双碳技术

  • 氢基竖炉直接还原技术减污降碳分析

    员晓;彭锋;孙泽辉;

    氢冶金技术是钢铁行业实现绿色低碳发展的重要路径之一,尤其氢基竖炉直接还原技术已成为国内外钢铁企业低碳转型的重要方式。文章主要综述了氢基直接还原技术应用现状,并着重分析了氢基竖炉直接还原技术的能源消耗、碳排放和典型污染物排放。研究表明,基于天然气、焦炉煤气竖炉直接还原技术吨铁能耗分别为358~395和427 kgce/t,吨钢碳排放较高炉流程下降40%~50%,吨钢颗粒物、SO_2、NO_x较高炉长流程分别下降26.3%、41.1%、43.2%;基于绿氢竖炉直接还原技术在减污降碳效应上优于天然气/焦炉煤气竖炉直接还原工艺。建议行业加大氢冶金及上下游相关技术装备研发攻关,提升能源资源保障能力和核心技术供应能力,支撑我国钢铁行业绿色低碳转型。

    2024年03期 v.43 3-7+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 109K]
  • 莱钢降低铁水温降关键技术研究与应用

    高山;薛志;黄治东;韩鹏;冯亮花;

    为降低铁钢界面铁水温降,莱钢自2020年开始,通过开发“一罐到底”组织模式、铁水罐型统一、铁水运输选用汽车运输、配罐模式优化以及铁水罐加盖和高效脱硫工艺等,使莱钢运输效率明显提升,转炉入炉铁水温度持续提高,为进一步降低铁钢比、稳定转炉操作,提供了有利条件。通过各项技术研究与应用,莱钢铁水温降由230℃逐步降低到156℃,其中汽运铁水温降达到85℃,达到国内先进水平,为国内各大钢厂降低铁水温降提供了宝贵经验。

    2024年03期 v.43 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 279K]

工艺节能

  • 基于全影响因素的轧钢加热炉板坯单耗预测

    杨筱静;段毅;何胜方;包向军;陈光;张璐;陆彪;

    板坯实际生产过程中单耗计算受原料和燃料条件、操作工艺、钢种等因素影响,且各因素与板坯单耗之间的映射关系较为复杂。文章采用BP神经网络建立板坯单耗预测模型,以板坯加热炉实际生产数据为研究对象,加热过程中涉及的全部影响因素共17项作为输入变量,建立板坯单耗计算预测模型。结合试错法确定合理的BP神经网络结构为:输入层节点数为17,隐藏层节点数为10,输出层节点数为1。预测结果显示单耗预测值与实际值趋势一致,预测均方根误差仅为0.181 GJ/t,模型整体精度可达92.06%。

    2024年03期 v.43 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 397K]
  • 基于副枪测量的直接出钢技术研究与应用

    张响;张朝发;徐伟;张宝景;

    在介绍副枪系统组成的基础上,以炼钢静态模型为手段,结合大量转炉生产数据分析,研究了副枪测量参数与钢水成分和温度的关系,得出了直接出钢的边界条件。TSC磷含量随TSC温度的增加呈线性增加,合适的TSC温度为1 600~1 620℃。随着TSC碳含量的增加,TSC磷含量增加,合适的TSC碳含量为0.30%~0.40%。随终点氧含量的增加,终点磷含量降低,终点氧含量的最佳控制范围为(400~500)×10~(-6)。生产实践表明,基于副枪测量的直接出钢技术可以缩短冶炼周期1.2 min,平均终点氧含量达到443×10~(-6),可以满足转炉冶炼要求,为提高转炉冶炼效率、降低工序能耗提供了可靠途径。

    2024年03期 v.43 19-21+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 173K]

热工理论

  • 模拟高炉升温制度下球团矿富氢还原机制研究

    谢书培;吕斌斌;王广;王静松;左海滨;薛庆国;

    文章研究了模拟高炉升温制度下,球团矿在不同还原气体成分(H_2含量0%、10%、20%、30%、40%)下的还原行为,并利用未反应核模型,分析了球团矿富氢还原的动力学以及反应过程中球团的宏观结构变化。结果表明:随着还原气体中H_2含量的增加,球团矿终点还原度从52.45%提高到84.09%,并且在全氢条件下还原开始温度比全CO时提高了63℃。此外动力学分析发现,该反应首先受到化学反应的控制,然后逐渐受到化学反应和内部扩散的混合控制。对球团矿控制步骤转变处的结构分析发现,其穿透率随H_2含量增加从2.3%增高到42.3%。研究可为高炉富氢还原过程的机理解析和工艺参数的优化控制提供一定程度的参考。

    2024年03期 v.43 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
  • B_2O_3对CaO-Al_2O_3-B_2O_3三元保护渣熔体结构的影响

    马博文;刘克;徐秉声;赵宏欣;袁章福;

    通过分子动力学方法对非反应性保护渣CaO-Al_2O_3-B_2O_3三元渣系进行了模拟,构建了熔渣的网络结构模型,研究了渣系中B_2O_3的含量对保护渣熔渣微观结构的影响规律。结果表明:B在网络中与O的结合能力最强,且能够起到简化网络和平衡过剩电荷的作用;Al在熔体中主要以4配位形式存在,同时存在少量高配位Al-O结构,B_2O_3的含量为5%时,熔渣中[AlO_4]含量最高;随着B_2O_3含量的增多,熔渣网络结构聚合程度降低,复杂Al-O结构减少,熔渣微结构的有序性增加。

    2024年03期 v.43 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K]

回收利用

  • 钢渣及废催化剂协同制备陶粒的工艺优化

    王治飞;白连强;王为振;黄海辉;王梦凡;任坤;

    针对钢渣及石油行业废催化剂难以利用的现状,根据钢渣高铁高钙和废催化剂高硅高铝的组分特点,协同利用钢渣和废催化剂制备建筑陶粒,并采用ICP、XRD、FTIR等测定不同组成和不同工艺条件制备的陶粒的性能。研究表明:在钢渣与废催化剂质量比为6∶4,焙烧温度为1 180℃,焙烧时间为30 min的最佳烧成条件下,烧制的陶粒性能优良,陶粒中Cr、Ni和As等重金属元素的浸出结果满足国家标准。该钢渣—废催化剂陶粒主要矿物为镁铝榴石相和尖晶石相,有利于提高陶粒性能,其中尖晶石相又能够很好地包裹重金属,有利于对重金属元素的固结。

    2024年03期 v.43 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 267K]

动力节约

  • 高炉煤气的CCPP发电系统运行特性分析

    王涛;潘洋;王平;郭建新;

    以燃用高炉煤气的燃气蒸汽联合循环发电系统为研究对象,分析了燃气轮机进气温度、负荷和排烟温度及汽轮机负荷之间的关系。当燃气轮机进气温度低于-16℃时,汽轮机负荷降低12 MW;当燃气轮机进气温度超过20℃时,燃气轮机最高负荷约105 MW,比额定负荷低4 MW。燃气轮机进气温度过高或过低均会使系统的经济性变差。采取加热或冷却的措施维持燃气轮机进气温度在合理范围,可实现燃气蒸汽联合循环发电系统经济运行。

    2024年03期 v.43 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 267K]

测控技术

  • 基于集成学习和工艺经验的烧结终点预报模型

    赵志伟;冯伟健;邵玉杰;李宇;刘颂;刘小杰;

    提出了融合大数据技术和工艺知识的烧结终点预报系统。首先,采集、清洗、整合了实际烧结生产的海量历史数据,建立了烧结全流程大数据仓库。在此基础上,分析了烧结终点位置与烧结矿质量指标间的关系。然后,采用数据挖掘和工艺知识相结合的方法筛选出与烧结终点位置相关的重要特征变量,选用梯度提升树算法(GBDT算法)建立了烧结终点位置预报模型,并应用网格搜索和交叉验证方法对算法涉及参数进行了优化,而且在预报模型的外层建立了相应的专家规则。预报系统整体预测命中率达到88%以上,与以往的预报模型相比,预报系统的预报精度和泛化能力显著提升,对指导烧结实际生产有重要的作用。

    2024年03期 v.43 44-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 131K]

环境保护

  • 臭氧—焙尘去除ZnSO_4溶液中砷的响应曲面法优化研究

    刘殿传;张奇;夏洪应;张特;付光;陆占清;

    文章利用单因素试验,研究O_3流量、焙尘添加量和反应时间对砷去除率的影响。通过响应曲面RSM的Box-Beichen设计,以O_3流量、焙尘添加量和反应时间为影响因素,建立了砷去除率的预测模型。模型拟合结果表明:影响砷去除率的因素顺序依次是O_3流量>焙尘添加量>反应时间。砷去除率模型在99%的置信区间内显著,模型R~2为0.997 8,说明该模型具有很好的拟合精度和可靠的预测力。模型优化的最优除砷条件为:O_3流量867 mg/L,焙尘添加量16 g/L,反应时间46 min,在此条件下,预测砷去除率最大值为95.75%,试验值为95.03%,两者仅相差0.72个百分点。综上,将RSM应用于砷去除率的工艺优化是一种有效的方法。

    2024年03期 v.43 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
  • 基于KPCA-IDBO-LSSVM预测转炉终点磷含量

    牛玉梁;李爱莲;解韶峰;

    为实现转炉终点钢水磷含量的精准预报,首先采用核主成分分析(KPCA)对数据进行降维处理,再提出改进的蜣螂优化算法(IDBO)来优化最小二乘支持向量机(LSSVM),最后建立KPCA-IDBO-LSSVM预测模型来进行转炉终点钢水磷含量预测。将KPCA-IDBO-LSSVM终点磷含量预测结果与LSSVM、IDBO-LSSVM以及多种其他模型进行对比,结果表明,KPCA与IDBO的加入均明显地提升了预测效果,KPCA-IDBO-LSSVM的终点磷含量预测误差在±0.003%内的命中率达到了90%,为冶炼带来了具有实际意义的帮助。

    2024年03期 v.43 55-58+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
  • 机械活化次氧化锌粉尘低酸浸出实验研究

    王贵华;龙跃;杜培培;张良进;李智慧;

    文章以次氧化锌粉尘和机械活化粉尘为原料,进行低酸浸出实验,研究硫酸质量浓度、液固比、浸出时间、浸出温度、搅拌速度对两种实验原料浸出效果的影响,得到了实验条件下最佳参数为:硫酸质量浓度100 g/L、液固比5 mL/g、浸出时间90 min、浸出温度60℃、搅拌速度500 r/min。在此条件下,机械活化粉尘的锌浸出率可达85%以上,比次氧化锌粉尘的锌浸出率总体提高10个百分点;两种原料中铁的浸出率都保持在5%~10%左右,铟、铅几乎不浸出。

    2024年03期 v.43 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K]
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