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热风炉燃烧器性能分析及关键尺寸的优化

山西冶金 2024年第4期47卷 60-62页

作者：申泽亮河钢股份有限公司承德分公司河北承德067100

为进一步提升当前热风炉燃烧器的燃烧温度,通过保证燃烧器出口气流速度的稳定性来实现钢铁冶炼质量的提升,为此设计了实验模型装置并对挡板左右间隙从70~140 mm对应的出口气流均匀性进行对比,基于Fluent软件对挡板左右间隙从140~220 mm... 详细信息

为进一步提升当前热风炉燃烧器的燃烧温度,通过保证燃烧器出口气流速度的稳定性来实现钢铁冶炼质量的提升,为此设计了实验模型装置并对挡板左右间隙从70~140 mm对应的出口气流均匀性进行对比,基于Fluent软件对挡板左右间隙从140~220 mm范围及不同挡板样式对应的出口气流均匀性进行对比仿真,综合上述成果对指导提升热风炉燃烧温度具有实际意义。

关键词：热风炉挡板燃烧器出口气流速度均匀性

过程仿真及智能分析系统在钢铁企业双联冶炼中的应用

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冶金与材料 2024年第9期44卷 4-6页

作者：邱洪涛吴博刘玮仇则赢河钢数字技术股份有限公司承德分公司河北承德067000

采用提钒-炼钢双联冶炼生产工艺的钢铁企业转炉系统,含钒铁水先经过提钒工序再进行半钢炼钢。当前钢铁市场面临严峻挑战,钢铁企业竭尽所能纷纷开展降本增效工作,因此建立一套适用于转炉提钒-炼钢双联生产工艺下的过程仿真及智能分析系统... 详细信息

采用提钒-炼钢双联冶炼生产工艺的钢铁企业转炉系统,含钒铁水先经过提钒工序再进行半钢炼钢。当前钢铁市场面临严峻挑战,钢铁企业竭尽所能纷纷开展降本增效工作,因此建立一套适用于转炉提钒-炼钢双联生产工艺下的过程仿真及智能分析系统,分别构建过程仿真可视的工厂数据库、生产动态跟踪的工艺数据库、操作分析优化的操作规程库、实训冶炼技能的实训操作库。通过完善基础数据采集,打造可视仿真平台,开展工艺操作评价,分析中间产品质量,寻求最优规范操作,模拟回溯冶炼实训。一方面为实现转炉智能化提钒炼钢奠定基础,另一方面通过优化操作过程、稳定产品质量,为产线降本增效提供数字化系统支撑。

关键词：钢铁企业双联冶炼过程仿真智能分析

基于深度学习的金属矿物镜下嵌布粒度检测方法

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地质科技通报 2024年第3期43卷 351-358页

作者：汤化明郎增瑞王宏铭王玲王龙曹冲聂轶苗刘淑贤韩秀丽华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 华北理工大学产资源绿色开发与生态修复协同创新中心河北唐山063210 凌源钢铁股份有限公司第一炼铁厂辽宁朝阳122504 北京邮电大学计算机学院北京100876

目标矿物嵌布粒度是指目标矿物在矿石中的粒度大小和分布情况,直接影响着选矿工艺的设计和效果。因此,目标矿物嵌布粒度测量是工艺矿物学研究中的重要任务之一。在传统工艺矿物学研究中,主要利用偏光显微镜对矿石样品进行观察分析的方法... 详细信息

目标矿物嵌布粒度是指目标矿物在矿石中的粒度大小和分布情况,直接影响着选矿工艺的设计和效果。因此,目标矿物嵌布粒度测量是工艺矿物学研究中的重要任务之一。在传统工艺矿物学研究中,主要利用偏光显微镜对矿石样品进行观察分析的方法,普遍存在处理时间长、结果易受人为主观影响、难以实现自动化和大规模应用等问题。为克服传统方法的局限性,提出一种基于深度学习的金属矿物镜下嵌布粒度检测方法。以河北省唐山市水厂磁铁矿矿石标本为对象,在偏光显微镜的反射光条件下进行拍摄,制作数据集,利用Deeplabv3+网络设计了矿物识别网络模型,实现对目标金属矿物的自动化特征提取和智能识别,并生成目的金属矿物的二值化图像,从而实现对目的金属矿物的分割;最后,结合最大Feret直径完成目的金属矿物嵌布粒度分析测量工作。相较于传统的人工镜下测量方法,基于深度学习的图像测量在矿物颗粒分析中的应用,在测量相同矿物颗粒的情境下,处理速度提高了约119.8倍,同时测量精度提升了约169.5倍,揭示了其在处理效率和测量精度上的显著优势。基于深度学习的金属矿物镜下嵌布粒度检测方法显著缩短了矿物镜下嵌布粒度的检测时间并提升了检测精度,同时可消除人为主观因素的影响,对于促进工艺矿物学智能化发展有重要意义。

关键词：深度学习矿物识别粒度检测工艺矿物学 Feret直径网络模型自动化特征提取智能识别

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钒钛矿烧结生产的研究进展

烧结球团 2024年第3期49卷 1-9页

作者：邢汉威姜鑫张付林纪恒靳亚涛隋孝利沈峰满东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 鞍钢股份有限公司炼钢总厂辽宁鞍山114021 河钢股份有限公司承德分公司河北承德067101 东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室辽宁沈阳110819

本文归纳了钒钛矿的烧结特点,分析了钒钛烧结矿强度差、低温还原粉化现象严重的主要原因,介绍了增加铁酸钙黏结相量、控制燃料配比、控制烧结温度、配加褐铁矿、强化制粒、复合造块及烧结矿表面喷洒CaCl_(2)/B_(2)O_(3)溶液等能够改善... 详细信息

本文归纳了钒钛矿的烧结特点,分析了钒钛烧结矿强度差、低温还原粉化现象严重的主要原因,介绍了增加铁酸钙黏结相量、控制燃料配比、控制烧结温度、配加褐铁矿、强化制粒、复合造块及烧结矿表面喷洒CaCl_(2)/B_(2)O_(3)溶液等能够改善钒钛矿烧结指标的技术措施,展望了钢铁企业钒钛矿强化烧结面临的问题及解决方案。

关键词：钒钛烧结矿钙钛矿褐铁矿含硼矿物转鼓强度

铁水预脱磷温度对脱磷渣结构及行为的分析与探讨

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钢铁 2024年第8期59卷 27-39页

作者：周朝刚陈庆功闫占辉赵长亮刘道正王连全单庆林王书桓华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 首钢京唐钢铁联合有限责任公司轧钢作业部河北唐山063200 首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼钢部河北唐山063200 首钢股份公司迁安钢铁公司河北迁安064404 天津铁厂有限公司炼钢厂河北邯郸056400 唐山钢铁集团有限责任公司技术中心河北唐山063000

为探究不同铁水温度下脱磷熔渣结构演变对脱磷效果及磷迁移富集行为的影响,在铁水温度为1340~1420℃条件下进行了实验室试验,利用XRD、SEM-EDS、FTIR和Raman光谱对试验后脱磷终渣的结构进行了表征。热力学理论分析表明,随着温度的升高,... 详细信息

为探究不同铁水温度下脱磷熔渣结构演变对脱磷效果及磷迁移富集行为的影响,在铁水温度为1340~1420℃条件下进行了实验室试验,利用XRD、SEM-EDS、FTIR和Raman光谱对试验后脱磷终渣的结构进行了表征。热力学理论分析表明,随着温度的升高,磷的分配比逐渐降低。铁水脱磷试验表明,当铁水温度为1380℃时,铁水脱磷效率最高,温度过高或过低均不利于脱磷,且铁水硅质量分数随着温度的升高逐渐降低。XRD和SEM-EDS分析结果表明,磷主要富集在2CaO·SiO_(2)结晶区,富磷相由2CaO·SiO_(2)-3CaO·P_(2)O_(5)固溶体组成,温度的升高会降低富磷相的比例。拉曼和红外分析结果表明,Si—O—Si键受温度升高的影响较小。当温度较低时,炉渣中Q^(1)(Si)、Q^(2)(Si)和Q^(3)(Si)的含量增加。当温度升至1380℃时,Si—O—Si键断裂,Q^(0)(Si)增大。低聚合度的硅酸盐结构促进磷的迁移和聚集,以Q^(1)(P)形式存在的磷逐渐增加。当温度为1380~1420℃时,较高的铁水温度抑制了磷的迁移,进入渣中的硅往往以高聚合度的形式存在,随着脱硅反应的进行,渣的聚合度逐渐增加。此外,由于FeO_(6)八面体的显著增加和硅酸盐聚合度的提高,磷向硅氧网络结构中的迁移受到抑制,以Q^(0)(P)形式存在的磷逐渐增加,磷在炉渣中的扩散程度增加。可以为钢铁企业解决铁水磷质量分数超标问题和控制合理的预脱磷温度提供理论指导和参考。

关键词：预脱磷铁水温度氧化铁皮红外光谱拉曼光谱熔渣结构

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熔融还原炼铁工艺用耐火材料的研究进展

耐火材料 2024年第3期58卷 251-256页

作者：刘然刘晏廷高艳甲邓勇华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063000 承德钢铁集团有限公司河北承德067102

相较于高炉炼铁工艺,HIsmelt和Corex两种熔融还原炼铁工艺几乎不使用焦炭,且资源利用效率高,环保优势突出,但这两个工艺的熔渣中FeO含量普遍偏高,且技术成熟度和炉内反应机制的深入了解仍然不足,导致熔融还原炉的寿命普遍低于高炉的。... 详细信息

相较于高炉炼铁工艺,HIsmelt和Corex两种熔融还原炼铁工艺几乎不使用焦炭,且资源利用效率高,环保优势突出,但这两个工艺的熔渣中FeO含量普遍偏高,且技术成熟度和炉内反应机制的深入了解仍然不足,导致熔融还原炉的寿命普遍低于高炉的。分析了HIsmelt和Corex两大工艺的流程特点,总结了HIsmelt和Corex工艺用耐火材料的材料选择、维护和性能优化等方面的研究现状,指出了熔融还原炼铁工艺用耐火材料存在的问题及改进方向。

关键词：非高炉炼铁耐火材料 HIsmelt Corex 熔融还原

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高炉炉料软熔滴落性能的研究现状与展望

中国冶金 2024年第4期34卷 1-9,23页

作者：王艺帆郄亚娜张淑会朱建秋刘然纪恒华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063009 教育部现代冶金技术重点实验室河北唐山063009 河钢股份有限公司承德分公司河北承德067002 河钢材料技术研究院河北石家庄050023

高炉生产能耗高、CO_(2)排放量大,在国家“双碳”背景下,稳定顺行是高炉节能减排的重要前提。高炉软熔带的形状、厚度、位置决定着炉内煤气流的二次分布,对高炉顺行起决定性作用。含铁炉料的软熔滴落性能试验在一定的负载和还原条件下... 详细信息

高炉生产能耗高、CO_(2)排放量大,在国家“双碳”背景下,稳定顺行是高炉节能减排的重要前提。高炉软熔带的形状、厚度、位置决定着炉内煤气流的二次分布,对高炉顺行起决定性作用。含铁炉料的软熔滴落性能试验在一定的负载和还原条件下模拟高炉内渣铁形成过程,是目前表征高炉软熔带矿石软化熔融过程的最直接手段。综述了高炉炉料软熔滴落性能的研究现状及影响因素,指出改善炉内矿石还原条件及炉料造渣过程是优化炉料软熔滴落性能与软熔带分布的根本。在不影响高炉炉渣性能的前提下,适当调整炉料化学成分、调整炉料结构、增加球团矿比例、向焦炭中添加CaO等碱性物质以及使用富氢气体还原等均能改善矿石在高炉内的还原条件,优化软熔滴落性能。高炉富氢冶炼是未来高炉发展的重要方向,对高炉炼铁节能减排及高炉顺行具有重要意义。

关键词：高炉软熔带软熔滴落性能炉料结构富氢冶炼

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高炉炼铁智能化发展的研究现状与展望

钢铁研究学报 2024年第5期36卷 545-559页

作者：刘小杰张玉洁刘然张智峰李欣陈树军华北理工大学冶金与能源学院河北省现代冶金技术重点实验室河北唐山063210 河钢集团有限公司承德分公司河北承德067002

长期以来,传统的高炉炼铁工艺存在着能源消耗高、污染严重等问题。随着“双碳”目标政策的提出,如何利用智能制造技术实现高炉冶炼高效、环保的可持续发展已经成为高炉工作者的研究重点。从高炉炼铁智能化发展现状作为切入点,详细地从... 详细信息

长期以来,传统的高炉炼铁工艺存在着能源消耗高、污染严重等问题。随着“双碳”目标政策的提出,如何利用智能制造技术实现高炉冶炼高效、环保的可持续发展已经成为高炉工作者的研究重点。从高炉炼铁智能化发展现状作为切入点,详细地从智能预测、模拟仿真、专家系统以及互联网平台几个方面进行了阐述。即以高炉炼铁现场数据为基础,分别探讨高炉运行状态预测和模拟仿真在高炉中的应用,为高炉炼铁智能化控制提供决策支持;建立高炉炼铁工业可视化平台,实现高炉炼铁生产过程的全面监控和管理;最后,综合当前研究现状,结合大数据技术和炼铁工艺,从高炉炼铁数据治理、专家知识库的建立、智能化平台的建立等几个角度进一步展望了高炉炼铁智能化的发展。

关键词：高炉炼铁数据驱动人工智能大数据智能化

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我国熔融还原炼铁技术发展现状及展望

矿产综合利用 2024年第3期45卷 96-101页

作者：兰臣臣高艳甲吕庆张振锋高峰张淑会华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063009 河北远通矿业有限公司河北承德067000 承德信通首承矿业有限责任公司河北承德067000

这是一篇冶金工程领域的论文。随着钢铁企业对污染物排放问题的日益重视,非高炉炼铁工艺逐渐成为了人们关注的热点问题。目前我国已经实现工业化的非高炉炼铁技术以宝钢的Corex工艺和山东墨龙的HIsmelt工艺两种典型的熔融还原炼铁技术为... 详细信息

这是一篇冶金工程领域的论文。随着钢铁企业对污染物排放问题的日益重视,非高炉炼铁工艺逐渐成为了人们关注的热点问题。目前我国已经实现工业化的非高炉炼铁技术以宝钢的Corex工艺和山东墨龙的HIsmelt工艺两种典型的熔融还原炼铁技术为主,也是目前国内非高炉炼铁技术的热点工艺。本文对Corex工艺和HIsmelt工艺的流程进行阐述,并对比两种工艺的技术指标与优缺点,探讨了国内两种工艺的研究现状,并结合各工艺的特点对其发展方向进行展望。

关键词：冶金工程熔融还原 Corex工艺 HIsmelt工艺资源利用