双碳技术

• 焦炉煤气喷吹对高炉质能匹配和冶炼参数的影响

  金珈其;胡长庆;师学峰;杨广庆;杜克帅;

  为了研究喷吹焦炉煤气对高炉质能匹配和冶炼参数的影响，文章构建了一个焦炉煤气喷吹的质能模型。模型具体研究了焦炉煤气喷吹量对理论燃烧温度、炉腹炉缸炉顶的煤气、直接还原度和燃料消耗量等的影响。研究结果显示，当焦炉煤气喷吹量每增加1 m~3/t时，理论燃烧温度降低2.57℃,同时炉缸炉腹煤气量增加；随着焦炉煤气喷吹量增加，炉顶煤气量和煤气热值提高，同时炉顶煤气中H_2和H_2O的体积分数增加，CO_2的体积分数减少；当焦炉煤气喷吹量从0 m~3/t增加到100 m~3/t时，炉顶煤气中CO_2的排放量从337 m~3/t降至320 m~3/t,体积分数降低至18.03%,实现约5.04%的减排效果；喷吹焦炉煤气还可以改善高炉内的还原过程，降低直接还原度、燃料比和焦比，达到节能减排的效果。

  2025年03期 v.44 3-8+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 158K]
  

• 烧结固体燃料结构优化研究

  田祥正;吕培军;佘雪峰;林杨;张立强;刘大为;

  为了优化某烧结厂使用的固体燃料结构，降低烧结过程中的能耗和成本，通过热重分析和烧结杯试验，探究了焦粉和煤粉的燃烧特性及其对烧结矿质量的影响。结果表明，虽然煤粉具有更好的燃烧前期反应能力，但焦粉的燃烧性能优于煤粉；当煤粉配比由0%提高到25%时，烧结矿成品率和利用系数提高，矿物结构改善；煤粉配比超过25%时，不利于矿物结构发展；烧结矿的化学成分受固体燃料结构变化的影响较小，但提高煤粉配比有助于降低烧结矿中SiO_2质量分数，增加烧结矿中FeO质量分数。

  2025年03期 v.44 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 373K]
  

工艺节能

• 硼酸对钒钛烧结矿成矿特性及冶金性能的影响

  刘子铜;黄绍翔;田铁磊;张玉柱;龙跃;靳亚涛;李丽芬;

  为了有效地改善钒钛磁铁矿的烧结性能，文章研究了硼酸对烧结基础特性、烧结工艺参数及冶金性能的影响规律，阐明了硼酸对烧结矿矿相演变规律的影响。结果表明：配加硼酸有利于改善钒钛铁矿粉的同化性和流动性，但硼酸配比超过5‰时，烧结透气性恶化及粘结层变薄，导致烧结矿质量变差；当硼酸配比为1‰～3‰时，烧结工艺参数和烧结矿的低温还原粉化率均达到了最佳值，其中低温还原粉化率为25.8%,较未配加硼酸时提高一倍多；配加硼酸后，铁酸钙含量降低，不利于液相中析出铁酸钙矿相。

  2025年03期 v.44 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 374K]
  

• 钙处理方式对X120管线钢中非金属夹杂特性的影响

  满佳辰;王秦秋;张媛媛;何志军;于河;韩啸;杨鑫;

  文章采取铝钙复合脱氧和铝+硅钙分步脱氧，对管线钢中夹杂进行了改性处理。实验结果表明，当采取0.018%铝钙合金复合脱氧处理时，钢中夹杂物的微观形貌、夹杂物的个数以及夹杂物的长宽比最为理想，改性效果最优。与铝+硅钙分步脱氧处理相比，铝钙复合脱氧处理可促进脱氧产物的碰撞、聚集，反应形成低熔点大型夹杂易于上浮，且此类夹杂更易趋于球状。采取铝钙复合脱氧处理时，添加适宜浓度的Al、Ca是改变夹杂物性态的关键。

  2025年03期 v.44 24-29+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
  

• 宁钢配用新麦克粉的技术研究

  徐凌霄;刘少英;刘小理;张军霞;

  优化配矿可以有效改善烧结矿质量、增加烧结矿产量、降低生产成本，对优化烧结矿各项性能指标具有重要意义。文章通过烧结杯试验和生产实践展开了对新麦克粉替代PB混合粉的研究，对不同替代比例的烧结技术经济指标和烧结矿质量等进行系统的对比分析。研究分析结果表明：新麦克粉替代PB混合粉用于烧结生产，可以改善混合料的透气性，有促产、降磷、降本的作用。在保证烧结矿质量指标及高温冶金性能指标基本稳定的前提下，新麦克粉替代PB混合粉可以达到20%,有效降低烧结矿成本。

  2025年03期 v.44 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 106K]
  

热工理论

• 基于VMD-PSO-BiLSTM的高炉炉渣碱度预测模型

  孟丽丽;彭垚;刘然;郑直;崔溪;刘金祥;

  针对高炉复杂的操作环境、众多的影响因素，以及处理复杂非线性时间序列数据时模型效果不佳等问题，提出了一种基于变分模态分解(VMD)和粒子群优化(PSO)双向长短期记忆网络(BiLSTM)的高炉炉渣碱度预测模型。首先，对某高炉实际生产数据进行综合预处理，并应用VMD方法对数据进行分解。其次，为进一步优化模型性能，采用PSO算法对BiLSTM模型的超参数进行优化。最后，与VMD-BiLSTM、BiLSTM和LSTM模型进行对比。试验结果表明，基于VMD-PSO-BiLSTM的高炉炉渣碱度预测模型有最佳的拟合效果(R~2=0.914 5)、最小的误差(MAE=6.18×10~(-3),MSE=9.35×10~(-5))和更高的长期预测趋势准确程度(TA=96%),可为高炉炼铁过程的优化控制提供有效的技术支持。

  2025年03期 v.44 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
  

炉窑热工

• 内置式烟气热风炉烟道内腔结构优化的研究

  杨婷;陈光;邓文文;郦秀萍;

  针对内置式热风炉烟气温度不均，影响后续脱硝效率的问题，文章以常用的内置式热风炉为研究对象，在原有两层导流板的烟道基础上，改变挡板形状并在挡板和喷氨管之间通过逐步增加三层导流板和两个分流器，得到一种新型的烟道结构。优化结果表明，五层导流板和两个分流器装置结构的烟道出口断面温度均匀性明显提高，最大温差Δt由未优化前的53℃降低到10℃。利用优化后的结构，结合实际生产需要，对不同的烟气进、出口温度及烟气量下的五个典型运行工况进行数值模拟分析，结果表明：工况1到工况5,烟道出口最大温差分别为15、16、15、10和10℃,且热风炉的燃料燃尽率均在99.5%以上。所有工况烟气出口处的断面温差均在20℃以内，满足工程要求。

  2025年03期 v.44 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
  

燃烧技术

• 提钒回转窑燃烧温度场模拟研究

  王郁凯;王洪利;梁精龙;靳洛;魏哲;

  为提高提钒回转窑的焙烧性能，针对燃用焦炉煤气的回转窑从操作参数和结构参数两个方面进行模拟研究，进而获得回转窑内部温度场分布。结果表明：当旋流风速为1.5 m/s时，燃烧不完全，窑内平均温度显著降低。当旋流风速由3m/s增加至7.5 m/s,窑内最高温度由1 771 K降低至1 476 K,高温区向窑头方向移动。随着燃料喷入速度由8 m/s增加至10 m/s,最高温度从1 445 K升高至1 705 K,窑内高温区范围不断扩大，燃料喷入速度继续增加，温度场变化不在显著；随着燃烧器插入深度由1 m增加至5 m,冷却区最高温度由938 K降低至537 K,高温区向窑尾方向移动；随着燃烧器布置角度从0°增加至9°,回转窑中轴线下方的料床区域最高温度由1 534 K升高至2 123 K,窑内中后部温度显著降低。

  2025年03期 v.44 48-53+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 261K]
  

回收利用

• 内源碳还原冶金粉尘中的锌铁分离行为研究

  寇鑫林;张玉柱;田铁磊;龙跃;靳鑫玉;杨佳毅;

  文章以内源碳为还原剂，对冶金粉尘还原反应体系进行了高温还原锌铁氧化物的实验，研究了还原温度、还原时间、高炉布袋灰与转炉污泥的C/O以及转炉污泥与电炉除尘灰配比对多源冶金粉尘金属化率及脱锌率的影响，结合XRD和SEM/EDS技术，阐明了多源冶金粉尘在高温焙烧下的锌铁分离机制。结果表明：锌的还原反应前期ZnFe_2O_4与CO和内源碳发生反应生成ZnO和Fe_3O_4;反应中期ZnO在碳气化作用下迅速还原为Zn蒸气；反应后期受碳的消耗和低熔点熔渣阻塞的影响，脱锌率不再增加。铁氧化物的还原路径依次为Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeO、Fe,锌铁分离行为与碳气化反应密切相关，当碳气化反应开始时，锌铁氧化物还原效率明显增加。较优的工艺参数为：还原温度1 200℃、还原时间20 min、高炉布袋灰和转炉污泥的C/O为0.9、转炉污泥与电炉除尘灰的配比为1∶1,此时，金属化率达到93%,脱锌率达到96%以上。

  2025年03期 v.44 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
  

测控技术

• 基于深度学习和注意力机制的漏钢预报研究

  吴恒;张本国;余浩辰;张瑞忠;范利锋;

  为提高漏钢预报系统准确度，分析了热电偶的单偶时间序列特征与组偶空间联动特征，采用CNN对数据进行特征提取，再将时间序列温度特征作为BIGRU输入，构建CNN-BIGRU网络，并在输出端前引入MA机制。针对CNN-BIGRU网络易陷入局部最优解问题，利用BO算法寻找CNN-BIGRU网络最优超参数组合，建立了BO-CNN-BIGRU-MA网络模型，并将其应用到连铸漏钢预报系统。结合实际连铸生产数据，对该漏钢预报模型进行测试。结果表明，该连铸漏钢预报系统的准确率为99.5%,报出率达到100%。

  2025年03期 v.44 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
  

• 基于BO-Lstm-Catboost模型的高炉透气性指数预测系统

  孟丽丽;温金龙;刘然;郑直;赵会珍;支明亮;李宪林;

  高炉透气性指数是高炉监控指标的重要参数之一，针对现有模型中存在的参数调优繁琐等问题，文章建立了BO-Lstm-Catboost高炉透气性指数预测模型。首先，对采集的钢厂生产数据进行了一系列数据清洗处理；然后对影响高炉生产的参数进行相关性分析和重要性排序分析；最后通过比较选用了基于贝叶斯(Bayesian)原理的Optuna优化算法对Lstm-Catboost模型中参数进行了优化，增强了模型能力，避免了过拟合现象。结果表明，BO-Lstm-Catboost模型对透气性指数的预测准确率达到了94%,性能得到了大幅提升。最终搭建了基于Web技术的高炉透气性指数预测平台，可直观展示预测信息，为透气性指数的控制提供了直接参考依据。

  2025年03期 v.44 67-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]
  

环境保护

• 直通式布袋除尘器流动阻力特性仿真研究

  王宇鹏;王赓;张义文;吕明;

  为了优化除尘器结构和降低运行阻力，以某钢铁生产基地的大型布袋除尘器为研究对象，采用混合网格技术，建立了直通式布袋除尘器的全尺寸仿真模型，研究了不同内部结构和外部结构对直通式除尘器流动阻力特性的影响规律。结果表明，相比于传统分室除尘器，上箱体直通结构的除尘器系统阻力可降低17%;中箱体直接进气的直通式除尘器，将中箱体加高50%,并且缩小喇叭口尺寸后，其系统阻力相比于传统分室除尘器的可降低20%。采用直通式除尘器可以提高除尘性能，降低运行阻力和系统能耗。

  2025年03期 v.44 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
  
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