双碳技术

  • 中国钢铁工业生态化的实现路径

    董磊;王健;张琦;

    文章研究了“双碳”背景下钢铁工业生态化现状,分析了国内外低碳冶金技术路线,并提出了包含6个一级指标、30个二级指标的钢铁工业生态化指标体系。文章围绕全流程减碳减排、装备升级与工艺优化、产品研发三个方面,凝练了中国钢铁工业生态化的实现路径。

    2025年01期 v.44 3-8+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 823K]

工艺节能

  • 连铸机拉速对钢水温降影响的数值模拟研究

    王子奇;贺东风;袁飞;刘旋;张雪菲;

    在多流连铸生产中,各流钢水温度的一致性对生产稳定性和铸坯质量至关重要。文章通过跟踪测温及数值模拟,分析了调整拉坯速度引起的中间包水口流量变化对钢包至中间包过程的钢水温降和温度分布的影响。结果表明,随着总体积流量的减小、不同流体积流量梯度的增大、流量的变化程度的减小,钢水温降逐渐减小,中间包水口每一流钢液的温降逐渐稳定。

    2025年01期 v.44 9-14+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 777K]

热工理论

  • 120t转炉五孔氧枪喷头优化设计研究

    袁建都;刘坤;冯亮花;段华天;刘文娟;张淑萍;

    针对国内某钢厂120 t转炉氧枪供氧强度低、吹炼时间长、化渣慢、寿命短等问题,对其五孔氧枪喷头倾角进行优化设计。基于数值模拟软件FLUENT,在冷态下(300 K)分析了喷头倾角对射流特性的影响,并在炼钢温度下(1 873 K)进一步对比新旧氧枪喷头的射流特性。结果表明:在冷态下,随着喷头倾角增加,射流独立性改善;当喷头倾角11°时,有效冲击面积最大;当喷头倾角12°时,化渣面积最大;最佳操作枪位为40D_e,综合考虑最佳喷头倾角为12°。在炼钢温度下,与旧喷头相比,新喷头的超音速区域长度增加1.0D_e,冲击深度更大,有效冲击面积增大6.67%,化渣面积增大10.39%,喷头出口负压更小,使用寿命更长。

    2025年01期 v.44 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1104K]
  • 榆中钢铁烧结返矿冷压球团研究与使用效果

    王磊;

    为了高效利用烧结返矿,榆钢成功制备了满足2 800 m~3高炉的使用要求的烧结返矿冷压球团。根据质量指标情况及生产实际,制定高炉配加冷压球团技术方案,通过阶段性小配比配加试验和批量化配加应用,返矿冷压球团工艺技术得到持续优化,各项指标趋于稳定。冷压球团低温还原粉化RDI_(+3.15)≥68.70%、热裂指数DI_(-6.3)≤0.75%、抗压强度≥2 573 N。使用期间,通过强化原燃料质量管理、稳定炉内操作制度、强化设备管理等一系列措施,高炉生产稳定顺行,部分指标有所提升,高炉焦比由405 kg/t下降到343 kg/t。

    2025年01期 v.44 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 698K]
  • 一种通用的燃烧过量空气系数和实际干烟气量计算新方法

    江文豪;吕冬强;张学超;杨智勇;王雷;崔子阳;

    针对燃料燃烧计算现行方法的不足,从燃烧计算的机理模型出发,推导得到一种通用的燃料燃烧过量空气系数和实际干烟气量计算新方法,并提出了燃料成分因数和实际干烟气系数的概念。在新方法中,过量空气系数通过烟气成分和燃料成分因数求得,实际干烟气量通过实际干烟气系数和理论干烟气量求得。通过试验数据对新方法与现行方法进行了对比分析。结果表明,过量空气系数计算方法中,现行传统方法较为便捷但仅适用于燃料成分因数近似为零的燃料,现行改进方法精度高但需要进行迭代计算,而新方法是简便的通用计算模型,可适用于任何燃料,且计算结果与现行改进方法一致;实际干烟气量计算方法中,现行方法需要先求解过量空气系数,而新方法中实际干烟气量为独立求解,且计算结果与现行改进方法一致;实际干烟气系数的提出,使得燃料燃烧计算时,实际干空气量和实际干烟气量的求解模式类似,均可通过相应的理论量值和比例系数求积得到。

    2025年01期 v.44 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 700K]
  • Al_2O_3和MgO对高炉初渣黏度及结构的影响

    赵建行;李廷乐;杨松陶;赵梓安;巩新华;张云峰;田冶;

    以CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-10%FeO系高炉初渣为研究对象,固定二元碱度为1.6,探讨了Al_2O_3和MgO质量分数对其黏度及结构的影响。结果表明,Al_2O_3质量分数由6%增至9%引起初渣黏度剧烈降低,Al_2O_3进一步增多使黏度缓慢升高;MgO质量分数增加,使初渣黏度呈“V”型变化,MgO质量分数为10%时黏度最低;Al_2O_3和MgO分别表现为酸性和碱性,聚合和解聚Si-O网络结构而不改变Al-O网络。黏度规律是固相晶体数量和液相网络聚合度变化的综合影响结果。

    2025年01期 v.44 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 972K]
  • MnO对高炉渣等温析晶动力学的影响

    杨佳毅;田铁磊;张玉柱;龙跃;靳鑫玉;寇鑫林;

    文章通过单丝热偶法研究了等温冷却条件下MnO质量分数对调质渣析晶行为的影响规律,分析在不同MnO质量分数下调质渣矿相结构随着温度的演变规律,并在此基础上利用JMA动力学方程建立调质渣在不同MnO质量分数下的析晶动力学模型。实验结果表明,MnO质量分数对调质渣的析晶行为有显著影响,当MnO质量分数从0.17%增至12.24%时,调质渣中晶体逐渐难以析出,但当MnO质量分数提高至16.32%时,调质渣的析晶能力得到加强;与原始高炉渣相比,MnO调质渣的主要析出矿相增加了锰橄榄石相与锰氧化物相;调质渣的析晶方式为表面形核、一维方向生长,根据阿伦尼乌斯公式并通过线性拟合得出,调质渣中MnO质量分数的增加会提高其析晶活化能,当MnO质量分数为12.24%时,活化能最大,为606.2 kJ/mol,但MnO质量分数达到16.32%时,活化能降低至最小,为373.9 kJ/mol。

    2025年01期 v.44 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 882K]

炉窑热工

  • 无氧化喷雾冷却数值模拟

    许正焕;刘军祥;于庆波;王鑫;

    针对热镀锌铝镁带钢的喷雾冷却过程,采用组分输运模型进行三维瞬态模拟,主要探究喷嘴的入口压力、喷雾角、质量流量等条件对带钢冷却的影响。结果表明,随着N_2和C_5H_(12)压力的增加,液滴平均直径减小,带钢中心冷却速率增加,且增加N_2压力对冷却速率的增益效果明显不如增加C_5H_(12)压力的;喷雾角在一定范围内增大时,带钢宽度方向温度不均匀性减小;随着质量流量的增加,壁面换热能力增加,带钢的冷却性能提升;使用ANOVA单因素分析法对各个因素的显著程度进行排序:C_5H_(12)压力> N_2压力>质量流量>喷雾角。

    2025年01期 v.44 45-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 819K]
  • 熔渣淬冷用喷嘴射流数值模拟与雾化效果评价

    赵凯;王殿新;聂文海;甄常亮;张巧荣;王秀龙;

    在已有水淬、气淬研究的基础上,设计了两种熔渣淬冷用双介质雾化喷嘴。使用Fluent对A型、B型两种雾化喷嘴射流行为进行数值模拟。通过对比喷嘴内外流场的速度、压强及索泰尔平均粒径SMD、雾滴粒径分布PSD,研究得出:A型喷嘴在出口截面处轴线速度为88.62 m/s,压强为-0.004 MPa,喷嘴外射流距离较短,喷射范围小;B型喷嘴在出口截面处轴线速度为842.78 m/s,压强为-0.2 MPa,喷嘴外射流距离远,喷射范围广。A型喷嘴液滴雾化粒径分布PSD为4,SMD最小粒径范围为0.30~0.47μm; B型喷嘴液滴雾化粒径分布PSD为6,SMD最小粒径范围为0.12~0.19μm。由上可知,B型喷嘴综合性能更优良。

    2025年01期 v.44 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1032K]
  • 带钢连续热镀锌冷却过程模拟与参数分析

    田玉珠;李月发;张艳影;谢天华;豆瑞锋;刘训良;温治;

    针对带钢连续热镀锌镀后冷却工艺开展数值模拟研究,基于文章构建的带钢温度预测模型、镀锌层凝固模型,分析了带钢TV值、冷却气体流量、镀锌层厚度等因素对带钢在各个冷却段出口温度分布均匀性的影响。随着TV值的增加,冷却段二段与冷却段三段出口处带钢宽度方向温差逐渐增大,温度在宽度方向的均匀性逐渐变差;对于冷却段一段,出口处带钢宽度方向表面温差逐渐减小,温度在宽度方向的均匀性逐渐变好。随着冷却段冷却气体流量的增加,冷却段出口处带钢温度分布越来越不均匀。镀锌层重量从50 g/m~2变化到200 g/m~2时,三个冷却段出口处温差增幅分别为2.21%、2.30%和2.43%,镀锌层质量对温度在宽度方向的均匀性影响较小。

    2025年01期 v.44 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 983K]

回收利用

  • 基于浮选法和磁选法的高炉喷吹煤粉利用率分析

    鲍磊;庞清海;高洪庄;何志军;张军红;

    高炉喷吹煤粉技术可降低炼铁工序的燃料成本,通过降低焦炭消耗来减少炼焦工序产生的环境污染。高炉喷吹煤粉利用率是评价煤粉对焦炭置换作用的重要指标。文章以某钢铁企业3座高炉产生的除尘灰为实验样品,利用化学纯Fe_3O_4配制不同密度的悬浊液,依次经过浮选、磁选、灼烧手段确定未燃煤粉和焦炭粉末的质量,进而计算出高炉喷吹煤粉的利用率。与现行岩相分析确定的高炉喷吹煤粉利用率进行对比,浮选法和磁选法计算出的煤粉利用率为具体数值,更加精确,可为高炉炼铁调整燃料结构和优化操作工艺提供科学依据。

    2025年01期 v.44 63-66+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 698K]
  • 炼钢电弧炉烟气余热回收系统设计及特性分析

    王毅;杜文亚;

    文章结合某钢铁企业110 t/h炼钢电弧炉烟气余热回收工程实例,介绍了一种炼钢电弧炉烟气余热回收的技术方案,讨论了系统燃烧沉降室、微过热卧式蓄热器、余热锅炉受热面等关键设备的设计,并进行了特性分析。对工程余热回收效果及经济性进行了分析,该系统余热回收量约为119.61 GJ/h,年减少CO_2排放约0.5万t,具有显著的经济和社会效益,对后续各企业开展电弧炉烟气余热回收利用具有重要的参考价值。

    2025年01期 v.44 67-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 758K]

测控技术

  • 抚顺新钢铁热风炉热平衡计算及效率影响分析

    朱秋平;段文军;

    热风炉是炼铁系统中的关键设备,研究并提高热风炉效率以推动能源利用的可持续发展对钢铁工业尤为重要。文章旨在对抚顺新钢铁责任有限公司的1号热风炉进行热平衡测定以全面评估热风炉的热工状况,为后续优化提供科学依据。通过测量和采集实际生产数据并结合热力学原理,解析1号热风炉热效率。结果表明该公司1号热风炉热效率达到国内先进水平但仍具有提升的潜力。进一步提出一系列针对性的改进措施,旨在提高热风炉热效率和企业的生产效率,降低钢铁工业生产成本并减少碳排放,推动企业绿色低碳发展。

    2025年01期 v.44 72-75+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K]
  • 基于PID与模糊控制算法的高氮钢加压电渣炉熔速控制

    汪元根;郎佳红;

    为了提高氮钢加压电渣炉的熔速控制精度,文章设计了一种结合PID与模糊逻辑的控制系统,再利用粒子群优化算法进行了优化。结果表明,基于PID与模糊控制算法的高氮钢加压电渣炉熔速控制研究,不仅有效地提高了系统响应能力,还实现了系统的高精度控制。

    2025年01期 v.44 76-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
  • 下载本期数据