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为揭示烧结固体燃料自身特性以及燃烧过程参数对燃烧行为及相关特征参数的影响规律,采用TG-DTG-DTA法针对燃料种类、准颗粒形态、粒径、氧体积浓度、升温速率等因素进行燃烧特性试验研究。结果表明,无烟煤的燃烧特性优于焦粉;P型准颗粒燃烧性能最优,S型最差,着火温度Tg从低到高依次为S＜C≈P＜S′,燃尽温度Tb为S＜P＜C＜S′,质量失重峰值速率vmax则为S＜S′＜C＜P,可燃性指数C为S＜S′＜C＜P;随着粒径增大,Tg、Tb均向高温区移动,高温保持时间延长,而C呈现降低趋势;随着O2体积分数提高,碳-氧界面燃烧反应程度加剧,Tb、峰值温度Tmax向低温区迁移,vmax、C显著增大;受燃料自身热导率影响,升温速率提高,燃料颗粒内部的传热过程存在滞后现象,Tb、Tmax开始整体向高温区迁移,vmax逐渐增高。
目前高碱度烧结矿中铝含量明显增多,其低温还原粉化现象亦日趋严重。以化学纯为原料,固定碱度为2.0,采用微型烧结的方法实验室自制烧结矿,从工艺矿物学角度入手,运用偏光显微镜,厘清Al2O3对烧结矿矿相结构的影响规律及其与烧结矿低温还原粉化指数RDI+3.15 mm的定量关系。结果表明,随着Al2O3质量分数由1.0%提高至3.0%,烧结矿的显微结构不均匀化加剧,由以交织-熔蚀结构为以主变为熔蚀结构为主,斑状结构有所增多;气孔率由32.47%减小至20.68%,且裂隙及不规则薄壁大气孔增多;黏结相总体含量增加,局部出现硅酸盐玻璃相,铁酸钙形态由针状向板柱状和他形发展;金属相磁铁矿、赤铁矿含量均有所较低,但骸晶状赤铁矿明显增多;RDI+3.15 mm明显降低。分析探讨了铝对烧结矿矿相结构影响的机理及低温还原粉化的根本原因,提出改善高铝烧结矿低温还原粉化性能的建议。
采用多孔介质模型,进行了储料仓焦炭烘干气流组织数值模拟,研究了不同送风方式和不同送风位置下储料仓内焦炭的水汽迁移规律,分析了其对烘干效果的影响。结果表明,进风短管采用径向送风方式可扩大送风口面积,气流在料堆内分布比轴向送风更加均匀;随着送风口位置下移,气流扩散范围更大、速度分布更加均匀;在靠近送风口附近,物料阻力小,气流易扩散至该区域,水分脱除效率高、效果佳。结果成功应用于南钢3号高炉热风炉低温烟气余热直接烘干焦仓内焦炭的工程项目,取得了较好的焦炭烘干效果。
不同的布料制度决定炉料的分布状态与不同部位炉料孔隙度的大小,进而影响煤气流在炉内的速度与压力分布,而煤气流的分布直接影响高炉顺行、煤气流利用率与料柱透气性的优劣。为促进煤气流合理分布,进一步探索高炉在中心加焦条件下炉内不同部位的煤气流速与压力变化规律,借助数值模拟方法,建立二维高炉煤气流流动物理模型,基于多孔介质算法并配合用户自定义参数,模拟研究了某4 000 m3高炉在中心加焦布料模式下,煤气流在通过炉内不同部位时的速度与压力分布状态,期望可以为高炉冶炼提供基础理论与数据支撑。
为明确大尺寸GH4742合金铸态组织中析出相和夹杂物的分布特征,采用扫描电子显微镜、金相分析及电解腐蚀等方法,分析了660 mm锭型GH4742合金中夹杂物和析出相的组成、形貌及数量。结果显示,合金铸锭中的夹杂物主要有SiO2、CaO、Al2O3-SiO2、CaO-SiO2及碳氮化物。合金中夹杂物数量密度为14.7~85.8个/mm2,并在铸锭距中心1/4半径处存在夹杂物团簇。铸锭内分布着大量γ′相、(γ+γ′)共晶相、δ相、μ相、Laves相、碳化物相及硼化物相等析出相,其在枝晶间、枝晶干以及铸锭中心、边缘的分布和形态具有显著差异。
微合金化是细化高Cr铸铁轧辊的凝固组织、提高轧辊的性能和使用寿命重要手段。研究了Nb微合金化对高Cr铸铁轧辊组织和硬度的影响,并采用Thermo-Calc软件分析了Nb对高Cr铸铁凝固组织的细化机制,结果表明,Nb合金化能够显著细化高Cr铸铁的轧辊的凝固组织,提高轧辊的硬度。Nb微合金化对高Cr铸铁的组织改善作用取决于MC型碳化物析出温度及其对奥氏体和共晶M7C3碳化物的形核的促进作用。当Nb质量分数为0.5%时,高Cr铸铁轧辊硬度最大;进一步提高Nb含量能显著细化高Cr铸铁轧辊组织,但使硬度降低。
以轴承用高碳贝氏体钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及硬度计等手段研究了不同奥氏体化温度对贝氏体钢组织形成及性能的影响,遴选出最优的奥氏体化工艺,同时对比了不同贝氏体等温转变后有无Ce元素添加的高碳贝氏体钢的力学性能。试验结果表明,950 ℃奥氏体化温度得到的组织中无明显的大颗粒未溶碳化物,组织尺寸和硬度性能居中,残余奥氏体中的碳含量最高,为最佳的奥氏体化温度。在同样的奥氏体化温度和贝氏体等温温度下,添加稀土元素有轻微的抑制晶粒长大作用,而对贝氏体束的尺寸、贝氏体转变完成率和钢的拉伸性能几乎没有影响,这与钢中固溶的稀土含量太少有关。随贝氏体等温温度从300 ℃降低到220 ℃,高碳贝氏体钢的硬度、抗拉强度、屈服强度均增大,但伸长率显著降低。这与组织中的贝氏体铁素体体积分数增加、贝氏体束尺寸细化以及残余奥氏体中的碳含量增加有关。300 ℃等温处理后的试样断口表面由细小的韧窝和解理平面构成,为准解理断裂模式;经过220 ℃等温处理的试样断口表面均为平坦的解理平面,为解理断裂。
热风炉是副产煤气消耗大户,热风炉群的煤气消耗数据无规律性、波动剧烈,预测难度较大。针对热风炉群煤气消耗量难以直接预测的问题,提出一种基于BP神经网络的热风炉群煤气消耗量预测方法。该方法将热风炉群的煤气消耗数据分解为单座热风炉的煤气消耗数据,利用单座热风炉周期性煤气消耗特性,将利用BP网络模型预测出的各座热风炉煤气消耗数据重构为热风炉群的煤气消耗量数据。以现场采集的热风炉煤气消耗数据作为样本进行实例分析,结果表明,数据分解重构BP网络模型的平均绝对误差(MAE)为2 978.74 m3/min,平均绝对百分比误差(MAPE)为6.59%,对称平均绝对百分比误差(SMAPE)为6.88%。与传统BP网络模型相比,该模型的MAE、MAPE和SMAPE分别改善了61.86%、70.88%和66.60%。
通道式感应加热是近年来得到快速推广应用的中间包冶金新技术,其通道常为直通式结构。然而对于多流狭长型中间包,这种结构会造成包内各流钢水流动和温度差异大,从而影响铸坯质量的稳定性和一致性。为此,提出了一种分口通道结构,并以国内某钢厂一需要改造的6流中间包为原型,通过物理模拟方法探究了通道孔径、角度等对钢水流动的影响,且与常规直通道结构进行了对比。结果表明,分口两孔径分别为90、60 mm并配合挡坝结构的A1D方案可明显改善整个中间包的流动均匀性,各水口RTD曲线几乎重合。该结构应用于某厂重轨钢生产,铸坯质量稳定,各流钢水温差为0~3 ℃,取得了良好的应用效果。研究为该类中间包的结构设计提供了新的思路和方法,同时也表明传统的物理模拟方法仍可用于指导感应加热中间包的设计和优化。
为探究NM300TP热轧耐磨板最佳冷却工艺,采用两段式冷却工艺,通过控制中冷温度和空冷时间,得到不同冷却工艺下的轧板。轧板具有贝氏体+铁素体+残余奥氏体的三相组织,无需轧后热处理便可获得良好的综合力学性能。研究结果表明,耐磨钢中各相含量与其力学性能有明显的对应关系,贝氏体越多,布氏硬度越大,抗拉强度越高,磨损失重越小,但对耐磨钢塑性的影响不大。各相含量可通过冷却工艺进行调控,较高的中冷温度可以抑制铁素体转变,促进贝氏体的生成;空冷时间的延长,有利于贝氏铁素体的生成,在二次冷却过程中获得更多的贝氏体组织。
基于首钢京唐公司 1580 热连轧生产线高速钢轧辊的实际使用现状,对高速钢轧辊在降低辊耗成本和提高产品表面质量方面的优势及使用特点进行了分析,并从原理上对高速钢轧辊对带钢板形控制的不利影响进行了研究。在此基础上,提出了抑制高速钢轧辊辊面氧化膜剥落和高速钢轧辊重复上机初始辊形预报等措施,使高速钢轧辊辊面氧化膜剥落发生率显著降低,产品表面质量明显提高,有效解决了高速钢轧制辊期开轧前几卷带钢凸度偏差过大问题。
为了提高机械设备不平衡故障的判断准确率,针对目前振动信号检测分析计算均在服务器云平台进行的现状,设计一种在边缘计算端实现的方式。通过自适应数字滤波方法分析出旋转机械不平衡故障,利用中心频率自适应带通数字滤波器实现噪声去除,并且将算法固化到嵌入式单片机上。通过中心频率带通滤波器,利用数字化滤波器传递函数,对采集的信号数据进行计算分析;同时利用嵌入式单片机采集旋转机械转速信号,让滤波器的中心频率随着转动设备基频变化去除噪声,得到较为准确的不平衡振动信号;最后利用快速傅里叶变换(FFT)提取故障信号频率,进而判断旋转机械动平衡故障。
综述了国内外对铜渣中有价元素回收和资源化综合利用方面的研究现状。针对铜渣中髙品位的铁,主要从氧化焙烧磁选法和直接焙烧还原法2种工艺对铁资源回收处理的优势及缺陷进行讨论研究;对钴、锌、铜、金、银、铝等有色金属元素回收率和回收工艺进行比较;根据铜渣本身的物相构成,阐述了铜渣在制备建筑材料、微晶玻璃和废水处理方面的应用现状;展望了铜渣未来的应用与研究方向。
六辊轧机是目前生产冷轧、箔轧带材常见的机型,主要有UCM及CVC两种类型。针对UCM类型的六辊轧机在轧制较窄宽度和一般宽度带材过程中、通过中间辊时轴向横移板形控制能力较弱的问题,提出了一种中间辊单侧轴向横移变凸度的新辊形,简称SVC(Side Variable Crown)辊形,由此建立普通六辊和SVC辊形六辊的有限元三维仿真模型。通过模型,分析了SVC辊形空载辊缝调节能力,分别比较了在轧制窄宽度和一般宽度带材的两种辊形中间辊轴向横移时的板形调控能力,发现SVC辊形可增强六辊轧机中、窄带材的板形调控能力,增加了轧机的板形调控手段,同时改善辊间接触压力尖峰,可减轻辊间压痕,提高轧辊的使用寿命。
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