基于PLC的矿热炉低压无功补偿测控系统的研制

介绍一种基于PLC与触摸屏的矿热炉二次低压无功自动补偿测控系统,它以PLC为自动控制主机,PLC通过PDM获取电源变压器高压一次侧电网参数,通过智能表获取二次侧电炉主要运行电气参数,并据此确定投入或切除并联在电网中的补偿电容数量,以提高矿热炉的功率因数。触摸屏通过RS232串行总线对系统进行监测和参数设置。     

冶炼炉腔内三相交流电弧热导机理研究

基于超高温冶金过程电弧炉产热导热计算，采用傅立叶热传导定律和牛顿冷却定律，对电弧产生热量沿固体轴向热导和流体横向热导机理进行研究。首先，描述电弧各部分的产热量；其次，计算电弧近极段经石墨电极和弧柱段的产热量及流向，提出电弧沿轴向和横向的热导计算方法；最后，以铍铜合金冶炼过程电弧炉温度分布和热量分析，验证电弧热导机理的有效性。研究结果表明，冶炼过程炉腔内热量的流动方式服从轴向热导和横向热导两个关键过程，完善了电弧炉热导机理理论研究。在此基础上对冶炼过程热量计算和利用进行相关分析，分析结果表明，1）炉腔内电弧近极段温度可由炉口火焰温度检测计算得到；2）降低轴向热导的热量耗散、提高横向热量占比是优化电弧炉有效能源利用率的关键方式之一。本文以期达到从热导机理角度优化冶金工艺的目标。     

A dynamic-CFD hybrid model of a submerged arc furnace for phosphorus production

The paper presents the architecture of a submerged arc furnace process model. It utilises the robust and simplistic solving capabilities of a time dependent, dynamic modelling by employing flowrate and composition data. Next, it employs continuously updated electrical data in order to optimise the model’s predictive ability, with zero-order hold elements enforced on flowrate and composition data until these variables are resampled. The addition of a set of fundamentally derived variables generated through the online use of a vectorised, look-up table, is also proposed. Such a look-up table is created offline by utilising computational fluid dynamic (CFD) modelling techniques. Promising results indicate that this pragmatic methodology allows an intermediate version of this model to reasonably predict the metallurgy of the subsequent tap within the inherent accuracy of the data. The model is being tested on industrial data.     

基于DPM的悬浮磁化焙烧主炉气固流动传热数值模拟

为探明悬浮磁化焙烧主炉内气相温度场分布、颗粒流动特性以及颗粒升温速率等信息,基于CFD理论,对悬浮磁化焙烧主炉内稀相气固流动以及传热进行三维数值模拟计算。文中气相计算采用欧拉方法,固相计算采用Discrete Phase Model（DPM）,并考虑气固两相之间的相互作用。结果表明,悬浮磁化焙烧主炉温度在径向呈现炉心温度高、近壁温度低的分布特征,在轴向逐渐趋于均匀。矿石颗粒进入主炉后,在气流的拖曳作用下迅速上升,1.0 s时颗粒可到达主炉顶部,1.2 s时颗粒在顶部弯管处出现逃逸现象;颗粒进入主炉后,自身温度迅速上升达到峰值。由于颗粒相和气相不断进行热量交换,在主炉上部低温区域,颗粒温度有所降低。颗粒在主炉内停留时间呈现“早出峰、长拖尾”的分布特征,其中95%以上的颗粒在1.2~3.6 s内完成逃逸。     

埋弧堆焊技术在油缸生产中的应用研究

主要介绍了在油缸活塞杆生产过程中采用的一种新型加工方法,研究结果表明采用埋弧堆焊技术不但能够提高材料利用率,而且还能减少机械加工,这将为油缸生产提供一种新的工艺选择,同时也详细介绍了埋弧堆焊工艺方法。     

Process metallurgical research activities at Delft University of Technology, Netherlands

Overview of running research activities — Study on the melt flow in the hearth of the iron making blast furnace — Green energy for metals production — Advanced process modelling of hot metal desulphurization by injection of Mg and CaO — Inclusion engineering — High performance casting — Development of the oxygen steelmaking process — Simulation of a continuous steel reheat furnace — Simulation of a mobile heat treatment furnace — Simulation and optimization of phosphorus production     

基于不同生产模式下能源动力系统的科学优化与实践

随着政府在重污染天气的治理力度上的不断加码，钢铁企业能源动力介质的消耗和平衡是钢铁工业备受关注的一个问题。为了平衡好各种能源动力介质，减少放散，能源动力系统采取了科学优化措施:依据不同的高炉运行条件建立公司能源配置模型，实现多种生产条件下的定量供应；依据不同工序对系统的重要性进行用户分级，实现不同能源条件下的精准供应；在极端生产条件下，针对能源动力供应极度紧缺的状况，在严格规定各工序用能的基础上充分发挥内部各气柜缓冲功能，实现安全供应。企业不仅实现了能源动力系统安全、环保、稳定运行，部分富余能源还实现了灵活经营，用于自发电和外销，增加了企业效益，在同类型企业中具有重要的借鉴意义。     

爆炸性试验电感电路分断放电特性分析与建模

为了建立能模拟电感电路分断放电特性的模型,基于安全火花试验装置对其分断放电特性进行爆炸性试验研究,指出电感电路分断放电过程可分为3个阶段,即建弧阶段、电弧放电阶段和辉光放电阶段,且放电电弧结构可分为3个区,即阴极区、弧柱区和阳极区,得出放电电弧的最小建弧电压主要取决于阳极和阴极位降。分析了各放电阶段电阻的变化特点,指出其放电电弧电阻呈分段指数规律变化,且其增长幅度随着时间的增加而逐渐加快。基于电弧能量平衡理论,提出了一种电弧放电阶段的电阻指数模型,利用多分段函数确定其指数系数。采用最小二乘法推导出电感电路分断电弧放电时间常数,得出了模拟电感电路分断电弧放电特性的数学模型。仿真及试验结果验证了理论分析及所提出模型的正确性和可行性。     

废弃碳材料对工业硅冶炼的影响研究

以一种废弃碳材料替代部分还原剂,在8MVA埋弧炉进行工业化试验。依行业经验对比实际生产现状及试验的前中后期的变化进行评估。结果表明,试验中期电耗降低,产品中Al、Ca、Cr、Ni含量明显降低,Fe、P、Ti 未得到改善。在碳排放方面,通过废弃碳材料的替代使用使得每吨工业硅生产过程的CO2排放较少了0.805t。     

煤粉工业锅炉燃烧的数值模拟

为了更好地把握锅炉的性能,应用Fluent软件对某新型高效煤粉工业锅炉内的燃烧过程进行了三维数值模拟.采用非预混燃烧模型模拟化学反应过程,用P-1辐射模型计算辐射传热,用Realizable κ-ε湍流模型模拟气相运动,对固体颗粒相的求解采用随机轨道模型.模拟所得到的炉内温度场、离散相和连续相轨迹分布合理,温度场和实测值较为吻合.模拟结果表明,通过适当降低锅炉的负荷,能够进一步改善煤粉燃烧温度场分布.     

含CO的工业尾气热解中低品位磷矿石

以含一氧化碳(CO)的工业尾气作为燃料,在燃烧炉燃烧后,将产生的高温气体通入煅烧炉,热解中低品位磷矿石,分解碳酸盐杂质,提升磷矿石品位.在单次煅烧的条件下,煅烧时间过短,碳酸盐未能充分分解,煅烧后的磷矿石中CO2质量分数均大于9％,不满足黄磷生产所需磷矿石原材料需求.在多次煅烧的条件下,增加煅烧时间,得出最佳煅烧条件为...     

智能控制技术在黄磷生产中的电炉上的应用

黄磷生产所用的电炉具有大时滞、慢时变、非线性、强干扰等分布参数系统特性 ,而且无法建立精确的数学模型 ,单纯采用严重依赖精确数学模型的常规PID控制难以取得令人满意的控制效果。针对黄磷生产的实际情况 ,提出将模糊逻辑、人工神经元网络以及专家智能控制等三种智能控制方法相结合形成一种新型的智能控制系统。该系统采用分层递阶结构并通过计算机集散系统加以实现 ,其控制优点是不依赖于被控对象———黄磷电炉的严格的数学模型 ,鲁棒性强 ,并且对环境的变化有自适应和自学习能力。仿真实验结果表明 ,该设计方案是合理的和有效的。目前这套智能控制系统已经成功应用于鹏洋化工公司黄磷电炉炉内温度控制 ,控制结果令人满意 ,提高了黄磷产品的质量和产量     

煤样反应室尺寸对流场与氧气耗散分布特性的影响

煤样反应室的尺寸对小型煤低温氧化实验测试炉的测试结果具有显著影响,通过Fluent仿真技术模拟不同直径煤样反应室的流速分布与氧气耗散的分布特性的结果表明:煤样反应室气体流经煤样时的流速与反应室直径成正比关系;煤样耗氧量与煤样反应室直径成反比关系;相较于37 mm和65 mm的反应室直径,45 mm反应室内煤与氧的反应更为均匀。通过数值计算得出了70℃时安太堡褐煤在不同尺寸反应室的耗氧速度,验证了煤样耗氧量与煤样反应室直径成反比关系。     

高压电瓷抽屉窑热量平衡及节能潜力

分析抽屉窑能源利用特点,建立热量平衡计算模型,论证节能技改方案。研究表明,未进行烟气余热回收,液化石油气消耗2301 Nm3/窑,热效率14.7%,能源利用率56.3%。安装快速切换型高效陶瓷蓄热装置实现烟气余热高效回收,热效率提高17.1%,相对节能率116.3%。在300→980℃升温阶段和980→1240℃升温阶段中,基于高温烟气余热高效回收和窑内烟气-成品表面对流传热强化为原理的低氧弥散燃烧和高温旋流燃烧技术,是理论上可行的节能改造方案。     

粉煤灰制备高耗氯产品主反应装置能质平衡模型

探索开发新的粉煤灰有价组元高附加值提取工艺对提高大宗固废粉煤灰的资源利用效率具有现实意义。本文首先基于氯化冶金原理提出采用喷吹竖炉工艺结合精馏提纯技术,以粉煤灰与工业副产氯气为主要原料制备高耗氯产品的技术解决方案,兼顾“以废治废”。然后构建了喷吹竖炉工艺主反应装置的能质平衡模型,通过数值计算分析了经济技术指标,评估了工艺的可行性。计算结果表明,每小时处理695 kg粉煤灰可以生产具有高附加值的AlCl₃、FeCl₃及SiCl₄的理论产量分别为498.78、94.86和935.55 kg;同时消耗焦炭280.47 kg,工业副产氯气1593.74 kg,载气空气182.07 kg;提高工业副产氯气的预热温度可以减少焦炭消耗量,优化生产成本;炉气带走热量占主反应装置热量支出的74.78%,与粉煤灰中各氧化物的氯化率呈正相关;精馏提纯后的高热值炉气结合烟气炉等余热回收设备可以实现循环利用。研究内容和结果可为后续工艺仿真模拟和优化操作参数提供理论基础和数据支撑。     

Modelling the co-ordination number of a packed bed of spheres with distributed sizes using a CT scanner

A model for the coordination number of multi-sized spheres in a packed bed as a function of size distribution and porosity is evaluated using a CT scanner. The model being investigated was only evaluated using a particle packing algorithm by the authors, and not experimentally. This is done with the aim of using this model to quantify the distribution of grains within pellets used as ore bearing feed to the blast furnace. This allows for the prediction of the distributed phase transformation that occurs in pellets, and results in a better overall understanding of the bed in the blast furnace, which can result in a minimisation of the coke feed to these furnaces. Experiments were done using glass spheres of various diameters to construct packed beds of different size distributions which were then scanned in a CT scanner. The images from the CT scanner were subject to image analysis and the coordination number of the spheres calculated. The results obtained compared favourably with the model predictions.     

矿热炉低压无功补偿控制器的设计

介绍一种基于Atmega48单片机的低压无功补偿控制器,其针对的投合装置是将可控硅和交流真空接触器并接的复合开关。该控制器既可以随时检测各触点的导通状况,又能够保证可控硅和交流真空接触器的可靠有序导通。采用CAN总线联网实现多路开关集中控制。     

软锰矿悬浮还原焙烧试验研究

对广西新振锰业集团软锰矿的工艺矿物学特性进行了研究, 利用粉状锰矿具有粒度细、比表面积大、化学反应快的特点, 对粉状锰矿进行了悬浮闪速还原焙烧半工业实验研究, 找出了二氧化锰还原转化率最优时的最佳操作参数。结果表明:悬浮闪速还原焙烧反应工艺具有较宽温度、气氛、固气比的操作范围, 系统运行稳定可控。悬浮闪速还原反应炉温度1 050～950 ℃, 反应炉入口气体CO浓度4.5％～7.5％, 反应炉中固气比0.5～0.8 kg/m³的条件下, 1 min内二氧化锰转化率达到了90%以上, 焙烧产品经过磁分离提纯, 可以除去30%以上的铁矿物, 产品锰铁比由3.04提高到4.04。用稀硫酸对还原产品进行浸出试验, 锰浸出率高达85%以上, 远远高出原矿在同样条件下的10%左右的浸出率。     

我国铅冶炼行业重金属污染防控重点解析

揭示我国铅冶炼行业重金属污染防控的重点环节,依据《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册》的核算系数与环境保护部公益性行业科研专项的项目研究成果,分析我国铅冶炼行业各工艺与工序的废气、废水、固废中重金属的排放量,建立铅冶炼行业的重金属污染防控重点的核算方法,确定铅冶炼行业废气、废水、固废的重金属污染重点防控工艺与工序。结果表明,铅冶炼行业重金属污染重点防控工艺为烧结机—鼓风炉—电解精炼工艺(烧结—鼓风炉工艺)、密闭鼓风炉工艺(ISP工艺)。废气重点防控工序为鼓风炉工艺的鼓风炉烟气、烧结机岗位烟气、烟化炉烟气,ISP工艺的烧结机环境集烟、熔炼烟气、熔炼备料废气、精馏工序烟气,富氧底吹—鼓风炉炼铅—电解精炼工艺(SKS工艺)的鼓风炉环境集烟、鼓风炉烟气,富氧底吹—液态高铅渣直接还原工艺(直接炼铅工艺)的氧气底吹熔炼炉岗位烟气。废水重点防控工序为烟气制酸的烟气净化工序。含重金属固废的防控重点为污水处理渣、砷滤饼等危险废物。     

直流电弧炉制备金属砷试验研究

采用直流电弧炉碳热还原三氧化二砷制备金属砷,原料三氧化二砷的纯度为98%。考察了炉盖温度、冷凝器温度以及还原剂的用量的影响因素。在试验条件:炉盖温度550～600℃,冷凝温度450℃±10℃,每小时进料2.5 kg的条件下,得到了纯度>95%的金属砷。分析了采用直流电弧炉碳热还原三氧化二砷能够得到金属砷,但金属砷纯度达不到99%以上的原因,提出了下一步试验的改进方向。