高炉铁水含硅量
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生铁加硅的计算公式生铁是指从高炉中出来的铁水,含有大量的碳和其他杂质。
为了提高生铁的质量,通常需要对其进行一定的加工和处理。
其中,加入硅是一种常用的方法,可以提高生铁的质量和性能。
在进行生铁加硅的过程中,需要根据一定的计算公式来确定加入硅的量,以达到预期的效果。
生铁加硅的计算公式可以表示为:Si = (C × 0.15 0.3) × 100 / 28.09。
其中,Si表示需要加入的硅量,单位为kg;C表示生铁中的碳含量,单位为%。
这个计算公式的推导过程比较复杂,主要涉及到生铁的化学成分和反应原理。
简单来说,生铁中的碳含量和硅含量之间存在一定的比例关系,通过这个公式可以计算出需要加入的硅量,以达到预期的硅含量。
在实际生产中,通常需要根据炉温、生铁质量和成分等因素进行调整,以确定最佳的加硅量。
同时,还需要考虑到硅的加入方式和时间,以确保硅能够充分溶解在生铁中,达到预期的效果。
生铁加硅的过程不仅可以提高生铁的质量,还可以改善其熔化性能和机械性能,使其更适合用于制造各种铸件和钢铁产品。
因此,合理使用计算公式来确定加硅量,对于提高生铁的质量和生产效率具有重要意义。
除了计算公式外,生铁加硅的过程中还需要注意以下几点:1. 确定生铁的成分和质量,以便根据实际情况进行调整。
2. 确定加硅的方法和时间,以确保硅能够充分溶解在生铁中。
3. 控制加硅量,避免过量或不足,影响生铁的质量和性能。
4. 对加硅后的生铁进行必要的检测和分析,以确保达到预期的效果。
总之,生铁加硅是一种常用的工艺方法,可以提高生铁的质量和性能,使其更适合用于制造各种铸件和钢铁产品。
合理使用计算公式来确定加硅量,结合实际情况进行调整,对于提高生铁的质量和生产效率具有重要意义。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读!。
高炉炼铁技术的进步与发展,在高炉炼铁燃料比降低方面起到了良好的作用。高炉炼铁过程中,相关工作人员需要采用针对且有效的技术工艺,缓解炼铁燃料短缺问题,并科学合理地配置燃料资源,从而节约生产成本,提升钢铁质量。1降低高炉炼铁燃料比概述高炉炼铁企业迅速发展,数量、规模不断扩大,已经成为我国重要企业类型之一,对国民经济的发展有着较大影响。我国高炉炼铁技术不断进步和完善,现将高炉炼铁燃料比有效控制在527.35kg/t左右。但是国际上高炉炼铁的较高燃料比水平为450~500kg/t左右,这样看来,我国高炉炼铁燃料比和国际较高水平间还存在一定差距[1]。因此,我国需要加大相关技术工艺的研究力度,实现高炉炼铁燃料比的不断改进和完善,不断挖掘高炉炼铁节能环保内在潜力,同时积极学习国际先进技术。我国在降低高炉炼铁燃料比的过程中,应选择相适应的高炉炼铁工艺,不断优化技术和流程,从而有效降低高炉炼铁燃料比,达到国际先进水平。高炉炼铁利用率属于高炉炼铁生产中的主要技术指标之一,燃料比利用系数的数值越高,体现出高炉炼铁的实际生产率越高,可为企业创造更多的经济效益。相关工作人员采用提高裂解强度、降低燃料比等措施,有效提升高炉炼铁的利用率。我国高炉炼铁企业在建设发展过程中,为了提升高炉炼铁强度,不断增加炼铁设备和高炉进风量,在一定程度上增加了企业经济压力,同时在实际生产中消耗大量能源,对企业健康、长久发展产生不良影响。降低高炉炼铁燃料比属于高炉炼铁生产中的主要环节,可有效减少能源损耗,积极贯彻国家环保节能和可持续发展理念,同时也可有效减少企业生产成本,为企业长远发展提供有力的支持和保障。
现阶段,降低我国高炉炼铁燃料比主要是为了提升高炉燃烧效果,减少热量损失,提升高炉炼铁利用率,减少实际成本,促进燃料循环利用,从而达到良好的节能环保效果。我国降低高炉炼铁燃料比途径主要包含以下两种:1)工作人员采用增加高炉热量摄入的方式改变高炉燃烧效果,可有效提升高炉炼铁的热量和效率,同时采用该种途径可提升炼铁风温和富氧率、增加原燃料供应量,获得良好的高炉炼铁燃烧效果;2)工作人员通过减少硅的还原效率来有效减少高炉炼铁过程中的热量输出,和该理论相符合的途径是应用低硅冶炼工艺,该途径可有效减少热量损失,进而提升热能利用效率。2降低高炉炼铁燃料比的技术工艺
【本章学习要点】本章学习炉料在高炉内的物理化学变化,高炉内铁氧化物的还原反应,高炉内非铁元素的还原,生铁的生成与渗碳过程,高炉炉渣的成分与作用,硫的分布情况,炉渣脱硫反应及其条件,高炉内燃烧反应的作用,影响燃烧带大小的因素,炉料和煤气运动情况。
第一节炉料在炉内的物理化学变化炉料从炉顶装入高炉后,自上而下运动。
被上升的煤气流加热,发生了吸附水的蒸发、结晶水的分解、碳酸盐的分解、焦炭中挥发分的挥发等反应。
图3-1 炉内的状况一、高炉炉内的状况通过国内外高炉解剖研究得到如图3—1所示的典型炉内状况。
按炉料物理状态,高炉内大致可分为五个区域或称五个带:1)炉料仍保持装料前块状状态的块状带;2)矿石从开始软化到完全软化的软熔带;3)已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带;4)由于鼓风动能的作用,焦炭作回旋运动的风口带;5)风口以下,贮存渣铁完成必要渣铁反应的渣铁带。
高炉解剖肯定了软熔带的存在。
软熔带的形状和位置对高炉内的热交换,还原过程和透气性有着极大的影响。
二、水分的蒸发与结晶水的分解在高炉炉料中,水以吸附水与结晶水两种形式存在。
1.吸附水吸附水也称物理水,以游离状态存在于炉料中。
常压操作时,吸附水一般在105℃以下即蒸发,高炉炉顶温度常在250℃左右,炉内煤气流速很快,因此吸附水在高炉上部就会蒸发完。
蒸发时消耗的热量是高炉煤气的余热。
所以不会增加焦炭的消耗。
相反,由于吸附水蒸发吸热,使煤气的温度降低,体积缩小,煤气流速降低,一方面减少了炉尘的吹出量,另一方面对装料设备和炉顶金属结构的维护还带来好处。
2.结晶水结晶水也称化合水,以化合物形态存在于炉料中。
高炉炉料中的结晶水一般存在于褐铁矿(nFe203·mH20)和高岭土(A1203·2Si02·2H20)中,结晶水在高炉内大量分解的温度在400~600℃,分解反应如下:这些反应都是吸热反应,消耗高炉内的热量。
三、挥发物的挥发挥发物的挥发,包括燃料挥发物的挥发和高炉内其他物质的挥发。
复吹转炉内锰资源利用的研究1 前言我国不少地区储有大量的贫锰矿,其含锰量为30%以上。
这部分贫锰矿,经过选矿固然可以提高品位,但成本过高。
同时还有一些地区,高炉铁水,含锰量为1%左右。
锰是钢中最基本的合金元素之一。
在我国由于炼钢生产含锰量大都不超过0.8%,转炉炼钢时锰又被大量氧化,终点钢水含锰一般都低于成品钢的标准下限。
因此,其中的锰如能在炼钢中加以利用,这对解决当前国内锰铁合金紧缺情况,具有重大经济意义。
2 高炉冶炼过程中锰的损失在高炉冶炼过程中锰的损失主要存在以下三方面的损失。
1)炉渣损失,即终渣带出的MnO损失。
由于MnO本身的还原性在高炉条件下难以全部还原,故锰在渣中的损失占入炉总锰量的14%-15%左右,这是主要的损失。
2)挥发及炉尘损失,锰在高炉内温度1300℃左右开始挥发,损失量随含锰量及炉缸温度增加而增加。
由于锰矿粒度小强度差,炉尘损失较大。
随着煤气量的增加和原料含粉率的增大,吹损量也相应增大,一般占入炉锰的5%-10%。
3)锰铁机械损失,主要有炉前喷溅,干渣,搬运及炉渣中带铁损失。
2.1现行操作铁水中锰的回收极限转炉冶炼是个氧化过程,在吹炼过程中不可避免地铁水中大量的锰被氧化,以氧化物的形式进入渣中,因此,人们很自然地关心,在现有操作条件下,对含Mn l%左右的铁水,经冶炼后,最终残锰极限是多少?众所周知,脱锰反应可写成下式:〔Mn〕+(FeO)=(MnO)+〔Fe〕当反应平衡时,其平衡方程式为:式中,a(MnO)一渣中氧化锰的活度;a〔Mn〕一钢中锰的活度,a(FeO)一渣中氧化铁的活度。
其中,a〔Mn〕=〔Mn%〕;a(MnO)=rMn· (MnO%); a(FeO)=rFeO· (EeO%);V=rMnO/rFeO。
设渣量为Ws(kg/t钢),原始[Mn]为〔Mn%〕,终点〔Mn〕为〔Mn%〕f,则有下列关系式:按现有操作条件,设〔Mn%〕。
=1.1%,终点C=0.1%,(FeO)=20%,出钢温度1650℃,碱度为3.5,V值取2.0,渣量为13%,将其代入(4)式,可计算出:〔Mn%]f=0.32%由上面计算看出,铁水中Mn的最高回收率为:2.2 渣量的影响由(4)式看出,影响〔Mn]f的因素有:渣量、渣中氧化铁含量、渣子碱度(与V有关)和出钢温度。
炼铁烧结常用数据【自己总结】钢铁冶炼常用数据烧结1、烧结料层中固定碳含量低,按重量计算只占总量的3%~5%,而且分布的很分散。
2、一般烧结过程中可除去90%以上的S,加入少量的氯化物CaCl2,可生成易挥发性的A S Cl3、Pb Cl2、Zn Cl2,易除去60%的As,90%的Pb和60%的Zn。
K2O,Na2O、和P2 O5在烧结过程中较难去掉。
3、烧结点火温度取决于烧结物的融化温度,常控制在1250±50℃,球团在1200~1300℃培烧成。
4、我国优质烧结矿要求:转鼓指数T≥70.00%、抗磨指数A≤5%,筛分指数C≤6.0%,球团筛分指数C≤5.0%,表明烧结矿的粉末含量多少,C 越小越好。
转鼓指数T = m1/m o×100%抗磨指数A = m o-(m1- m2)/ m o×100%筛分指数C = 100-A/100×100% (在高炉槽下取矿) m o—入鼓试样质量kg, m1—转鼓后〉6.3mm粒级部分的质量kg, m2—转鼓后6.3—0.5mm粒级部分的质量kg, C —筛分指数,A〉5mm粒的量kg落下强度F是另一种评价烧结矿常温强度的方法,用来衡量烧结矿的抗冲击能力。
优质的烧结矿落下强度F=86%~87%,合格的烧结矿落下强度F=80%~83%落下强度F = m1/ m o×100%m o—试样总质量kg,m1—落下四次后〉10mm粒级部分的质量kg,烧结矿石灰配比误差1%,影响烧结矿的碱度0.04,燃料波动1%,,影响烧结矿FeO 变化2%~3%,使烧结矿的还原性及强度受到影响。
炼铁1、通常入炉矿石料度5~35mm之间,小于5mm粉末是不能直接入炉的。
2、高炉冶炼成份波动TFe<±0.5%~1.0%,w(SiO2)≤±0.2%~0.3%,烧结矿碱度+0.03%~0.1% 。
3、冶炼1吨生铁含尘量30~80kg之间,是矿粉和焦粉的混合物,含Fe40%左右,C 10%左右,还有一定量的SiO2,作烧结原料,取代部分熔剂、燃料、矿粉降成本,配料中不应该超过10%。
炼铁高炉水渣的主要成分及含量炼铁高炉是冶金行业中常见的设备,用于将铁矿石转化为铁水。
在这个过程中,会产生一种副产品,即炼铁高炉水渣。
炼铁高炉水渣是一种固体废弃物,由于其成分复杂,含有多种化学物质,对环境和人体健康具有一定的影响。
本文将探讨炼铁高炉水渣的主要成分及含量。
炼铁高炉水渣的主要成分包括氧化铁、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化铝等。
其中,氧化铁是炼铁高炉水渣的主要成分,含量通常在40%以上。
氧化铁是一种黑色或红棕色的物质,具有很高的熔点和硬度,是炼铁高炉水渣的主要来源。
除了氧化铁,炼铁高炉水渣中还含有较高的氧化硅。
氧化硅是一种无机化合物,常见的形式是二氧化硅,即二氧化硅。
它是一种无色晶体,硬度较大,是玻璃和石英的主要成分。
在炼铁高炉中,铁矿石中的硅元素会被氧化,生成氧化硅,从而进入炼铁高炉水渣中。
炼铁高炉水渣中还含有一定量的氧化钙、氧化镁和氧化铝。
氧化钙是一种白色粉末,具有很高的熔点和硬度,是一种常用的建筑材料。
氧化镁是一种白色固体,具有很高的熔点和硬度,是一种重要的耐火材料。
氧化铝是一种白色晶体,硬度较大,是铝的主要氧化产物。
炼铁高炉水渣的主要成分包括氧化铁、氧化硅、氧化钙、氧化镁和氧化铝等。
其中,氧化铁是炼铁高炉水渣的主要成分,含量通常在40%以上。
氧化硅是水渣中的另一重要成分,常见的形式是二氧化硅。
此外,水渣中还含有一定量的氧化钙、氧化镁和氧化铝。
这些成分的含量和比例受到多种因素的影响,包括炉温、矿石成分、炉料配比等。
炼铁高炉水渣的主要成分及含量对环境和人体健康具有一定的影响。
由于水渣中含有大量的氧化铁和氧化硅,其颜色较深,容易造成土壤和水体的污染。
此外,水渣中含有一定量的重金属元素,如铅、锌、铬等,对环境和生态系统造成潜在的风险。
对于人体健康而言,如果长期暴露在含有水渣的环境中,可能会导致呼吸道疾病、肺部疾病等健康问题。
为了减少炼铁高炉水渣对环境和人体健康的影响,应采取有效的控制措施。
【本章学习要点】本章学习炉料在高炉内的物理化学变化,高炉内铁氧化物的还原反应,高炉内非铁元素的还原,生铁的生成与渗碳过程,高炉炉渣的成分与作用,硫的分布情况,炉渣脱硫反应及其条件,高炉内燃烧反应的作用,影响燃烧带大小的因素,炉料和煤气运动情况。
第一节炉料在炉内的物理化学变化炉料从炉顶装入高炉后,自上而下运动。
被上升的煤气流加热,发生了吸附水的蒸发、结晶水的分解、碳酸盐的分解、焦炭中挥发分的挥发等反应。
图3-1 炉内的状况一、高炉炉内的状况通过国内外高炉解剖研究得到如图3—1所示的典型炉内状况。
按炉料物理状态,高炉内大致可分为五个区域或称五个带:1)炉料仍保持装料前块状状态的块状带;2)矿石从开始软化到完全软化的软熔带;3)已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带;4)由于鼓风动能的作用,焦炭作回旋运动的风口带;5)风口以下,贮存渣铁完成必要渣铁反应的渣铁带。
高炉解剖肯定了软熔带的存在。
软熔带的形状和位置对高炉内的热交换,还原过程和透气性有着极大的影响。
二、水分的蒸发与结晶水的分解在高炉炉料中,水以吸附水与结晶水两种形式存在。
1.吸附水吸附水也称物理水,以游离状态存在于炉料中。
常压操作时,吸附水一般在105℃以下即蒸发,高炉炉顶温度常在250℃左右,炉内煤气流速很快,因此吸附水在高炉上部就会蒸发完。
蒸发时消耗的热量是高炉煤气的余热。
所以不会增加焦炭的消耗。
相反,由于吸附水蒸发吸热,使煤气的温度降低,体积缩小,煤气流速降低,一方面减少了炉尘的吹出量,另一方面对装料设备和炉顶金属结构的维护还带来好处。
2.结晶水结晶水也称化合水,以化合物形态存在于炉料中。
高炉炉料中的结晶水一般存在于褐铁矿(nFe203·mH20)和高岭土(A123·2Si02·2H20)中,结晶水在高炉内大量分解的温度在400~600℃,分解反应如下:这些反应都是吸热反应,消耗高炉内的热量。
三、挥发物的挥发挥发物的挥发,包括燃料挥发物的挥发和高炉内其他物质的挥发。
高炉强化冶炼论文:钢铁企业中的高炉强化冶炼探讨摘要高炉强化冶炼是近年炼铁生产发展的主要任务,高炉要获得“优质、高产、低耗、长寿”,必须强化冶炼。
本文从高炉强化冶炼的意义入手,指出我国高炉强化冶炼的几项主要措施。
关键词高炉强化冶炼;意义;措施高炉强化冶炼,是指使高炉生产达到高产、优质、低耗的一系列技术措施,主要是通过采用精料、大风量、高风温、高顶压、低硅冶炼、提高喷煤比和富氧率及强化高炉操作管理等手段。
炉强化冶炼是决定炼铁生产系统及高炉操作状态的重要指标,是一项重大的节能增产技术,既可降低高炉燃料比,又可提高利用系数,也可减少炼钢熔剂消耗,缩短炼钢冶炼时间,降低工序能耗,是炼铁生产技术现代化的一项重要内容。
随着高炉冶炼技术的不断革新进步,能源和资源的日益紧张和短缺,高炉强化冶炼技术越来越受到倍加重视。
1高炉强化冶炼的意义高炉强化冶炼是实现高炉增产、节能,是高炉各项冶炼技术综合合理利用,是增铁降耗的重要途径,是高炉冶炼发展的趋势。
对炼钢来说,优质的炼钢铁水可实现无渣或少渣冶炼,缩短炼钢冶炼时间,也可减少炼钢熔剂消耗,降低能耗和费用。
强化冶炼是提高高炉利用系数、提高产量、减少燃料消耗、降低生铁成本、降低工序能耗的重要因素。
同时,也是改善生铁质量的重要途径。
高炉强化冶炼技术的应用,利用系数的提高、焦比和生铁含硅量的降低是炼铁生产水平的一大进步,是炼铁操作技术的一个新水平,成为近年来引人注目的一项技术。
铁水是氧气顶吹转炉的主要金属料,占装入量的70 %-100 %,铁水的化学热与物理热是氧气顶吹转炉炼钢的主要热源。
铁水含硅量直接关系到转炉炼钢的经济技术指标,是铁钢系统平衡的关键。
随着炼钢技术的飞速发展和新技术的应用,炼钢生产的节奏越来越快,在原燃料供应和资源日趋紧张的条件下,铁前系统明显能力不足,为了进一步满足后续生产的需求,增产节焦,节能降耗,高炉强化冶炼是必然的发展趋势。
2我国高炉强化冶炼的主要措施最近10年来,国内外高炉强化冶炼技术有了新一的进展和突破。
关于低硅烧结的探讨【摘要】适当降低烧结矿SiO2,一方面能提高烧结矿品味进而提高高炉入炉品味,另一方面可减少高炉渣量,改善高炉冶炼条件,对降低焦比,提高利用系数和稳定炉况具有深远的意义。
【关键词】低硅高品位烧结矿;烧结性能;还原机理;节能降耗前言随着炼钢技术的发展,生铁中的硅作为发热剂的意义早已不很重要,为了满足无渣或少渣炼钢的需要,炼钢生铁含硅量逐渐降低。
同时,低硅生铁对于铁水炉外预处理(脱磷、脱硫)是有益的。
再者,冶炼低硅生铁对降低焦比提高产量也是很有益的。
一般生铁中硅(Si)每降低1%,焦比降低4~7kg/t铁。
最近l0年来,国内外高炉冶炼低硅生铁有新的进展和突破。
我国炼钢生铁含硅量在20世纪70年代ω(Si)为0.8%左右,现在也降低到0.6%左右,大型高炉铁水含硅量已降低到规(Si)为0.2%~0.4%。
1 还原机理高炉内硅的还原是按照SiO2→SiO→Si的顺序逐级进行的。
高炉中硅还原进入生铁的过程主要是在滴落带进行,并以SiO气体为中介还原转入铁水中。
(SiO2)+C=SiO+COSiO+[C]=[Si]+CO[Si]+2(MnO)=2[Mn]+SiO2[Si]+2(FeO)=2[Fe]+(SiO2)2 降低生铁含硅量的途径:(1)有效降低烧结矿含硅量,是降低高炉冶炼渣量,也就是减少SiO2的来源,抑制硅的还原反应,从而降低生铁[Si]含量。
(2)有效降低烧结矿含硅量,是提高烧结矿品味进而提高高炉入炉品味的最直接有效途径。
高炉冶炼表明:入炉品味每提高1%,焦比下降2%,产量提高3%。
可见低硅烧结对高炉冶炼中降低焦比,提高生铁产量有着客观的经济效益。
(3)有效降低烧结矿含硅量,是提高炉渣的二元和三元碱度炉渣的二元碱度指m(Cao)/m (SiO2),三元碱度指m(CaO+MgO)/m(SiO2)。
提高炉渣的二元和三元碱度,可降低炉渣中SiO2的反应性,从而可以抑制硅的还原。
,3 低硅烧结工艺优化探讨3.1 低硅烧结的意义低SiO2烧结矿,一般是指烧结矿中的SiO2含量低于5.0%的烧结矿,它具有以下优点:使入炉品位提高,渣量减少;改善烧结矿冶金性能,尤其是其软熔温度升高、软熔区间变窄,可使高炉的软熔带位置下移,厚度变薄,有利于高炉内间接还原发展和料柱透气性和透液性的改善。
张钢转炉配吃高炉烧结矿返矿实践摘要:张钢炼钢厂根据铁钢平衡及冶炼条件变化,本着降低生产成本的要求,对转炉配吃高炉烧结矿返矿进行可行性分析研究,通过有针对性的调整转炉炉料结构,减少废钢用量,优化工艺操作,在生产中取得了良好的实用效果。
关键词:转炉高炉烧结矿废钢1. 前言张钢炼钢厂现有两座120吨顶底复吹转炉,其中1#转炉2009年5月投产,2#转炉2011年3月投产。
目前主要冶炼HRB335系列钢种和Q235钢种直接去连铸,有时冶炼45#钢以及20#钢进精炼炉精炼之后去连铸。
2#转炉投产后,张钢炼铁厂现在仅有的一座1350m3高炉所生产的铁水不够两座转炉同时使用,炼钢厂转炉所用铁水由1350m3高炉铁水和外购铁水两部分组成。
两条线生产时,炼铁厂高炉铁水一罐到底兑入转炉,铁水温度一般在1400℃以上,铁水含硅量一般在0.4-0.7%范围。
外购铁水由汽车小罐运至混铁炉区域后折入铁包兑入转炉,一般三罐或四罐折够一包铁水。
外购铁水从不同厂家购进,温度一般在1200-1280℃范围,成分波动较大。
转炉两条线生产时,即使有外购铁水,铁水供应还是比较紧张,有时是来一包干一包。
经常是转炉开吹后还不知道下一包铁水是炼铁厂过来的还是外购的,废钢不好准备,准备少了,如果是炼铁厂铁水,温度不好控制,准备多了,外购铁水又拉不起温度来,过氧化拉温对炉况不利。
另外,外购铁水经常硅低硫高,转炉冶炼过程中化渣困难,对转炉脱磷脱硫不利。
高炉炼铁生产为了保证料柱的透气性,要求入炉矿石的最小粒度要大于5mm,因此要对入炉料进行筛料处理。
高炉烧结矿返矿是烧结矿经过筛选后的筛下料,张钢的一般处理方法是返回烧结工序混入精矿粉内重新进行烧结。
根据相关文献,烧结环节返矿加入量不宜超过30%,否则由于料层透气性过好导致垂直烧结速度过快高温保温时间不够产生不了足够的液相,急冷后烧结矿很脆转鼓指数下降。
张钢烧结环节烧结矿返矿配比在40—50%范围,烧结矿质量受到很大影响,粉化严重。
高炉操作基础技术(填空题)1.软熔带位置( ),则上部气相还原的块状带较大,有助于煤气利用的改善和( )降低。
答案:低;直接还原度2.直接观察法的内容有:看风口、看出渣、( )、用( )判断炉况。
答案:看出铁或看铁水;料速和料尺3.下部调剂是想尽方法维持合理的( ),以保证气流在炉缸初始分布合理。
答案:送风制度4.要使炉况稳定顺行,操作上必须做到三稳定,即( )、( )、( )。
答案:炉温;碱度;料批5.生铁一般分为三大类,即( )、( )、( )。
答案:铸造铁;炼钢铁;铁合金6.在钢材中引起热脆的元素是( ),引起冷脆的元素是( )。
答案:Cu、S;P、As7.在Mn的还原过程中,( )是其还原的首要条件,( )是一个重要条件。
答案:高温;高碱度8.炉况失常分为两大类:一类是( )失常;一类是( )失常。
答案:炉料与煤气运动;炉缸工作9.高炉的热量几乎全部来自回旋区( )和( )。
热区域的热状态的主要标志是t理。
答案:鼓风物理热;碳的燃烧10.炉缸煤气热富裕量越大,软熔带位置( )软熔带位置高低是炉缸( )利用好坏的标志.答案:越高;热量11.( )现象是限制高炉强化的一个因素,也是引起下部悬料的一个原因。
答案:液泛12.铁的渗碳是指碳溶解在固态或液态铁中的过程,高炉内( )里的碳素均能参加渗碳反应。
答案:CO、焦炭、未然煤粉13.风口理论燃烧温度是指( )参与热交换之前的初始温度。
答案:炉缸煤气14.影响风口理论燃烧温度高低的因素有( )。
答案:风温、湿度、喷煤和富氧15.炉顶压力提高不利于炉内硅的还原,对( )有利。
答案:冶炼低硅铁16.顶压提高后炉内压力增高,煤气体积缩小,透气性改善,压差降低,给高炉( )创造良好条件。
答案:进一步加风17.富氧鼓风可以提高理论燃烧温度的原因是( )。
答案:炉缸煤气体积减小18.物料平衡是高炉在配料计算的基础上,按物质不灭定律原则,对加入高炉的物料与产生的物质进行平衡的分析,也是为编制( )打基础。
高炉四大操作制度讲义高炉操作的任务: 高炉操作的任务是在己有原燃料和设备等物质条件的基础上,灵活运用一切操作手段,调整好炉内煤气流与炉料的相对运动,使炉料和煤气流分布合理,在保证高炉顺行的同时,加快炉料的加热、还原、熔化、造渣、脱硫、渗碳等过程,充分利用能量,获得合格生铁,达到高产、优质、低耗、长寿.高效益的最佳冶炼效果。
实践证明,虽然原燃料及技术装备水平是主要的,但是,在相似的原燃料和技术装备的条件下,由于技术操作水平的差异,冶炼效果也会相差很大,所以不断提高高炉操作水平、充分发挥现有条件的潜力,是高炉工作者的一项经常性的重要任务。
通过什么方法实现高炉操作的任务: 一是常握高炉冶炼的基本规律,选择合理的操作制度。
二是运用各种手段对炉况的进程进行正确的判断和调节,保持炉况顺行。
实践证明,选择合理的操作制度是高炉操作的基本任务,只有选择好合理的操作制度之后,才能充分发挥各种调节手段的作用。
高炉有哪几种基本操作制度: 高炉有四大基本操作制度:(1)热制度,即炉缸应具有的温度与热量水平;(2)造渣制度,即根据原料条件,产品的品种质量及冶炼对炉渣性能的要求,选择合理的炉渣成分(重点是碱度)及软熔带结构和软熔造渣过程;(3)送风制度,即在一定冶炼条件下选择合适的鼓风参数;(4)装料制度,即对装料顺丿芋、料批大小和料线高低的合理规定。
选择合理操作制度的根据: 高炉的强化程度.冶炼的生铁品种.原燃料质量、高炉炉型及设备状况等是选定各种合理操作制度的根据。
通过哪些手段判断炉况: 高炉顺行是达到高产、优质、低耗.长寿.髙效益的必要条件。
为此不是选择好了操作制度就能一劳永逸的。
在实际生产中原燃料的物理性能、化学成分经常会发生波动,气候条件的不断变化,入炉料的称量可能发生误差,操作失误与设备故障也不可能完全杜绝,这些都会影响炉内热状态和顺行。
炉况判断就是判断这种影响的程度和顺行的趋向,即炉况是向凉还是向热,是否会影响顺行,它们的影响程度如何等等。
高炉铁水含硅量
刘晓英
西安建筑科技大学 冶金工程学院 陕西西安
摘要:为了有效地控制高炉冶炼过程,多年以来,对铁水Si含量预测方法的研究始终是生铁
生产中的重要课题。目前,混沌时间序列预测法在天气水电等方面得到成功的应用,本文
基于混沌加权一阶局部预测法模型,在预测器拟合过程中,采用矩阵、向量拟合取代单一
变量拟合,对预测模型进行了一定的修正,随后选取国内有代表性的中型高炉为例,对[Si]
含量数据进行离散预报,取得良好效果,并得出混沌特征参数Kolmogorov熵的大小直接影
响着预报命中率的高低。其越大,系统越复杂,Si含量预报命中率就越低,而对同一座高炉,
熵值决定后续Si含量序列的波动情况,也会对预报命中率产生影响。
关键词:高炉冶炼 铁水含硅[Si]量 可预测性 混沌预测模型
中图分类号:TF
对高炉复杂系统的建模与控制是当今冶金科技发展的前沿课题,其中对高炉炉温的预
测与控制是难点所在。长期以来,多数工作是将高炉冶炼过程视为随机过程加以建模和控制,
建立了一系列的高炉铁水含硅量[si]预测模型。这些模型在不同时期及不同生产条件下都曾
起到一定的作用,但同时也各有一定的局限性,因此有必要建立新的[si]预测模型.非线性
动力学的研究
表明,一些看起来貌似随机的过程实际并不是随机的而是混沌的。因此,可以尝试从
混沌动力学的角度智能地剖析高炉冶炼过程来预测[si]。
文献④通过计算饱和关联维数定量的证明了山东莱钢1号高炉、山西临钢6号高炉冶炼
过程具有混沌性,这为将混沌时间序列预测方法用于这两座高炉的[si]预测提供了理论依
据.本文在文献④的基础上,对前述两座高炉的[si]进行了混沌局部线性一步、二步预测,
取得了很好的效果。
高炉冶炼过程是一个高度复杂的非线性过程,仅从化学反应动力学⑤角度考察,据不完
全统计,炉内发生的主要学反应就多达108种。高炉炼铁工艺中,通常以铁水[si]含量反映
高炉炉缸的物理温度,简称炉温,把它作为冶炼程控制的主要指标.由于铁水[si]的控制与
高炉冶炼过程的炉况稳定性、生产效率(利用系数)、能耗(比)和铁水质量([Js])之间关系密
切,因此,对[si]的操作控制技术成为衡量高炉工长操作水平高低的重要依据⑥。国内外开
发出来的“炉炼铁优化专家系统”,衡量其水平高低的关键指标之一就是看[si]预报和控制
效果。
目前,对铁水[si]的预报工作大多建立在随机性序列基础上,效果并不理想,特别是对
于我国现有的大量炉况波动较大的中小高炉,[si]预报和控制依然是个难题.自从
Mandelbrotl975年提出分形(fractal)概念以来,以邯郸钢铁公司7号高炉在线采集的2000
炉铁水含硅量[si]数据为样本,对[Si]时间序列作了基于逆序数的平稳性检验.然后,在关
联积分的基础上,定义了衡量不同时间序列间动力学相似性的“距离”,通过等分采集得到
的[si]序列,计算子序列间的“距离”,发现了高炉冶炼过程中存在显著的动力学结构突变
性,最后应用DVV算法分析动力学性质变动下,高炉铁水含硅量[Si]的可预测性⑦。
混沌局部线性预测模型能够很好地用于莱钢1号高炉、临钢6号高炉铁水含硅量预测,在
『Si]+0.1%的范围内,一步预测的命中率均在80.0%以上,有的甚至近90.O%,对于国
内中小型高炉的其他预测模型还难以达到如此命中效果,对实际生产有很好的指导作用.
分析结果表明[si]序列的方差不具备平稳性;然后,从高炉冶炼过程内部动力学突变性
的角度解释[Si]序列的不平稳性,通过关联积分定义了度量时间序列间动力学“距离”的物
理量d。,从而有效地检测了高炉冶炼规律发生突变的具体炉次;最后运用DVV算法对[Si]序
列做定性的确定性分析;虽然高炉冶炼过程的内部动力学结构变动频繁造成诸多预报和控制
模型应用效果不理想归1,但是这种演化过程是由众多有序行为(喷煤、调节风量、高炉热惯
性等)组合而成的,DVV检验结果体现出较强的确定性,对[si]序列做满足工业要求的短期预
测控制1剖是可行的.
利用重标级差分析(R/S)和盒维数计算方法,以山东莱钢1号高炉和山西临钢6号高炉在
线采集的[si]时间序列为样本,证明高炉[si]时间序列长程负相关的分形时间序列,找到了
以往把[si]序列当作随机序列处理的诸多预报和控制模型应用效果不理想的根源.同时对统
的长程记忆周期作了有益的探索.最后根据分形迭代函数的理论与方法,找到确定相关参数
的新方法,迭代生成模拟的[si]时间序列,拟合效果较好.
在拟合混沌加权一阶局部预报模型的预测器过程中,采用矩阵、向量拟合取代单一变量
拟合,修正预测模型,随后将其用于莱钢号高炉和临钢"号高炉含量预报,得出两座高炉含
量预报值,这对生产具有很好的指导作用。分析两座高炉含量预报命中率高低的差
异,得出造成两者差异的主要原因不是预测炉次[Si]含量数据波动情况的差异,而是表征混
沌系统状态特征量的熵值大小的差异熵越大,系统越复杂,[Si]含量预报命中率就越低,而
对于同一座高炉,熵值决定后续[Si]含量序列的波动情况,也会对预报命中率产生影响。
混沌局部线性预测模型中的线性拟合仅限于墨的£
邻域,相当于用分段线性函数来
拟合全局函数,故拟合的整体效果是非线性的,仍不失一般性.
冶炼条件的变化及面临的问题:提铁降硅后,烧结矿化学成分发生很大变化,品位提高
4%左右,SiO2含量降低2%。烧结生产过程,黏结液相量减少,强度发生变化。烧结矿冶金
性能发生变化。吨铁渣量降低,生铁脱硫负担加重。料柱透气性改善,煤气流分布发生很大
变化。
提铁降硅后烧结矿矿相组成发生很大变化,对其冶金性能了解不够。(2)品位提高原料
成分波动大,高炉操作上焦比、煤比调剂困难,对高炉各参数控制范围无操作经验。(3)堆
比重增大,矿焦比发生变化,高炉煤气流的合理分布需重新建立。渣铁比变化较大,控制合
理的炉渣性能以保证生铁质量的问题较为突出。
混沌理论用于高炉冶炼过程[Si] 含量预报是一个很有潜力的发展方向,修正的混沌加
权一阶局部预测模型能很好地预测高炉铁水[Si] 含量,但该模型还有待继续完善,今后可进
一步研究该模型的机理,并在应用中不断发展它同时,本文预测[Si]含量时,仅采用高炉冶
炼过程输出[Si]含量的历史数据,而单一[Si]含量时间序列很难完全反映高炉冶炼这一复杂
过程,因此还须考虑料速、喷煤、炉次之间操作变化等因素的影响,有望进一步提高[Si]
含量预报命中率。
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