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废弃塑料共水热炭化过程物化属性演变规律探讨
1
作者 林祥海 王广伟 +2 位作者 张楠 李仁国 宁晓钧 《钢铁研究学报》 北大核心 2025年第10期1395-1404,共10页
废弃塑料作为一种广泛存在的废弃物,如何对其进行高效循环利用是目前需要重点关注的问题之一。通过水热炭化方法对2种常见的废弃塑料进行共水热处理,并对产品性能进行了详细研究。结果表明,聚氯乙烯(PVC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的... 废弃塑料作为一种广泛存在的废弃物,如何对其进行高效循环利用是目前需要重点关注的问题之一。通过水热炭化方法对2种常见的废弃塑料进行共水热处理,并对产品性能进行了详细研究。结果表明,聚氯乙烯(PVC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的共水热炭化会提高高位热值和能量收得率。提高炭化温度和增加PVC的比例可以有效增加水热炭的有效元素含量,降低水热炭的挥发分含量和氧元素含量,提升水热炭的品质。升高炭化温度或增加PET比例可以减少水热炭中氯元素含量并提高脱氯率,更多的氯元素迁移至液相和气相中。PET的加入对PVC的脱氯反应促进作用不太显著。随着炭化温度和PVC配比的升高,水热炭中的含氧官能团减少,含碳官能团增加,水热炭的碳质结构有序度增加。研究结果表明,共水热炭化有良好的脱除有害元素的效果,有利于实现节能降碳,优化冶炼和资源循环。 展开更多
关键词 废弃塑料 水热炭化 基础特性 有害元素 演变规律
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工业化生产生物质水热炭高炉混煤燃烧性能研究 被引量：1
2
作者 王广伟 李海波 +3 位作者 吴君毅 孙国军 宁晓钧 王川 《钢铁研究学报》 北大核心 2025年第3期297-306,共10页
高炉喷煤技术是降低炼铁生产成本和提升高炉冶炼效率的主要措施。生物质作为一种可再生的低碳能源,将其用于高炉(Blast Furnace,BF)喷吹工序是实现低碳炼铁的关键技术之一。以3种工业化生产的生物质水热炭为研究对象,探究了低品质生物... 高炉喷煤技术是降低炼铁生产成本和提升高炉冶炼效率的主要措施。生物质作为一种可再生的低碳能源,将其用于高炉(Blast Furnace,BF)喷吹工序是实现低碳炼铁的关键技术之一。以3种工业化生产的生物质水热炭为研究对象,探究了低品质生物质燃料水热提质产物应用于高炉喷吹的可行性。结果表明:生物质水热炭具有较高的挥发分含量和较低的发热值,橘子皮和橄榄渣水热炭具有较低的灰分和碱金属含量,可以作为烟煤的替代物进行高炉喷吹。生物质水热炭混煤实验表明,生物质水热炭具有强爆炸性,无烟煤与生物质水热炭混合能够有效抑制爆炸性。当生物质水热炭的配加比例小于20%时,混合样品无爆炸性。生物质水热炭具有较低的着火点和优良的燃烧性能,随生物质水热炭掺混比例的增加,混合样品着火点降低,燃烧曲线向低温区移动,燃烧性逐渐得到改善。研究表明,以橘子皮和橄榄渣为原料生产的生物质水热炭可以作为高炉喷吹燃料使用,混煤中生物质水热炭添加比例控制在20%以下为宜。 展开更多
关键词 高炉炼铁 生物质水热炭 喷吹煤粉 爆炸性 燃烧性
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数据驱动的多时间尺度高炉煤气利用率模型预测控制 被引量：1
3
作者 安剑奇 赵国宇 +3 位作者 何勇 李炜俊 郭云鹏 吴敏 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第1期189-201,共13页
煤气利用率(GUR)是衡量高炉能耗和稳顺运行的重要指标,受布料和送风操作在不同时间尺度下影响.现有对煤气利用率的建模、预测和控制仅在单一时间尺度上进行,忽略了多时间尺度特性,影响预测和控制的准确性.因此,提出一种数据驱动的多时... 煤气利用率(GUR)是衡量高炉能耗和稳顺运行的重要指标,受布料和送风操作在不同时间尺度下影响.现有对煤气利用率的建模、预测和控制仅在单一时间尺度上进行,忽略了多时间尺度特性,影响预测和控制的准确性.因此,提出一种数据驱动的多时间尺度高炉煤气利用率模型预测控制方法(MTSGURMPC).首先,根据经验模态分解和相关性分析得到布料和送风对煤气利用率影响的不同尺度;然后,建立布料长时间尺度和送风短时间尺度模型,提出了多时间尺度模型预测控制结构用于快速准确寻找高炉最优操作策略,该结构将煤气利用率划分为不同尺度进行模型预测控制,兼顾了高炉多时间尺度和模型预测控制动态优化特性,不断反馈优化趋近最优解;最后,基于某钢铁厂高炉工业数据进行应用实验,结果表明该方法能够实现煤气利用率准确预测和控制,并有效提高控制精度. 展开更多
关键词 高炉煤气利用率 数据驱动建模 多时间尺度系统 模型预测控制 经验模态分解
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基于特征选择的SHAP-Transformer高炉铁水硅含量预报模型 被引量：1
4
作者 马居安 郑华伟 +4 位作者 刘栋梁 陆昊 周进东 毕学工 熊玮 《钢铁》 北大核心 2025年第8期68-78,共11页
数据驱动方法在高炉铁水硅含量预报方面取得了一定的成功,但由于高炉的复杂性,特征参数的强耦合、大时滞和多时间尺度特点提高了模型的训练难度,这是硅预报模型应用需要持续研究和特别关注的问题。采用时间窗口和主成分分析(principal c... 数据驱动方法在高炉铁水硅含量预报方面取得了一定的成功,但由于高炉的复杂性,特征参数的强耦合、大时滞和多时间尺度特点提高了模型的训练难度,这是硅预报模型应用需要持续研究和特别关注的问题。采用时间窗口和主成分分析(principal component analysis,PCA)将22个分钟级的特征参数转化为铁次级参数,进一步采用滑动窗口和最大信息系数(maximal information coefficient,Cimax)确定了参数的滞后时长。利用随机森林优化的SHAP算法对34个参数在强耦合条件下的重要性进行评估,筛选出7个关键参数。使用SHAP算法优化Transformer的自注意力机制,构建了SHAP-Transformer铁水硅含量预报模型,通过现场数据验证了模型的有效性。结果表明,铁水硅质量分数预测误差为-0.05~0.05和-0.1~0.1时,基于滑动窗口时滞分析及耦合参数优选的SHAP-Transformer模型的命中率最高,分别为72.12%和95.76%,比基于MIC参数选择的SHAP-Transformer模型提高了26.67%和21.21%,比基于滑动窗口时滞分析及耦合参数优选的长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)模型提高了17.57%和9.7%。基于滑动窗口时滞分析及耦合参数优选的SHAP-Transformer模型对铁水硅含量的变化趋势预测也有较高的精度,趋势方向预测的准确率为87.3%,趋势类别预测的准确率为60.5%,研究能够为高炉操作者提前判断炉温变化提供可靠依据。 展开更多
关键词 高炉 铁水硅含量 特征选择 时滞分析 随机森林 SHAP算法 炼铁 预报模型
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基于规则库与工艺优化的高炉铁水硅含量调控模型
5
作者 张玉洁 刘然 +3 位作者 刘小杰 段一凡 孙艳芹 吕庆 《中国冶金》 北大核心 2025年第7期202-215,共14页
高炉铁水硅含量是评价高炉操作效率和产品质量的重要指标,精准预测与控制铁水硅含量对炼铁工艺的优化至关重要。仅仅依赖经验模型和操作人员的专业知识,在复杂生产环境中难以满足高精度和高适应性要求。随着大数据和人工智能技术的发展... 高炉铁水硅含量是评价高炉操作效率和产品质量的重要指标,精准预测与控制铁水硅含量对炼铁工艺的优化至关重要。仅仅依赖经验模型和操作人员的专业知识,在复杂生产环境中难以满足高精度和高适应性要求。随着大数据和人工智能技术的发展,基于数据驱动的机器学习方法为铁水硅含量预测提供了新思路。构建了一套基于深度学习与强化学习的智能决策系统,用于高炉铁水硅含量的精准预测与智能调控。利用CNN-Informer融合模型进行预测,决定系数达91%。通过SHAP方法分析模型可解释性,明确主要影响因素,为调控策略提供依据。结合专家经验和历史数据,构建自学习和持续优化的规则库,利用置信度评估量化规则有效性,并引入Q-learning强化学习算法实现规则库动态优化。系统根据实时数据和模型预测结果,自动生成最优调控建议,操作工人按照提示微调关键参数,即可精准控制铁水硅含量。系统实施后,铁水硅含量波动显著减少,稳定率超80%,利用系数达2.73 t/(m^(3)·d),生产稳定性提升,设备故障率降低,经济效益显著提高。 展开更多
关键词 铁水硅含量 预测 规则库 置信度 强化学习 智能调控
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高炉喷吹生物质炭的可行性分析
6
作者 徐润生 张金银 +3 位作者 张建良 党晗 王明伟 黄旭 《炼铁》 北大核心 2025年第5期71-76,共6页
在“双碳”战略下钢铁工业面临迫切的碳减排任务,生物质炭因其具有可再生及碳中性的特点,是替代化石燃料的重要资源。分析4种生物质炭的性能及其对高炉生产的影响,结果表明:①木块炭的固定碳、高位热值及着火点等指标均表现最优,且爆炸... 在“双碳”战略下钢铁工业面临迫切的碳减排任务,生物质炭因其具有可再生及碳中性的特点,是替代化石燃料的重要资源。分析4种生物质炭的性能及其对高炉生产的影响,结果表明:①木块炭的固定碳、高位热值及着火点等指标均表现最优,且爆炸性最弱,最具高炉喷吹潜力;②高炉喷吹含有生物质炭的燃料时,炉腹煤气中H_(2)量变化最为显著,利用生物质炭等比例替代烟煤进行喷吹时,木块炭的节煤效果最好,置换比达到1.2;③为维持风口理论燃烧温度稳定,喷吹含有生物质炭的燃料时,可通过调整富氧率、风温、风量及鼓风湿度等送风参数,将风口回旋区热状态控制在合理范围内。 展开更多
关键词 高炉 生物质炭 理论燃烧温度 炉腹煤气量 低碳冶炼
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长钢高炉喷吹干熄焦除尘灰生产试验及效果
7
作者 曹锋 杨军昌 《炼铁》 北大核心 2025年第2期51-55,共5页
长钢2座1080m^(3)高炉进行在喷吹煤粉中配加干熄焦除尘灰的生产试验,取得了较好的效果。通过改造喷煤系统及优化高炉操作,成功实现了在喷吹煤粉中配加干熄焦除尘灰,配比由2%逐步提高至7%,平均配比5.92%,在保证炉况稳定顺行,燃料消耗降... 长钢2座1080m^(3)高炉进行在喷吹煤粉中配加干熄焦除尘灰的生产试验,取得了较好的效果。通过改造喷煤系统及优化高炉操作,成功实现了在喷吹煤粉中配加干熄焦除尘灰,配比由2%逐步提高至7%,平均配比5.92%,在保证炉况稳定顺行,燃料消耗降低的前提下,有效降低了生铁成本,扣除设备改造、材料更换投资,创经济效益1006万元。生产试验期间,基本实现了焦炉本体干熄焦除尘灰的产、用动态平衡,替代部分喷吹煤粉,对扩展替换资源,提高固废资源的再利用,改善环境具有积极意义。 展开更多
关键词 高炉 喷吹煤粉 干熄焦除尘灰 生产试验 燃料比 经济效益
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基于支持向量回归和递归多步耦合的高炉压差预测
8
作者 高峰 王士彬 +3 位作者 程邦 王胜楠 闫斌 狄瞻霞 《炼铁》 北大核心 2025年第4期56-61,共6页
为了提升高炉冶炼过程的控制精度和稳定性,提出一种基于支持向量回归(SVR)和递归多步耦合的大数据技术预测模型,用于预测高炉压差。首先,对原始数据进行预处理,包括缺失值、异常值和归一化处理;然后,采用灰色关联分析筛选模型输入参数,... 为了提升高炉冶炼过程的控制精度和稳定性,提出一种基于支持向量回归(SVR)和递归多步耦合的大数据技术预测模型,用于预测高炉压差。首先,对原始数据进行预处理,包括缺失值、异常值和归一化处理;然后,采用灰色关联分析筛选模型输入参数,采用SVR模型依次进行参数递增实验,通过比较预测模型评价指标,确定模型输人参数量为40个;最后,采用SVR和递归多步耦合模型对高炉压差进行预测。预测结果表明,高炉压差预测值最大、最小误差分别为1.99kPa、-0.25kPa,未来4h连续预测值最大误差≤5kPa,能够满足高炉工艺控制要求。 展开更多
关键词 高炉 高炉压差 支持向量回归 灰色关联分析 递归多步
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温度和气氛对含铁炉料还原过程粉化行为的影响
9
作者 杨志伟 王广 +1 位作者 王静松 薛庆国 《过程工程学报》 北大核心 2025年第5期492-499,共8页
氧气高炉工艺是一项重要的低碳炼铁工艺,含铁炉料的粉化性能对冶炼过程有着重要影响,为指导氧气高炉工艺下含铁炉料的选择,本工作对比研究了氧气高炉、传统高炉两种还原气氛下烧结矿和球团矿的还原粉化行为。结果表明,在传统高炉条件下... 氧气高炉工艺是一项重要的低碳炼铁工艺,含铁炉料的粉化性能对冶炼过程有着重要影响,为指导氧气高炉工艺下含铁炉料的选择,本工作对比研究了氧气高炉、传统高炉两种还原气氛下烧结矿和球团矿的还原粉化行为。结果表明,在传统高炉条件下,随着还原温度不断升高烧结矿的粉化指数(RDI+3.15)呈先减小后增大的趋势。这是由于随着还原的不断进行,Fe2O3被还原为Fe3O4过程中产生的膨胀内应力逐渐增加,从而导致粉化加剧。在700℃时,粉化指数与国标测试值接近,而在高温区域(900~1100℃),烧结矿核心处的Fe3O4被快速还原,且随着炉料颗粒由表面到内部FeO和金属铁的逐渐形成,体积收缩,致密度提高,导致粉化减弱。然而在高还原势的氧气高炉条件下,在500~900℃范围内,烧结矿的粉化指数持续下降,这是由于氧气高炉中的还原气体CO和H2浓度提高,促进了还原气体向炉料核心处的扩散,使得反应界面逐渐由表面向核心转移,更多的Fe2O3被还原为Fe3O4,还原膨胀应力增强,导致氧气高炉条件下烧结矿的粉化指数低于传统高炉条件下的粉化指数。但随着还原度的提升,烧结矿中FeO和金属铁含量增加,1100℃时氧气高炉条件下烧结矿的粉化性能得到改善,且略高于同温度下传统高炉条件下的粉化指数。此外,氧气高炉条件下烧结矿和球团矿的粉化指数均低于传统高炉条件下,对比两种炉料发现,两种条件下球团矿的粉化指数远远高于烧结矿,且RDI+3.15均在90%以上。 展开更多
关键词 高炉炼铁 氧气高炉 含铁炉料 低温还原粉化
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布料矩阵对多批次炉料分布影响的数值模拟研究
10
作者 李云涛 张代华 刘俊涵 《宝钢技术》 2025年第1期26-34,共9页
中心加焦和平台加漏斗是高炉布料过程中常用的两种布料模式。采用离散元(DEM)法,根据高炉炉顶布料系统料罐、中央喉管、溜槽等关键设备建立高炉布料模型,通过模拟分批次加入焦炭和矿石的过程,对不同布料模式下多批次炉料对布料结果的影... 中心加焦和平台加漏斗是高炉布料过程中常用的两种布料模式。采用离散元(DEM)法,根据高炉炉顶布料系统料罐、中央喉管、溜槽等关键设备建立高炉布料模型,通过模拟分批次加入焦炭和矿石的过程,对不同布料模式下多批次炉料对布料结果的影响进行研究。研究发现不同布料模式对料面形状、炉料分布、矿焦质量比的影响较为显著。①料面形状:布2批料时,中心加焦模式下的焦炭层厚度大于平台加漏斗模式;布4批料时,平台加漏斗模式的中心区域出现较陡的焦炭堆;布8批料时,中心区域形成无矿区域,平台加漏斗的边缘矿石层较为平坦。②炉料分布:布4批料时,中心加焦模式下边缘焦炭粒径最大,最大值为41.26 mm;平台加漏斗模式下中心焦炭粒径最大,最大值为44.89 mm;矿石粒径分布呈“先平缓后增加”趋势,最大值分别为23.36 mm和24.49 mm。中心加焦模式下中间区域大粒径焦炭占比最高,平台加漏斗模式下炉喉中心大粒径焦炭占比最高,而大粒径矿石两种模式下均在边缘占比最高。③矿焦质量比:布2批料时中间区域矿焦质量比最大,而布4批料时,中心区域中心加焦的矿焦质量比大,边缘区域平台加漏斗的矿焦质量比大。 展开更多
关键词 中心加焦 平台加漏斗 料面形状 炉料分布 矿焦质量比
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高炉块矿热爆裂性的影响因素及反应机制
11
作者 赵鸿波 孙雨婷 +4 位作者 王运国 高立华 张福 何志军 张军 《冶金能源》 北大核心 2025年第2期26-32,共7页
针对澳矿、PB块矿、墨西哥块矿和南非块矿的热爆裂性的差异问题,文章研究了不同块矿的热爆裂性的影响因素与作用机制。研究结果显示:块矿的热爆裂性随着温度的升高而变差,其中南非块矿热爆裂性最优,几乎无爆裂发生;其次为墨西哥块矿,热... 针对澳矿、PB块矿、墨西哥块矿和南非块矿的热爆裂性的差异问题,文章研究了不同块矿的热爆裂性的影响因素与作用机制。研究结果显示:块矿的热爆裂性随着温度的升高而变差,其中南非块矿热爆裂性最优,几乎无爆裂发生;其次为墨西哥块矿,热爆裂指数不超过4%;热爆裂性较差的为PB块矿,800℃的热爆裂指数为16.66%;澳矿的爆裂性最差,800℃的热爆裂指数为20.29%。引起块矿热爆裂现象的主要因素为块矿中结晶水的分解,相较于墨西哥块矿与南非块矿,澳矿与PB块矿含有大量的结晶水,因此其热爆裂现象更剧烈。澳矿中分布均匀的内部孔洞,低于600℃时缓解热爆裂,高于600℃时促进热爆裂,同时脉石结构分布更均匀的南非块矿的热爆裂性更好。 展开更多
关键词 高炉炉料 天然块矿 热爆裂性 爆裂机制
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高炉炼铁过程中焦炭质量对铁水质量的影响研究 被引量：1
12
作者 宋忠伟 《全面腐蚀控制》 2025年第3期40-42,共3页
本研究聚焦高炉炼铁,深入探究焦炭质量对铁水质量的影响。剖析焦炭强度、反应性、灰分及硫含量如何作用于铁水化学成分、碳含量、夹杂物与硫含量。结果表明,优化焦炭质量是提升铁水纯净度与性能的关键,借助改进工艺、优化配煤、调整高... 本研究聚焦高炉炼铁,深入探究焦炭质量对铁水质量的影响。剖析焦炭强度、反应性、灰分及硫含量如何作用于铁水化学成分、碳含量、夹杂物与硫含量。结果表明,优化焦炭质量是提升铁水纯净度与性能的关键,借助改进工艺、优化配煤、调整高炉参数等措施可实现。 展开更多
关键词 高炉炼铁 焦炭质量 铁水质量 反应性 硫含量
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基于浮选法和磁选法的高炉喷吹煤粉利用率分析 被引量：1
13
作者 鲍磊 庞清海 +2 位作者 高洪庄 何志军 张军红 《冶金能源》 北大核心 2025年第1期63-66,71,共5页
高炉喷吹煤粉技术可降低炼铁工序的燃料成本,通过降低焦炭消耗来减少炼焦工序产生的环境污染。高炉喷吹煤粉利用率是评价煤粉对焦炭置换作用的重要指标。文章以某钢铁企业3座高炉产生的除尘灰为实验样品,利用化学纯Fe_(3)O_(4)配制不同... 高炉喷吹煤粉技术可降低炼铁工序的燃料成本,通过降低焦炭消耗来减少炼焦工序产生的环境污染。高炉喷吹煤粉利用率是评价煤粉对焦炭置换作用的重要指标。文章以某钢铁企业3座高炉产生的除尘灰为实验样品,利用化学纯Fe_(3)O_(4)配制不同密度的悬浊液,依次经过浮选、磁选、灼烧手段确定未燃煤粉和焦炭粉末的质量,进而计算出高炉喷吹煤粉的利用率。与现行岩相分析确定的高炉喷吹煤粉利用率进行对比,浮选法和磁选法计算出的煤粉利用率为具体数值,更加精确,可为高炉炼铁调整燃料结构和优化操作工艺提供科学依据。 展开更多
关键词 高炉喷煤 煤粉利用率 浮选 磁选 高效
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Al_(2)O_(3)和MgO对高炉初渣黏度及结构的影响
14
作者 赵建行 李廷乐 +4 位作者 杨松陶 赵梓安 巩新华 张云峰 田冶 《冶金能源》 北大核心 2025年第1期32-38,共7页
以CaO-SiO_(2)-MgO-Al_(2)O_(3)-10%FeO系高炉初渣为研究对象,固定二元碱度为1.6,探讨了Al_(2)O_(3)和MgO质量分数对其黏度及结构的影响。结果表明,Al_(2)O_(3)质量分数由6%增至9%引起初渣黏度剧烈降低,Al_(2)O_(3)进一步增多使黏度缓... 以CaO-SiO_(2)-MgO-Al_(2)O_(3)-10%FeO系高炉初渣为研究对象,固定二元碱度为1.6,探讨了Al_(2)O_(3)和MgO质量分数对其黏度及结构的影响。结果表明,Al_(2)O_(3)质量分数由6%增至9%引起初渣黏度剧烈降低,Al_(2)O_(3)进一步增多使黏度缓慢升高;MgO质量分数增加,使初渣黏度呈“V”型变化,MgO质量分数为10%时黏度最低;Al_(2)O_(3)和MgO分别表现为酸性和碱性,聚合和解聚Si-O网络结构而不改变Al-O网络。黏度规律是固相晶体数量和液相网络聚合度变化的综合影响结果。 展开更多
关键词 高炉初渣 Al_(2)O_(3) MGO 黏度 结构
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氧气高炉不同喷吹机构下煤粉燃烧行为的数值模拟研究
15
作者 张立坤 彭星 +4 位作者 王静松 左海滨 王广 薛庆国 佘雪峰 《冶金能源》 北大核心 2025年第2期3-8,共6页
文章通过构建直吹管—喷枪—风口—回旋区的气粉流动燃烧三维数值模型,深入分析了三种不同风口喷吹机构(传统高炉TBF-T、氧气高炉OBF-T1和OBF-T2)下的煤粉燃烧行为。结果显示,相较于传统高炉TBF-T,OBF-T1和OBF-T2显著提高了回旋区的温... 文章通过构建直吹管—喷枪—风口—回旋区的气粉流动燃烧三维数值模型,深入分析了三种不同风口喷吹机构(传统高炉TBF-T、氧气高炉OBF-T1和OBF-T2)下的煤粉燃烧行为。结果显示,相较于传统高炉TBF-T,OBF-T1和OBF-T2显著提高了回旋区的温度和高温区面积,煤粉燃尽率从58.2%分别提高到80.5%和76.9%。OBF-T1工况虽然提高了燃尽率,但可能引起风口内部较大的温度梯度,缩短风口使用寿命;而OBF-T2避免了高温区的产生,但氧气向回旋区下侧的扩散受阻。通过剖析煤粉与煤气在风口回旋区内的燃烧机理,为设计更长寿命和更高效的风口提供了理论依据。 展开更多
关键词 氧气高炉 风口机构 回旋区 煤粉燃烧 数值模拟
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适用于煤气喷吹的低碳高炉理论模型
16
作者 贺坤 王刚 +3 位作者 邹忠平 赵运建 牛群 许俊 《中国冶金》 北大核心 2025年第1期52-60,69,共10页
受能源结构、资源禀赋约束,中国钢铁工业以传统高炉-转炉长流程为主的工艺结构短期内难以根本性改变。面向以煤气喷吹为核心的低碳高炉技术,构建了一种基于气固换热及反应动力学的理论模型,模型中考虑了气固换热、矿石还原、焦炭溶损、... 受能源结构、资源禀赋约束,中国钢铁工业以传统高炉-转炉长流程为主的工艺结构短期内难以根本性改变。面向以煤气喷吹为核心的低碳高炉技术,构建了一种基于气固换热及反应动力学的理论模型,模型中考虑了气固换热、矿石还原、焦炭溶损、炉料软融、渣铁滴落等过程对炉内气固相间相互作用的影响。利用所建模型计算了国内某2 300 m^(3)大型高炉的冶炼过程参数,得到的炉腹煤气量、炉顶温度等特征参数与生产数据一致。模型进一步被用于研究某2 300 m^(3)高炉在富CO煤气喷吹工况下不同喷吹量对炉内煤气流分布及温度分布状态的影响规律,结果表明,煤气进入高炉后,有助于发展炉内间接还原,高炉上部煤气温度和炉料温度均随喷吹量的增加而升高,炉内压差略有下降。研究工作为后续低碳高炉技术的参数设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 低碳高炉 煤气喷吹 理论模型 气固反应动力学 温度分布 能源结构 钢铁工业 高炉-转炉长流程
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碳氢耦合喷吹低碳高炉技术及应用
17
作者 肖鹏 孙翔 +4 位作者 辛红旗 王刚 邹忠平 赵运建 贺坤 《炼铁》 北大核心 2025年第2期64-71,共8页
H_(2)、CO在还原铁矿石过程中存在较大差异,碳氢耦合喷吹具有增强还原的效果。高炉碳氢耦合喷吹工艺具备可行性,等体积碳氢混合煤气与焦炉煤气相比,焦油析出量大幅度降低;当高炉操作参数满足热量平衡时,喷吹碳氢混合煤气有助于降低固体... H_(2)、CO在还原铁矿石过程中存在较大差异,碳氢耦合喷吹具有增强还原的效果。高炉碳氢耦合喷吹工艺具备可行性,等体积碳氢混合煤气与焦炉煤气相比,焦油析出量大幅度降低;当高炉操作参数满足热量平衡时,喷吹碳氢混合煤气有助于降低固体燃料比;碳氢混合煤气回火速度明显小于焦炉煤气。丰南钢铁碳氢耦合喷吹高炉混合煤气喷吹量为50~75m^(3)/t,与固体燃料的平均置换比为0.50~0.57kg/m^(2),比常规高炉工况减少C0_(2)排放量5%~10%;按厂内煤气成本价计算,碳氢耦合喷吹高炉具有20~25元/t的效益,比常规高炉具有更强的抗原燃料质量波动的能力。 展开更多
关键词 高炉 碳氢耦合喷吹 矿石还原 煤气回火速度 燃料比
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面向铁钢界面低碳化高温铁水输运温降特性的评测方法研究
18
作者 赵金元 涂德浴 +3 位作者 童宝宏 崔学峰 黄俊 冯建有 《钢铁研究学报》 北大核心 2025年第9期1134-1143,共10页
由于高温铁水运输过程中铁水温降预测不准确、测量试验成本高,故将数值模拟和神经网络相结合,生成一种智能建模预测技术,并将其应用于高温铁水输运温降特性分析中。以某厂320 t加盖鱼雷罐输运高温铁水过程为研究对象,基于计算流体动力学... 由于高温铁水运输过程中铁水温降预测不准确、测量试验成本高,故将数值模拟和神经网络相结合,生成一种智能建模预测技术,并将其应用于高温铁水输运温降特性分析中。以某厂320 t加盖鱼雷罐输运高温铁水过程为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)技术构建高温铁水温降特性的预测仿真模型,并建立与高温铁水输运温降特性相关的BP神经网络模型。利用数值模拟温度场数据作为样本,对该网络模型进行训练,运用训练好的BP神经网络智能模型对各种工况下铁水输运的温降特性进行预测分析。通过方法可视化界面,实现神经网络预测模块与代数计算模块的无缝衔接。此模型可通过神经网络进行温度预测,也可执行节能效益公式运算,形成“预测-计算”一体化功能链。输出数据包含温降数据、节能效益的评价。结果表明,采用该方法的仿真分析值与实测值较为吻合,可将其用于高温铁水输运温降的预测中。 展开更多
关键词 鱼雷罐 有限元分析 神经网络 学习样本 GUI 铁水温降
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桨叶结构对KR脱硫混合效果影响的数值模拟
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作者 操瑞宏 程功 +3 位作者 廖建军 钟巍 仇圣桃 王海军 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 2025年第3期235-244,共10页
为了改善KR脱硫过程中脱硫剂利用率低的问题,设计4种利于工业实现的桨叶结构以改善KR脱硫混合效果。采用数值模拟方法,以速度场、湍动能、混匀时间以及脱硫剂分布为表征,分析铁水的卷吸能力与混合效果。通过对比4种桨叶结构的铁水流动特... 为了改善KR脱硫过程中脱硫剂利用率低的问题,设计4种利于工业实现的桨叶结构以改善KR脱硫混合效果。采用数值模拟方法,以速度场、湍动能、混匀时间以及脱硫剂分布为表征,分析铁水的卷吸能力与混合效果。通过对比4种桨叶结构的铁水流动特征,探究桨叶结构对KR脱硫混合效果的影响规律。结果表明:搅拌桨旋转作用下桨叶底部铁水形成速度不超过0.6 m/s的弱流区,斜叶桨虽然能够增强铁水卷吸能力,但对弱流区的改善作用有限;桨叶叶数参数对弱流区的影响强于桨叶倾角参数,三叶桨可有效提升铁水动力学性能并减小弱流区体积。斜叶桨具有局部快速混合的优势,而直叶桨更适合铁水包整体混合需求;直四叶桨的铁水混匀时间最短,在转速90 r/min下为49.48 s,较斜四叶桨与直三叶桨分别缩短了2.8%,2.7%。斜叶桨因涡流卷吸效应较强易导致脱硫剂团聚,直四叶桨底部脱硫剂占比约为斜四叶桨的2倍,更有利于铁水与脱硫剂混合,从而显著提高KR脱硫混合效果。 展开更多
关键词 铁水预处理 KR脱硫 桨叶结构 弱流区 湍动能 混匀时间 脱硫剂 数值模拟
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喷吹生物质炭对高炉风口回旋区热状态的影响
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作者 胡泽方 李保俊 +3 位作者 张建良 党晗 赵鹏 徐润生 《炼铁》 北大核心 2025年第5期65-70,共6页
基于国内某2500m^(3)高炉喷吹生物质炭技术,采用计算流体动力学(CFD)方法,对高炉风口回旋区热状态的影响进行了模拟。结果表明:①不同种类生物质炭与煤粉混合燃烧,生物质炭颗粒的固定碳含量越高,燃烧时释放的热量越多;②生物质炭的挥发... 基于国内某2500m^(3)高炉喷吹生物质炭技术,采用计算流体动力学(CFD)方法,对高炉风口回旋区热状态的影响进行了模拟。结果表明:①不同种类生物质炭与煤粉混合燃烧,生物质炭颗粒的固定碳含量越高,燃烧时释放的热量越多;②生物质炭的挥发分含量较高时,对煤粉的促燃效果更明显,表现为回旋区内煤粉的燃烧更充分;③随着生物质炭添加比例的增加,风口前颗粒的燃尽率增加,表明生物质炭有助于促进燃料颗粒的燃烧;④风口回旋区内最高温度随着生物质炭添加比例的增加而降低,但高温区域的范围明显扩大,平均温度随着生物质炭添加比例的增加而增加。 展开更多
关键词 高炉 风口回旋区 生物质炭 煤粉 混合喷吹
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