基于图像识别的铜转炉吹炼造渣期渣含Fe预测模型研究

铜转炉吹炼是火法炼铜的关键工序,其终点判断与炉寿、铜产率和直收率紧密相关,目前现有人工经验、仪器测定和物料平衡法等终点判断方法均存在一定的局限性。理论上铜转炉吹炼造渣期终点与渣含Fe是否达标有关,而不同Fe含量渣样呈现不同的图像特征,鉴于此,基于图形识别的特征向量提取原理,分别采用卷积神经网络(CNN)算法与支持向量机(SVM)算法,构建了铜转炉吹炼造渣期渣含Fe预测模型,为图像识别技术在铜转炉吹炼终点判断中的应用奠定数模基础。两种模型的实例分析表明,卷积神经网络的训练集预测准确率98%,测试集预测准确率约50%;支持向量机模型的训练集预测准确率99%,测试集预测准确率62%。     

冶金行业软件工程专业人才培养模式探索

为适应社会对高素质软件开发人才的需求,培养适应冶金行业需求的软件工程人才,在分析冶金行业软件人才应具备的基本能力的基础上,确定了冶金行业软件工程专业人才的培养目标,从课程体系建设、教材建设、师资队伍建设、教学模式改革、实训基地建设等方面探讨了冶金行业软件工程专业人才的培养模式。     

罐式炉内石油焦层高温煅烧带迁移数值模拟

针对高温下石油焦层挥发分析出、渗流传质传热问题,结合多孔介质气固耦合机理建立了罐式炉煅烧石油焦过程的三维数学模型。该模型采用双流体模型描述石油焦煅烧热解过程,采用有限速率/涡耗散燃烧模型、标准湍流方程、DO辐射模型描述火道中挥发分燃烧及热交换过程,并利用该模型研究料罐中高温煅烧带迁移规律。结果表明:在给定工况条件下,随着单罐单位排料量由75 kg/h增加至115 kg/h,高温煅烧带(1373 K)由L6区域下移至消失,且其长度由2.0 m缩短至0 m;随着生焦中挥发分含量由7%增加至15%,高温煅烧带由L8区域上移至L6区域,且其长度由0 m增加至3.02 m;随着空气过量系数由1.05增加至1.60,高温煅烧带由L5区域下移至消失且其长度由3.02 m缩短至0 m。     

煅后石油焦质量影响因素的灰色关联分析

真密度、粉末电阻率是衡量煅后石油焦质量的关键指标,然而难以量化罐式煅烧炉各生产控制因素对其影响的主次关系。本文通过采用灰色关联分析法,以煅后焦真密度、粉末电阻率为参考数据列,以顺流式24罐8层火道罐式煅烧炉各控制因素(单罐单位排料量DR、二层火道温度T2、八层火道温度T8、生焦中挥发分含量V、灰分含量A、硫分含量S)作为比较数据列,进行关联度分析。结果表明,煅后焦真密度及粉末电阻率与各因素的灰色关联度为T2T8VDRAS,灰色关联度值均0.5,表明该六个变量均对煅后焦质量有显著影响,其中影响最大的因素为火道温度、挥发分含量和单罐单位排料量。研究结果可为合理调控各控制参数提供有效的理论支撑。     

铜阳极泥立式釜搅拌过程仿真及正交优化

基于计算流体力学（CFD）技术, 采用欧拉-欧拉多相流模型、多重参考系（MRF）模型及标准的k-ε湍流模型建立了25 m3铜阳极泥立式釜内固液两相搅拌过程的仿真模型, 研究不同转速下的搅拌功率数值模拟结果, 并与经验公式对比验证; 同时以立式釜截面固相体积浓度为评判指标, 以搅拌转速、桨叶安装角度、桨叶间距及阻尼挡板高度为考察因素, 采用正交试验设计方法进行搅拌条件优化研究.结果表明, 数学模型计算结果与永田进治经验公式较为吻合, 表明模型可用于搅拌模拟; 在给定条件下, 最优组合为搅拌转速100 r/min, 桨叶安装角度45°, 桨叶间距1.615 m, 阻尼挡板高度2 m.此条件下立式釜截面固相体积浓度较实际生产工况仿真增幅达13%.      

基于Metcal的铜闪速熔炼-转炉吹炼工艺全流程模拟计算

以"闪速熔炼—PS转炉吹炼"铜冶炼主流工艺为设计计算对象,基于自主开发的"冶金工艺流程计算系统开发平台(Metcal)"软件,采用物料平衡、热平衡和化学平衡等原理建立各计算单元数学模型,并对铜冶炼全流程进行了设计模拟计算,得到了各冶金单元的详细物流信息和热平衡计算结果,为该工艺设计、放大提供了理论指导,提高了冶金工艺全流程设计计算效率。     

基于三维离散元法的罐式炉排料运动行为

罐式炉排料过程中石油焦颗粒运动行为对煅后焦的质量至关重要。基于离散元法,建立罐式炉内石油焦排料过程的颗粒尺度运动行为的三维数学模型,并通过1/15比例的冷态模型实验验证离散元法模拟的可靠性,研究料罐内固体石油焦颗粒的运动模式、颗粒间相互作用应力及力链分布特性。结果表明:离散元法模拟能很好的再现实验结果;石油焦颗粒在料罐内的加热带区域基本符合活塞流的运动特征,在冷却水套区域呈漏斗流的运动特征;料罐内石油焦颗粒间的作用力分布不均匀,强力链主要分布在料罐的中下部区域以及冷却水套区域。     

配料问题优化算法的数据分析与评价

针对铜闪速熔炼配料优化问题,简单介绍了一种配料优化算法。通过与另一种优化算法作多次重复计算数据对比,用正态分布、数学期望和标准方差统计学知识客观地分析和评价了这种算法。     

Desulfurization of Petroleum Coke by Calcination in Ammonia Atmosphere below 1000℃

The desulfurization efficiency and mechanism of the calcination of petroleum coke in ammonia atmosphere at lower than 1000 ℃ were investigated through a series of conditional experiments and comparison with other gases such as H_2. The topics of efficiency and reaction mechanism are usually discussed through investigation by means of the Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR), the Brunauer-Emmett-Teller(BET) technique, and the thermogravimetry coupled with the mass spectrometry(TG-MS). Results showed that in addition to H_2, ammonia not only could retain a high desulfurization rate but could also reduce coke loss during the desulfurization process of petroleum coke. The best desulfurization conditions covered a petroleum coke particle size of less than 0.1 mm, a calcination temperature of 800 ℃ in ammonia atmosphere with a flow rate of 10 L/h, and a heating duration of more than 120 min. Ammonia decomposition, H_2 generation, decline in the activation energy of the carbon–sulfur bonds, and petroleum coke with a largest specific surface area at 800 ℃ are the key goals of desulfurization studied thereby. As proved by TG-MS analysis, given a large quantity of H_2, ammonia can be decomposed at the same temperature to completely come into contact with the sulfur species in petroleum coke to generate H_2S.     

基于两温两密度法的FeO-Fe2O3-SiO2三元渣系成分软测量模型

针对火法冶炼熔渣成分含量与其物理性质强耦合的特点,以渣系温度和密度为软测量辅助变量,采用泰勒级数三次展开回归算法,建立基于两温两密度法的三元渣系成分软测量数学模型. FeO-Fe2O3-SiO2渣系的实例验证表明,回归计算精度高,平均相对误差（绝对值）仅为0.412%,多组软测量预测命中率高,且渣系组分含量适应范围较宽.依此模型计算绘制的密度-温度特性曲线分析表明,该模型能较好地反映三元渣系密度与组分含量、温度间的内在规律,为实现三元渣系组分含量预测提供了良好的软测量模型.