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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
1
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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提升煤气混合系统精度的研究与实践
2
作者 杨帆 《山西冶金》 2025年第4期166-167,170,共3页
煤气混合系统是将高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和天然气按一定配比混合,供出热值、压力相对稳定的混合煤气的一种节能高效的煤气输配设备。由于种种原因,部分煤气混合系统存在“大马拉小车”、流量计精度不足、调节阀老化失调、煤气压... 煤气混合系统是将高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和天然气按一定配比混合,供出热值、压力相对稳定的混合煤气的一种节能高效的煤气输配设备。由于种种原因,部分煤气混合系统存在“大马拉小车”、流量计精度不足、调节阀老化失调、煤气压力和热值波动率偏大等问题,造成用户炉窑空燃比例不合理、能源成本升高,甚至影响炉窑生产效率和产品质量,无法满足煤气用户用气质量需求。为满足用户用气要求,对煤气混合系统的调节阀、流量计等装置进行精度提升改造,效果显著。 展开更多
关键词 煤气 混合系统 调节阀 流量计
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考虑风口回旋区影响的高炉热风分配模拟 被引量：1
3
作者 罗志国 张瑀博 +3 位作者 史本慧 刘洪升 刘炳南 邹宗树 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2024年第4期314-320,共7页
以鞍钢新5号高炉为研究对象,对比分析了空喷及考虑风口回旋区这两种工况下高炉热风的周向分配情况.结果表明:当风口参数相同时,空喷与考虑风口回旋区这两种工况下的热风分配规律相同,即在高炉圆周0°,90°,180°和270°... 以鞍钢新5号高炉为研究对象,对比分析了空喷及考虑风口回旋区这两种工况下高炉热风的周向分配情况.结果表明:当风口参数相同时,空喷与考虑风口回旋区这两种工况下的热风分配规律相同,即在高炉圆周0°,90°,180°和270°方位的风口风量和鼓风动能较大,45°,135°,225°和315°方位的风口风量和鼓风动能较小;空喷和考虑风口回旋区这两种工况下的风量极差分别为3.65 m^(3)/min和7.29 m^(3)/min,标准差分别为1.32和2.71;空喷和考虑风口回旋区这两种工况下的鼓风动能极差分别为9.93 kJ/s和19.90 kJ/s,标准差分别为3.62和7.41;与空喷工况相比,考虑风口回旋区工况下热风和鼓风动能分配的不均匀性更为明显,热风分配结果更准确. 展开更多
关键词 高炉 风口回旋区 热风分配 风量 鼓风动能
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高富氧喷吹条件下钒钛炉料的软熔性能 被引量：1
4
作者 郑魁 胡鹏 +4 位作者 黄云 尉继勇 赵鹏 张建良 徐润生 《烧结球团》 北大核心 2024年第5期17-23,共7页
高炉炼铁工艺是钢铁冶金中能源消耗量最高的流程之一。在国家“降碳减碳”政策的号召下,保证高炉稳定顺行是节能减排的重要前提。高炉软熔带的位置、形状对炉内煤气流的分布状态及高炉的稳定顺行具有重要影响。本文通过模拟高富氧喷吹... 高炉炼铁工艺是钢铁冶金中能源消耗量最高的流程之一。在国家“降碳减碳”政策的号召下,保证高炉稳定顺行是节能减排的重要前提。高炉软熔带的位置、形状对炉内煤气流的分布状态及高炉的稳定顺行具有重要影响。本文通过模拟高富氧喷吹条件下高炉的还原性气氛,在不同还原性气氛条件下采用高温熔滴炉进行钒钛炉料的软化熔滴试验。结果表明:随着富氧率的提高,煤气中CO的体积分数增加,钒钛炉料的软化开始温度和软化结束温度均降低,软化温度区间变大;当CO体积分数从30%增加到45%时,软化开始温度下降72℃,软化结束温度下降43℃,软化温度区间扩大29℃。富氧喷吹后,熔化开始温度升高,炉渣流动性变好,滴落物质量增加;富氧喷吹后,钒钛炉料的软熔带整体呈现“上移扩大”的趋势,软熔带的最高压差逐渐降低,透气性得到改善,Ti元素向渣中迁移增强,Fe元素向渣中迁移得到抑制。 展开更多
关键词 钒钛炉料 高炉 富氧喷吹 软熔性能
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含碳高硅矿球团在H_(2)-H_(2)O-N_(2)和CO-CO_(2)-N_(2)气氛下还原过程研究
5
作者 马立群 程思远 唐惠庆 《江西冶金》 2024年第2期71-80,共10页
针对高炉炼铁节能减排的新要求,在H_(2)-H_(2)O-N_(2)和CO-CO_(2)-N_(2)气氛下研究碳复合团块的反应行为。通过化学分析法、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)分析了复合团块的成分、矿相及微观形貌,对CO-CO_(2)-N_(2)和H_(... 针对高炉炼铁节能减排的新要求,在H_(2)-H_(2)O-N_(2)和CO-CO_(2)-N_(2)气氛下研究碳复合团块的反应行为。通过化学分析法、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)分析了复合团块的成分、矿相及微观形貌,对CO-CO_(2)-N_(2)和H_(2)-H_(2)O-N_(2)气氛下碳复合团块的还原行为进行了分析,并建立了复合团块反应动力学模型。结果表明,在1 073、1 173、1 273、1 373 K温度下,复合团块在H_(2)-H_(2)O-N_(2)气氛下的还原度和碳气化率均高于CO-CO_(2)-N_(2)气氛。对2种气氛下含碳团块在1 273 K时的反应过程进行分析,XRD图谱表明,在H_(2)-H_(2)O-N_(2)气氛下反应20 min后,团块中FeO相消失;在CO-CO_(2)-N_(2)气氛下,一直存在团块中FeO相,说明复合团块在H_(2)-H_(2)O-N_(2)气氛下还原性更好。对比2种气氛下的扫描电子显微镜(SEM)照片,当反应进行到25 min时,金属铁在复合团块边缘大量聚集。综合考虑气固相之间化学反应的质量守恒和传质行为,建立复合团块反应动力学模型。结合实验结果进行分析,模型拟合结果较好。 展开更多
关键词 复合团块 还原气氛 还原行为
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颗粒形状和旋转溜槽结构对高炉布料颗粒动力学行为的影响
6
作者 王俊青 刘思达 +1 位作者 徐进 周宗彦 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2024年第5期141-157,共17页
旋转溜槽是高炉布料系统的重要部件,通过改变溜槽角度和转速可以影响物料在溜槽出口端的速度和分布,从而影响炉料的下落轨迹。本文以旋转溜槽作为研究对象,采用离散单元法对物料流动进行模拟仿真,分析了溜槽设计、角度以及颗粒种类和形... 旋转溜槽是高炉布料系统的重要部件,通过改变溜槽角度和转速可以影响物料在溜槽出口端的速度和分布,从而影响炉料的下落轨迹。本文以旋转溜槽作为研究对象,采用离散单元法对物料流动进行模拟仿真,分析了溜槽设计、角度以及颗粒种类和形状对炉料颗粒下落轨迹、溜槽出口端位置颗粒的尺寸分布和速度分布以及颗粒偏析的影响。计算结果表明:溜槽下料过程中不可避免地会出现颗粒偏析情况;溜槽角度对布料过程的影响显著,角度越大料流越稳定;炉料粒径越大,颗粒形状对下料过程的影响越明显;方形溜槽能够有效地聚拢下料过程中的料流宽度,从而达到精准布料的效果;耐磨衬板的加入在一定程度上也能达到精准布料的效果。 展开更多
关键词 高炉布料 旋转溜槽 颗粒轨迹 颗粒偏析 离散单元法
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炼钢厂210 t冶金铸造起重机变频改造实践
7
作者 孙文华 彭占双 +1 位作者 丛培起 纪斌 《鞍钢技术》 CAS 2024年第3期64-68,共5页
针对炼钢厂210 t冶金铸造起重机原调压调速电机控制故障率高、检修维护量大等问题,进行了起重机变频改造。将起重机各机构的绕线式电机改造为变频电机,不需要维护碳刷及滑环,取消了换相和加速接触器,变频启停速度平稳顺滑,延长了机械设... 针对炼钢厂210 t冶金铸造起重机原调压调速电机控制故障率高、检修维护量大等问题,进行了起重机变频改造。将起重机各机构的绕线式电机改造为变频电机,不需要维护碳刷及滑环,取消了换相和加速接触器,变频启停速度平稳顺滑,延长了机械设备使用寿命,提高了电机效率,避免了能源浪费。改造后,系统故障率降低80%左右,每年可节省综合费用总计约26.75万元。 展开更多
关键词 炼钢 冶金铸造起重机 变频电机 系统故障率
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一元散体颗粒物料在回转窑截面上的运动与混合 被引量：12
8
作者 陈辉 刘义伦 +2 位作者 赵先琼 肖友刚 刘颖 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2575-2581,共7页
针对物料的散体颗粒性质,采用离散单元法建立颗粒物料的运动模型,计算物料在回转窑内的运动与混合过程。通过"颗粒接触数"定义混合指数,分析物料在回转窑内的径向混合。结果表明:模型所得物料的混合形态与实验观测结果相符,... 针对物料的散体颗粒性质,采用离散单元法建立颗粒物料的运动模型,计算物料在回转窑内的运动与混合过程。通过"颗粒接触数"定义混合指数,分析物料在回转窑内的径向混合。结果表明:模型所得物料的混合形态与实验观测结果相符,回转窑转动6至8圈后,径向混合形态趋于稳定;根据"颗粒接触数"定义的混合指数能更合理地描述物料的混合程度,物料混合指数与时间成指数函数关系;混合速度随回转窑转速的增加而增大,转速越高,混合程度达到饱和所需时间越短,但是所需的转动圈数会增多;转速较低时,混合速度随填充率的减小而增大,但是转速增加到20 r/min后,混合速度随填充料的减小而减小;回转窑转速越高,物料动能的耗散性越强。 展开更多
关键词 回转窑 一元物料 固体颗粒 径向混合 离散单元法
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炼铁高炉TRT系统炉顶压力动态数学模型研究 被引量：9
9
作者 杨春节 吴平 宋执环 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1536-1539,共4页
为实现高炉顶压的高精度控制,提出了高炉煤气余压透平装置(TRT)系统炉顶压力的动态数学模型.在分析TRT系统工作机理基础上,将其分解为高炉煤气反应容器、炉顶压力容器、煤气管道、煤气流量调节阀4部分.根据气体流动方程,通过线性化和拉... 为实现高炉顶压的高精度控制,提出了高炉煤气余压透平装置(TRT)系统炉顶压力的动态数学模型.在分析TRT系统工作机理基础上,将其分解为高炉煤气反应容器、炉顶压力容器、煤气管道、煤气流量调节阀4部分.根据气体流动方程,通过线性化和拉氏变换,建立各单元的动态数学模型.结合基于高炉煤气生成过程经验公式和物料平衡关系的各单元模型,推导出TRT系统的高炉顶压动态数学模型.分析了旁通阀开度及鼓风机风量对高炉顶压的影响.结果表明,由该模型得到的顶压变化趋势和现场数据基本一致.当鼓风机流量增大时,顶压将增大,旁通阀开度增大时,顶压将减小. 展开更多
关键词 高炉煤气余压透平装置 炉顶压力 数学模型
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高炉中心装焦时煤气、炉料流场的有限元法解析 被引量：5
10
作者 潘国友 杨乃伏 顾飞 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 1999年第7期5-11,共7页
开发了高炉复杂料面（Ｖ型、Ｍ型）及中心装焦条件下的煤气流场和压力场解析模型、高炉固态炉料流场和势函数解析模型；
关键词 高炉 中心装焦 流场 有限元 煤气 炉料
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基于离散单元法的回转窑物料崩落运动及接触力链研究 被引量：3
11
作者 陈辉 刘义伦 +1 位作者 赵先琼 肖友刚 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2277-2283,共7页
考虑颗粒物料的离散性质,采用离散单元法建立物料的运动模型,模拟物料的塌落和滚落运动过程,并分析物料颗粒之间的接触力分布及力链结构.结果表明:滚落模式的颗粒相互碰撞剧烈;滑移与塌落的分界线呈幂函数曲线,物料填充率过小易导致滑移... 考虑颗粒物料的离散性质,采用离散单元法建立物料的运动模型,模拟物料的塌落和滚落运动过程,并分析物料颗粒之间的接触力分布及力链结构.结果表明:滚落模式的颗粒相互碰撞剧烈;滑移与塌落的分界线呈幂函数曲线,物料填充率过小易导致滑移;强力链约占力链总数40%,分布在物料底层近90%的厚度区域,而物料表层10%厚度为弱力链区域;塌落、滚落运动中颗粒的崩落主要发生在力链易断裂的弱力链区域;力链近似对数正态分布,切向力是导致力链断裂和表层颗粒崩落的因素. 展开更多
关键词 回转窑 颗粒物料 滚落运动 塌落运动 力链 离散单元法
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回转窑截面物料运动及力链结构的数值试验 被引量：4
12
作者 陈辉 刘义伦 +1 位作者 肖友刚 李松柏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2446-2451,共6页
采用离散单元法从颗粒尺度建立回转窑内物料的运动模型,以球形沙粒为例,通过数值计算,研究回转窑截面上物料的运动模式和力链结构。以Froude数、物料填充角、窑壁摩擦因数为变量,模拟物料的滑移、塌落、滚落、泻落、抛落和离心6种运动模... 采用离散单元法从颗粒尺度建立回转窑内物料的运动模型,以球形沙粒为例,通过数值计算,研究回转窑截面上物料的运动模式和力链结构。以Froude数、物料填充角、窑壁摩擦因数为变量,模拟物料的滑移、塌落、滚落、泻落、抛落和离心6种运动模式,模拟结果与实验观测结果相符。研究结果表明:回转窑内物料力链由表层弱力链区域(约占料层厚度10%)和底层强力链区域组成;滑移、塌落、滚落和泻落4种模式中,底层强力链结构稳定,颗粒之间相对静止,表层弱力链断裂和重组频繁,具体运动模式由窑转速和表层力链断裂重组的速度决定;实际转速中,泻落模式的物料颗粒碰撞最强烈。 展开更多
关键词 回转窑 物料运动 力链 离散元法
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高炉内炉料流动模式及力链分布的离散元模拟 被引量：3
13
作者 李强 冯明霞 +1 位作者 高攀 邹宗树 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期677-680,共4页
基于离散元数值计算方法,建立了高炉内炉料颗粒尺度运动行为的数学模型,主要研究固体炉料的运动模式和颗粒间相互作用力链的分布.结果表明:建立的离散元模型计算获得了炉内颗粒间的介观力链结构,炉底中心部位存在强力链结构支撑高炉料柱... 基于离散元数值计算方法,建立了高炉内炉料颗粒尺度运动行为的数学模型,主要研究固体炉料的运动模式和颗粒间相互作用力链的分布.结果表明:建立的离散元模型计算获得了炉内颗粒间的介观力链结构,炉底中心部位存在强力链结构支撑高炉料柱,最强力链结构对应于死料柱区,而且离散元模拟也给出炉内固体料运动模式由四个区域构成,分别为死料柱区、活塞流区、准静态滑流区和沟流区,而沟流区的力链最弱. 展开更多
关键词 力链 离散元 高炉 炉料流动
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离散单元法高炉无钟炉顶布料模拟研究 被引量：8
14
作者 林成城 杜鹤桂 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期4-8,共5页
从动力学角度，采用离散单元法研究炉料颗粒的受力和运动，建立高炉无钟炉顶布料数值计算模型，模拟无钟炉顶布料过程和料面形状。模拟与实测对比表明，两者基本吻合，证明离散单元法在高炉无钟布料应用中可行，并为高炉无钟炉顶布料的... 从动力学角度，采用离散单元法研究炉料颗粒的受力和运动，建立高炉无钟炉顶布料数值计算模型，模拟无钟炉顶布料过程和料面形状。模拟与实测对比表明，两者基本吻合，证明离散单元法在高炉无钟布料应用中可行，并为高炉无钟炉顶布料的机理研究开辟了一条新的途径。 展开更多
关键词 离散单元法 无钟炉顶 布料 数值模拟 高炉
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混合神经网络及其在高炉径向煤气流模式分布中的应用 被引量：3
15
作者 王玉涛 周建常 +2 位作者 王师 姜会研 徐小慧 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 1999年第3期265-268,共4页
提出一种高炉径向煤气流模式分布的混合神经网络模式识别方法，针对从“样本特征模式空间”到“样本类别空间”具有较强非线性的模式识别问题，提出了一种由自组织竞争子神经网络（ＡＳＣＳＮＮ）和基于径向基函数子神经网络（ＲＢＦＳ... 提出一种高炉径向煤气流模式分布的混合神经网络模式识别方法，针对从“样本特征模式空间”到“样本类别空间”具有较强非线性的模式识别问题，提出了一种由自组织竞争子神经网络（ＡＳＣＳＮＮ）和基于径向基函数子神经网络（ＲＢＦＳＮＮ）串联而成的混合神经网络．其中，ＡＳＣＳＮＮ用于对输人的特征模式空间进行自组织分类，以使识别更加稳定；ＲＢＦＳＮＮ对样本特征模式进行识别．根据工业现场采集数据进行实验，验证了该方法的可行性． 展开更多
关键词 模式识别 混合神经网络 高炉 径向煤气流
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炉腹煤气量指数与Rist线图探析 被引量：8
16
作者 项钟庸 邹忠平 +1 位作者 欧阳标 王筱留 《炼铁》 北大核心 2015年第1期26-30,共5页
重点阐述了高炉炉腹煤气量指数和吨铁炉腹煤气量之间的关系,通过提高炉腹煤气量指数时,进入风口的吨铁耗氧量的变化建立了两者的关系,使用Rist线图解决了提高炉腹煤气量指数导致燃料比上升的关键,提出了用吨铁耗氧量的变化作为控制炉腹... 重点阐述了高炉炉腹煤气量指数和吨铁炉腹煤气量之间的关系,通过提高炉腹煤气量指数时,进入风口的吨铁耗氧量的变化建立了两者的关系,使用Rist线图解决了提高炉腹煤气量指数导致燃料比上升的关键,提出了用吨铁耗氧量的变化作为控制炉腹煤气量指数的判据。 展开更多
关键词 高炉 炉腹煤气量指数 吨铁耗氧量 煤气利用率
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含锌含铁尘泥球团自还原试验研究 被引量：5
17
作者 于淑娟 吕志升 +2 位作者 侯洪宇 王向锋 修国涛 《鞍钢技术》 CAS 2012年第4期13-16,38,共5页
为了综合利用鞍钢含锌含铁尘泥,又不引起高炉锌富集,探索利用尘泥中的碳作为还原剂自还原尘泥中的铁氧化物及氧化锌、氧化铅的可行性,将几种尘泥配制成具有一定还原剂含量的尘泥混合料,进行了尘泥混合料的造球试验和球团自还原焙烧试验... 为了综合利用鞍钢含锌含铁尘泥,又不引起高炉锌富集,探索利用尘泥中的碳作为还原剂自还原尘泥中的铁氧化物及氧化锌、氧化铅的可行性,将几种尘泥配制成具有一定还原剂含量的尘泥混合料,进行了尘泥混合料的造球试验和球团自还原焙烧试验。试验结果表明,采用自还原工艺处理鞍钢高锌尘泥适宜的工艺参数为:铁、锌和铅氧化物所需还原剂量的适宜游离碳过剩系数为1.0～1.2,还原温度为1 050～1 200℃,还原时间为20～35 min。 展开更多
关键词 尘泥 球团 铁金属化率 脱锌率 脱铅率
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鞍钢260 t转炉IF钢顶渣改质工艺优化 被引量：5
18
作者 李冰 李泊 +4 位作者 朱国强 齐志宇 何文英 孙振宇 高立超 《鞍钢技术》 CAS 2018年第4期52-54,共3页
针对鞍钢260 t转炉钢包顶渣氧化性强的问题,优化了渣系、转炉出钢挡渣工艺、小粒白灰与改质剂的加入量及钢包底吹氩搅拌工艺。采取措施后,钢包顶渣Fe O含量由12.52%降至9.54%,中间包T.[O]含量由0.002 875%降至0.002 237%,提高了钢水的... 针对鞍钢260 t转炉钢包顶渣氧化性强的问题,优化了渣系、转炉出钢挡渣工艺、小粒白灰与改质剂的加入量及钢包底吹氩搅拌工艺。采取措施后,钢包顶渣Fe O含量由12.52%降至9.54%,中间包T.[O]含量由0.002 875%降至0.002 237%,提高了钢水的洁净度。 展开更多
关键词 转炉 IF钢 钢包顶渣 改质
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焦炭坍塌理论在钟式高炉炉顶炉料分布模型中的应用 被引量：4
19
作者 周勇 毕学工 涂春林 《钢铁研究》 CAS 2004年第1期1-4,共4页
在建立钟式高炉炉顶布料模型时采用了焦炭坍塌理论 ,在考虑坍塌和不考虑坍塌两种情况下比较了模型计算的结果 ,并对影响坍塌量的主要因素进行了分析讨论。
关键词 高炉 炉料分布 数学模型 钟式炉顶 焦炭坍塌理论
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BP算法在高炉煤气流分布模式识别中的应用 被引量：2
20
作者 姜慧研 许桂清 周建常 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期144-146,共3页
将模式识别中的统计方法与人工神经网络方法有机地结合起来 ,设计了一种综合的高炉煤气流分布模式识别系统·该系统具有精度高、训练时间短、收敛速度快等特点 ,为实现高炉实时操作控制奠定了基础·所研制的高炉煤气流分布模式... 将模式识别中的统计方法与人工神经网络方法有机地结合起来 ,设计了一种综合的高炉煤气流分布模式识别系统·该系统具有精度高、训练时间短、收敛速度快等特点 ,为实现高炉实时操作控制奠定了基础·所研制的高炉煤气流分布模式识别系统的可视化软件界面友好 ,美观易用· 展开更多
关键词 模式识别 聚类匹配方法 BP算法 高炉煤气流 分布
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