烧结床层的热质分析

基于烧结生产的复杂物理化学过程,建立了烧结床层传热、传质和流动的二维非稳态数学模型,考虑了孔隙率、物料颗粒当量直径等床层结构影响参数的变化,并对气固传热系数进行了修正。通过数值计算,获得了烧结床层的温度场、结构变化和烟气的流场、温度场、浓度场等。烟气出口温度、床层总压降与生产实测值吻合较好,验证了数学模型的正确性。进一步分析了燃料配比、风量和给料温度等操作参数对烧结过程的影响。研究结果表明：燃烧带的厚度、最高温度随着烧结过程的进行而逐渐增加。床层孔隙率、颗粒当量直径的变化主要发生在燃烧带的熔融、冷凝阶段。料层压损最大的是燃烧熔融层,其次是混合料带,最小的是烧结矿层。增加焦粉含量、提高烧结混合料的初温,有利于提高成矿质量;风量过大时,会造成成矿质量下降、生产成本提高。     

中国钢铁工业流程结构、能耗和排放长期情景预测

为了准确预报我国钢铁工业未来生产结构、能耗和排放情况,构建了钢铁生产、加工、消费、折旧的全生命周期模型和基于人均钢铁存储量的产量预测模型,结合工序能耗和排放特征,针对基准、折旧寿命延长、废钢回收率提升、能源效率提高及综合等五种情景进行了情景预测.中国钢铁产量、能耗和排放会历经一个峰值后下降,电炉短流程会逐渐替代高炉长流程成为主流.流程结构转变是未来中国钢铁行业节能减排的关键\     

板坯热轧批量计划数学模型及求解算法

根据热轧工艺特点将板坯热轧批量计划编制问题归结为不确定旅行商数的多旅行商问题,建立了以生产成本最小化和产品质量最优化为主次目标且考虑加热区段能耗的生产调度数学模型,并采用遗传算法和禁忌搜索相结合的混合算法进行求解.基于实际生产数据的计算结果表明:该模型充分满足了现场热轧批量计划编制的需求,在轧制单元数最优的基础上,缩短了传搁时间,提高了热送热装率,优化了产品质量.与人机结合方式相比,本文模型的计算结果体现了更好的高产和节能效果.     

铝生产能源结构及流程优化分析

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和能量耗散规律.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,提出电解工序后高效、有序运行的生产流程结构模式.     

P型蓄热式辐射管的表面温度分布

P型蓄热式辐射管的燃烧系统是典型的单烧嘴蓄热式高温空气燃烧系统,具有系统结构简单,烧嘴连续燃烧而易于控制,以及烟气循环燃烧等特点。对P型辐射管和U型辐射管进行了三维燃烧数值模拟,模拟结果是,在相同的入口条件和壁面边界条件下,P型辐射管的表面温差是U型辐射管的42%;对P型蓄热式辐射管表面温度分布进行了实验研究,实测两种工况的表面温差为58℃和70℃。研究的结果表明P型蓄热式辐射管比常规辐射管的表面温度更加均匀。     

连续式钢管热处理炉热工过程数值模拟

利用钢管在炉膛内的加热历史(或移动过程)与其自身非稳态导热过程相一致的特点,建立了钢管淬火炉内的传热数学模型,并利用CFD计算软件STAR-CD求解了整个炉膛传热数学模型.     

P型蓄热式辐射管的表面温度分布

P型蓄热式辐射管的燃烧系统是典型的单烧嘴蓄热式高温空气燃烧系统,具有系统结构简单,烧嘴连续燃烧而易于控制,以及烟气循环燃烧等特点.对P型辐射管和U型辐射管进行了三维燃烧数值模拟,模拟结果是,在相同的人口条件和壁面边界条件下,P型辐射管的表面温差是U型辐射管的42%;对P型蓄热式辐射管表面温度分布进行了实验研究,实测两种工况的表面温差为58℃和70℃.研究的结果表明P型蓄热式辐射管比常规辐射管的表面温度更加均匀.     

P型蓄热式辐射管设计与数值模拟

开发了P型蓄热式辐射管。在开发设计过程中,应用CFD技术,对设计方案进行三维流动、传热与燃烧过程的数值模拟。根据模拟结果,改进和优化设计方案,大大减少了实验次数。实践表明,CFD技术是提高燃烧设备开发设计水平和增强技术创新能力的有效工具。     

荒管再加热炉计算机优化控制系统及其应用

介绍了荒管再加热炉计算机优化控制系统的物料实时跟踪、炉温动态优化、待轧及时处理等功能。实际应用结果表明,优化控制系统的运行能够保证各种工况下出炉荒管的加热质量。     

环形加热炉传热数学模型的研究

建立了以在线优化控制为目的的环形加热炉炉内传热数学模型。管坯内部采用柱坐标形式的二维非稳态导热模型 ,炉膛传热过程采用分段零维模型 ,并提出了适用于在线控制的炉内辐射换热的新解法。实测验证了模型的合理性和准确程度 ,实现了管坯温度的在线跟踪。在此基础上 ,开发了环形加热炉在线优化控制系统。该系统投入运行后 ,管坯加热质量有明显改善 ,环形加热炉燃耗和管坯氧化烧损分别降低了 6%和8%。