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在冶金過程中，爐渣的控制對鋼質(zhì)量有著重要的影響。特別是隨著用戶對鋼質(zhì)量要求愈來愈高，爐渣的控制技術(shù)也顯得愈來愈重要。許多高質(zhì)量的鋼種，對冶金精煉渣提出了極為苛刻的要求。這就迫切要求煉鋼生產(chǎn)廠家對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)。北京科技大學(xué)在冶金渣方面的研究已有幾十年的歷史，無論在理論上還是在工藝上，均已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，形成了自己的特色。 主要的技術(shù)有： 極低硫鋼(≤0.0020%)冶煉的精煉渣控制技術(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)。 低磷鋼(≤0.0050%)冶煉的精煉渣控制技術(shù)。 該技術(shù)根據(jù)企業(yè)實(shí)際冶煉或精煉設(shè)備提出最佳脫磷工藝以及提供相應(yīng)的精煉渣控制技術(shù)。 低氮鋼冶煉過程中脫氮和防治吸氮渣系控制技術(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。在這方面，造渣技術(shù)起著重要的作用。 鋁脫氧鋼吸收 Al2O3 夾雜精煉渣控制技術(shù)。 鋁作為強(qiáng)脫氧劑，在煉鋼過程中有著廣泛的應(yīng)用。但由此形成的 Al2O3 夾雜對鋼非常有害，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。 無鋁脫氧工藝低氧鋼精煉渣控制技術(shù)。 對于許多質(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。 精煉過程中夾雜物的去除和控制技術(shù) 。 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。

上世紀(jì) 80 年代以來，鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展，鋼鐵企業(yè)之間的競爭日趨激烈，為增強(qiáng)自身競爭力，生產(chǎn)的高效化、產(chǎn)品的高質(zhì)量成為鋼鐵企業(yè)追求的目標(biāo)。連鑄拉速的提高能夠增加鋼坯產(chǎn)量，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，成為高效連鑄的主要內(nèi)容。 FC-Mold（Flow Control Mold）是由日本川崎鋼鐵公司和 ABB 公司合作開發(fā)的第三代的電磁制動(dòng)裝置。一個(gè)磁場放置在彎月面處，另一個(gè)磁場施加在浸入式水口下方，可同時(shí)減小彎月面處的鋼液流速和結(jié)晶器下部鋼液的向下流速。因此，通過使用及優(yōu)化 FC-Mold 和其他工藝的改進(jìn)，開發(fā)了鑄坯高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，在保證鑄坯質(zhì)量前提下為增大拉速、提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益做出了重要貢獻(xiàn)。 （1）FC-Mold 高拉速情況下精煉和連鑄的匹配技術(shù)。為了確保高拉速連鑄生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行，精煉工序時(shí)間要與生產(chǎn)節(jié)奏匹配，同時(shí)也要保證鋼水潔凈度和鋼水溫降達(dá)到生產(chǎn)要求。本項(xiàng)目首先通過調(diào)研馬口鐵、耐候鋼等不同拉速條件下對應(yīng)的最佳精煉時(shí)間。找到拉速、精煉時(shí)間和鋼水潔凈度的最佳的匹配水平。進(jìn)而通過相關(guān)試驗(yàn)將初期馬口鐵包晶鋼系列拉坯速度從 1.3 m/min 依次提高到1.4 m/min 和 1.5 m/min。結(jié)晶器液面波動(dòng)大于 3 mm 的波動(dòng)比例均較小，低于0.4%，說明拉速提高后，結(jié)晶器坯殼生長的均勻性受到的影響較小，出結(jié)晶器坯殼的厚度未發(fā)生鼓肚。距內(nèi)弧 2 mm 處大于 10 μm 夾雜物數(shù)密度和面積百分?jǐn)?shù)均隨著拉速的提高呈減小趨勢；當(dāng)拉速為 1.4 m/min 和 1.5 m/min，鑄坯厚度四分之一處大于 3 μm 的夾雜物數(shù)密度和面積百分?jǐn)?shù)均低于拉速為 1.3 m/min 時(shí)的測量值。 （2）連鑄澆鑄參數(shù)優(yōu)化匹配模型。提高拉速會(huì)帶來液面波動(dòng)加劇、流股對凝固前沿沖刷加劇、坯殼生長減弱等不利影響。此外 FC-Mold 上下線圈電流大小，上下磁場位置，上下電流配比等如何影響高拉速下結(jié)晶器內(nèi)流場、凝固坯殼和夾雜物的運(yùn)動(dòng)去除未有系統(tǒng)的研究。因此本項(xiàng)目采用數(shù)值模擬的方法，建立耦合的流場、溫度場、凝固以及 MHD 模型研究不同連鑄參數(shù)對流場、溫度場及坯殼分布影響的規(guī)律。通過模型計(jì)算得到優(yōu)化后的連鑄澆鑄參數(shù)下水口兩側(cè)的流場流速和液面輪廓對稱性顯著提高，引起卷渣的低頻波動(dòng)能量降低約 25%，且液位波動(dòng)大于3 mm 百分比從 7.78%降低到 3.45%，降低幅度約為 55.7%。 （3）FC-Mold 對連鑄坯潔凈度及軋板缺陷控制技術(shù)。不同電磁制動(dòng)參數(shù)對流場的影響效果是不一樣的，最終會(huì)影響到夾雜物在鑄坯內(nèi)的分布，若夾雜物過多的分布在鑄坯表層，那么對后續(xù)軋板的表面質(zhì)量不利。本項(xiàng)目通過建立數(shù)學(xué)模型和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)研究不同參數(shù)下的 FC-Mold 對鑄坯潔凈度的影響，包括磁場施加與否和電磁制動(dòng)電流變化對鑄坯中夾雜物數(shù)量、分布、大小和成分的影響。以及通過現(xiàn)場跟蹤調(diào)查和分析冷軋板缺陷類型、數(shù)量、分布特點(diǎn)等現(xiàn)狀，統(tǒng)計(jì)分析夾雜類缺陷的分布規(guī)律，板卷中的夾雜物水平以及結(jié)晶器卷渣類夾雜物的數(shù)量等明確熱軋板和冷軋板中的缺陷形成原因、來源以及與電磁制動(dòng)的關(guān)系。

現(xiàn)有的燃煤工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)熱效率低下，技術(shù)指標(biāo)低劣，系統(tǒng)穩(wěn)定性、控制精度差；不僅控制效果差強(qiáng)人意，而且會(huì)造成大量的能源浪費(fèi)。本作品以礦鍋爐控制系統(tǒng)為對象，在不改變硬件系統(tǒng)條件下，通過解讀和分析現(xiàn)有控制系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)評價(jià)；從礦業(yè)集團(tuán)鍋爐改造的實(shí)際出發(fā)，提出了可改進(jìn)的優(yōu)化方案，結(jié)合現(xiàn)有先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，并給出了優(yōu)化方案的數(shù)學(xué)模型，改造后的鍋爐系統(tǒng)全面提高了系統(tǒng)總體控制效果，在節(jié)煤、節(jié)電方面采取切實(shí)可行的節(jié)能降耗措施。

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