可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法

针对目前标准散射体定标存在定标时间长、定标后通用性差、定标结果无法溯源到气象光学视程（MOR）定义等问题，提出了一种可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法，确定了一种标准散射体多角度同步定标光学系统架构，优化设计了照明光学系统与光场测量光学系统。照明光学系统的均匀性为98.53%，发散角为1.48°；光场测量光学系统的散射角度测量范围为20°～50°，散射角度分辨率为1°，周视角度分辨率为2°。研究了一种基于先验光场分布的定标系统能量校准方法，利用标准朗伯散射体仿真定标系统的能量校准误差，其中散射角度为31°时周视平均相对误差最大，为2.28%。据此，基于理想2700 K色温白炽灯的光谱分布仿真验证了可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法的定标精度。结果表明：标准朗伯散射体散射角度20°～50°所表征的MOR量值范围为6.54～45.74 m，符合世界气象组织对MOR的定义，最大绝对误差为-2.41 m，优于国际民航组织规定的前向散射仪测量精度要求的1/10，为可溯源至MOR定义的标准散射体定标提供理论基础和技术支持。     

综合图像处理技术在高炉破损调查中的应用

高炉破损调查工作对明晰炉内物相分布及炉衬侵蚀特征有着重要的意义，而计算机图像处理技术可以快速且低成本地获取破损调查样品的多种物相参数信息。基于国内某大型高炉的破损调查工作，结合Photoshop(PS)软件、Image-Pro Plus(IPP)软件、工业CT设备对炉缸残铁截面焦炭信息、渣铁焦三维结构、耐火材料破损程度进行定量化表征。首先介绍了图像的获取及二值化处理流程，并对死料柱空隙度的“像素占比计算法”及网格划分的趋势分布进行表征，同时通过检测死料柱渣铁焦的三维物相分布及体像素占比，验证了二维空隙度与三维空隙度的相关性。此外，在“等效圆计算焦炭粒度”的基础上引入修正系数C,降低了焦炭不规则形貌对粒度的影响程度。利用耐火材料的二值化图像对表面宏观及内部微观裂纹的分布、大小及深度进行直观表征，三维结构可对耐火材料的孔隙数量、体积和孔隙率等多方面参数进行表征，定量化判断炉缸耐火材料的破损情况。     

喷吹高钙烟煤对含铁炉料熔滴性能的影响

针对某高钙烟煤低灰、低硫、低磷、高CaO、高热值、高燃烧率的特点，本文进行向高炉喷吹该烟煤的试验，研究熔剂入炉方式变化对含铁炉料性能的影响，探索高比例喷吹该烟煤条件下的炉料结构，为该烟煤大规模应用高炉喷吹奠定基础。研究结果表明：使用该烟煤后，除熔融开始温度和软化区间略有提高外，其他指标均降低；保持烟煤占比为30%不变，随着煤比由140 kg/t上升到200 kg/t,炉料的软化开始温度、软化终了温度、熔融终了温度逐渐增加，熔融开始温度、软化区间、最大压差变化不大，熔融区间和软熔层厚度呈现出先升高后降低的趋势；保持煤比为160 kg/t不变，随着烟煤占比从30%上升到100%,炉料的软化开始温度、软化终了温度、熔融开始温度、熔融终了温度整体呈现先升高后降低的趋势，软化区间呈现出先降低后升高的趋势，熔融区间、最大压差和软熔层厚度也呈现出先升高后降低的趋势。     

高硅镁质熔剂性球团还原历程及冶金性能分析

镁质熔剂性球团矿是适合中国高硅铁矿粉资源特征的铁矿粉造块工艺，可以改善高硅球团矿的冶金性能，但w(MgO)与高硅铁矿粉之间的耦合关系还有待进一步研究。以企业现场高硅铁矿粉为原料，氧化镁粉为熔剂制备高硅镁质熔剂性球团矿，研究不同矿粉配比及w(MgO)对球团矿冶金性能的影响，旨在得到合适的矿粉配比与w(MgO)。结果表明，随着矿粉配比(质量分数)(A矿粉∶B矿粉=30∶70/40∶60/50∶50)的变化，还原膨胀指数由6.8%降低到6.3%,低温还原粉化指数由98%降低到96%,还原度指数由77.1%降低到55.7%,熔滴温度区间由87℃增大到125℃,熔滴性能变差。当w(MgO)由1.00%升高到1.88%时，还原膨胀指数由7.4%降低到6.2%,低温还原粉化指数由98%降低到94%,还原度指数由65.1%升高到77.8%,软熔带位置逐渐下移。但当w(MgO)为1.46%时，熔滴温度区间最小。由还原历程分析得到，MgO的添加可以有效抑制硅酸盐的生成，提高渣相熔点，保证还原过程中球团矿的孔隙率。A矿粉中的赤铁矿不利于球团矿冶金性能的改善，且用高硅矿粉制备球团矿时，w(MgO)过高会产生大...     

氢基直接还原炼铁工艺的创新与实践

氢能是21世纪最具有发展前景的清洁能源，对富氢能源的应用也是目前中国能源结构重要的发展方向之一。在“碳中和”的大背景下，中国的钢铁行业构建了“富氢减碳”的钢铁用能新体系，该体系已然成为当今行业的重要趋势。中国山西直接还原炼铁工艺(China Shanxi Direct Reduction Iron, CSDRI)以伊朗气基还原炼铁技术PERED工艺为基础，历时十余年(2010年立项，2020年12月建成试运行),开发了具有完全知识产权的集成技术。该工艺以氧化球团为原料，以焦炉煤气为气源，生产过程完全不使用焦炭、煤炭和烧结矿，从源头减少碳素使用，有效降低污染物的产生。与传统高炉炼铁流程相比，生产成本具有一定优势，碳排放量得到显著降低，且工厂布局紧凑，用地得到大幅节约。该工艺对焦炉煤气有效利用，促进了焦化行业和炼铁行业的有机结合。详细介绍氢基直接还原炼铁工艺原理以及工厂运行情况，系统总结了CSDRI技术研发过程中的关键技术创新，论述了该工艺的系统组成和关键设备，梳理了其直接还原铁产品的生产指标。CSDRI工艺具有绿色低碳高效的特点，为中国氢基还原炼铁技术的发展提供了重要的指导方向，为中国钢...     

富氢气体喷吹对高炉冶炼工况的影响规律

为了研究富氢气体进行高炉喷吹对于冶炼工况的影响，建立高炉喷吹富氢气体的能质平衡模型，研究了天然气、焦炉煤气、炉顶循环煤气喷吹量对燃料比、直接还原度、炉腹煤气量、氢利用率、炉腹煤气量以及CO₂排放量的影响。对风口理论燃烧温度的计算方法进行修正，将原燃料灰分吸热、未燃烧煤粉吸热、甲烷分解吸热等因素考虑在内，计算结果更精确。富氢气体喷吹可不同程度地降低直接还原度，发展间接还原，减少燃料消耗。当富氧率和焦比不变时，天然气对于直接还原度、风口焦炭质量、理论燃烧温度的影响最大，焦炉煤气其次，循环煤气最小。天然气、焦炉煤气、循环煤气喷吹量每提高10 m³,直接还原度分别降低0.014、0.009、0.002 4,风口燃烧焦炭量分别增加3.22、2.01、0.55 kg,理论燃烧温度分别增加20、14.33、10.17℃。高炉喷吹富氢气体后高炉CO₂产生量和排放量减少，其中天然气喷吹的CO₂减排效果最显著，与基准期相比，喷吹60 m³天然气时CO₂排放量减少了9.46%。     

酒钢铁前系统氯元素迁移行为

铁前系统氯元素迁移行为对高炉氯负荷及高炉原燃料冶金性能、煤气管道系统、TRT发电系统、热风炉耐火材料等具有重要影响。高炉大型化、集约化发展趋势日益显著，大容积高炉占比逐年提高，氯元素侵蚀给企业带来较大经济损失。为了理清高炉中氯元素的来源和排出途径，明晰氯元素的侵蚀机理，将铁前系统作为整体，研究氯元素的迁移路径，为降低高炉氯负荷及其对高炉和附属系统的危害提供理论依据十分必要。以酒钢某高炉为研究对象，对选矿、烧结、高炉3个工序所使用及产出的物料进行取样，采用离子色谱法对样品氯含量进行检测。通过氯元素平衡分析计算发现，选矿工序中的黑沟矿带入了大部分的氯元素；在烧结工序中自产精矿带入的氯元素占大部分；而在高炉系统中含铁炉料是酒钢高炉氯元素的最大来源，其次是焦炭和煤粉。高炉系统中的氯元素除了高炉煤气带出外，其余布袋灰带出氯元素的比例也较高。针对酒钢高炉的氯负荷现状，从源头上降低氯元素进入到选矿工序、烧结工序和高炉系统的量，通过喷吹低氯含量的煤粉和配加低氯含量的焦炭来限制高炉中氯元素的入炉负荷，在烧结工序对除尘灰的氯元素进行脱除，并降低氯元素在高炉内的循环富集，可大大减轻氯元素给高炉及其附属设备带...     

基于GIS和SWMM的精细化水文表征方法

SWMM是模拟城市降雨径流响应的动态模型，其汇水区的空间元素细分方式和水文表征直接影响模拟结果。为此，提出了基于GIS对汇水区的土地利用进行精细化分类的方法，并将下垫面信息通过物理水文定义，反馈、模拟到SWMM的汇水区水文表征和低影响开发（LID）模块描述中，直接影响水文汇流过程。与常规水文构建方法相比，精细化模型中增加的缓冲渗透区可以接收来自间接不透水区的径流，更符合实际径流走向，提高了模型精度。在相同降雨重现期下，精细化模型模拟得到的径流总量、径流峰值和溢流总量均比常规模型要小。同时，该方法可以更合理地模拟LID措施的水文作用，可为LID措施提供因地制宜的布设空间和比例。     

综合炉料熔滴行为的影响机制与预测模型的构建

利用FactSage软件，模拟计算了综合炉料熔融过程中生成的矿物质各相态组成，得出综合炉料在该温度下的渣铁比，通过绘制综合炉料渣铁含量比与温度的关系图，构建了炉料渣相生成温度、渣相完全熔化温度、渣相温度区间、易熔难熔物交接温度四种新的表征综合炉料的熔滴性能。从热力学角度分析MgO/Al₂O₃、碱度、还原度对综合炉料熔滴性能的影响机理，发现综合炉料MgO/Al₂O₃增加和还原度提高，其综合炉料熔滴性能提高，适当的碱度有利于改善综合炉料的熔滴特性。在此基础上开展了机器学习模型建立，发现基于SVM算法构建的模型能对综合炉料熔滴性能实现较好的预测效果，模型预测渣相生成温度时RMSE为2.38、R²为0.87;预测渣相完全熔化温度时RMSE为2.32、R²为0.97。     

包钢4号高炉提产降耗冶炼实践

包钢4号高炉由于原燃料质量的波动、外部设备故障率较高,炉况稳定性一般,主要技术经济指标始终未能达到理想状态。稳定的操作炉型、合理的煤气流分布是高炉生产过程中提产降耗的基础条件,近年来,通过采取强化原燃料质量管控、优化上下部调剂、强化日常管理等措施,4号高炉实现了顺行周期的有效延长,提产降耗效果显著,主要技术经济指标达到了历史最好水平。2021年4号高炉平均日产量6486 t/d,利用系数较2019年累计提高0.232t/(m³·d),燃料比540 kg/t,较2019年累计降低9.55kg/t。