高炉喷吹固体燃料燃烧特性及动力学研究

高炉喷吹煤粉技术是降低炼铁能耗,减少污染物和CO₂排放量的主要技术措施,目前国内高炉喷吹煤粉的种类以烟煤(YM)和无烟煤(WYM)为主,随着钢铁企业降本增效工作的持续开展,兰炭(LT)和焦化除尘灰(CDQ)也开始应用于高炉喷吹生产。利用程序升温热重法研究了YM、LT、WYM和CDQ四种样品的燃烧特性,系统分析了影响燃烧性能的关键物化特征参数,并利用收缩未反应核模型(GM)、体积模型(VM)和随机孔模型(RPM)分析了不同样品的燃烧动力学行为。结果表明,YM的燃烧性能最好,LT的燃烧性能次之,CDQ的燃烧性能最差,影响燃烧性能的关键因素为固体燃料的碳微晶结构。动力学分析表明,GM、VM和RPM三种模型在描述不同样品燃烧动力学时都具有较好的效果,其中RPM模型在表征LT、WYM和CDQ三个样品的燃烧动力学行为时效果最佳,利用RPM模型计算LT、WYM和CDQ的活化能分别为105.7、115.8和145.5 kJ/mol; YM燃烧过程使用GM模型表征的效果最优,利用GM模型计算YM燃烧活化能为134.9 kJ/mol。     

高炉喷吹煤粉优化选择

 高炉喷吹煤粉是目前高炉冶炼降低焦比最为有效的措施之一,然而高炉喷吹煤粉种类繁多,为了保持较高的煤/焦置换比和降低高炉冶炼喷吹成本,需要对喷吹煤种进行合理的选择和搭配。以国外某钢厂提供的12种煤粉为原料,系统进行了其作为高炉喷吹煤粉所关注的基础性能和工艺性能分析,根据测试结果对不同煤粉进行高炉喷吹的综合性能进行了研究,为钢厂高炉喷吹煤粉的优化选择提供指导。研究结果表明,提供的12种煤粉中4号为高变质无烟煤,6号、7号和12号为高变质贫瘦煤,5号、10号和11号为低变质贫瘦煤,1号、2号、3号、8号和9号为低变质烟煤。相比于国内高炉喷吹用的煤粉,该钢厂提供的12种煤粉具有较低的灰分和硫含量,进行高炉喷吹能够降低渣量和入炉硫负荷;同时,所选煤粉的喷流性、流动性较高,灰熔融温度较高,低变质烟煤具有强爆炸性,不能单独作为高炉喷吹使用;不同煤粉的可磨性和燃烧性能差异较大,成为限制其应用于高炉喷吹生产的关键。结合不同煤粉高炉喷吹综合性能评价指标的计算结果,优选8号、10号、11号和12号煤粉作为高炉喷吹煤粉使用。考虑不同煤粉的采购成本,12号煤粉用于高炉喷吹降低冶炼的成本最为显著。     

预应力桥梁板局压裂缝分析

本文通过对预应力大跨度桥梁板局压验算，找出局压裂缝的原因，并提出了处理措施，为类似事故的处理提供了参考。     

粒径对煤粉燃烧特性的影响及动力学分析

利用TG-DTG热分析技术研究粒径对煤粉燃烧特性的影响。结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉着火温度和燃尽温度降低,最大燃烧速率和平均燃烧速率增加,可燃指数和综合燃烧特性指数提高,粒径减小可以有效改善煤粉的燃烧性能;对比粒径对不同煤质燃烧性能的影响发现,减小粒径对无烟煤燃烧性能的改善更具积极意义。利用Coats-Redfern积分法分析了粒径对煤粉燃烧过程的动力学参数的影响,计算结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉燃烧反应的表观活化能降低,指前因子增加。     

中国制造2025：推进钢铁企业智慧化

介绍了“中国制造2025”的概念,结合中国钢铁企业信息化的发展过程与现状,论述了中国钢铁企业实施“中国制造2025”、逐步实现两化融合是发展的必然选择。“中国制造2025”将为钢铁行业带来新一轮的变革和创新驱动。钢铁企业智能制造的构建需要从推进工厂智建设、产品智生产、流程智引导、能源网络智设计、员工智专业和市场智营销6个方面来实现。     

高炉除尘灰用于COREX气化炉喷吹的可行性研究

 高炉除尘灰中含有大量的铁、碳等元素,为探究其在COREX气化炉中喷吹的可行性,采用化学分析、激光粒度分析仪和X射线衍射（XRD）对高炉重力灰、布袋灰和COREX气化炉粉尘的化学成分、粒度分布和矿物组成等进行对比分析。采用热重分析法（TGA）对全氧条件下样品的燃烧性进行试验研究,计算特征温度及综合燃烧特性指数。同时,利用DAEM模型计算样品燃烧过程的平均活化能。结果表明,高炉布袋灰的化学成分、粒度分布与COREX气化炉粉尘接近,且其综合燃烧性能更好,重力灰的燃烧性较差。布袋灰燃烧过程的平均活化能仅为39.6 kJ/mol,明显低于COREX气化炉粉尘。 研究结果表明,高炉布袋灰具有用于气化炉喷吹的可行性,高炉重力灰用于气化炉喷吹时则可降低喷吹粉尘的燃烧率。     

ZnO对焦炭气化反应的影响及动力学分析

为了研究ZnO对焦炭气化反应的催化作用,采用热重分析法(TGA)对不同ZnO质量分数的两种焦炭(Coke A和Coke B)气化反应进行对比研究。结果表明,在一定ZnO质量分数范围内,随着ZnO质量分数的增加,其对焦炭气化反应的催化作用越明显。通过对比特征温度,发现ZnO对Coke B气化反应的影响较明显。从碳转换速率(DTG)曲线中发现,添加ZnO后的焦炭气化反应速率从开始反应温度到950℃左右呈升高趋势,氧化锌质量分数越高,反应速率越快,950~1056℃时反应速率趋于稳定,之后再次呈上升趋势。利用Kissinger-AkahiraSunose(KAS)模型计算动力学参数,发现添加ZnO使焦炭气化反应活化能降低。     

冶金工程专业教学的组织与思考

为了满足新时期钢铁企业的人才需求,从培养学生工程素养和工程能力的角度出发,分析了冶金工程课程教学特点,阐述了工科教学存在重理性缺感性等方面的问题,并从3个层面探索了冶金工程专业教学的设计与组织模式。对于新入学的学生通过慕课进行冶金通识教育,提高学生的专业兴趣;在专业授课阶段,采取典型案例融汇技术思想的方法,形象生动地传授专业思想和方法;在高年级学生实践教学方面,注重培养解决专业问题的能力,调动学习主观能动性,提高工程素养。     

钾蒸气对顶装焦与捣固焦劣化的影响

为了探究钾蒸气对顶装焦和捣固焦劣化行为的影响,在相同试验条件下向两种焦炭赋相同含量的钾蒸气,研究相同钾蒸气条件下,捣固焦与顶装焦粉化率及热态性能变化的差异。结果表明,在钾蒸气设定量低于5%时,捣固焦的粉化率较高,即钾蒸气对捣固焦结构的直接破坏能力强于顶装焦;在钾蒸气设定量超过5%后,两者相差不大。吸附钾蒸气后,两种焦炭的反应性均随钾蒸气的增多而增强,反应后强度则降低。     

船用钢板大功率CO2激光深熔焊等离子体研究

焊接过程中产生的等离子体是激光深熔焊的固有现象，它通过对激光能量的吸收、折射、反射等降低到达小孔的激光能量密度，影响激光与工件相互作用。使用微距高速摄影系统，研究了大功率CO2激光焊接不同功率和不同侧吹气体流量下等离子体的形态和尺寸的变化规律。在相同条件下，激光功率越大，等离子体的尺寸越大，而且越不稳定，容易出现激光维持的燃烧(LSC)波，严重影响焊接过程的稳定性。而通过增加侧吹气体的流量，可以有效抑制LSC波的产生，并且减小等离子体的尺寸，增加焊缝熔深。