双碳技术

  • 高强护栏钢研制及碳足迹计算

    闫书明;李玉鑫;龚帅;时文成;雷正保;

    在材料成分设计的基础上,采用ESP工艺试制生产高强护栏钢,并对其进行力学性能测试、实车足尺碰撞试验以及碳足迹计算。结果表明:高强护栏钢力学性能指标抗拉强度超700 MPa,屈服强度超620 MPa,断后伸长率达20%及以上;在防撞性能方面,高强护栏钢能够成功阻挡小型客车、中型客车及大型货车碰撞,未出现车辆穿越等情况,且能引导车辆按预定方向驶出;在碳足迹方面,护栏立柱和护栏板是碳足迹最大的部分,1 km的SB级高强钢护栏碳排放较同等级Q235钢护栏显著降低,碳排放仅80.86 tCO_2e,约减少了70%。

    2025年04期 v.44 3-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 581K]

工艺节能

  • 块矿固定床干燥试验研究

    谢朝晖;杨晓曼;鲁胜虎;

    提高块矿比例,有助于缩短工艺流程和降低生产成本。然而,高比例块矿使用时粒度不均、粉末率及含水率高将影响高炉生产,因此块矿入炉前进行干燥筛分预处理对提高块矿入炉比例意义重大。以澳洲某块矿为研究对象,开发块矿固定床干燥新工艺,系统研究了不同供热模式、干燥风温及时间、料层厚度、块矿粉末率、含水率等因素对块矿干燥与筛分效果的影响。结果表明:采用鼓风干燥方式,在干燥风温300℃、时间4 min、风速1.4 m/s、料高450 mm的条件下,块矿脱水率可达38.67%;采用抽风干燥方式,在干燥风温450℃、风速1.2 m/s、料高500 mm、热风干燥2 min+冷风干燥2 min条件下,块矿脱水率可达45.14%。两种烘干制度都能实现块矿快速干燥脱水,满足入炉粒度和水分要求。

    2025年04期 v.44 8-13+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 987K]

热工理论

  • 260t转炉用双参数氧枪与熔池作用的物理模拟与优化

    郑磊;彭诚;李占强;冯晓鹏;刘广强;徐东;

    为了进一步揭示双参数氧枪射流冲击熔池动力学机制,明确影响冲击宽度与深度的关键设计参数,探究双参数氧枪设计参数与熔池搅拌强度之间的内在联系,以260 t转炉为研究对象,通过水模实验深入探索不同结构的双参数氧枪射流对熔池的作用。研究表明:双参数氧枪射流冲击坑独立性强,其大喷孔流量对冲击深度影响更明显,而喷孔倾斜角度对冲击面积影响更大;双参数氧枪射流形成的冲击宽度均大于传统氧枪;大孔流量比大于0.60时,混匀时间比传统氧枪的更短,枪位H=(35~40)d_e时,对熔池的搅拌效果更好。

    2025年04期 v.44 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 867K]
  • 碱金属对炼焦煤成焦特性及其高温性能的影响

    郭小云;刘洋;王刚;李超;徐静;隋月斯;白金锋;

    煤中矿物质含量对所炼制焦炭性能有着重要影响。实验选用AK1890焦煤添加不同比例碱金属开展2 kg试验焦炉炼焦实验,并对焦炭性能进行分析研究。结果表明,炼焦煤加入碱金属后,焦炭的平均粒度减小,冷态强度降低。随着碱金属添加量的增加,焦炭的反应性呈上升趋势,反应后强度呈下降趋势。并在1 350℃时对焦炭溶损反应起到促进作用,同时二氧化碳与焦炭的界面反应速率及二氧化碳的内扩散系数都有明显增大。通过对焦炭光学组织和SEM电镜分析,发现添加碱金属焦炭的各向同性含量增加,高温溶损后焦炭的孔隙增多,碳骨架强度降低。

    2025年04期 v.44 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K]

炉窑热工

  • 降低轧钢加热炉氧化烧损数值仿真与工业应用

    赵俣;吴宝权;宋宝玉;张天赋;马光宇;刘常鹏;

    文章以某钢厂1 780 mm轧钢加热炉和炉内钢坯作为研究对象,按加热炉热工过程将计算单元划分成钢坯入口、钢坯加热和钢坯出口三部分,应用集成计算平台中Ansys软件对每个计算单元氧化烧损及其产生的原因、影响因素以及特征规律进行分析并得出相应的控制措施。通过采取保证临界装钢温度、优化残氧量目标值以及防止炉头吸入冷风三类控制措施,氧化烧损率降低13.3%,对同类型轧钢加热炉降低氧化烧损具有示范作用。

    2025年04期 v.44 26-30+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K]
  • 7.63 m焦炉配用高硫气肥煤炼焦的研究与应用

    李杰;邱全山;张晓萍;张晓宁;钱虎林;胡俊;

    为扩大炼焦煤资源、降低配煤成本,对比分析某高硫气肥煤和7.63 m焦炉在用三种1/3焦煤、两种肥煤的常规煤质、煤岩、基氏流动度和矿物质催化指数等指标,并采用40 kg荷重试验焦炉进行炼焦试验,研究气肥煤替代1/3焦煤和肥煤的可行性及适宜配比。结果表明,与1/3焦煤和肥煤相比,气肥煤呈低灰、高挥发分、高硫、高粘结性特征;为了减小配用气肥煤对焦炭强度的不利影响,优先替代1/3焦煤A、肥煤A和1/3焦煤C;随着气肥煤配比提高,焦炭机械强度缓慢降低、热态性能改善;气肥煤直接替代1/3焦煤、肥煤,配比可达10%而焦炭质量满足生产需求;若同步优化配煤结构,并考虑配合煤S_(t,d)≤1.00%控制要求,气肥煤配比最高可达15%。结合实验研究结果,7.63 m焦炉自2024年3月配用气肥煤,配比维持5%~6%,焦炭强度指标保持稳定。

    2025年04期 v.44 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 917K]

回收利用

  • 铁浴炉内冶金尘泥与有机固废反应分离行为研究

    杨永胜;徐润生;张建良;曹明汇;屈明有;谷风龙;张彦青;刘希望;

    冶金尘泥中含有丰富的铁、锌等有价元素,有机固废含有C、H等有机分子。文章研究在铁浴炉内喷吹冶金尘泥与有机固废,通过改变有机固废的种类、配比,探究铁浴反应后烟气、粉尘的组成和有机固废与冶金尘泥的反应机理。实验结果表明,采用生物质处理冶金尘泥烟气中的CO占比为69.98%,橡胶和PE塑料的CO分别57.83%和36.87%,但PE塑料CH_4占比高达46.98%。随着有机固废的配比增加,烟气中CO占比逐渐降低,CH_4和H_2的占比逐渐增加。采用PE塑料和橡胶有机固废处理冶金尘泥时,各区域粉尘中的ZnO含量均高于生物质,并且在炉顶法兰收集的粉尘中ZnO含量最高为68.25%,冶金尘泥中锌的脱除率达到99%。

    2025年04期 v.44 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K]
  • 烧结环冷机中低温冷却废气ORC系统热经济性能分析

    洪云川;江文豪;冯军胜;赵亮;董辉;

    烧结过程余热是目前我国颇具挖掘潜力的大宗余热资源之一。根据能级匹配用能原则,有机朗肯循环(ORC)是将环冷机出口中低温冷却废气余热提质利用的有效手段,但实施推广受到经济性制约。为此,研究了不同循环工质下ORC系统热经济性能随热力学参数的变化规律,同时对比了基本型和回热型ORC系统的热经济性能。研究表明:随着系统蒸发温度升高,系统热效率逐渐增大,系统平准化电力成本先减小后增大;随着冷凝温度降低,系统热效率增大,平准化电力成本减小。与基本型ORC系统相比,回热型系统热效率和平准化电力成本均较大。在系统热力学参数变化范围内,R245fa的系统热效率最大;当蒸发温度低于93℃时,R245fa的系统平准化电力成本最小,高于93℃时,R600a的系统平准化电力成本最小。

    2025年04期 v.44 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K]
  • 冶金固废海洋耐蚀纳米混凝土抗冲刷性能研究

    耿继双;肖会刚;董宪章;姚达;王飞;徐鹏飞;杨大正;吴文浩;

    混凝土的抗冲刷性决定了海工设施的耐久性。利用铁矿废石、铁尾矿为主要骨料,再掺加玄武岩纤维和纳米SiO_2制备成冶金固废纳米混凝土,不仅实现了冶金固废资源化,而且提高了混泥土的抗冲刷性能。文章通过冲刷实验与微观测试系统地分析了玄武岩纤维和纳米SiO_2掺量对抗冲刷性能的影响和机理。结果表明,玄武岩纤维通过桥接作用可抑制裂缝扩展,纳米颗粒通过与Ca(OH)_2反应使界面过渡区致密,二者可协同提高抗冲刷性能。其中,纳米SiO_2在低水灰比(0.3)和高水灰比(0.5)条件下的最佳掺量分别为2%和3%,过量掺加会发生团聚而导致性能下降。该研究可为海洋工程材料设计提供重要参数优化依据。

    2025年04期 v.44 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K]

测控技术

  • 基于LSTM-CGAN的高炉透气性指数预测数值模型

    陈焕龙;杨佳毅;田铁磊;张玉柱;龙跃;

    高炉透气性指数是表征高炉稳定运行的一个关键指标,其精准预测对于保障炉况稳定运行具有重要意义。基于某钢铁厂3号炉全年的生产数据,文章提出了一种基于长短时记忆网络(LSTM)与条件生成对抗网络(CGAN)相结合的高炉透气性指数预测模型(LSTM-CGAN)。在数据预处理阶段,采用了均值—差分结合方法、指数平滑处理以及标准化方法对数据进行预处理,以确保数据的质量和模型的泛化能力。实验结果表明,LSTM-CGAN预测模型能够实现高炉透气性指数的预测,且在误差为0.1的条件下,预测命中率达到86.6%。最后通过与其他预测模型比较,LSTM-CGAN模型在预测精度和稳定性方面均表现优越,其均方误差最小为0.145 37、R~2最高为0.842 80,表明LSTM-CGAN预测模型对高炉透气性指数预测具有较强的应用潜力,为保障高炉的稳定顺行提供了理论基础。

    2025年04期 v.44 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1335K]

环境保护

  • 掺氨比及空气系数对氨煤混燃NOx生成特性的影响

    李双龙;吴勇;顾明言;位鑫;陈川福;陈杰;黄庠永;

    文章结合自稳燃煤粉燃烧实验系统和数值模拟,研究了掺氨比(0%~20%)和空气系数(1.1~1.3)对氨煤混燃NO_x生成特性的影响规律。研究表明掺氨比及空气系数对煤粉燃烧过程及NO_x生成有很大影响。随着掺氨比增加,炉膛出口NO_x浓度先升高后降低,在掺氨比为10%时达到最高、15%时最低。随着空气系数的增加,出口处NO_x浓度升高。氨煤混燃对NO_x的生成有促进与抑制的双重作用,随着掺氨比增加,氨裂解产生大量氨基抑制NO_x的生成,同时空气系数提高会促进NO_x的生成。

    2025年04期 v.44 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1265K]
  • LDG全干法急冷换热器沉积灰反应活性研究

    赵保国;于海涛;倪文翔;赵京;李博;

    急冷换热器是转炉一次除尘煤气全干法显热回收技术的重要装置之一,但实际应用过程中转炉煤气自身“多尘性”通常会导致换热管道出现严重积灰、堵塞现象。文章以转炉煤气全干法显热回收系统中急冷换热器表面沉积灰作为研究对象,通过表征实验详细研究了沉积灰反应活性对急冷换热器积灰问题的影响机制。实验结果表明沉积灰中大量Fe~(2+)和Fe~(3+)具有较强的氧化还原特性,在转炉冶炼过程中能够与CO和O_2不断发生循环反应,加剧急冷换热器表面沉积灰,导致换热通道堵塞,影响系统连续稳定运行。采用必要的清灰手段是确保转炉煤气全显热回收系统长期运行的关键。

    2025年04期 v.44 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1203K]
  • 基于微波辐照Fe2O3/AC的烧结烟气脱硝性能影响研究

    杨雪松;石焱;胡长庆;杨广庆;王健雄;

    浸渍法制备得到负载Fe_2O_3(Fe_2O_3/AC)良好的活性炭。通过微波脱硝实验,研究了脱硝温度、NO浓度、气体流速和填充量等工艺参数及SO_2浓度、O_2含量和H_2O_((g))含量等烟气成分对Fe_2O_3/AC微波脱硝性能的影响特征。结果表明,随着脱硝温度升高,脱硝率和吸附量均提高;随着NO浓度和气体流速增加,脱硝率降低,吸附量增加;随着填充量增加,脱硝率增加,吸附量降低;SO_2抑制Fe_2O_3/AC对NO的吸附,表面元素变化表明SO_2会与Fe_2O_3反应产生硫酸盐,使得脱硝性能降低;O_2促进Fe_2O_3/AC脱硝,且O_2能维持Fe_2O_3/AC持续脱硝能力;低含量H_2O_((g))促进Fe_2O_3/AC脱硝,但H_2O_((g))含量高至15%时,则对脱硝不利。

    2025年04期 v.44 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K]
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