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120 t LF智能控制系统的开发和应用

炼钢 2024年第4期40卷 58-64页

作者：孙波解养国邓南阳王勇张振海夏云进马鞍山钢铁有限公司长材事业部安徽马鞍山243000 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

针对LF精炼操作对人工经验过度依赖的问题,马鞍山钢铁有限公司长材事业部基于冶金机理,在120 t LF上开发了温度模型、合金模型、吹氩模型和造渣模型,建立以钢水温度、成分、炉渣三者相互统一的控制模型,利用大数据技术和自学习功能对控... 详细信息

针对LF精炼操作对人工经验过度依赖的问题,马鞍山钢铁有限公司长材事业部基于冶金机理,在120 t LF上开发了温度模型、合金模型、吹氩模型和造渣模型,建立以钢水温度、成分、炉渣三者相互统一的控制模型,利用大数据技术和自学习功能对控制模型进行优化,实现了各模型协同集成和LF智能控制,取得了良好的应用效果,LF自动控制比例达到80%,终点目标温度±5℃命中率达95%以上,终点成分窄范围命中率(w(Si)±0.02%、w(Mn)±0.02%、w(S)±0.001%、w(Al s)±0.005%)达97%以上,降低LF精炼电耗约4 kWh/t、减少精炼处理时间约5 min,提高了生产效率和钢水质量,对炼钢工序降本增效起到了重要作用。

关键词： LF精炼智能控制模型集成大数据

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烧结配加钢铁厂污泥对烟气及产质量的影响

钢铁 2024年

作者：胡琰赵贺喜齐鹏宇丁龙钱立新龙红明宝山钢铁股份有限公司能源环境部安徽工业大学冶金工程学院冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室

钢铁工业推行的“固废不出厂”发展模式要求企业生产过程产生的固废在厂内进行消纳利用。钢铁厂各工序产生的污泥种类包括氧化铁泥、OG粗粒、碳酸钙污泥、酸碱中和污泥、连铸污泥和生物污泥等，其成分复杂，厂内无害化处置是当前企业面... 详细信息

钢铁工业推行的“固废不出厂”发展模式要求企业生产过程产生的固废在厂内进行消纳利用。钢铁厂各工序产生的污泥种类包括氧化铁泥、OG粗粒、碳酸钙污泥、酸碱中和污泥、连铸污泥和生物污泥等，其成分复杂，厂内无害化处置是当前企业面临的难题。钢铁厂污泥含有铁、碳等有价元素，采用烧结工艺处置是固废资源化利用的有效途径之一。以国内某钢铁企业生产过程产生的多种污泥为研究对象，开展了污泥加热燃烧试验和配矿烧结试验，通过检测烟气成分和烧结矿产质量指标评估了烧结工序消纳污泥的可行性和极限配比。结果表明，污泥加热燃烧过程形成了SO2、CO、HCl、NO2、NO、CH4、VOCs等污染物，其中CO和SO2排放量较高，分别达到16.94和12.10 mg/g（污泥），VOCs排放量达到2.58 mg/g（污泥）。将污泥进行配矿烧结，导致烧结烟气中SO2、NO、CH4和VOCs的排放浓度显著升高。当污泥添加比例为5%时，SO2、NO、CH4和VOCs的吨烧结矿排放量较基准试验分别增加143%、44%、219%和1 577%。随着污泥配加比例从0%逐渐提升至7%，烧结矿的产质量指标呈现先提高后降低的趋势。污泥添加比例由0增加到3%，烧结利用系数和垂直烧结速度有提高趋势。随着污泥添加比例继续增加，烧结产质量指标均有所降低。因此，污泥在烧结工艺中消纳处理会造成烟气污染物排放浓度增加和产质量指标的下降，在烧结烟气净化系统处理能力有富余的情况下，污泥在烧结原料中添加量需要控制在质量分数3%以内。

关键词：钢铁厂污泥加热燃烧铁矿烧结烟气污染物产质量

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铁矿粉烧结原料智能制备研究进展

钢铁 2024年第3期59卷 46-57页

作者：丁成义常仁德薛生江枫龙红明余正伟安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243032

随着智能冶金技术的不断发展,利用人工智能、物联网等技术来实现原料智能化制备已经成为冶金行业的重要趋势。通过原料智能化制备可以实现烧结过程配料、制粒以及布料等方面的精确控制和优化,进而提高烧结矿产量和质量,同时减少生产成... 详细信息

随着智能冶金技术的不断发展,利用人工智能、物联网等技术来实现原料智能化制备已经成为冶金行业的重要趋势。通过原料智能化制备可以实现烧结过程配料、制粒以及布料等方面的精确控制和优化,进而提高烧结矿产量和质量,同时减少生产成本和环境污染。介绍了铁矿粉烧结工艺中原料智能制备技术的应用现状和发展趋势,并通过铁矿粉烧结中的生产效率、成本、能源消耗以及烧结矿产质量指标等多方面综合分析智能制备技术的优缺点。智能配料部分系统介绍了烧结配料发展过程和智能配料模型及其算法,指出了物联网和人工智能等技术的促进作用。智能制粒部分详细介绍了混合料配水控制模型的发展阶段和研究进展,并重点分析了基于3层BP神经网络和Litster优化模型的智能制粒技术研究现状,尤其是结合数据清洗和预处理、引入正则化和dropout技术以及采用批量训练和并行计算等方法来实现智能制粒预测。智能布料部分讨论了利用多种技术来实现厚料层和料层偏析优化控制,以达到高效、高产烧结的目的,同时指出三元尺寸图、磁偏析以及EDEM软件仿真模拟等技术存在的问题,并给出相应的技术优化建议。系统总结了烧结原料制备过程中的配料、制粒和布料工序智能化现状和未来发展趋势,为烧结工艺低碳化、绿色化发展助力。

关键词：算法原料配料布料制粒效果

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《钢铁》期刊影响力提升办刊实践探析

中国科技纵横 2024年第3期 164-166页

作者：尚海霞北京钢研柏苑出版有限责任公司冶金工程事业部北京 100081

《钢铁》作为钢铁行业的老牌科技期刊,在期刊影响力提升方面做了很多尝试.通过从作者源头吸引优秀稿件自投、定向预约专家论坛或综合文章、紧跟行业热点优先发表热点文章等措施,不断提高期刊内容影响力;通过不断扩充审稿专家队伍、精准... 详细信息

《钢铁》作为钢铁行业的老牌科技期刊,在期刊影响力提升方面做了很多尝试.通过从作者源头吸引优秀稿件自投、定向预约专家论坛或综合文章、紧跟行业热点优先发表热点文章等措施,不断提高期刊内容影响力;通过不断扩充审稿专家队伍、精准推送电子版文章服务、虚拟专辑和网络首发文章制作和发布、与数据库合作等措施做好期刊内容宣传推广,提升期刊行业影响力.《钢铁》期刊影响因子增长显著,核心影响因子由2019年发布的1.346增长到2022年发布的1.955.通过介绍《钢铁》提升影响力的措施,以期对其他类似期刊起到借鉴作用.

关键词：科技期刊影响力提升精准推送传播力建设专家队伍建设

来源：博看期刊评论

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增材制造Fe-Si软磁合金研究进展

材料工程 2024年

作者：刘世锋董日宇张朝晖魏瑛康王建勇张亮亮贾文鹏王岩西安建筑科技大学冶金工程学院

Fe-Si软磁材料具有低矫顽力、高饱和磁化强度、高电阻率以及低成本的优势，因此被广泛应用于电力、通讯和国防军事等发电器、变压器领域。增材制造（Additive manufacturing， AM）基于“离散+堆积”的制造思想，不仅可以突破传统工艺... 详细信息

Fe-Si软磁材料具有低矫顽力、高饱和磁化强度、高电阻率以及低成本的优势，因此被广泛应用于电力、通讯和国防军事等发电器、变压器领域。增材制造（Additive manufacturing， AM）基于“离散+堆积”的制造思想，不仅可以突破传统工艺的加工局限，制备具有复杂形状的软磁零部件；而且其快熔快凝的冶金特点有助于提高加工速度，突破成分的极限，成为近来的研究热点。本文综述了利用增材制造技术加工Fe-Si合金的不同技术，重点阐述和分析了增材制造打印Fe-Si合金工艺及随后的热处理对其组织特性和磁性能如铁损（Ps）、饱磁化强度（Ms）、矫顽力（Hc）、磁导率（μ）等的影响，总结了化学成分和结构设计对增材制造Fe-Si合金各种性能尤其是磁性能的影响，为增材制造Fe-Si软磁材料的研究和应用提供指导；最后指出工艺改善、合金化、后处理、拓扑优化、拓展AM加工方式等未来研究方向。

关键词：增材制造 Fe-Si合金微观结构化学成分热处理磁性能

冶金含铁尘泥制备的Mn–Ce掺杂Fe基催化剂及特性

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工程科学学报 2024年第3期46卷 407-419页

作者：高志芳龙红明高翔鹏李明阳张浩周海成安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243002 安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室马鞍山243002

针对冶金工业固废–含铁冶金尘泥组分复杂的特性,结合当前冶金烧结过程NO_x排放也是钢铁行业污染治理的重中之重的现状,提出对冶金含铁尘泥进行改性制备掺杂低温催化剂的思路,并制备了Mn–Ce掺杂的含铁尘泥基催化剂(Mn_(0.05)Ce_(0.1)/A... 详细信息

针对冶金工业固废–含铁冶金尘泥组分复杂的特性,结合当前冶金烧结过程NO_x排放也是钢铁行业污染治理的重中之重的现状,提出对冶金含铁尘泥进行改性制备掺杂低温催化剂的思路,并制备了Mn–Ce掺杂的含铁尘泥基催化剂(Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM,ADM分别代表acidolysis,dust和mud),研究结果表明在170~430℃宽温度区间内,Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM催化剂NO_x脱除率达到90%以上,并表现出优异的SO_(2)和H_(2)O抗性,抗水抗硫性测试表明Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM催化剂得益于Fe、Ce优异的抗水抗硫性,其活性组分具有较好的分散性和优异的介孔结构,并降低了表面结晶度. Mn掺杂使催化剂在牺牲一定Ce^(3+)浓度和高价态Mnx+离子的同时提高了Fe^(3+)的浓度,结果使其具有最均衡脱硝活性.此外,Fe–Ce–Mn间的协同作用改善了催化剂的表面酸性从而增加了Lewis酸性位点,进而促进静电极化激活NO_(2)和硝酸盐物种生成.研究结果可为冶金固废的高附加值利用及以废治污的思路提供一定理论参考.

关键词：冶金固废含铁尘泥掺杂铁基催化剂

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高效板坯连铸二冷区纯水喷嘴传热特性

钢铁 2024年

作者：孙雄博张朝晖高琦吕明邢相栋李嘉堃徐荣军西安建筑科技大学冶金工程学院中国重型机械研究院股份公司炼钢事业部宝钢中央研究院炼钢技术研究所

二冷区喷嘴的冷却效果和均匀性对提高板坯连铸拉速、改善铸坯质量具有重要影响。利用喷嘴冷却检测系统研究了不同型号纯水喷嘴的水量百分比分布、喷嘴压力流量曲线和喷嘴打击力分布曲线等冷态特性，发现喷嘴结构差异是导致喷嘴冷态特性... 详细信息

二冷区喷嘴的冷却效果和均匀性对提高板坯连铸拉速、改善铸坯质量具有重要影响。利用喷嘴冷却检测系统研究了不同型号纯水喷嘴的水量百分比分布、喷嘴压力流量曲线和喷嘴打击力分布曲线等冷态特性，发现喷嘴结构差异是导致喷嘴冷态特性变化的主要原因，喷嘴水量集中分布在射流中心-100～100 mm范围内，射流中心及附近喷嘴打击力强。在此基础上，搭建了铸坯传热高温测试试验平台，完成了IF钢高温传热试验的温度测量，选用传热反问题方法Fortran反传热计算程序，获取表面温度随时间的冷却规律及换热系数随表面温度的变化关系，研究发现，纯水喷嘴冷却下铸坯表面温度冷却速率随时间先增大后减小，铸坯表面换热系数与表面温度下降速率有关，表面温度下降越快，换热系数越高，足辊宽边喷嘴和足辊窄边喷嘴所测最大换热系数最高达到3 277.7和3 630.4 W/(m2·K)；喷嘴水流量越大、打击力越强，铸坯降温速率越快。对比分析了喷嘴冷态性能和传热特性，足辊宽边喷嘴3/4PZ47090BG4与足辊窄边喷嘴3/4PZ32090×30BG4喷嘴可以满足板坯高拉速的冷却需求，为板坯高效连铸二冷喷嘴的合理选型提供了技术参考。

关键词：板坯高效连铸二冷纯水喷嘴冷态性能换热系数传热特性

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基于调渣提铁的镍冶炼渣熔化温度调控

中国有色金属学报 2024年第1期34卷 292-301页

作者：王冠杰赵俊学曹赓郑江华李彬马永峰崔雅茹宗红星西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 金川集团股份有限公司镍钴设计研究院金昌737100

目前,镍渣提铁工艺存在提铁效率低、工艺实施难度大、成本高等问题。本文通过相图分析、单因素和正交实验等方法,研究了炉渣中主要氧化物含量对半球点温度的影响,得到了有利于提铁的炉渣渣型优化方案。结果表明:当CaO含量(质量分数)为25... 详细信息

目前,镍渣提铁工艺存在提铁效率低、工艺实施难度大、成本高等问题。本文通过相图分析、单因素和正交实验等方法,研究了炉渣中主要氧化物含量对半球点温度的影响,得到了有利于提铁的炉渣渣型优化方案。结果表明:当CaO含量(质量分数)为25%、MgO含量为9%、铁硅比为0.8时,该渣型的半球点温度最低。考虑到现行工艺,选择MgO含量为13%、CaO含量为20%、铁硅比为1.0为较优方案,所得炉渣的半球点温度明显低于现行顶吹炉渣的半球点温度。调整后的炉渣中含铁物相由以硅酸亚铁为主转化为以钙铁榴石和铁氧化物为主,有利于后续提铁。

关键词：镍渣半球点温度正交试验渣型

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含铁尘泥球团成型用复合黏结剂开发及应用

钢铁 2024年第2期59卷 164-172页

作者：任晓健周荣宝杨涛马磊雷杰龙红明江苏永钢集团有限公司资源利用研究室江苏张家港215628 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032 冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243002

转底炉直接还原工艺具有有价元素收得率高、杂质脱除程度高的优势,成为钢铁企业含铁尘泥处理技术发展的趋势之一。但由于含铁尘泥成球性能差,导致制备出的含铁尘泥球团强度低,易粉化,严重制约了转底炉工艺的绿色高效生产。选择优良的黏... 详细信息

转底炉直接还原工艺具有有价元素收得率高、杂质脱除程度高的优势,成为钢铁企业含铁尘泥处理技术发展的趋势之一。但由于含铁尘泥成球性能差,导致制备出的含铁尘泥球团强度低,易粉化,严重制约了转底炉工艺的绿色高效生产。选择优良的黏结剂是改善球团原料性能和提高球团矿产质量的重要手段。通过有机黏结剂和膨润土搭配制备出复合黏结剂,探究了复合黏结剂对球团冷态性能和还原性能的影响。研究表明,复合黏结剂球团表现出优异的生球性能,其中CB2-3组(3%膨润土+0.5%黏结剂B)的生球落下强度及抗压强度分别达到8.5次/0.5 m和78 N/P,这是由于有机黏结剂含有丰富的—OH、—COO—等含氧基团,改善了含铁尘泥表面的亲水性,强化了膨润土与尘泥颗粒间的连接。黏结剂C在干燥过程会形成网状结构,促进尘泥颗粒间相互靠近,这是CB3组(3%膨润土+2%黏结剂C)干球强度提升的重要因素。同时,有机组分的增加有助于铁、锌氧化物的还原反应,主要原因是有机组分高温下热解,在球团内部形成微小孔隙,加快了燃料的热解和还原产物的扩散,促进还原反应的正向进行,但生成的过量孔隙会导致球团强度下降。工业试验表明,相较于现场使用的复合黏结剂YG-1,添加CB2-3和CB3后,可明显提高含铁尘泥球团的产质量指标,同时黏结剂成本由140元/t分别降至115元/t和120元/t,达到提质降本的效果。

关键词：黏结剂含铁尘泥膨润土工业试验脱锌率