工业是国民经济的支柱性产业,在工业生产过程中利用计算机仿真技术进行工业生产过程虚拟仿真,通过仿真技术,可以模拟生产线的运行情况,优化生产节奏、工艺流程,提高生产效率和产能;通过仿真技术可以对生产线布局、工序排布、设备配置等进行优化,以提高生产效率、降低生产成本、减少资源浪费。文章以稀土产品生产线智能制造项目为例,采用计算机虚拟仿真技术设计了稀土氧化物生产线智能化解决方案,在优化智能制造工艺流程、稀土氧化物产品生产线布局等方面发挥了作用。而且仿真技术实现了真实工业生产场景与虚拟现实仿真的深度融合,用户能够真切感受和理解稀土氧化物生产线的智能化生产过程。

为降低铁精矿中脉石矿物的含量,提高铁精矿品位,降低铁浮选工艺流程中药剂、蒸气等消耗量,宝山矿业公司在原流程中增加淘洗磁选作业,同时减少了一套浮选系统的运转。淘洗-浮选流程表现出良好的提铁降硅、降钾钠的作用,其铁精矿铁品位达到了67.07%,SiO₂含量为1.98%,K₂O、Na₂O含量为0.172%,总作业产率为79.60%,回收率为93.27%。

文章对包钢7号高炉提高产量及降低燃料比生产实践进行了总结。通过采取加强原燃料管理、提高风温、提高炉顶压力、提高富氧率、增加矿石批重、提高入炉矿焦比、对装料制度进行优化、减少中心焦炭量、提高煤气利用率等一系列措施,2022年9月,日均产量达到9 370.7 t/d,高炉有效容积利用系数2.258 t/m³·d,燃料比降低至548 kg/t。

混合料水分的稳定性直接关系烧结的制粒效果及烧结过程传热速度,影响烧结矿的质量指标。通过对包钢500 m²烧结机各种原燃料的水分及影响混合料水分的因素进行全面分析,发现影响混合料水分稳定性的主要因素为铁料水分、配料过程及除尘灰、冷返矿添加等。通过对各种铁料水分开展生产过程监控及对生产工艺调整优化,制定相应的生产操作方法及设备技改等措施,混合料水分稳定性明显提高,烧结机机尾黑色管道减少,成品烧结矿碱度合格率、FeO稳定率、转鼓强度合格率、平均粒径合格率等指标同比提高。

采用烧结杯系统研究了稀土对烧结矿质量、冶金性能以及矿物组成的影响,并结合扫描电镜和能谱分析了稀土在烧结矿不同矿物中的赋存状态。研究结果表明:随着稀土配比的增加,烧结成品率、利用系数以及转鼓强度呈先增加后降低的趋势,烧结矿还原性和低温还原粉化指数呈先改善后恶化的趋势,熔融区间变宽,烧结矿矿物组成中铁酸钙的生成量呈降低的趋势。在烧结过程中稀土进入赤铁矿、铁酸钙及玻璃相中,在玻璃相中以柱状稀土矿物状态存在。

为拓展包钢喷吹煤用煤资源,降低高炉喷吹燃料成本,包钢开展了加氢干馏半焦用于高炉喷吹的实验室研究。研究结果表明,加氢干馏半焦是具有低水分、低挥发分、低硫分、高固定碳等特点的优质高炉喷吹燃料,但其堆密度远小于混合煤粉的堆密度,其燃烧率优于现用混合煤粉,没有爆炸性,其燃烧性能及安全性可以满足高炉喷吹的安全要求。

通过对炼钢厂150 t转炉底吹系统进行水模试验,研究了底部供气元件数量、底吹供气强度对熔池混匀时间的影响。在相同底吹供气强度情况下,6支底吹供气元件混匀时间最短;在相同底吹供气元件数情况下,底吹供气强度越高,混匀时间越短。结合水模试验结论,对150 t转炉不同钢种冶炼过程中底吹供气模式进行优化,冶炼终点脱磷率达到92.3%,全炉役终点炉渣全铁含量达到17.3%,为改善生产经济技术指标提供了技术指导。

炉外精炼过程中,炉渣中富集氧、硫元素。在稀土钢冶炼过程中,因稀土元素活泼的化学性质,随合金加入的稀土Ce元素与炉渣中O、S元素作用形成化合物而大量留存于炉渣内,只有少部分稀土元素随钢水进入浇注环节,因此影响稀土收得率。文章对稀土元素在精炼炉渣中存在形式进行分析,通过对比试验讨论了精炼炉渣量与稀土元素Ce收得率之间关系,结果显示稀土Ce在精炼炉渣中以氧化物、硫化物以及硫氧化物复合形态存在,同时精炼炉渣量对稀土Ce收得率产生影响。讨论结果为工业生产过程提高稀土Ce元素收得率提供理论依据。

以包钢六流大方坯连铸中间包为研究对象,根据相似原理建立几何相似比为1∶4的物理模型,研究挡墙挡坝结构对中间包内钢液流动状态的影响。结果表明,采用挡墙挡坝结构与未采用挡墙挡坝结构相比,钢液平均停留时间增加5.51%,死区比例减少20.73%。通过在中间包内设置挡墙和挡坝装置,能有效控制中间包内钢液的流动状况,增加中间包各流的峰值时间和平均停留时间,降低中间包整体的死区体积,从而有利于钢液在中间包内充分混匀和夹杂物聚集上浮。

文章设计了一种FeMnAlC系低密度钢,该钢种轧制方向(RD)、宽度方向(TD)的抗拉强度均大于1 300 MPa,且具有较高的延伸率。在保证材料稳定的高强韧性能的基础上,通过室内干湿交替加速试验,扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X-射线光电子能谱(XPS)检测,研究了在模拟的高温、高湿、高盐雾的海洋大气环境中FeMnAlC系低密度钢的腐蚀行为,为新一代高强低密度钢的耐蚀性能评价提供参考。

选用工业生产的酸性服役X52MS管线钢热轧卷板为研究对象,从微观组织和化学成分分析材料性能。主要研究其在硫化氢(H₂S)溶液中抗氢致开裂(HIC)行为,用氢致开裂试验考察了微观组织及微区成分对抗HIC性能的影响,分析了裂纹产生的主要原因,找出裂纹产生的规律。总结出带状组织是导致该材料抗HIC性能失效的主要原因,碳偏析和碳氮化合物夹杂中心聚集会加重带状组织对HIC性能的影响;低碳成分设计思路是酸性服役管线钢设计的前提,同时,合理控制氮含量也是酸性服役管线钢生产时考虑因素之一。

通过采用裂纹敏感指数及预热温度理论计算、斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验及钢板焊接工艺性试验相结合的方法,对比分析不同焊接工艺下接头力学性能及微观金相组织,确定了采用JM-100焊丝及80%Ar+20%CO₂的富氩气体,焊接20 mm厚Q550D钢板,裂纹敏感指数为0.28,最低预热温度为13 ℃,焊接时无需进行预热处理。焊接热输入量控制在9.0~24.8 kJ/cm之间,焊接道次间温度控制在200 ℃以下,接头各项力学性能指标达到最佳,且焊缝及热影响区均未出现粗大及异常组织。

采用金相显微镜和场发射扫描电镜,通过分析应力集中、夹杂物、化学成分、力学性能和金相组织等对疲劳强度的影响,制定了化学成分、热轧和退火工艺优化方案。结果表明,通过化学成分中增加碳和锰含量,降低有害元素硫含量,同时匹配热轧和退火工艺可以使金相组织中珠光体呈现粒状且弥散分布,材料抗拉强度可提高11~45 MPa。按照标准要求加工成导轨后测试导轨推拉力、导轨寿命和导轨功能,按照标准要求判定导轨测试合格。

研究了合金元素对热水器内胆用高强度搪瓷钢微观组织、力学性能及抗鳞爆性的影响。分析了热轧工艺(如终轧温度与卷取温度)、冷轧连续退火工艺对微观组织及力学性能的作用机制。试制结果表明,冷轧高强度搪瓷钢屈服强度为245~272 MPa,抗拉强度为362~386 MPa,延伸率为39.0%~41.0%,能够满足热水器内胆的制作要求。其显微组织主要由铁素体和珠光体组成,并弥散分布着少量MnS、TiN颗粒。通过抗鳞爆敏感性测试及终端用户检测,进一步验证了开发的高强度搪瓷钢具有良好的抗鳞爆性。

依据用户对特种车辆防护底板用钢的技术要求,包钢进行了自主研制开发。设计了合理的化学成分、轧制工艺和调质工艺,并进行了显微组织测定和力学性能分析。结果表明,防护底板用钢各项力学性能优良,屈服强度为730~770 MPa,抗拉强度为826~860 MPa,断后伸长率为18.0%~20.0%,-40 ℃低温冲击吸收功为203~256 J,满足用户技术要求。

文章主要介绍了目前国内重轨生产企业在重轨钢冶炼及轧制方面的工艺、设备现状。通过对比不同冶炼工序、铁水预处理、氧气顶吹转炉冶炼、LF炉精炼、真空脱气、大方坯连铸等的不同控制方式所能达到的技术指标,分析了不同炼钢工艺的优缺点;通过对比万能三机架连轧模式、万能三机架2+1连轧模式、万能五机架2+2+1连轧模式以及万能四机架3+1模式的不同轧制方式布置形式的工艺特点,分析了不同工艺对产品质量的影响及所能轧制的产品范围,从而阐述了不同轧制工艺的优缺点。此外,对重轨矫直机和检测设备也作了简要介绍。

文章介绍了包钢动供总厂空压站远程集控系统的组织架构、动力管网智能调控系统的应用情况。通过对空压机工艺性能的探索,研究出一种适用于空压机远程控制的自动调控系统。该控制系统在空压机的性能控制、防喘振控制以及回路解耦控制中的应用,可以使空压机在远程运行中更加稳定、安全。

在航天发射领域,液氧的加注系统关系到发射任务能否圆满完成,所以对于液氧流速的测量至关重要。而涡街流量计由于其性能稳定、宽量程等优点常作为液氧流速的测量仪器。经过试验仿真发现涡街流量计在低流速和高流速下涡街系数呈现出不同的特性,导致涡街流量计在低流速下其精度较低。为探究涡街流量计在低流速和高流速下其涡街系数的变化特性,对入口速度为1.0~10.5 m/s流速的涡街流场进行仿真试验,得到涡街频率和入口速度的关系图,并通过拟合曲线得到涡街频率和涡街系数的拟合曲线,最后利用得到的涡街系数曲线与平均系数进行流速的计算发现,通过曲线拟合后得到的流体流速更为精确。

能源计量数据是企业能源量化管理、实现成本核算的基础,是建立科学有效的能源管理体系的重要保障。通过开展铁水平衡及设备预警技术研究,对炼铁、炼钢工艺间铁水平衡关联的工艺流程进行分析,建立衡器优先级和衡器状态预测模型,制定计量设备的优选策略,设计出基于可视化数据的系统。对设备相关数据进行智能识别和判断,实现计量设备优先级自动调整,异常预警提示,提高计量数据的精准性,科学有效地解决计量异议,为炼铁、炼钢工艺间铁水平衡提供技术支持,降低吨钢成本,提高产品质量和提高效益,同时助力各厂矿的精细化管理。

某厂发电机组在运行过程中出现发电机励磁碳刷电流不均衡问题,碳刷电流和温度均偏高。经分析,造成碳刷电流不均衡的因素有碳刷自身品质不高、多种型号碳刷混用、碳刷运行过程中接触电阻增加等。对此,采取了更换高品质的同一型号同一批次碳刷、调整碳刷刷握弹簧压力、严格执行碳刷装配工艺等改进措施,并提出相应防范措施。改进后发电机励磁碳刷电流不均衡问题得到明显改善。

采用盐酸、氢氟酸分解铁矿石试样,高氯酸冒烟飞硅后,再经过1-苯基-3-甲基-4-苯甲酞墓咄哇酮-5(PMBP)的乙酸丁酯溶液萃取,盐酸反萃取消除钍的干扰元素,利用偶氮胂III为显色剂,与钍离子形成紫红色螯合物,通过分光光度计测定铁矿石中钍的含量。文章探讨了萃取及反萃取反应的酸度选择、显色反应的酸度、显色剂用量、显色时间等因素对测定的影响,并优化了试验参数。在最大吸收波长660 nm处,确定了钍的线性范围为0~1.0 μg/mL,相关系数不低于0.999,检出限为0.000 44 μg/mL。该方法操作简便,偶氮胂III与钍形成的络合物的摩尔吸光系数高达0.8×10⁵ L/(mol·cm),具有较高的灵敏度,样品中钍分析结果的加标回收率在96.8%~105.8%,方法具有良好的精密度和准确度。