盒的思想,对网格的重叠区域进行快速定位;针对重叠区域的网格顶点,利用移动最小二乘的方法进行融合,避免了由于配准不精确而产生的噪音;而后,利用带边约束的基于点邻域平坦度的网格重构算法,对剩下的重叠区域的顶点进行三角化;最后,通过合并网格中的共同边界边实现网格的拼接.实验表明,该方法对于存在大交叠区域的三角网格的拼接快速而有效.     

对Fe-Al-Cr耐热烧结矿的结构分析

对Fe-Al-Cr耐热烧结矿进行了制备与结构性质分析.将Fe-Al、铁和铬粉末混合后挤压成型,并在压力为10-4 Pa,温度为1 448 ℃的环境下进行烧结,烧结时间为500～600 min.对烧结后的成品进行了X射线微量分析以及高温抗氧化性测试,找出了烧结矿所含化学成分与烧结时各参数对烧结成品矿的结构性质的影响关系.结果显示,孔隙度低于6%的合金品在氧化后拥有几乎与无孔Fe-Al-Cr合金一样的抗氧化能力.这是因为在氧化初期,被氧化的Fe-Al-Cr粉末会自动填充进成品矿的孔隙里,这就使得到了氧化后期,成品矿拥有了与无孔Fe-Al-Cr合金一样的行为特性.     

分层供热富氢烧结关键技术探索与研究

 中国提出2030年碳达峰、2060年碳中和的“双碳”战略以缓解温室效应带来的环境问题。钢铁是仅次于火电的国内第二碳排放大户,作为钢铁行业中的核心环节,烧结工序的碳减排已是必然趋势。常规烧结工艺中,料层中固体颗粒燃料难准确满足“自蓄热效应”要求的“上多下少”的分布要求,导致料层内部供热不均、成矿质量差、能效低下,且易出现微观局部还原性气氛,对烧结成矿和烟气中CO增多造成负面影响,制约了烧结节能减碳水平的提升。对此,作者研究了燃料形态、燃料分布对烧结的影响规律,提出了“分层供热富氢烧结”理念,阐述了厚料层烧结条件下料层上、中、下各层不同的气固组合供热方法,即顶层依靠富氧点火耦合固体燃料供热、上中层依靠富氢燃气喷加耦合固体燃料供热,下层依靠水蒸气喷加耦合固体燃料供热,同时探明了对应该方法的分层供热低碳烧结机理,详细阐述了富氧点火耦合固体燃料顶层供热、富氢燃气喷加耦合固体燃料中上层供热、水蒸气喷加耦合固体燃料下层供热等关键技术及其技术效果,并对应用上述技术可能出现的烧结过湿层恶化问题提出了解决办法。通过这些技术的集成应用,可以大幅降低烧结工序能耗,减少烧结工序碳消耗、碳排放及其他污染物排放,并改善烧结矿质量。     

固态发酵法脱除菜籽饼粕中总酚及芥子碱的工艺研究

筛选出能高效降解菜粕中总酚及芥子碱的菌株,并进行混合发酵,研究了不同菌株、不同菜粕原料、不同接种量、不同发酵时间、不同营养源及不同金属离子对总酚及芥子碱降解率的影响。结果表明:酿酒酵母、纳豆芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌B4以8%的总接种量,等比例接种到添加了5%糖蜜和0.05%的硫酸铜及硫酸亚铁的菜籽饼粕(含水量为50%)中,发酵72h,菜粕中的总酚和芥子碱降解率可达到70.72%及80.06%。     

高光谱快速预测冷鲜鸡胸肉中乳酸菌

乳酸菌含量是评价冷鲜鸡胸肉品质的重要指标。随着储藏天数的增加,当乳酸菌含量超过106 CFU/g,冷鲜鸡胸肉黏度增加,开始腐败变味。本研究通过化学计量学算法挖掘高光谱数据快速预测鸡胸肉中乳酸菌含量。首先,采集119个冷鲜鸡胸肉样品900~1700 nm的高光谱图像,提取肉样图像感兴趣区域(Region of interest,ROI)内的光谱信息,经多元散射校正(Multiplicative Scatter Correction,MSC)等8种方法预处理原始光谱,采用偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS)算法挖掘光谱信息,构建全波段PLS预测模型(F-PLS)。然后,选用回归系数法(Regression Coefficient,RC)、逐步回归法(Stepwise)和连续投影算法(Successive Projections Algorithm,SPA)筛选最优波长优化F-PLS模型。结果显示,基于SPA法从基线校正(Baseline Correction,BC)预处理光谱中筛选出21个最优波长(903.8、905.5、912.1、915.4、917.0、920.3、923.6、931.8、941.7、1107.0、1135.9、1157.3、1269.2、1303.7、1320.2、1348.2、1551.1、1676.9、1686.9、1695.1和1698.4 nm)构建的SPA-PLS模型预测最好(r_P=0.949,RMSEP=0.439lg CFU/g,RPD=2.787)。本试验表明,采用近红外高光谱技术快速预测冷鲜鸡胸肉中乳酸菌含量是可行的。     

基于Aspen Plus的气流床煤粉富氧气化模拟研究

基于Aspen Plus软件的Gibbs自由能最小化法,建立了煤粉在气流床中的富氧气化模型,该模型预测气化温度、产气组分和产气热值,与试验结果吻合良好。利用Aspen Plus的灵敏度分析模块研究氧气体积分数对气化温度、气体组分、产气热值、气体产率、有效气产率、碳转化率、气化效率及煤气污染物的影响,结果表明:随着氧气体积分数的增加,气化温度逐渐升高,H_2,CO和CO_2含量逐渐增加,而N_2的含量逐渐降低,气体产率逐渐降低,有效气产率逐渐增加,产气热值、碳转化率和气化效率逐渐升高。随着氧气体积分数的增加,粗煤气中H_2S的质量浓度逐渐增加。