转底炉还原炼钢含锌粉尘球团的数值模拟

针对某钢铁厂处理含锌粉尘的转底炉直接还原工艺,建立了描述炉膛气体流动、燃烧和传热过程及炉内含碳球团理化反应和传热过程的数学模型,采用实际生产用球团在高温硅钼炉内进行还原实验验证模型的可靠性,得到转底炉炉膛内温度场、流场、压力场及球团内部的温度和组分分布,分析了转底炉主要操控参数对产品铁金属化和脱锌指标的影响. 结果表明,炉气流速沿流动方向逐渐增大,炉温最高点出现在还原二段(接近1350℃),球团还原20 min出炉后铁金属化率和脱锌率分别达77.9%和92.7%;要使产品铁金属化率达70%,生球碳氧摩尔比不得低于0.9,而配碳量对脱锌率影响不大;煤气供给减少1%将使产品铁金属化率和脱锌率分别降低0.8%和1.3%,二次风欠供20%时二者分别下降14%和24%;球团中锌还原脱除后在炉气中再次氧化,可通过转底炉烟气除尘系统将富锌粉尘回收并用于有色行业炼锌.     

耦合燃烧室的焦炉炭化室内热过程的数值分析

基于焦炉炼焦的流动、燃烧和传热过程,以质量守恒、能量守恒和动量守恒定律为基础,建立了焦炉燃烧室-炭化室耦合的三维非稳态数理模型,开展了数值模拟,将焦饼中心温度计算值与测量值进行了对比,进一步比较了3种不同水分蒸发模型的计算结果,分析了装炉煤水分含量、初始温度以及堆密度等工艺参数和操作参数对结焦时间的影响。研究结果表明,所建立的燃烧室-炭化室耦合模型能够较好地模拟焦饼的加热过程,并反映焦饼加热的高向均匀性,同时采用煤预热技术、煤调湿技术、煤料密实工艺可以很好地提高生产效率,为焦炉生产实际提供理论指导依据。     

考虑剪胀效应的混凝土动态球形空腔膨胀理论

在考虑混凝土的压缩和扩容特性条件下,建立了动态球形空腔膨胀理论,其中完整的靶体响应为密实区-扩容区-开裂区-弹性区,在扩容区采用扩容方程。基于上述理论得到了空腔表面应力与膨胀速度的表达式,使用侵彻方程计算不同工况的侵彻深度并与试验值作对比,同时对混凝土强度参数和压缩系数对弹体侵彻深度的影响规律进行研究。结果表明：该模型可以较好预测侵彻深度,具有一定的合理性;混凝土强度参数中压力硬化系数对侵彻深度的影响较大,随着弹体初速度增大应考虑混凝土材料的剪切饱和性质;随着压缩系数不断减小,混凝土材料由压缩转为膨胀状态,导致空腔表面应力增加,侵彻深度降低。     

多级调度启动方案编制软件的开发

主网启动方案编制需求大,编制过程复杂,往往在看似要求简单的模板使用、格式统一等问题上都做不到自校合格,增加了运行及调度单位的审核工作量。鉴于此,开发一套软件,为编制及审核工作提供辅助支撑就显得相当有必要了。现介绍该辅助软件开发的总体思路,并对其中的技术要点进行剖析。     

泡沫铝通道内瞬态流动的平均换热系数

针对泡沫铝金属填充矩形通道内的对流换热开展了瞬态实验研究,分析了泡沫铝孔径(孔隙率)、流体流量(流速)等关键参数的影响。为了有效地处理实验数据,重新定义并推导了平均换热系数的计算公式,得到了泡沫铝通道内流动的平均换热系数,并引入了基于渗透率的雷诺数和达西数,确定了相关换热、流动准则数关系。实验研究表明,流速的增大有利于对流换热的强化:而平均换热系数对泡沫金属孔径较敏感;对于低孔隙率泡沫金属,渗透率成为影响换热强度的主要因素,相同或接近的孔隙率下,孔径越大,渗透率和达西数越大,越有利于换热,且压损减小。     

铝生产结构调整与节能对策研究

针对我国铝工业面临的整体性问题,在冶金流程工程学的理论体系框架下,分析研究铝生产设备与流程的节能方向和技术路线,促进铝工业生产流程结构调整。基于现有铝工业的生产流程结构特征及能源利用情况,对比分析铝、钢铁生产流程的冶金本质,划分铝生产流程工序区段,综合分析铝工业能源结构及能量耗散规律。参照钢铁节能技术的实践,指出铝工业在流程优化与改进、能源结构优化、废弃物资源化利用及余能回收综合利用等方面具有系统节能潜力,提出铝后工序高效、有序运行的生产流程结构模式。     

高炉内部气体流动与传热的模拟分析

分别建立了高炉内气体流动、传热的二维和一维数理模型,对高炉煤气流的流场、压力场和温度场进行了数值模拟,基于一维模拟温度结果预测了炉内气体成分变化,并分析了燃烧温度和鼓风速率对煤气流动及温度的影响。研究结果表明：简化的一维模型可适用于高炉煤气温度轴向变化的预测：鼓风速率和燃烧温度的变化影响软熔带的位置、炉内压力损失及炉顶煤气温度。在高炉实际操作中,合理的鼓风速率和燃烧温度是高炉炉况顺行的保障。     

钢-材系统热过程(1)

讨论了钢铁工业由钢到材系统热过程的流程及其优化,钢锭（连铸坯）的热状态及流程选定,系统热过程数学模型及其应用。     

智能控制算法对加热炉温度控制研究

针对当前加热炉温度控制存在的超调量大、震荡频率大等问题,基于智能控制理论的发展,将智能控制理论中的专家控制、模糊控制和神经网络控制与PID控制相结合,设计了智能PID控制算法,分别对这几种控制算法进行了数值模拟和实验研究.结果表明,智能PID控制算法的调节效果要明显优于传统的PID控制算法,其中,模糊自整定PID控制算法和模糊免疫PID控制算法在加热炉温度控制的应用上较为可行,神经网络PID控制算法也具有很好的发展和应用潜力.     

矩形网格下基于准扩散的堆芯pin-by-pin计算研究

随着堆芯中子学计算对精度要求的不断提高,基于栅元均匀化的pin-by-pin方法成为国内外研究热点。由于pin-by-pin计算巨大的空间网格量及栅元层面较强的非均匀性,目前常用的SP3/GSP3方法在平衡计算精度和计算效率方面还存在一定局限性,为此有必要寻找一种同时考虑计算精度与效率的堆芯计算方法。基于准扩散的堆芯pin-by-pin计算方法从中子输运理论出发,引入艾丁顿因子推导建立三维准扩散方程及边界条件,研究该方程泄漏项的特殊处理方法,同时基于节块展开法建立堆芯pin-by-pin数值计算方法并验证。数值结果表明,对于结构复杂、中子各向异性显著的堆芯,准扩散pin-by-pin计算精度要明显优于传统扩散计算,而两者计算效率相当。该方法是一种平衡了堆芯计算效率与精度的计算方法,为准扩散理论应用于堆芯pin-by-pin计算提供了基础。