泰钢串罐式高炉炉顶插入件设计优化

 插入件通常安装在高炉料罐中以延长设备使用寿命，而料罐中安装插入件对料罐和炉喉内炉料粒度分布有重要影响。基于泰钢1 780 m3高炉串罐式无钟炉顶系统，建立等比例三维几何模型，分别在改变插入件安装高度和直径的条件下，对炉料从皮带运动至炉喉全过程进行离散单元仿真计算。统计结果表明，安装插入件使大粒径颗粒分布趋于料罐中心，小粒径颗粒分布在料罐壁面附近；下料罐卸料过程中，安装插入件使颗粒流动模式由“漏斗流”转变为“活塞流”，缩小了炉喉径向平均粒径波动范围。当插入件安装在料罐下部锥形区域高度的1/2，且直径等于料罐出口直径时，炉喉中心区域平均粒径相对较大。对实际料罐插入件的设计与安装以及高炉生产具有重要指导意义。     

动态渣铁对高炉炉缸陶瓷杯和炭砖的侵蚀

以高炉炉缸常见的2种陶瓷杯和2种高导热炭砖为例,模拟高炉炉缸渣铁流动环境,进行动态渣铁侵蚀试验。从试样的宏观形貌、侵蚀质量、微观结构等方面研究了渣铁对陶瓷杯和炭砖不同的侵蚀作用,对不同的侵蚀区域进行了划分和讨论。研究发现:炉缸砖衬不可避免地会受到直接接触的液态渣铁的侵蚀,对于陶瓷杯,在"渣铁侵蚀区"的侵蚀最为严重,而炭砖的侵蚀较为均匀,不存在"渣铁侵蚀区";试样转速由25r/min提高到50r/min,试样的侵蚀加重,可见渣铁的环流作用会加剧炉缸砖衬的侵蚀。为了抑制渣铁对炉缸砖衬的侵蚀,必须提高砖衬抗渣铁侵蚀能力,同时应维持合理的渣铁流动,减弱炉缸渣铁的环流作用。     

基于自组织理论的冶金传输原理教学

冶金传输原理是冶金工程专业的专业基础课,难教难学。教学系统具有自组织特性。通过分析冶金传输原理教学的自组织特性,阐述了应用自组织理论的开放性、远离平衡态、非线性和存在涨落特征,基于自组织理论的教学可以提高教学水平,培养学生创新思维,促进冶金传输原理教学系统向和谐、高级的方向发展。     

平面型线圈阵列电涡流传感器阻抗分析

炼钢生产过程中,结晶器钢水液位和炉渣厚度的动态测量对生产高质量钢至关重要,采用电涡流传感器测量钢水液位和渣层厚度具有很多优点。对电涡流传感器的阻抗分析是设计电涡流测量系统的基石。本文以炼钢过程中结晶器钢水液面和渣层厚度分布测量为研究对象,采用平面型线圈阵列传感器,通过建立三维电磁场物理模型并用数值计算的方法求解电磁场,...     

铜钢复合冷却壁传热及热应力分析

通过建立铜钢复合冷却壁传热及热应力分布数学模型,研究了铜钢复合冷却壁与铜冷却壁、铸钢冷却壁的传热性能差异及其铜钢界面热应力分布。结果表明:煤气温度为1200℃时,高炉内无渣皮覆盖铜钢复合冷却壁肋热面最高温度为180℃,较相同煤气温度下铜冷却壁的最高温度高约30℃,较铸钢冷却壁的最高温度低约520℃。铜钢复合冷却壁具备铜冷却壁的传热性能。铜钢界面边缘正应力σz大于0,表现为受拉状态;冷面增加加强筋后,铜钢界面边缘正应力σz小于0,表现为受压状态,且最大等效应力降低至114.45 MPa,低于铜钢复合板的高温强度。高炉内铜钢复合冷却壁不会发生铜钢界面分离破损。热态试验中铜钢复合冷却壁温度计算值与测量值吻合较好,验证了数学模型的准确性。     

高炉块状带矿石逐渐升温还原对料层透气性影响

 为了模拟高炉块状带内矿石还原过程对料层透气性的影响,根据实际高炉料层的运动升温及煤气成分的变化情况,设计了模拟矿石在高炉块状带行程的试验方法,建立了能够实时监测料层压差和矿石还原度的试验装置,给出了矿石逐渐升温还原对料层透气性影响的量化评价指标,并实测了某高炉烧结矿、球团矿、块矿、混合矿石在逐渐升温过程中的料层压差和还原度变化,得出逐渐升温还原后的粉化指标和料层压差增加率具有很好的一致性。与原有的低温还原粉化测试方法相比,该方法更适合用于判断高炉整个块状带内矿石还原对料层透气性的影响,更有利于评价矿石性能对高炉操作的影响。试验还研究了原始粒径、还原失重、还原温度、还原时间、加热、转鼓、泡水对矿石粉化程度的影响。     

迁钢公司2号高炉炉缸热流及侵蚀变化在线监测技术

分析了单独采集高炉炉缸冷却壁水温差或热电偶温度来监测炉缸工作状态存在的问题,指出同时采集上述2种数据作为计算依据更有利于准确监测炉缸和炉底温度场、侵蚀内型、渣铁壳以及炉缸热流强度的变化,并能实时诊断炉缸工作状态异常原因。介绍了迁钢公司2号高炉炉缸冷却水温差及侵蚀变化在线监测系统的开发和应用,分析了“传热法”炉缸热流强度异常升高的原因,指出采用“传热法”炉缸的大型高炉在操作过程中要注意活跃炉缸中心和减弱铁水环流。     

并罐式无钟炉顶装料模式对料面炉料分布的影响

 为研究装料模式对并罐高炉料面炉料分布的影响,建立了国内某5 500 m3实际高炉并罐式无钟炉顶系统全模型,利用离散单元法分别对矿（A）-矿（B）-焦和矿-焦两种装料模式下炉料从矿焦槽运动至料面全过程进行数值计算,对比分析了装料模式对料面炉料分布的影响。结果表明,由于A矿与B矿布入料面时落点轨迹不重合,导致两种装料模式下料面炉料分布不同。在料面径向上,装料模式对料面矿石体积分布和矿焦比分布影响较小。在料面周向上,矿-矿-焦装料模式和矿-焦装料模式下料面矿石体积分布标准差分别为0.133和0.147,矿-矿-焦装料模式和矿-焦装料模式下料面矿焦比分布标准差分别为0.074和0.086,矿-矿-焦装料模式下矿石体积分布和矿焦比分布更均匀。     

Ti-IF钢非金属夹杂物形核热力学和演变机理

通过热力学计算与SEM-EDS检测对酒钢BOFLFRHCSP工艺Ti-IF钢夹杂物形核的热力学进行了研究。结果表明,在Ti-IF钢中夹杂物形核主要是非均匀形核,最易形成TiN,其次为CaO,然后为Al_2O_3。温度升高有利于Al_2O_3、CaO的形成;TiN的形成受温度影响较小。Ti-IF钢中w([Als])控制为0.027%~0.055%时,w([Mg])只需大于0.000 015%,就会有镁铝尖晶石MgO·Al_2O_3(MA)析出。Ti-IF钢中夹杂物演变主要有3种途径,分别为尖晶石与硅酸钙的复合夹杂Al_2O_3→MA→MgAlCaSi、低熔点的铝酸钙夹杂Al_2O_3→CaO·6Al_2O_3(CA_6)→CaO·2Al_2O_3(CA_2)→CaO·Al_2O_3(CA)→3CaO·Al_2O_3(C_3A)/12CaO·7Al_2O_3(C_(12)A_7)以及钛的复合物或钛的化合物Al_2O_3→TiOx→Al_2O_3·TiOx和Ti→TiN/Ti(C,N)。     

合理调整高炉风口参数的数学模型及措施

 合理调整风口对大型高炉吹透中心、活跃炉缸十分重要。目前,实际操作常常认为增加风口长度、增加风口回旋区深度、缩小风口面积能提高风速,进而提高鼓风动能,以利于吹透中心。建立了调整风口参数的数学模型,并以某厂3 200 m3高炉为例,给出了在总风量不变的条件下,增加1个风口长度、减小1个风口面积以及多个风口尺寸调整时,各风口风量、风速和鼓风动能的变化。发现增加部分风口的长度时,对应风口风量、风速、鼓风动能降低。缩小少数风口的面积,会降低对应风口的风量;只有在缩小多数风口的面积时,已调整的风口风速和鼓风动能才可能提高,而未调整的风口风量、风速和鼓风动能提高幅度更大。根据该数学模型,定量化给出该高炉调整风口的相关参数,可用于调整炉缸煤气流的均匀性,维持高炉稳定、顺行。