【正文】 計(jì)與制造及熱試車均由課題組自主完成，同時(shí)工業(yè)試驗(yàn)所用脫硫劑生產(chǎn)技術(shù)也由課 題組提供。自 1996 年開始以來，先后進(jìn)行了基礎(chǔ)理論研究、冷態(tài)和熱態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)、半工業(yè)試驗(yàn)和在天津鋼廠 30t 鐵水包內(nèi)進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。其工藝可根據(jù)不同鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)條件，選用不同技術(shù)路線，如鐵水包容量較小的企業(yè)可采用喂線技術(shù)路線；而鐵水包容量較大的企業(yè)則選用噴吹技術(shù)路線；中等鐵水包容量的企業(yè)可根據(jù)自身情況決定技術(shù)路線。因此，具有廣闊的應(yīng)用前景。在整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)工藝流程中，該技術(shù)的應(yīng)用既可大幅度地降低鋼鐵生產(chǎn)的成本，又可為生產(chǎn)各種潔凈鋼提供最基本的技術(shù)保障。鎂基鐵水爐外脫硫技術(shù)是目前鐵水爐外脫硫處理的最新進(jìn)展，它具有 處理溫度低 (最適合鐵水溫度 )、脫硫效率高、脫硫速率快、單位耗量很小 (如噸鐵水僅耗 ～ 鎂，這將帶來脫硫渣量小、金屬損耗低、溫降小等一系列好處 )、能將硫脫到很低的水平 (如達(dá)到 ～ %以下的水平 )，同時(shí)工藝簡(jiǎn)單、投資相對(duì)較少、脫硫效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 鎂基鐵水爐外脫硫技術(shù) ● 項(xiàng)目簡(jiǎn)介 眾所周知，硫?qū)Υ蠖鄶?shù)鋼的性能有多種不良的影響，如硫降低鋼的塑性和韌性，影響鋼的表面及內(nèi)部質(zhì)量。 ● 應(yīng)用范圍 專業(yè)好文檔 本項(xiàng)目主要用在板坯、矩形坯、方坯連鑄機(jī)二冷配水控制系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體條件，利用傳熱學(xué)基本原理建立 凝固傳熱數(shù)學(xué)模型和計(jì)算軟件，計(jì)算配水參數(shù)，實(shí)現(xiàn)二冷水自動(dòng)控制，從而確保連鑄機(jī)高的產(chǎn)量和良好的質(zhì)量。原冶金部科技司將此項(xiàng)目列為?八五?攻關(guān)課題 ?大型連鑄機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究開發(fā)? 中一個(gè)重要研究課題，主要是以濟(jì)鋼板坯連鑄機(jī)二冷控制為研究對(duì)象，應(yīng)用二維傳熱數(shù)學(xué)模型，建立了板坯連鑄機(jī)二冷配水計(jì)算模型，編制了二冷配水計(jì)算軟件，完成了對(duì)不同鋼種和斷面的連鑄冷卻的配水計(jì)算和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)連鑄二冷水在線控制。 連鑄二冷配水模型及自動(dòng)控制技術(shù) ● 項(xiàng)目簡(jiǎn)介 連鑄二次冷卻對(duì)鑄坯的表面與內(nèi)部質(zhì)量具有顯著的影響。 ● 市場(chǎng)分析 作為最新一代的充電電池，鋰離子電池近 10 年來得到飛速發(fā)展，已以其高性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)在筆記本電腦、手機(jī)等移動(dòng)電子終端設(shè)備領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，至2021 年，全球充電電池的銷售 額年增長(zhǎng)了 10%，主要源于鋰離子電池的快速增長(zhǎng)， 2021 年全球生產(chǎn)了超過 億只的鋰離子單體電池 , 主要是適用于移動(dòng)電話的電池芯達(dá)到 億只，增長(zhǎng)了 50%，總銷售額約 30億美元，全球鋰離子電池的銷售額已超過鎘鎳和鎳氫電池之和。 在實(shí)驗(yàn)室研究工作的基礎(chǔ)上，優(yōu)化化學(xué)共沉淀工藝、采用微波加熱等方式進(jìn)行高溫固相合成、并 選擇合適的熱處理?xiàng)l件進(jìn)行體相摻雜和表面修飾處理，使 LiNixCo1xO2復(fù)合氧化物和 錳酸鋰 正極材料的化學(xué)計(jì)量、結(jié)構(gòu)、粒 度及其分布達(dá)到了均一性，降低電池材料在充放電過程中的晶型和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、提高材料的穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)中的一致性；通過改善制備工藝條件，消除高溫合成中容器和氣氛等帶來的不良影響；利用熱分析、 X 射線結(jié)構(gòu)分析和電化學(xué)技術(shù)等對(duì)電池材料及所裝配電池進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)估，以提高材料的成品率。 北京科技大學(xué) 以鋰離子電池電極材料研究為主，正負(fù)極材料的研究水平均處在國(guó)際前沿位置。同時(shí)高比能量和安全性的先進(jìn)電池新體系一直是軍用領(lǐng)域大量配套產(chǎn)品。 鋰離子電池及其材料 ● 項(xiàng)目 簡(jiǎn)介 鋰離子電池目前主要和民用先進(jìn)的便攜式電子產(chǎn)品配套應(yīng)用，目前移動(dòng)通訊用手機(jī)、掌上攝像機(jī)、筆記本電腦的工作電源已基本上全部采用鋰離子電池作為配套電源。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件可確定立式烘烤及臥式烘烤兩種方式。 為加快該技術(shù)的推廣應(yīng)用，該技術(shù)已由北京科大國(guó)泰能源環(huán)境工程技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)推廣。主要特點(diǎn)有： 能耗下降 3050%，可以使用低熱值 煤氣； 鋼包包令提高；由于烘烤溫度均勻，包內(nèi)溫度場(chǎng)基本一致，有利于耐材燒結(jié)，鋼包耐材下降 15%，新包烘包時(shí)間縮短 30％時(shí)間。 燃料可采用各種油料、燃?xì)?(包括低熱值煤氣，如高爐煤氣等 )，可采用空氣單預(yù)熱、及空氣煤氣雙預(yù)熱的方式進(jìn)行。一套鋼包 烘烤系統(tǒng)配備二套蓄熱式燒嘴，每隔一段時(shí)間交替工作一次，當(dāng)高溫廢氣由一只燒嘴排出時(shí)，廢氣中的顯熱被該燒嘴的蓄熱體保存，排煙溫度可控制在 200℃以下。烘包過程完全由人工憑經(jīng)驗(yàn)控制，新鋼包的烘烤時(shí)間較長(zhǎng)，占用場(chǎng)地多。 8＝ 2880 萬元 隨著對(duì)鋼材性能要求的不斷提高， 進(jìn)一步降低 [S]含量是今后的發(fā)展趨勢(shì)，所以脫硫劑將有廣闊的推廣使用價(jià)值。 ＝ 1800t 每年節(jié)約外匯： 1800179。按年產(chǎn) 60萬噸鋼，用脫劑為 3kg/t 鋼。 ●應(yīng)用范圍 主要用于煉鋼冶煉（ LF 及 EAF）時(shí)鋼液脫硫，尤其適用于將鋼中硫脫到小于等于 %的超低硫鋼的生產(chǎn)。 10－ 4％的要求； 3) LF 用深脫硫劑有較強(qiáng)的脫硫能力 Lsmax 為 232， 平均 Ls 為 161， 最高脫硫率 η Ssmax為 %，平均 η s為 %，在試驗(yàn)條件基本相同的條件下，不加深脫硫劑 Lsmax 為 ，平均 Ls 為 ，最高脫硫率 η Ssmax為 %，平均 η m為 %； 4) LF用深脫硫劑對(duì)包襯侵蝕少； 5) LF深脫硫劑使用后［ H］含量并不增高； 6) LF深脫硫劑來源豐富，價(jià)格便宜，加工容易。 10－ 4％的超低硫鋼； 2) LF深脫硫劑用量 3kg/t 鋼條件下，終硫達(dá)到 ≤ 20179。其特點(diǎn) : 1) LF深脫硫劑的配比合理。天津鋼管有限責(zé)任公司為將脫硫劑生產(chǎn)立足于國(guó)內(nèi)，對(duì)擬引進(jìn)脫硫劑的樣品進(jìn)行剖析，故提出了? LHF 鋼包爐脫硫劑的消化、研制、生產(chǎn)?課題。 LF 深脫硫劑的研制 ●項(xiàng)目簡(jiǎn)介 世界上套管鋼硫含量的先進(jìn)水平為 20179。 該技術(shù)主 要是通過合理地控制精煉渣成分來有效地控制鋼液中夾雜物形成專業(yè)好文檔 元素的含量，從而達(dá)到控制夾雜物成分和形態(tài)的根本目的。 對(duì)于許多質(zhì)量要求較高的鋼種，采用無鋁脫氧，這樣必然加大了鋼液脫氧難度，而合理 的精煉渣控制技術(shù)會(huì)使無鋁脫氧鋼液氧含量顯著降低。但由此形成的 Al2O3 夾雜對(duì)鋼非常有 害，該技術(shù)結(jié)合企業(yè)鋁脫氧工藝，提出最佳的吸收 Al2O3 夾雜精煉渣系。 鋁脫氧鋼吸收 Al2O3 夾雜精煉渣控制技術(shù)。 氮是鋼中較難去除的雜質(zhì)元素，該技術(shù) 主要是從改進(jìn)工藝出發(fā)，在脫除部分氮的同 時(shí)，盡可能防治氮從大氣中的吸收。 該技術(shù)根據(jù)企業(yè)實(shí)際冶煉或精煉設(shè)備提出最佳脫磷工藝以及提供相應(yīng)的精煉渣控制技 術(shù)。 該技術(shù)根據(jù)企業(yè)實(shí)際冶煉或精煉設(shè)備提出最佳脫硫工藝以及提供相應(yīng)的精煉渣控制技 術(shù)。利用該技術(shù)可以分析和預(yù)報(bào)目前企業(yè) 所使用精煉渣系物性參數(shù)的合理性。 多元復(fù)雜渣系粘度、表面張力以及鋼渣界面張力計(jì)算軟件。模型計(jì)算結(jié)果已被大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)。 主要的技術(shù)有： 多元復(fù)雜渣系熱力學(xué)性能計(jì)算軟件。這就迫切要求煉鋼生產(chǎn)廠家對(duì)冶煉過程中的各類渣系的冶金精煉性能有清 晰的了解，從而達(dá)到在冶煉各過程中能做到充分利用和 精確控制精煉渣的根本目的，為潔凈 鋼生產(chǎn)服務(wù)。特別是隨著用戶對(duì)鋼質(zhì)量的要求 愈來愈高，爐渣的控制技術(shù)也顯得愈來愈重要。此分析技術(shù)已向首鋼、鞍鋼、武鋼、攀鋼等近二十家鋼廠轉(zhuǎn)讓。 ●應(yīng)用范圍 該設(shè)備主要用于分析鋼包精煉、連鑄中間包、鑄坯鋼中大型非金屬夾雜物，通過分析研究各階段鋼中夾雜物來源，提出有針對(duì)性措施，改進(jìn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量。技術(shù)特點(diǎn)： 電解試樣大，捕捉鋼中夾雜物效率高； 采用較低成本的電解液； 電解槽結(jié)構(gòu)便于處理 陽(yáng)極泥； 采用物理方法分離碳化物，操作簡(jiǎn)便，效率穩(wěn)定，夾雜物回收率高； 采用還原和磁選方法來分離夾雜物。本方法是由電解、淘洗、還原、磁選、分離、照相、分級(jí)等部分組成。為此，原冶金部科技司于 1982 年下達(dá)?鋼中大型非金屬夾雜物?的研究課題。這種夾雜物占鋼中夾雜總量的 1％，但對(duì)鋼質(zhì)量危害最大。 鋼中大型非金屬夾雜物分析技術(shù)及應(yīng)用 ●項(xiàng)目簡(jiǎn)介 鋼中非金屬夾雜物破壞了鋼的連續(xù)性，是鋼產(chǎn)生裂紋破壞的禍根。 ● 經(jīng)濟(jì)效益 該技術(shù)的投資與新建一座工業(yè)爐相比，僅增加燃燒部分的投資。 ● 應(yīng)用范圍 專業(yè)好文檔 各種熱工爐窯（如加熱爐、熔煉爐，鍋爐，熱處理爐，均熱爐，石油化工熱重整加熱器，玻璃熔化爐，鋁熔煉爐，干燥爐，陶瓷加熱爐）；各種廢棄物處理（工業(yè)，居民，醫(yī)院，家禽廢物等分解處理）；燃料再處理和轉(zhuǎn)化 (煤的氣化、秸稈燃燒處理等 )；低熱值 燃料的應(yīng)用 (劣質(zhì)煤、低熱值煤氣等 )等等。不論對(duì)何種燃料，污染物的排放量都大大減少，排煙溫度都非常低，有效地抑制了溫室效應(yīng)。因此氧化燒損要比傳統(tǒng)燃燒方式小。 （ 3） 減小被加熱物的氧化燒損。 （ 2） 節(jié)約能源，降低燃耗。而且由于爐內(nèi)氣流來回切換，加強(qiáng)了爐內(nèi)傳熱，爐膛平均溫度提高，加熱速度快。 用高溫空氣燃燒技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)換熱器熱回收系統(tǒng)，主要優(yōu)點(diǎn) : （ 1） 降低生產(chǎn)成本。本課題組從 80 年代初開始著手研究該技術(shù)，并針對(duì)高溫低氧燃燒過程中 NOX產(chǎn)生進(jìn)行了系統(tǒng)的研究， 取得了與國(guó)外先進(jìn)水平相當(dāng)?shù)某晒?，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù) (共獲專利 5項(xiàng) )。攻關(guān)中開發(fā)的以上先進(jìn)技術(shù)在攻關(guān)驗(yàn)收會(huì)議上得到了評(píng)委專家的高度評(píng)價(jià)，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，并能夠在國(guó)內(nèi)鋼鐵廠推廣采用。 (12) 高速連鑄內(nèi)部偏析和內(nèi)部裂紋控制技術(shù)。 (10) 鋼中夾雜物來源研究及控制技術(shù)。 (8) 亞包晶成分鋼鑄坯防止表面縱裂紋技術(shù)。 (6) 鑄坯坯殼厚度、凝固終點(diǎn)位置、綜合凝固系數(shù) K的測(cè)定技術(shù)。 (4) 采用高頻小振幅結(jié)晶器振動(dòng)改善鑄坯表面振痕、減少橫裂紋缺陷技術(shù)。 (2) 連鑄結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼厚度測(cè)定技術(shù)。在此期間，寶山鋼鐵公司也通過科技攻關(guān)，將 230～ 250mm 厚板坯連鑄拉速由 ，北京科技大學(xué)在其中也承擔(dān)了防止鑄坯表面縱裂紋、橫裂紋缺陷的研究任務(wù)。此外，拉速提高會(huì)增加夾輥建鑄坯的?鼓肚?和鑄坯表面與內(nèi)部 凝固前沿之間的溫度梯度，容易造成連鑄板坯內(nèi)部偏析、內(nèi)裂等缺陷。 高拉速連鑄板坯質(zhì)量控制技術(shù) ● 內(nèi)容簡(jiǎn)介 連續(xù)鑄鋼技術(shù)對(duì)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展起了巨大的推動(dòng)作用，高拉速連鑄是當(dāng)前連鑄技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)，目前世界高水平的厚板坯連鑄工作拉速已提高到～ ，小方坯連鑄拉速已提高到 4～ 5m/min。一座 300 立方米的高爐，投資 100 萬元左右，投資回收期半年多。 專業(yè)好文檔 ●應(yīng)用范圍 （ 1） 所有風(fēng)溫不高的高爐均可使用本技術(shù) （ 2） 對(duì)需要熱風(fēng)的其他領(lǐng)域也可應(yīng)用此技術(shù)。 — 該技術(shù)在原理可行性、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性三方面已被證明是成立的，已有應(yīng)用的許多實(shí)例。它是用熱風(fēng)爐的后期熱量預(yù)熱熱風(fēng)爐的助燃空氣，獲得了 1200 度的熱風(fēng)。 （ 2）德國(guó)荻林根法：該公司用一單獨(dú)燃用高爐煤氣的加熱爐，加熱助燃空氣和煤氣，使熱風(fēng)爐燃燒器的燃燒溫度大大提高，使熱風(fēng)溫度達(dá)到 1200 讀以上。 高風(fēng)溫?zé)掕F是當(dāng)前煉鐵技術(shù)發(fā)展的方向，也是提高高爐噴煤量和其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要技術(shù)措施 .1994 年在美國(guó)高爐會(huì)議上 Hoogovern 公司已經(jīng)提出到 2021 年，高爐風(fēng)溫只有達(dá)到 1300℃．產(chǎn)品才有競(jìng)爭(zhēng)力．一般而言，每提高100℃風(fēng)溫，可降低焦比約 20Kg/THM，提高噴煤量約 40Kg/THM，是直接降低煉鐵成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能降耗的有力措施．為提高風(fēng)溫，國(guó)內(nèi)外以往基本都采用提高煤氣熱值的辦法，收到了良好的效果，日 本、德國(guó)、韓國(guó)等高爐因此獲得了 1250 度左右的高風(fēng)溫，最高風(fēng)溫超過了 1300℃．但投資高，運(yùn)行成本也高，這不符合中國(guó)資源的國(guó)情． 如何解決這樣一個(gè)因?yàn)楦邿嶂得簹馊狈Χ鹛岣唢L(fēng)溫難的問題 ? 用純高爐煤氣來預(yù)熱熱風(fēng)爐燃燒用空煤氣，提高理論燃燒溫度，進(jìn)而提高高爐的風(fēng)溫 是一非?？尚械募夹g(shù)措施。本系統(tǒng)在開發(fā)研制過程中充分考慮了我國(guó)高爐的實(shí)際條件，高爐的操作習(xí)慣，采用先進(jìn)的計(jì)算理論、自動(dòng)化理論與高爐操作專家知識(shí)相結(jié)合的方案，取得優(yōu)異的結(jié)果，因此，具有良好的推廣前景。通過 本系統(tǒng)在某高爐上實(shí)施與應(yīng)用，高爐冶煉指標(biāo)得到明顯改善，煤氣利用率提高 %，綜合焦比下降 %，入爐焦比下降 %，產(chǎn)量提高 %，經(jīng)測(cè)算噸鐵可降低成本 元。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，系統(tǒng)得到了進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，現(xiàn)已推出了 版。 ●應(yīng)用范圍 系統(tǒng)用于高爐爐況在線診斷，并為現(xiàn)場(chǎng)操作人員提供操作指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行。 4 成果特點(diǎn) (1) 投資成本低 可充分利用高爐現(xiàn)有的檢測(cè)條件和基礎(chǔ)自動(dòng)化條件，不需要大的基 礎(chǔ)自動(dòng)化投資； (2) 技術(shù)先進(jìn)，功能強(qiáng)，命中率高 系統(tǒng)綜合了專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) ，可連續(xù)在線運(yùn)行，每 3 分鐘對(duì)爐況作出綜合評(píng)價(jià)，預(yù)報(bào)的異常爐況包括向熱，向涼，煤氣流分布異常 (中心煤氣流過分發(fā)展，邊緣煤氣流過分發(fā)展 )、難行、低料線、管道、崩料、懸料等，系統(tǒng) 具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力和很高的爐況判斷命中率，生產(chǎn)應(yīng)用表明：系統(tǒng) 正常爐況診斷命中率為 100%，異常爐況判斷命中率 90%； (3) 操作簡(jiǎn)單，人機(jī)交互友好 系統(tǒng)結(jié)合了網(wǎng)頁(yè)制作技術(shù)，采用 S/B模式 (服務(wù)器 /瀏覽器模式 )，在聯(lián)網(wǎng)的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上都可瀏 覽運(yùn)行結(jié)果，非常適合高爐控制現(xiàn)場(chǎng)使用。在得到綜合爐況判斷結(jié)果后根據(jù)相應(yīng)的策略給出操作指導(dǎo)。由于專家系統(tǒng)本身獲取知識(shí)能力的不足，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為知識(shí)的獲取手段已成 為專家系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。 2 整體定位 本項(xiàng)目針