铝生产结构调整与节能对策研究

针对我国铝工业面临的整体性问题,在冶金流程工程学的理论体系框架下,分析研究铝生产设备与流程的节能方向和技术路线,促进铝工业生产流程结构调整。基于现有铝工业的生产流程结构特征及能源利用情况,对比分析铝、钢铁生产流程的冶金本质,划分铝生产流程工序区段,综合分析铝工业能源结构及能量耗散规律。参照钢铁节能技术的实践,指出铝工业在流程优化与改进、能源结构优化、废弃物资源化利用及余能回收综合利用等方面具有系统节能潜力,提出铝后工序高效、有序运行的生产流程结构模式。     

氧化铝熟料回转窑干法烧结数值分析

建立60t.h-1氧化铝熟料回转窑综合传热、传质数学模型.应用数值方法,研究喂入料浆的水分含量对窑内热过程的影响,分析得到熟料烧结方式由湿法转变为干法时回转窑具有提高产能、降低能耗的潜力.结果表明:当料浆水的质量分数降至20%时,回转窑生产能力可比实际工况提高24%,相应燃煤单耗降幅可达18%.随料浆含水量再递减,则产能和燃煤单耗的平均变化量显著减少,改变幅度逐渐趋缓.     

高炉内部气体流动与传热的模拟分析

分别建立了高炉内气体流动、传热的二维和一维数理模型,对高炉煤气流的流场、压力场和温度场进行了数值模拟,基于一维模拟温度结果预测了炉内气体成分变化,并分析了燃烧温度和鼓风速率对煤气流动及温度的影响。研究结果表明：简化的一维模型可适用于高炉煤气温度轴向变化的预测：鼓风速率和燃烧温度的变化影响软熔带的位置、炉内压力损失及炉顶煤气温度。在高炉实际操作中,合理的鼓风速率和燃烧温度是高炉炉况顺行的保障。     

智能控制算法对加热炉温度控制研究

针对当前加热炉温度控制存在的超调量大、震荡频率大等问题,基于智能控制理论的发展,将智能控制理论中的专家控制、模糊控制和神经网络控制与PID控制相结合,设计了智能PID控制算法,分别对这几种控制算法进行了数值模拟和实验研究.结果表明,智能PID控制算法的调节效果要明显优于传统的PID控制算法,其中,模糊自整定PID控制算法和模糊免疫PID控制算法在加热炉温度控制的应用上较为可行,神经网络PID控制算法也具有很好的发展和应用潜力.     

环形加热炉管坯二维在线数学模型的研究

总括热吸收率法一般只用于钢坯加热过程一维在线数学模型的计算中,总结前人的研究工作,采用CFD模拟并结合黑匣子测试结果来分析管坯加热过程的总括热吸收率,将总括热吸收率法应用于环形加热炉管坯二维在线数学模型中,通过模拟计算证明了该方法的可行性。     

环形加热炉热工过程CFD数值模拟及其应用

借助CFD商业软件CFX，考虑流动、辐射、燃烧等，对宝钢环形加热炉的热工过程进行了数值模拟，得到了炉膛内的温度、速度矢量等热工参数的分布图。通过简化处理，对环形加热炉各控制段内的加热过程进行了模拟分析，并根据所得到的管坯表面辐射热流、热电偶温度及管坯表面温度研究了各个段总括热吸收率的分布情况，主要分析了总括热吸收率在管坯圆周方向、长度方向以及各个段之间的变化规律。     

全氢罩式炉钢卷埋偶试验研究

介绍了全氢罩式退火炉埋偶测试的试验原理、装置和方法,分析了某炉台退火试验结果。试验结果表明加热期循环气体温度近似等于钢卷表面温度,冷却期二者差别很大。以循环气体温度是否达到退火温度作为加热期结束的判据是合理的,而冷却期缺乏钢卷的温度信息,有必要通过数学模型计算钢卷温度场。     

单/多狭缝射流冲击柱状凸形表面流动和换热特性

为分析单狭缝、双狭缝和四狭缝射流冲击柱状凸形表面的流动换热特性,应用Realizable k-模型对其展开数值研究。通过与实验数据对比验证了数学模型的适用性,比较探讨了单、多狭缝冲击射流的流场分布、边界层分离现象和冲击换热特点。结果表明:单、多狭缝射流冲击柱状凸形表面,气体分别在流动阻力和相邻狭缝射流逆向相遇阻力形成的逆压梯度作用下,发生边界层分离;随流动发展,多狭缝射流在相邻射流逆向相遇作用下,Nu迅速下降至最低值,随后在逆流作用下有所回升;每狭缝具有相同雷诺数Re条件下,当狭缝数目增加时,Re的增加对提高平均努塞尔数Num的效果相对较小,当无量纲曲率半径(D/B)增大时,Num对Re的变化更加敏感,增大Re将有效地增加表面Num;狭缝射流总流量一定时,狭缝数目越多,Num越小,局部努塞尔数Nu分布越均匀。     

钢铁流程结构分析及能耗评价

钢铁制造流程是一个由多个工序组成的复杂的物理化学过程,物质流和能量流按照一定的路径和规律在工序系统间运行。文章从钢铁制造流程物质流和能量流分析出发,把传统钢铁长流程划分为四个层次,构建了以铁素物质流为主线,能源转换环节相对独立的流程能耗分析和评价体系。     

钢管光亮退火炉数学模型及主要影响因素分析

在炉内传热机理研究的基础上,结合实际生产过程中的热电偶实验,建立了钢管光亮退火炉热处理过程数学模型。在验证数学模型正确可信的基础上,分析了钢管的尺寸规格和钢管的运动速率对钢管温升和径向温差的影响。结果表明,钢管壁厚和运动速率是影响钢管温升和径向温差的主要因素。