炼铁工序铁素流的系统动力学分析

运用系统动力学原理,采用因果关系和存量流量分析方法,在相对宏观的层面构建了钢铁生产流程炼铁工序的铁素流动态模型。仿真结果准确,验证了所建炼铁工序系统动力学模型的正确性并分析了不同返回情况下高炉铁素、铁水铁素流和损失铁素流的动态特性。计算结果表明:从物料投入高炉到铁水稳定输出时段,铁水铁素流随时间的增加而不断增大,然后逐渐趋于稳定,且铁水铁素流在炼铁初始时段增加速度最快;高炉铁素和损失铁素流均与本单元铁素流返回率呈正相关,且不随上游铁素流返回率的变化而改变;铁水铁素流与上游铁素流返回率、本单元铁素流返回率均呈负相关;上游铁素流返回率的增大会使铁水铁素流减小至新的稳定输出状态;本单元铁素流返回率的增大会使铁水铁素流先减小,然后逐渐增大至新的稳定输出状态。     

钢铁生产流程铁素流网络建模与仿真

针对钢铁生产流程的铁素流网络,采用系统动力学方法构建了全流程铁素流运行的动态模型。仿真了首秦、鞍钢老区和鞍钢西区3个实际钢铁生产流程从原料加入设备到产品稳定输出阶段的产品铁素流、损失铁素流和铁素存量的动态特性。结果表明:首秦流程的烧结工序、炼铁工序和炼钢工序紧凑性较好,烧结工序和轧钢工序的铁资源利用率有较大提高空间,同时需要提高轧钢工序的技术水平和生产能力;鞍钢老区的炼铁工序和轧钢工序铁资源利用率较好,需要提高炼钢工序的铁资源利用率;鞍钢西区的炼钢工序铁资源利用率较好。     

基于系统动力学的烧结工序铁素流动态特性分析

运用系统动力学原理,采用因果关系和存量流量分析方法,在相对宏观的层面构建了钢铁生产过程烧结工序的铁素流动态模型。仿真结果准确,验证了系统动力学原理应用于钢铁生产流程研究的适用性及建模仿真的有效性。计算表明:烧结矿铁素流随时间的增加而不断增大,然后逐渐趋于稳定,且烧结矿铁素流在烧结初始时段增加速度最快;返回铁素流波动越大,烧结矿铁素流、损失铁素流和烧结机铁素重新达到输出稳定状态所需时间越长。     

转炉炼钢低过热控制工艺生产实践

对影响转炉炼钢工序热能损失因素进行分析研究,通过优化生产组织,开发转炉炼钢全流程低热损控制技术,使炼钢工序热能损失大幅降低,实现转炉低能耗、绿色环保冶炼。     

转炉低铁水消耗运行工艺实践

文章介绍了转炉低铁耗运行的工艺实践,通过调整原材料配加方式、工艺优化、煤氧炼钢等措施最大限度提升废钢入炉量,达到降低铁水消耗和炼钢工序成本的目的。     

炼铁-炼钢界面动态运行过程解析与仿真优化

炼铁-炼钢界面连接钢铁生产中高炉和转炉两大重要生产工序，关系到钢铁制造流程的整体优化。“一罐到底”是近年来新兴起的炼铁-炼钢区段“界面技术”,基于“一罐到底”流程的炼铁-炼钢界面运行规律和调控优化技术的研究十分必要。目前对炼铁-炼钢界面中众多复杂的次界面的解析尚不深入，对炼铁-炼钢界面动态运行过程仿真亟待开展。时间、温度和物质量是贯穿于钢铁制造流程的基本参数，因此，炼铁-炼钢界面的调控以铁水罐周转过程为载体，以上述3个参数为调控对象，以这些参数的一体化控制与优化为目标。基于现场运行实绩，以“机车+天车”模式的炼铁-炼钢界面为例，分析炼铁-炼钢界面物质流运行的特征和调控目标，并对其动态运行过程进行“事件-时间”解析，确定构成界面的各个次界面环节，以及各过程/事件的时间域、时间周期及其概率分布，梳理炼铁-炼钢界面动态运行过程规则。在此基础上，采用FlexSim软件，建立了高炉出铁、铁水运输和炼钢等过程的仿真模块，并根据各模块运行规则和模块之间的关联规则，集成为高炉-转炉区段仿真模型。该模型为炼铁-炼钢界面深度解析与优化提供了研究试验平台。模型应用于260 t铁水罐周转过程仿真，得到铁水罐配...     

加强生产组织协调 提高转炉生产节能水平

总结降低转炉能耗的措施:保持生产系统的连续、紧凑、均衡、稳定;转炉负能炼钢;减少或避免铁水铸块;提高铁水罐的周转速度;提高铁水入炉温度,稳定铁水成分;提高产品质量;提高红钢的热送热装率。     

炼钢系统工序能耗的影响因素分析

根据历年全国重点钢铁企业和首钢转炉工序能耗变化,简述中国钢铁企业转炉炼钢节能技术进步和首钢转炉负能炼钢的情况。通过首钢北京、首秦和迁钢三地钢厂钢产量、炼钢工序能耗、转炉工序能耗及连铸工序能耗变化,阐述钢产量与不同工序能耗之间的关系。重点分析新旧折标系数、转炉煤气回收量等因素对转炉、炼钢工序能耗的影响。在对比分析国内先进转炉煤气回收量的基础上,指出转炉、炼钢工序的节能潜力,并提出基本对策和建议。     

烧结过程物质流和能量流分析

采用物质流和能量流分析方法,提出了铁矿粉烧结过程物质流分析的核心问题,对铁素流、碳素流和硫素流的物理化学状态变化、耗散过程及其影响因素等进行了分析。研究表明:烧结工序铁素流变化主要是矿物形态、结构和冶金性能等的转化;固体燃料是碳素流输入的主要形式,而CO2则是碳素流输出的主要形式;烧结过程具有脱硫功能,是气化脱硫过程,烟气中SO2排放是硫素流输出的主要形式,应注意,烧结工序是钢铁制造流程主要的SO2排放源。     

转炉炼钢过程的精细化控制及协同优化

 转炉炼钢过程是一复杂的开放系统,因为受到转炉内多个化学反应同时或交替进行、熔池持续温升与有效控温、熔池自发搅拌强度不均匀性特点、相关杂质元素的高效脱除与如何抑制钢水过氧化、转炉炼钢过程的精细化操作与时序受控等诸多因素的交互影响,在其时空边界内呈现动态起伏和非线性变化特征。要实现由传统追求单一产量指标向追求产量、质量与环保等多目标协同的转变,用传统孤立系统的知识体系不能很好地揭示其运行规律。现代转炉炼钢过程在全流程中的功能定位应聚焦于高效冶炼和稳定获得较洁净的初炼钢水,再与后续钢水精炼技术进行有序组合,满足高拉速、恒拉速多炉连浇的炉-机匹配要求。从转炉炼钢过程在全流程中的功能定位和相关操作的时序匹配等视觉出发,对溅渣护炉、高效供氧、熔池均衡搅拌、钢水成分与温度命中、后搅拌、快速出钢与渣-钢有效分离、转炉煤气高效回收等若干“点技术”展开讨论,阐述上述“点技术”的应用必须追求精细化控制效果,同时要满足转炉炼钢过程时序规划与上下游工序协同运行的要求,确保全流程高质量稳定顺行,不断挖掘转炉炼钢过程的极限潜力。     

基于共存理论的转炉脱磷热力学分析

为了定量研究温度、炉渣成分、钢液成分对转炉磷分配比和平衡磷含量的影响,基于共存理论建立转炉炼钢六元渣系的组元活度计算模型和磷分配比L_P计算模型,将磷分配比模型计算结果与转炉炼钢实测磷分配比进行对比,发现两者吻合较好。定量计算结果表明,当炉渣碱度为3.8时,钢液温度从1 640升到1 680 ℃,平衡磷质量分数从0.011 5%增加至0.019 8%。同时定量计算了炉渣碱度及氧化铁含量变化对平衡磷含量的影响,但实际炉渣控制需要考虑炉渣黏度、铁损及炉衬侵蚀。转炉吹炼终点钢中元素含量数量级较小,计算表明终点成分变化对磷活度系数的影响不大,各元素对脱磷的影响主要体现在冶炼初期和过程。     

包钢炼钢厂转炉工艺优化

炼钢和连铸生产过程中产生了大量的含铁尘泥、连铸切割渣、渣钢等含铁物质,为了减少这些含铁物质的外排和污染,在转炉中加入这些含铁物质,但是转炉工艺操作出现了波动,部分炉次钢铁料消耗较高。通过采用"留渣+双渣"工艺,在留渣的基础上将转炉吹炼分为两个阶段;同时在吹炼过程中对底吹进行控制,显著地降低喷溅发生。现有操作工艺进行优化后,钢铁料、渣料消耗大幅减少,显著地降低了转炉炼钢的生产成本。     

智能制造在梅钢炼钢厂的应用实践

上海梅山钢铁股份有限公司炼钢厂围绕智能制造技术,在不同的生产工序开展了研究,从铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸4个工序,结合生产操作开展了模型化、智能化、自动化的智能制造技术,并取得了较好的应用实践效果。在铁水预处理工序开展了一键脱硫模型的开发,实现了脱硫操作一键化,对铁水扒渣的判定进行了智能化的研究,实现了对扒渣过程的智能判定,替代了人工判定扒渣等级。在转炉区域开展了转炉冶炼模型的研究,实现了一键炼钢冶炼控制,使得转炉终点控制更加稳定,补吹率在1%以下。在精炼工序开展合金模型的研究和应用,对降低合金总成本、提高钢水成分控制精度也发挥了重要的作用。在连铸工序开展自动浇钢综合研究,实现了无人浇钢控制技术,大大提高了劳动效率。     

100t转炉石灰石代替石灰造渣炼钢试验研究

对首秦100t转炉石灰石代替石灰造渣炼钢的试验结果进行研究分析。研究结果表明：石灰石造渣炼钢工艺在转炉单渣法和双渣法均取得良好冶炼效果,较石灰造渣工艺,在入炉CaO质量减少28.6%的情况下,脱磷率均值达到85.69%,提高2.54%,渣中磷元素分布均匀;同时石灰石代替石灰造渣可以减少入炉造渣料用量,吨钢减少转炉渣量15kg;石灰石代替石灰入炉可以增加转炉煤气回收量。     

基于石灰窑回收CO2用于炼钢的关键技术分析

针对CO2在首钢京唐300 t转炉的成功试验，分析了从石灰窑回收CO2用于炼钢的关键技术，重点讨论了从石灰窑回收CO2的工艺路线选择、石灰窑烟气CO2提浓技术、石灰窑烟气的预处理技术、提纯技术、存储输送技术、转炉顶吹O2 CO2混合喷吹技术和底吹CO2技术等。并通过试验验证了CO2用于转炉冶炼，不仅可以提高炼钢冶金效果，而且可以增加转炉煤气回收量。认为该工艺的开发可形成石灰窑与炼钢之间的碳素流循环，有利于节能减排，降低碳排放。     

世界主要钢铁企业盈利能力对比评价分析

通过对全球55家上市铜铁公司的财务、营运状况、企业的获利能力、投资回报、偿债能力的分析,得出了在原料丰富地区的企业的获利能力很强的结论。因此,炼钢原料价格的大幅上涨影响着钢铁企业的经营战略及未来发展方向,保证上游炼钢原料稳定供应,以及向下游加工延伸,贴近终端消费市场,已经成为钢铁企业的当务之急。     

电弧炉炼钢成分预报现状与熔池搅拌对其影响

电弧炉炼钢成分预报与控制直接影响冶炼时间、产品质量与生产成本,是电弧炉炼钢智能化的重要环节。对转炉、电弧炉副枪检测技术和炉气分析技术进行了分析,探讨了炼钢过程的选择性氧化机理与智能算法在成分预报中的应用。结合熔池流动慢、反应不均衡的动力学条件,讨论了电弧炉炼钢成分预报的难点。在国内外文献综述的基础上,讨论了电弧炉底吹搅拌、氧气射流及电磁流体对钢液流动的影响,提出将电弧炉熔池钢液流动行为的动力学影响和炼钢反应选择性氧化热力学相结合,实现成分实时预测研究的设想,对开展电弧炉炼钢成分预测研究具有指导意义。