双碳技术

• 高还原势煤气蓄热式加热工艺优化研究

  王燕;邓行健;左海滨;

  高还原势煤气加热是富氢碳循环高炉炼铁的支撑技术之一。文章借鉴顶燃式热风炉工作原理开发蓄热式煤气加热技术，为常规高炉改造升级和富氢碳循环高炉提供了极大支撑。鉴于此，该研究设计了加热规模为50 000 m~3/h的煤气加热系统，建立三维全炉数学模型，模拟分析还原煤气和耐材在实际工作制度下的温度变化规律，解析煤气加热过程中的工作特性，并研究蓄热室内不同材质格子砖的高度对煤气加热炉内部温度场和煤气出口温度的影响。模拟计算结果表明：设计的蓄热式煤气加热炉在蓄热2 h、送煤气1 h的工作制度下，能够满足送风温度1 100℃以上的要求；降低蓄热室中部低蠕变黏土砖层高度可以缩短蓄热室内煤气析碳区间，并使析碳区间上移至蓄热时能够达到更高温度的区间，使得析出的碳更容易被消除，从而为优化顶燃式煤气加热炉性能提供理论依据。

  2026年02期 v.45 3-9+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1190K]
  

工艺节能

• 超厚料层条件下烧结料层透气性优化研究

  戴玉山;陈旭龙;陈晓钟;张文巧;刘征建;李思达;

  为保证超厚料层烧结稳定生产，有效抑制料层厚度提高导致的透气性恶化问题，通过烧结杯实验探究了超厚料层烧结生产条件下的料层透气性优化方案。实验结果表明，通过增加配水量、提高石灰活性度能够有效调节准颗粒粒度及强度。制粒实验结果表明，优化后准颗粒干筛平均粒径由2.81 mm增大至3.51 mm,准颗粒抗压强度由2.72 N提高至4.72 N,准颗粒料温由37.1℃提高至50.1℃,更接近露点温度，有效避免料层过湿现象。烧结杯实验结果表明，优化后料层平均透气性指数由401.65提高至659.25,成品率由70.8%提高至80.4%,转鼓指数由65.0%提高至71.1%,烧结指标整体改善。最后根据企业生产设备参数，得到烧结混合料露点温度应达到52.56℃以上。基于实验结果对烧结参数调整后，烧结整体生产效率显著提高。

  2026年02期 v.45 10-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 771K]
  

• 高铝矿粉烧结性能研究

  李宝生;王聪渊;李旺;田铁磊;王子昂;

  提高原料中高铝矿粉的配比有利于企业降本和提升市场竞争力，但高铝矿粉配比提高会影响烧结工艺参数和烧结矿质量，所以探明高铝矿粉配比及适配性对钢铁企业实现低成本意义重大。通过微型烧结试验和烧结杯试验，对高铝矿粉的烧结性能进行了研究。结果表明：高铝矿粉同化温度低、流动性指数较好、黏结相强度较高，可以与适量的巴混粉进行互相替代；对高铝矿粉的配矿方案进行烧结杯试验，获得烧结过程高铝矿粉配比不宜超过30%,且此时烧结矿的转鼓强度、成品率分别为65.28%、81.79%,能够满足高炉入炉要求。

  2026年02期 v.45 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 931K]
  

• 超细铁精粉对烧结生产指标影响机制研究

  韩振;庞云杰;邓君昭;薛成广;万继伟;张旭;朱秋平;刘征建;李思达;

  随着工艺优化需求和技术进步，超细铁精粉在烧结生产中应用日益广泛，但其对烧结指标的具体影响尚不明确。为了探究超细铁精粉对烧结生产指标的影响机制及其负面影响原因，文章通过实验室设备及烧结杯实验，从理化基础特性、制粒性能和准颗粒爆裂情况三个方面对超细铁精粉进行了全面分析，验证并揭示了超细铁精粉在烧结生产中的综合影响机制。实验结果表明，超细铁精粉B粒径仅为14.1μm,但高温基础特性和制粒性能均优于铁精粉A,同化温度为1 278℃,干燥脱粉率也仅为10.10%,但通过准颗粒受热爆裂实验发现，其较强的持水性是影响烧结生产指标的主要原因。通过降低超细铁精粉B自身含水量，削弱了持水性对烧结过程的负面影响，烧结经济技术指标得到了显著改善。

  2026年02期 v.45 21-26+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1128K]
  

热工理论

• 气刀压力调控下镀层冷却效应的数值模拟

  王鑫;刘军祥;于庆波;

  针对连续热镀锌工艺中气刀冷却效应与镀层厚度控制协同机制不明确的问题，建立了耦合镀层厚度模型的三维数值模拟。利用Fluent模拟气刀射流场，研究了不同进气压力下气刀射流对镀层厚度、温度分布和冷却效果的影响。结果表明：气刀射流的静压力呈高斯分布，切应力呈双峰特征，当进气压力由10.0 kPa升高至20.0 kPa时，镀层厚度从20.5μm减薄至17.4μm;进气压力升高显著增强对流换热效率，平均换热系数从413 W/(m~2·K)增大至540 W/(m~2·K),促使镀层表面平均温度降低8 K,沿Y方向首尾温差由32 K增大至46 K,且Z方向温度分布趋于均匀。该研究结果为优化镀层厚度和均匀性提供了理论依据，对提升高端镀锌板质量具有指导意义。

  2026年02期 v.45 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 972K]
  

• 210 t钢包烘烤及周转过程热状态实测研究

  秦永坤;刘童;赵艳宇;孙永林;安永超;程树森;

  为探究钢包烘烤及周转过程包壳和内衬温度变化，掌握合适的烘烤时间，指导实践生产，文章结合钢包热状态研究现状，以国内某钢厂210 t钢包为测温研究对象，采用在钢包内预先埋设热电偶的接触式测温方法，搭建了钢包无线测温系统，测量了钢包在冷修位烘烤、离线位烘烤及周转过程中包壳和内衬温度，分析了烘烤及周转过程中包壳和内衬温度变化规律。研究结果表明，烘烤过程轴向温度差异显著且包底温度偏低。钢包周转过程中，各测温点温度随钢包周转呈现出周期性变化的趋势，且温度场始终未达到稳态。根据测温结果，确定了新包在离线位烘烤的最佳时间为17 h,并给出了优化钢包烘烤的建议。

  2026年02期 v.45 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1130K]
  

• 高硅熔剂性球团造球和焙烧制度优化研究

  魏青阳;郑佰龙;肖祖斌;姜兆明;刘征建;王耀祖;张泽栋;蔡皓宇;

  为深入研究高硅熔剂性球团的氧化焙烧机理、冶金性能，进一步优化炼铁工艺，通过实验室制备高硅熔剂性球团，研究了生产中高硅熔剂性球团矿的适宜生产工艺参数，并应用SEM-EDS对熔剂性球团进行矿相分析。结果表明：膨润土配比(质量分数)1.5%、生球水分(质量分数)7.9%的高硅熔剂性球团，生球落下次数可达6.0次，抗压强度可达12.8 N;采用焙烧制度975℃预热10 min, 1 215℃焙烧10 min, 925℃均热3 min,焙烧球强度高达3 538 N,还原性较好可达75.8%,还原膨胀指数可达26.24%。通过升高焙烧温度和降低均热温度可以改善还原膨胀综合球团矿抗压强度以及冶金性能，最终生成碱度1.0的熔剂性球团的适宜焙烧制度为：975℃预热10 min, 1 260℃焙烧10 min, 940℃均热3 min,成品球还原膨胀指数改善至10.69%。

  2026年02期 v.45 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1176K]
  

• 转炉热熔渣中底吹氮气行为研究

  田鹏;赵岩;李延芝;路博勋;李洪波;赵定国;薛月凯;

  转炉渣是炼钢工序的重要副产品，由于渣中磷元素的富集，严重影响转炉渣的综合利用。底吹氮气能够增加还原剂与熔渣的接触面积，提升转炉熔渣的脱磷效率。文章采用数值模型方法，针对转炉溅渣护炉前向熔渣底吹氮气过程，研究了转炉底吹喷嘴数量、底吹流量及底吹喷嘴位置对熔池流场的影响。模拟结果表明，四喷嘴熔池平均湍动能为单喷嘴的2.5倍，且底吹损耗比双喷嘴损耗低，底吹效果最佳。底吹流量从1.14 m/s增加到1.31 m/s时，熔池的死区比例变化不明显，但湍动能转化率降低，因此在一定范围内减少底吹流量可以提高湍动能利用率。偏心底吹比中心底吹具有更大的死区比例，不利于熔渣的混匀。

  2026年02期 v.45 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K]
  

• 基于3D打印多孔介质面板的氨富氧燃烧实验研究

  杨文博;陈元元;许学成;李亚伟;

  文章设计并搭建了氨/富氧多孔介质燃烧实验平台，利用3D打印技术制备了结构与功能一致性良好的多孔介质面板，研究了富氧条件下，多孔介质结构和材质对氨燃烧启动特性、面板平均温度和火焰形态的影响。结果表明，富氧率为0.28～0.38时，氨在多孔介质内均可稳定的燃烧，燃烧火焰根据不同的工况呈部分浸没燃烧或完全浸没燃烧的形式。多孔介质面板的孔密度对氨燃烧性能影响显著，孔密度越小，面板平均温度越高，但对于系统启动时间和稳定温度来说孔密度存在最佳值。材质方面，氧化铝陶瓷和SUS304不锈钢面板在系统启动时间和稳定温度上差别不大，但氧化铝陶瓷面板平均温度整体高于SUS304不锈钢。研究成果可以为数值研究提供验证，也可以为氨燃料多孔介质燃烧的工业化应用提供一定的指导。

  2026年02期 v.45 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1098K]
  

回收利用

• 焦炉荒煤气焦油催化重整实验研究

  鹿迪崧;张璐;裴博文;包向军;夏雨晨;凌志航;钱金阳;

  焦炉荒煤气中焦油的催化重整脱除转化对于提高焦炉荒煤气的能量利用率和物质利用率具有重要意义。文章以焦炉荒煤气焦油为研究对象，研究了催化重整温度、氧气添加量、水蒸气添加量以及催化剂对荒煤气焦油催化重整效果的影响，并分析了催化重整机理。结果表明，适当提高催化重整温度，有利于焦油催化裂解生成H_2、CH_4等小分子气体；加入适量氧气和水蒸气，可与焦油蒸汽以及焦油裂解产生的残炭和小分子气体发生部分氧化反应，对于调整荒煤气的成分，增加荒煤气的热值有重要作用；助剂CeO_2的添加，可以提高催化剂的活性，促进焦油的催化裂解重整。在催化重整温度为850℃,氧气添加量为0.06,水蒸气添加量为3.6的条件下，添加5%CeO_2助剂的镍基催化剂，荒煤气焦油的裂解率可达48.42%。此时，气体产物中H_2、CH_4、CO和C_nH_m的体积分数分别为37.39%、13.05%、11.38%和2.02%。

  2026年02期 v.45 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K]
  

智能控制

• 基于K-means, SVR和NSGA-Ⅱ的高炉送风制度优化研究

  陈波;董壮壮;王月明;李俊峰;

  合理的送风制度有利于高炉炉况顺行，促进高炉节能降碳。目前送风制度与燃料消耗参数之间的映射关系并不完善，为解决这一问题，提出一种基于K-means聚类、支持向量回归(SVR)和非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的高炉送风制度优化方法。首先，运用K-Means和模糊C均值算法对高炉送风参数聚类，选择聚类效果较好的K-Means模型对高炉炉况进行聚类分析。然后，结合K-Means聚类结果和特征选取，提取送风制度关键参数，并利用SVR、径向基神经网络、随机森林回归和极端梯度提升模型对高炉燃料比、煤比和日产铁量进行预测，选择预测最准确的SVR模型作为预测模型。最后，在SVR模型基础上构建多目标规划模型，采用NSGA-Ⅱ算法寻找燃料比最小且煤比最大的非劣解集，并进行结果分析。结果表明，该方法能够改善高炉送风制度，降低燃料比，促进高炉节能降碳。

  2026年02期 v.45 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1214K]
  

能源环保

• 基于机器学习的钢铁行业长流程CO₂排放预测模型

  马瑞环;张朋刚;姚桂焕;

  为降低钢铁行业长流程CO_2排放强度，提出融合特征选择与智能优化的机器学习集成方法。基于斯皮尔曼相关性构建多维特征重要度评价体系，通过对比LM-BP神经网络(单隐含层8节点)与PSO-SVM(RBF核参数σ=0.85,惩罚因子C=0.1)的预测性能，量化工序参数调整对碳排放的动态影响。结果表明，PSO-SVM模型决定系数达0.994 3,显著优于BP神经网络的0.894 0,其全局寻优能力有效克服了样本非线性和维度敏感性问题。通过基于预测模型的因素分析可知：吨钢综合能耗、烧结温度及喷煤比与CO_2排放量呈显著正相关；高炉容积、废钢比和焦炉煤气与CO_2排放量呈负相关。

  2026年02期 v.45 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1203K]
  

• 中钢集团鞍山热能研究院有限公司

  <正>中钢集团鞍山热能研究院有限公司成立于1976年,是原冶金工业部组建的全国首个煤焦化工、能源与热能工程领域专业研究机构。1999年,作为242家国家级转制科研院所之一,由事业单位统一改制为科技企业,进入中国中钢集团有限公司。2022年12月,随中钢集团重组进入中国宝武钢铁集团有限公司。

  2026年02期 v.45 2-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 2199K]
  
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