高炉风口回旋区测温技术研究

开发研制了高炉风口回旋区非水冷快速测温枪和风口风管组合电偶测温枪。研究结果表明，应用此测温系统对高炉风口、风管和回旋区进行测温分析准确可靠，简单易行。     

高炉风口回旋区系统的模拟

因为鼓风是预热、还原和熔化铁矿石所需要的热气体的来源,所以鼓风在各风口均匀分配是高炉顺行的重要前提.而回旋区产生的热气流在高炉边缘分布不必均匀.为了研究和分析风口参数和边界条件变化的影响,开发了一种用于风口回旋区系统的模型,对风量、风压、风口直径和喷吹还原剂的燃烧率等变量进行了研究.同时还开发了一种用于实时跟踪风口情况变化的模型在线版本.     

基于数字图像处理的高炉风口回旋区的监测

建立了基于数字图像处理的高炉风口回旋区实时监控系统,为高炉操作者提供了直接观察高炉内部燃烧状况的"眼睛".探讨了建立火焰燃烧温度场的算法,并应用于燃烧火焰图像的实例计算,得到了火焰内部温度场的分布.     

高炉风口回旋区特征的研究现状

高炉风口回旋区是高炉内的重要反应区域,回旋区的形成和反应情况,将直接影响着高炉下部煤气的分布、上部炉料的均衡下降以及整个高炉内的传热传质过程,因此,对高炉风口回旋区特征研究对创造最佳化的高炉冶炼条件具有相当重要的意义。     

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。     

高炉风口回旋区深度直接测量方法的研究

高炉风口回旋区深度是高炉实现最佳冶炼的重要参数之一。简要介绍了回旋区深度理论建模计算、经验公式计算的研究及不足,同时介绍了炉芯取样、风口探针、激光雷达、微波雷达等几种风口回旋区深度直接测量技术的测量原理及应用现状。通过对各种直接测量技术的分类讨论和优劣对比,得出微波测量是1种较为有效的回旋区深度测量方法。在完善各种回旋区深度直接测量方法的同时,建议结合CCD成像等其它监测系统同步完成风口多项指标的测量。     

高炉风口回旋区冷态实验研究

应用相似与模化原理建立了高炉风口回旋区的冷态实验模型,搭建了冷态模型实验系统,针对回旋区大小及形状进行了实验研究。实验结果表明了回旋区大小的影响因素的主次顺序,以及各影响因素对其的影响规律,为实际高炉鼓风操作的合理控制提供了理论依据。     

线阵CCD用于热轧带钢头部形状检测

本文将线阵CCD用于热轧带钢头部形状检测,提出空间坐标对应概念;给出图像二值化相关参数选取指导思想;针对带钢头部形状特殊性给出输入图像的滤波方法.实验效果良好.     

高炉高风温问题的探讨

分析全国重点钢铁企业和首钢历年年均风温的变化,介绍了首钢近年提高高炉风温情况。分析了近年首钢各厂区高炉的年均风温,结合1 250℃以上月均风温的实例,说明迁钢2号高炉高风温实践是首钢高炉风温进步的主要标志。讨论了与高风温紧密关联的工艺流程、设备及材料、原燃料和高炉操作等问题。高风温是1项综合技术,与大喷煤、富氧等技术融为一体,才能充分发挥其节能作用。     

基于图像灰度统计分布的高炉温度场动态定标算法

通过高炉红外图像建立料面温度场是判断高炉煤气流分布形态的一种有效方法,温度定标是建立温度场的基本问题之一.在高炉复杂、恶劣的环境下,本文以高炉十字测温为基础,通过热电偶温度数据和图像对应区域的灰度分布统计,动态地建立温度定标关系.算法具有较好的自适应性,实际生产运行表明,温度定标关系较好地适应了高炉炉况的不确定性,准确地反映了高炉温度场的变化情况.     

基于多点雷达和最小二乘法估计高炉料面形状

利用多点雷达数据,使用最小二乘法对高炉的料面形状进行估计.首先,采用三段曲线描述料面形状,其中包括两段直线一段二次曲线.其次,利用炉料分布规律对三段曲线的具体参数进行约束,使得料面形状的估计更为合理.然后,利用多点雷达数据和最小二乘法估计料面形状,实现料面的实时动态显示.利用某钢厂的实际雷达测量数据,证实了该方法的有效性.     

氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的数值模拟

炉顶煤气循环-氧气鼓风高炉炼铁新技术的工艺特点决定了煤粉在其回旋区内的燃烧条件与传统高炉相比将发生很大变化.本文建立了氧气高炉直吹管—风口—回旋区下部煤粉流动和燃烧的数学模型,研究了入口布置方式、氧含量、循环煤气温度以及H₂O和CO₂含量对煤粉燃烧的影响.模拟结果表明:三种引入方式中,假想的循环煤气和氧气混合进入方式明显优于循环煤气和氧气单独进入方式.当氧的体积分数由80%增加到90%,相应的煤粉燃尽率由87.525%提高到93.402%.循环煤气温度对煤粉燃尽率的影响并不显著.循环煤气中H₂O和CO₂的体积分数提高5%,风口轴线上气体的最高温度分别降低124 K和113 K.     

基于三维离散元法的无钟高炉装料行为

利用三维离散元法建立了无钟高炉布料模型,分析了料罐、旋转溜槽中的颗粒流动行为以及颗粒离开溜槽后的下落轨迹和料堆形成,可视化再现了装料过程.结果发现:炉料在流动过程中始终存在粒度偏析,料罐排料流为漏斗流,小颗粒由于偏析而倾向于后期排出;溜槽倾角对颗粒流动行为和料堆形成影响较大;溜槽内颗粒流由于溜槽旋转而向侧上部偏离和翻动,小颗粒因靠近壁面而位于料流内侧,大颗粒因聚集在溜槽上部而处在料流外侧,炉料颗粒偏析、偏转翻动和速度分布影响下落轨迹;在炉料下落到料面的堆积过程中,大颗粒易于向炉喉中心和边缘偏析,小颗粒因位于料流内侧和渗透作用而分布在堆尖下方且偏向中心侧.结合激光网格炉内测量技术料流轨迹测量结果,验证了模型的适用性.     

超大型高炉风口焦炭取样分析研究

为恢复炉况及探讨超大型高炉冶炼规律,对首钢京唐公司高炉进行了风口焦炭取样分析,研究了其入炉焦炭热强度与焦炭反应性、焦炭冷强度与焦炭耐磨强度之间的关系;探明了风口焦炭的粒度、劣化度及渣铁滞留量;探索了渣铁滞留量与渣铁体积、风口焦炭粒度、煤比及炉渣二元碱度的关系;分析了炉缸径向焦炭粒度分布、风口前高透气性区长度、炉缸透气性等;根据上述研究结果,提出了高炉操作建议并得到应用。实践结果表明:风口焦炭取样分析可以作为高炉操作调整的重要参考。     

富氢高炉风口理论燃烧温度的数学模型开发

以传统的理论燃烧温度模型为基础,建立了高炉富氢燃料喷吹的新理论燃烧温度模型.基于某厂1号高炉的实际生产数据,验证了模型的准确性和可靠性.研究结果表明,富氢高炉理论燃烧温度新模型预测结果与高炉实测数据吻合良好.新模型以合理的理论燃烧温度范围为基准,分别获得了富氧率(f_O)、煤比(M_PCI)、天然气喷吹量(V_NG)等参数与理论燃烧温度(t_f)间的关系,同时还分析了3个操作参数间的合理匹配问题.新模型获得的参数匹配规律可以为不同企业的高炉在复合喷吹煤粉与天然气时实现稳定运行提供一定的参考依据.     

十字测温技术在武钢双钟炉顶高炉上的应用

在吸收国内外无钟炉顶高温十字测温经验的基础上，武钢在４座双钟炉顶高炉上采用了十字测温技术，武钢双钟炉顶高炉十字测温技术的主要特点是：在测温探杆上安装了保护梁；测温探杆采用高压水冷却；探杆伸入炉内时与水平方向有一夹角；测量数据可输入计算机，随时显示。实践表明，十字测温装置在武钢４座高炉上使用情况良好，测温数据准确，操作者已将它作为调剂炉况的重要参数。