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期刊信息/Journal information
河北冶金
河北冶金

褚建东

月刊

1006-5008

hbyj@chinajournal.net.cn

0311-87930065 85671316

050031

河北省石家庄市跃进路167号

河北冶金/Journal Hebei Metallurgy
正式出版
收录年代

    低碳炼铁技术探讨

    张奔李传民
    1-7页
    查看更多>>摘要：本文从减碳潜力的角度分析探讨了富氢碳循环氧气高炉技术和氢基竖炉直接还原技术的应用前景.以富氢碳循环氧气高炉技术为代表的长流程低碳冶炼技术降低碳排放量的理论极限约50％,有助于我国钢铁工业现阶段实现较大的减碳效果,而采用富氢气体作为还原剂的竖炉工艺,在技术层面已具备进一步提高氢气比例的能力,甚至可以将氢气比例提高到100％,通过化学反应、反应热力学和反应动力学等机理分析,探讨了 MIDREX和ENERGIRON工艺不同参数选择的本质原因.在还原气相同时,MIDREX工艺和ENERGIRON工艺的竖炉内气体中H2/CO不同,是由重整方式不同决定的,H2/CO越高越符合氢冶金的需求;竖炉内压力越高,还原速度越快,还原气体利用率越高,可以提高单位容积竖炉的产量,减小设备总重量;气体入炉温度主要由炉内气体成分决定,为充分发挥H2的还原能力,同时避免炉内粘结的发生,气体入炉温度选择在950℃左右,H2比例高,气体入炉温度可以适当提高.

    低碳炼铁碳减排氢冶金富氢碳循环氧气高炉氢基竖炉

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    高铝铁矿比例提高对烧结矿冶金性能的影响

    冯艳平侯健陈灿黄小波...
    8-13页
    查看更多>>摘要：我国钢铁行业对进口铁矿石的依存度高达80％以上,随粗钢产量的不断增长,进口铁矿石需求也不断增加,大量非主流的高铝铁矿得到应用,烧结矿Al2O3含量也逐渐升高.为保证烧结矿质量和高炉冶炼指标,开展了高铝铁矿比例提高对烧结矿冶金性能影响的研究.结果表明:随高铝铁矿比例提高,烧结矿Al2O3含量在2.25％～2.53％范围内升高,成品率与转鼓指数分别维持在82.5％和68％左右,还原度和低温还原粉化率RDI+3.15 mm分别为89.1％～93.4％和73.4％～76.9％,没有出现明显的劣化趋势;同时烧结矿荷重软熔滴落性能融滴区间逐渐下移,滴落量在Al2O3含量2.25％～2.39％范围内递增,在2.53％时急剧下降,且滴落渣量变化更加明显.在现有条件下提高烧结配加高铝铁矿比例,并将烧结矿Al2O3含量控制在2.4％以下,烧结矿质量及冶金性能可以满足高炉生产需求.

    高铝铁矿烧结矿Al2O3滴落量成品率低温还原粉化率

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    基于TCN-DenseNet的烧结矿FeO含量预测

    黄鼎堯黄晓贤向家发彭梓塘...
    14-19,49页
    查看更多>>摘要：烧结矿FeO含量是烧结工序的一项重要质量和能耗指标,也对高炉冶炼有直接影响.针对目前化学检测法检测烧结矿FeO含量时存在较长时间滞后的现状,本文提出了一种时域卷积网络(Temporal Convolutional Network,TCN)与密集连接卷积神经网络(Densely Connected Convolutional Network,DenseNet)混合的烧结矿FeO含量预测方法.首先采用TCN建立烧结矿FeO含量的时间序列预测模型,同时采集烧结机尾断面红外图像,采用DenseNet建立烧结矿FeO预测模型,通过自适应加权平均方法将两者的输出结果进行整合,获得最终的烧结矿FeO含量预测值.针对烧结矿层断面红外图像的特征,对DenseNet进行了添加注意力层、修改卷积块结构,并修改了浅层卷积层大小和步长等改进措施.在国内某钢铁公司的大型烧结机的实际生产数据上对模型进行了验证,经过数据处理、模型参数优化等操作后,本文所提的TCN-DenseNet混合模型的烧结矿FeO含量预测在测试集绝对误差±0.4％以内命中率可达94.34％,均方根误差为0.21,优于单独使用TCN或者DenseNet进行建模时的预测效果.该方法对提高烧结矿FeO含量预测的准确性和稳定性效果显著,可以为烧结现场的生产操作提供数据支撑.

    烧结FeO含量复合预测模型TCNDenseNet注意力机制

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    高炉高球团比冶炼的煤气流流场与压力场数值模拟

    奚旺王振阳张建良
    20-27页
    查看更多>>摘要：在高炉生产冶炼中,提高球团矿比例会带来很多好处,如粒径均匀、SiO2含量低于烧结矿、有利于间接还原、降低焦比和燃料比.然而,这也将导致软熔带透气性变差,高炉压差增大,同时抑制中心煤气流的发展,影响煤气流分布.本文利用数值模拟方法研究了提高球团比例时,某3 6003高炉内煤气流流场与压力场的变化.研究结果表明,当球团比例从31％提高至60％时,高炉总压差增大9.45 kPa.其中,高球团比促进了块状带空隙度的增加,使上部和中部压差减小,而软熔带对煤气流的阻力增加,导致下部压差显著增大,且增幅超过中部和上部压差降幅之和.同时,气体流速整体受到抑制,料层煤气流流速降低0.16 m/s,中心煤气流速降低0.32 m/s,而软熔带焦窗区域煤气流速降幅更大,为0.63 m/s.此外,若提高球团矿比例的同时保持压差不变,需要将入炉风量降低268 m3/min,高炉下部压力降低,但中心煤气流被进一步抑制;或优化原料条件,调整布料制度,将块状带空隙度从0.329增大至0.337,此时煤气流流速仍降低,但块状带料层煤气流分布得到改善.

    数值模拟高球比煤气流压力场速度场

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    采用焦丁改善高炉高比例块矿冶炼的研究与实践

    刘雪伟王德全佘雪峰王京彬...
    28-33页
    查看更多>>摘要：针对高炉在高比例块矿条件下高炉透气性变差和炉料熔滴性能下降的冶炼问题,通过试验室软化熔滴实验,采用添加不同比例焦丁和不同装料方式,获得了矿焦混装时炉料的软熔温度区间及透气性特征指数.结果表明,增加焦丁后,炉料的透气性大幅增加,当焦丁比例达到10％时,透气性得到较大改善.焦丁与球团矿混装或者焦丁分级与球团矿混装可以进一步改善炉料结构的透气性,但块矿比例达到20％时,综合炉料的透气性变差.生产实践表明,在块矿比例从14％增加到18％的过程中,焦丁添加量从30 kg/tHM高到至60 kg/tHM,高炉压差能够稳定保持在142 kPa左右.当高炉综合块矿比为18％,球团矿与焦丁混合装料时,设置焦丁装入量为50 kg/tHM,高炉压差基本在133～138 kPa,煤气利用率＞44％.

    高炉焦丁炉料结构块矿矿焦混装熔滴性能

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    南非块、PB块与澳块的热裂行为

    曾子浩佘雪峰李丽红刘燕军...
    34-39,54页
    查看更多>>摘要：近年来,钢铁行业通过提高入炉块矿的使用比例,以达到降本增效、节能减排的目的.但块矿热裂产生的粉末易降低高炉中上部的透气性,从而影响高炉顺行.对块矿热爆裂性能的研究,有利于为生产时的原料配比提供试验依据.本文以南非块、PB块与澳块为研究对象,系统研究了加热温度、加热时间、高温预处理对块矿热裂性能的影响,以及块矿热裂后在外应力挤压摩擦下,再次产生粉末的能力.试验结果表明:块矿的热爆裂程度与结晶水含量和烧损呈正相关.温度越高,热爆裂情况越严重,南非块的热爆裂指数受温度的影响比PB块、澳块小,其抗高温爆裂性能更强;随加热时间的延长,热爆裂指数增加,热爆裂指数在前10 min变化幅度较大,后20 min变化幅度较小;高温预处理减少了块矿结晶水含量,使得块矿内部的应力得到有效缓解,进而抑制热爆裂的发生,PB块和澳块在400 ℃下预热60 min后,热爆裂指数分别为1.52％和0.86％,热爆裂指数明显降低.此外,PB块、澳块再次产生粉末的能力更强.

    块矿热爆裂指数加热温度加热时间高温预处理

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    转底炉还原过程金属化球团强度变化规律

    李卫国赵志坚林培芳佘雪峰...
    40-43,63页
    查看更多>>摘要：钢铁冶金尘泥是钢铁工业生产过程中的主要固体废物,目前处理钢铁尘泥的主流工艺为转底炉直接还原工艺.转底炉金属化球团强度是影响球团成品率及其资源利用的重要指标之一,因此,对转底炉金属化球团的强度变化过程进行研究具有重要意义.本文以某钢铁厂冶炼生产的高炉布袋灰和转炉污泥为研究对象,通过对转底炉还原后的金属化球团进行抗压强度测试分析、扫描电子显微镜分析和X射线衍射分析,对还原过程中金属化球团强度的变化过程进行了研究.研究结果表明:随着还原温度的提高,球团强度脱离低强度区的时间越短,金属化球团抗压强度到达500 N、1 000 N、1 500 N的速率越快;金属化球团强度主要取决于金属Fe连晶状态,强度从高到低依次为:大片连晶＞蠕虫状连晶＞弥散分布.提高温度对铁氧化物还原、碳的气化反应及金属铁的聚集有促进作用,同时液态渣相的流动填充了球团内部的空隙使得球团内部结构更为紧密,在高温条件下还原获得的金属化球团抗压强度大于在低温条件下还原获得的金属化球团.

    转底炉金属化球团还原过程抗压强度连晶液态渣相

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    基于里斯特操作线的新钢2 500 m3高炉燃料比的降低

    钱堃叶建刚
    44-49页
    查看更多>>摘要：为实现新钢10号高炉的节能降耗,采用绘制Rist操作线的方式,通过实际操作线与理想操作线的对比,计算出煤气利用率和热风温度对焦比的影响,从而指导生产.根据高炉冶炼强度与燃料比的对应关系,确定出最适冶炼强度,并通过逐步扩大风口面积,适当增加风量以达到燃料消耗的最低点;与此同时,逐步增加外围和中间区域的矿石环数,整体扩大焦炭角度,缩小矿石布料平台,并根据煤气分布情况适当扩大矿石批重,发展边缘和中心两股气流.通过优化送风制度和装料制度,高炉煤气利用率提高了1.55％.此外,更换了热风炉预热器以及使用热风炉无扰换炉技术,进一步提高并稳定了风温,热风温度由1 184 ℃上升至1 204 ℃,最终高炉燃料比降至502 kg/t,在同行业处于领先水平.

    Rist操作线理想操作线煤气利用率送风制度燃料比

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    无喷氧条件下氢基竖炉的生产

    褚润林
    50-54页
    查看更多>>摘要：张宣科技氢基竖炉在无喷氧条件下生产时,由于没有喷氧部分燃烧的热量补充,竖炉入口工艺气温度下降了 90 ℃,CH4重整效果变差,工艺气中H2和CO含量大幅度降低,CH4含量大幅度升高,工艺气还原能力减弱,还原效果变差,导致DRI产量、金属化率、抗压强度下降,焦炉煤气单耗和DRI含碳量升高.通过采取一系列措施,在保证不触发加热炉连锁停机的前提下尽可能提高加热炉出口温度,加热炉出口温度控制较喷氧正常生产时提高了 15 ℃,尽可能维持竖炉还原区较高温度及热量水平,保证CH4重整效果;通过降低装、排料速度,提高炉顶温度控制水平,顶温控制较正常生产时提高了 50 ℃,延长了原料还原停留时间,保证还原效果;提高加湿率,控制DRI含碳量.生产的DRI产量虽有所降低,焦炉煤气单耗升高,冶炼经济性下降,但DRI金属化率93％以上、含碳量4％以下、抗压强度大于600 N/球,完全满足电炉炼钢的配加要求.

    喷氧氢基竖炉CH4重整DRI金属化率含碳量

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    基于支持向量回归的高炉出铁量预测方法

    李建生盛钢张硕
    55-58,70页
    查看更多>>摘要：高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节.基于高炉流出的铁水量,选择指定数量的铁包进行装载和运输,能够提高生产效率,并降低整体调度线的能耗.准确预测出铁量,对于后续生产调度有着重要意义.但一方面高炉炼铁涉及大量的物理化学反应和参数变化,且炼铁过程无法从外部实时观测,难以通过直接进行机理分析实现准确的自动控制;另一方面,炼铁过程中记录的鼓风参数、焦炭比、炉渣成分等参数丰富的测量数据,可被用于数据驱动的建模分析.本文旨在通过机理模型分析理想状态下的铁水流速,并设计基于支持向量回归的机器学习模型,对高炉出铁量进行预测.对某日产8 000 t铁量高炉的出铁数据进行建模分析,实验结果表明,支持向量回归模型预测出铁量的平均误差在200 t以内,且平均误差、预测标准差等指标优于其它常见的机器学习模型,表现出了数据驱动模型的准确性,能够对实际的高炉炼铁分析和建模提供指导作用,从而降低资源消耗,并提高整体钢铁生产线的生产效率.

    高炉炼铁出铁量机器学习支持向量回归数据驱动

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