一、山东高炉炼铁技术改造思路(论文文献综述)
张建良,刘征建,焦克新,徐润生,李克江,王振阳,王翠,王耀祖,张磊[1](2021)在《炼铁新技术及基础理论研究进展》文中认为从炼铁新技术及基础理论研究方面介绍了烧结球团提质降耗新技术、焦炭在高炉内行为解析研究、高炉喷吹清洁燃料技术、高炉长寿技术、高炉炼铁数据建模技术以及冶金尘泥再处理技术.从基础研究出发,提出了目前最具有潜力的炼铁新技术;然后在国家碳中和战略的大背景下,综述了目前国际上的非高炉炼铁技术研究进展,为我国低碳炼铁发展提供依据;最后从最新微观研究手段出发,介绍了目前炼铁研究领域在微观尺度的研究进展,多尺度综合调控研究高炉炼铁过程机理,为未来低碳炼铁发展方向提供思路.
杨天钧,张建良,刘征建,李克江[2](2021)在《低碳炼铁 势在必行》文中研究说明对近年来炼铁工业的进展与挑战、低碳炼铁技术的最新进展、高炉实现低碳炼铁的技术路径等问题进行了分析。认为,目前我国高炉炼铁工业必须坚持科学发展,坚持精料方针,积极发展和推广高炉低碳炼铁技术;与此同时,要重视氢冶金技术的基础研究,重视非高炉低碳炼铁(直接还原与熔融还原)技术的发展;只有鼓励科技创新,炼铁行业才能尽快适应我国经济发展与环境保护的新要求。
郑小姣[3](2021)在《高炉喷吹褐煤的可磨性与流动性研究》文中研究指明目前我国经济持续快速发展的同时对能源的需求量日益增加,加上国内优质煤炭资源的短缺,发展对褐煤资源综合利用,将有效缓解我国煤炭能源供给紧张的局面。现阶段钢铁企业主要通过优化喷吹煤结构达到节约目的。基于褐煤资源储量丰富、燃烧性能优良、价格低等优点,越来越多钢铁厂将褐煤与其他煤种混配应用于高炉中,达到经济效益和工业效益双丰收局面。本论文是基于某钢铁厂高炉喷煤实际项目开展,对高炉喷煤前期的磨煤系统和输送系统开展实验室实验。本论文首先对云南省主要褐煤产地进行资源调查,最终选用弥勒褐煤作为实验用煤,并与烟煤A、无烟煤B混配应用于高炉,在此基础上进行了与喷煤前期阶段有关的可磨性相关实验、流动性相关实验,通过分别改变混煤的配比、粒径、水分等主要影响因素,寻求使混煤的可磨性和流动性达到最佳的条件,为实际生产提供参考。在探究可磨性实验中,从实验结果发现随着褐煤粒径的减小可磨性变好,随着褐煤的比例增加可磨性变差,结果表明三种煤混配时比例为20%+30%+50%时,褐煤给料粒径为80-100目(0.18-0.15mm)时其可磨性指数增长速率变化幅度开始增大,直至粒径为100-150目(0.15-0.106mm)可磨性指数达到最大,在此配比和粒径下混合煤样更易磨。实验对经过哈氏可磨仪磨后产物各个粒径质量进行分析发现其破碎方式为体积粉碎和表面粉碎共同作用结果;实验对经过哈氏可磨仪磨后的混煤200目筛上、下煤样进行灰分、挥发测定并与可磨性指数对比。结果表明经过可磨仪磨后200目(0.076mm)筛下灰分比筛上灰分多,且灰分与可磨性指数存在负相关规律。在探究流动性实验中发现随着粒径的减小流动性变差,结果表明各个单煤样粒径在小于100-150目(0.15-0.106mm)流动性缓慢变差,且在混煤配比为10%+20%+60%时流动性恶化严重,容易造成堵塞;实验发现无论是两种煤混配还是三种煤混配,水分在5%-10%之间流动性最好,水分过低或者过高均会造成流动性变差。实验最后对工厂实际添加褐煤后磨煤指标、磨煤量进行收集,分析造成磨煤量降低的原因主要是混煤密度不均匀、操作指标的改变以及混煤的灰分的不同。
杨逸如[4](2021)在《煤气化-闪速炼铁耦合工艺的数值模拟及优化》文中提出传统长流程炼铁工艺包含烧结、焦化、高炉炼铁等工序,会造成严重的环境问题,同时稀缺的冶金焦资源又会造成成本上涨、能量消耗等问题。经过多年发展,传统高炉炼铁技术在降低燃料消耗、提高能量利用方面有所进步,但是以焦炭为骨架的根本性结构并未发生改变。因此,无法从源头上消除炼铁环节中的高污染高能耗工序。近年来,闪速炼铁作为新兴的非高炉炼铁工艺而受到关注,该工艺利用高温还原性气体在气流床中直接还原小粒径矿粉颗粒,从而可以在极短时间内获得高质量的海绵铁。本文在闪速炼铁技术的实验室开发基础上,提出中试规模的工业化应用方案,即煤气化-闪速炼铁耦合流程。该方案利用成熟的煤气化工艺制备还原气,并在同一反应器中实现工艺耦合以减少反复转化,提高能量、物料的综合利用效率。本文对该流程中可能出现的关键问题进行讨论,并利用热平衡模型、CFD数值模型等对耦合工艺进行广泛的工艺探索。主要研究内容及相关结论如下:(1)首先开展闪速炼铁还原实验,利用高温还原气逆流接触小粒径矿粉,在颗粒下落过程中实现快速还原。结果表明,45-100μm粒径的赤铁矿颗粒在CO气氛下峰值温度1550℃的管式炉内飘落到底部,即可获得还原度60%左右的还原铁,而在H2气氛下峰值温度1450℃时就可获得还原度90%以上的还原颗粒。针对样品进行SEM微观形貌分析发现,实验温度较低时,颗粒呈现疏松多孔的状态,而当颗粒接近熔化温度时,渣、铁相出现明显分离,这是由于两相受表面张力影响而互相排斥。在CO气氛中,矿石颗粒的还原度相对较低,颗粒所含有的FeO量较大,因此致密铁核被渣相包裹。而在H2气氛下,颗粒还原度较高,所以流动性差,直到1550℃高温下才出现致密铁相,而渣相被排斥到还原铁表面。同步建立实验室条件下的小粒径高温还原动力学CFD数值模型,将文献中所获得的动力学参数用于预测矿石还原度,并和实验获得的数据进行对照,取得了良好的验证结果。(2)利用热平衡模型对中试规模下的闪速还原+粉煤气化耦合过程开展基础研究,并通过研究不同物料参数下的工况寻找优化条件。结果表明,随着氧煤比的降低和矿煤比的上升,平衡温度持续下降。在特定工况下,平衡温度会低于还原铁的最大产出温度,由此说明这些工况下的耦合过程是热量不足的,应当尽可能避免。随着矿煤比的升高,铁矿石还原度(R)主要呈现下降趋势,煤气利用率则有所上升。进一步通过气液两相平衡的方式构建熔池部分的热平衡模型,用于预测熔池部分的理想产物,根据指定的技术指标:液相温度(>1450℃)、金属收得率(>95%)和残碳量(<90kg/h),可以最终划定可行的操作范围,将区间内的最低煤耗工况(mcoal=0.80 kg,moxygen/mcoal=0.85)定为最优化工况。(3)进一步建立中试规模的闪速炼铁-矿石还原数值模型,模拟结果显示,突扩管结构会形成稳定的湍流结构,主要包括射流区(Ⅰ)、回流区(Ⅱ)、平推流区(Ⅲ)三个区域。对颗粒路径的分析结果表明,流场结构中的回流区域对于颗粒的停留时间有显着影响。在基础工况中,煤气化-闪速炼铁耦合模型所预测的一次还原度高达95%,理论上证实了在单一反应器中同时实现闪速炼铁和煤气化生产的可行性。随着矿煤比的增加,高温区形状逐渐从“∧”型分布转变为“∨”型,靠近喷嘴位置出现低温中心。根据不同工况下的产物质量对比,最终给出了两种可行方案。第一种是低矿煤比(<0.4)下可以同时获得高质量海绵铁(R>99%)和高质量合成气(η>90%),将海绵铁作为煤气化工艺的副产品;第二种是在较高矿煤比(=1.6)下获得合格的还原铁(R=75.57%)和较高热值的合成气(η=71.52%)。(4)在热平衡模型的基础上引入(?)分析方法,用于考察关键耦合工序和全流程工艺中的(?)值转移过程。利用分步式热平衡展开的煤气化-闪速炼铁耦合过程(?)流图显示,煤气的(?)经过闪速还原过程转移到还原铁而被有效储存。由于这一转移过程产生的损失,导致最终耦合工序的(?)效率为76.0%,略低于单纯煤气化的输出(?)效率77.5%。但是还原铁作为最终产物,其后续利用过程中的损耗较低,在考察全流程效率时,多联产系统的优势得以体现。最终得到的煤气化-闪速炼铁-循环发电的(?)效率(49.4%)领先于传统的煤气化-循环发电流程(44.0%),其中以物理、化学(?)形式储存在还原铁中的(?)值占整体(?)输出的17%。更加复杂的煤气化-闪速炼铁-甲醇合成-发电联产系统的(?)效率更是高达56.3%,由此证明了煤气化-闪速炼铁耦合流程可以利用还原铁储存(?)来提升系统效率,从而达到降低能耗的目的。
杨天钧,张建良,刘征建,李克江[5](2020)在《关于新形势下炼铁工业发展的认识》文中研究指明阐述了新形势下我国炼铁工业发展的几点认识,重点对我国高炉炼铁的生产概况、技术经济指标、钢铁行业在发展过程中面临的节能减排问题及环保政策问题进行了论述。认为新形势下我国高炉炼铁工业仍然需要坚持科学发展,要做到炉料合理化和优质化,工艺上继续发展和推广富氧及高风温技术,重视高炉长寿化生产,努力提高高炉的冶炼操作水平,同时兼顾发展新技术、新工艺,这样才能实现我国炼铁工业的高质量发展。
李林[6](2020)在《HIsmelt炼铁工艺的基础研究》文中进行了进一步梳理HIsmelt熔融还原炼铁工艺可全部使用粒度低于6mm粉矿、粉煤作为原料使得原料成本大幅降低;该工艺无需焦化、烧结、球团工艺,可大幅降低环境污染,符合当前我国钢铁行业日益严格的环保政策要求;基于其核心设备熔融还原炉内具有一定的氧化性,并可冶炼低品位高磷铁矿的特点,使得该工艺生产的铁水Si含量接近零,P含量极低,S含量偏高。该工艺是目前全球极具影响力和投资前景的非高炉炼铁工艺之一。针对HIsmelt工艺所表现出的特征,从铁矿碳还原的热力学理论分析出发,确定还原1吨铁,需要322kg的碳素(其中187kg用于做还原剂,135kg用于发热剂)和175Nm3的氧气。为了提高渣铁间磷分配比,热力学理论要求炉渣中氧离子活度a3/2O2、FeO活度(或CO2/CO分压比)越高越好,而要求渣中磷酸盐活度系数γPO43-越低越好。对于HIsmelt工艺的铁矿石预还原环节,利用未反应核模型分析确定了过程的限制性环节。通过XRF、XRD、TG-DSC等检测方法研究了褐铁矿物理化学性质、焙烧过程和性能、以及在氢气中还原的转变过程,确定了褐铁矿在不同条件下的反应机理。研究发现还原过程的限制环节是还原气在还原产物层的内扩散。实验室模拟了HIsmelt工艺SRV(Smelting Reduction Vessel)中高磷钛磁铁矿球团的熔融还原过程,研究了还原温度、碱度、C/O(碳氧比)、还原时间与还原率的关系,及铁液中C、P和S含量对还原过程的影响。实验发现反应前10分钟内,高温条件可以促进脱磷反应的进行。实验得到最佳脱磷、脱硫效果的条件是碱度R=1.3、C/O=1;C/O在1~1.4区间时,随碳氧比升高,铁液中硫含量降低。基于炉渣离子-分子共存理论(IMCT),建立了 HIsmelt工艺的SRV中多元渣系渣-金间的磷、硅分配比的热力学模型,并用目前运行的HIsmelt工厂实际生产数据进行了验证发现,热力学模型计算所得的磷、硅分配比与实际生产数据非常吻合;通过热力学理论分析了炉渣组元对脱磷、脱硅的贡献率发现,炉渣组元的协同作用对磷、硅分配比有显着影响,形成3CaO·P2O5对脱磷的贡献率为 99.7%,而形成 2CaO·SiO2、CaO·SiO2、CaO·MgO·2SiO2、2CaO·Al2O3 ·SiO2、CaO·MgO·SiO2 对脱硅的贡献率分别为 22.81%、19.92%、18.24%、16.22%、12%。通过IMCT理论分析研究了目前在中国某企业运行的HIsmelt流程,同时使P、Si分配比到达最大值的炉渣所对应的最佳成分为29~30%Si02、12~13%A1203、40~42%CaO、6.5 或 9%MgO、5~6%FexO,通过热力学理论得到的磷、硅分配比模型计算了该渣系所对应的铁液中[%P]为0.024、[%Si]为0.011,与企业实际数据完全一致;由此模拟预测了利用高磷钛磁铁矿、褐铁矿P、Si的分配比和未来冶炼的最佳渣系构成,以及对应的最佳铁水中P、Si含量,对于高磷钛磁铁矿冶炼SRV中渣系的最佳成分为:33~35%Si02、8~9%Al2O3、40~42%CaO、9%MgO、6~7%FexO,对应铁液中的[%P]、[%Si]含量分别为0.034、0.0023;对于褐铁矿冶炼SRV中渣系的最佳成分为:33~35%Si02、10~13%Al2O3、40~42%CaO、9%MgO、6~7%FexO,与此对应的铁液中的[%P]、[%Si]含量分别为0.042、0.0028。对HIsmelt工艺主反应器熔融还原炉SRV进行数值模拟,研究SRV内部铁水和熔渣的活动状况,考察炉顶喷枪气流入射角度对SRV内部气-液及渣-金运动的影响,完成对HIsmelt工艺SRV冶炼过程流程的理论分析,为HIsmelt工业生产提供强有力的过程分析和风险管理保障。
李彬[7](2020)在《基于氢气直接还原铁冶炼高纯铁和高纯轴承钢的基础研究》文中研究指明传统的高炉炼铁工艺日益成熟,但其进一步发展受制于铁矿资源、焦炭资源与环境保护压力。与高炉炼铁流程相比,直接还原炼铁工艺可摆脱对焦煤资源的依赖,并大量减少CO2排放,因此,直接还原炼铁技术是近年来钢铁工业发展的方向之一。直接还原铁在元素纯净性方面具有天然的优势,是生产高品质钢铁产品的优质原料。随着世界上直接还原铁的产量迅速增长,这些直接还原铁几乎全部作为废钢的替代品参与到钢铁产品的生产中,这是对直接还原铁纯净度的一种浪费。随着钢铁行业的不断发展,对钢铁产品质量、性能需求的不断提高,发展低碳排放、低能耗、环境友好的短流程钢铁材料冶炼工艺将成为钢铁行业发展的方向。铁矿石直接还原—熔分—精炼流程,可为高品质钢铁材料的生产开辟新的途径。铁矿石经氢气直接还原所获得的纯净化的直接还原铁,化学成分稳定、有害杂质含量少,将其作为主要原料,经过熔分和精炼后可以得到高纯净化的钢铁材料。该工艺流程短、污染小,产品附加值高,可以冶炼各种钢和含铁合金,只需要添加相应的合金化元素,即可满足产品的要求。这实现了直接还原铁纯净度的最大化利用,增加了直接还原铁的利润空间,同时也拓展了非高炉炼铁工艺的发展空间。本课题以氢气直接还原铁冶炼高纯铁和高纯轴承钢为例,探索性地研究了氢气直接还原—熔分—精炼流程冶炼高纯净钢铁材料的新工艺。该工艺主要包括三个步骤:第一步,用氢气还原焙烧后的铁矿石氧化球团,得到纯净化的直接还原铁。铁矿中的脉石成分,如硫、硅、锰、钛、铝,在这一步不能被还原进入铁中。第二步,直接还原铁通过熔融分离为脉石(渣)和金属。在这一步中,利用直接还原铁中的氧化亚铁,调整渣的成分以实现脱磷。第三步,对高纯铁液实施二次精炼及合金化,通过合适的渣系实现精炼脱氧,最终得到高纯铁和高纯轴承钢。本论文从冶金物理化学基本原理出发,针对整个流程中涉及到的环节开展系统的基础研究工作,为后续科研工作提供借鉴和参考依据,并为工业化应用奠定理论基础。主要的研究内容和结果如下。铁氧化物气基直接还原的热力学研究。基于最小自由能原理建立了铁氧化物气固还原反应的热力学模型。从热力学平衡计算的角度,验证了铁氧化物的逐级还原过程。根据最小自由能原理,对氢气还原铁氧化物的热力学平衡进行了计算。研究了 CO和H2混合气体还原铁氧化物的热力学平衡,作出了 CO和H2混合气体还原铁氧化物的三维平衡图,为探究气基直接还原过程不同还原气氛时的热力学机理提供了理论依据。氢气直接还原的实验研究。研究发现氢气还原氧化球团的过程存在明显的阶段性,随着反应条件的不同,还原阶段性的特征也不相同。使用双界面未反应核模型有效地分析了反应过程中速率控制步骤的变化。在还原过程的不同阶段,速率控制步骤逐渐演化和发展。随着还原过程进行,控速环节由双界面化学反应控速转变为内扩散控速。在最小自由能热力学原理的基础上,计算了还原一定数量的氧化铁球团所需要的气体量,给出了球团还原时间的理论预测,与实际还原完成时间存在良好的吻合关系。研究了直接还原铁熔分过程中脱磷的热力学,通过模型计算与实验,确定了合适的脱磷渣系,在直接还原铁熔分过程中实现了同时脱磷,简化了使用直接还原铁冶炼高纯净钢铁材料的步骤,使纯铁中的P含量降至18 ppm。通过使用高碱度炉渣精炼,使高纯铁中全氧含量降至10 ppm。采用直接还原—熔分—渣精炼流程,在实验室规模上制得了纯度为99.9868%的高纯铁。依据炉渣分子离子共存理论建立了钢渣体系耦合的热力学平衡模型。在热力学计算的基础上,探究了不同渣系对轴承钢精炼过程的脱氧效果,确定使用直接还原铁冶炼轴承钢精炼过程最适合的渣系组成。通过直接还原—熔分—精炼流程,在实验室条件下冶炼得到了全氧含量为4.8 ppm及Ti含量为6 ppm的高纯净轴承钢。基于传质方程—质量守恒方程—化学平衡方程建立了熔渣精炼脱氧过程的动力学模型,确定了使用高碱度渣系进行轴承钢精炼硅脱氧时,脱氧速率的限制环节为钢液中[O]的传质,钢液中[O]的传质系数为kO=7×10-5 m/s。为了进一步明确轴承钢中Ti含量和N含量对TiN夹杂物析出的影响,对GCr15轴承钢凝固过程中TiN夹杂物的析出热力学和长大动力学进行了详细的计算。采用了一个更合理的溶质元素偏析计算公式,给出了考虑凝固偏析的TiN析出稳定性图。结果表明,使用氢气直接还原铁冶炼的高纯净轴承钢凝固过程中不会有TiN夹杂物析出。此外,计算了采用常规流程生产的轴承钢中TiN析出过程溶质元素含量的变化,并依此优化了夹杂物长大动力学方程。讨论了钢中Ti、N含量和冷却速度对TiN尺寸的影响,为降低轴承钢中TiN夹杂物尺寸、减少其对疲劳寿命的危害提供了理论支持。
薄宏涛[8](2019)在《存量时代下工业遗存更新策略研究 ——以北京首钢园区为例》文中研究表明针对存量时代下工业遗存更新这一热点课题,本研究以国内外工业遗存更新相关理论为基础,结合工业遗存更新实践发展的沿革及现状,分析中外不同法制环境、城市能级、转型动能等背景下呈现的更新实践之异同及该领域的发展趋势。从跨学科的多维度研究视角,集成国内外工业遗存更新领域主要策略并建构我国工业遗存更新实践的实施路线。通过横向更新策略集成与纵向技术实施路线梳理,清晰建构出中国工业遗存更新实践所需要的“道”与“术”的全景认知。研究分析当今工业遗存更新策略的成因机制和解决要素,总结并集成出在工业遗存更新实践中八个维度的主要策略。顺承策略研究,以首钢工业园区更新工程实践为主要实证,阐述其更新选择的策略要点、解决的困难问题、及实施的全景流程,验证策略的落地性。对照国内遗存更新实践环节常见的问题,研究梳理了从宏观政策环境到中观评估设计再到微观实施运管的全流程线索,以前后关联、层层递进的关系阐述了工业遗存更新实施进程涉及的八个阶段的纵向技术流程,为更新实践能动者提供过程引导。结合我国工业遗存更新实践领域现状,对制度环境平台搭建、更新策略选择、产业及实施策略选择三方面主要问题提出了针对性解答思路,以期提供尽可能完善清晰、整体有效的实践指引。为寻求更加理性和恰当的更新方法建言献策。
李文[9](2019)在《技术创新、制度创新协同演化视角下中国钢铁产业升级实证研究》文中研究表明钢铁产业是国民经济的基础性支撑产业。在经济新常态下,中国钢铁产业已由传统的主要依靠要素投入的发展模式向创新驱动产业升级的发展模式转变。依据演化经济学理论与熊彼特创新理论,技术创新与制度创新是拉动产业升级的两个重要力量。然而,当前中国钢铁产业升级水平仍处于初级阶段,技术创新与制度创新处于较低的水平,且二者的协同效应也较低。现阶段的迫切任务就是要探索技术创新与制度创新的协同机制,实现钢铁产业资源的有效配置,有效拉动钢铁产业升级。因此,掌握技术创新与制度创新的运行机制及二者的协同演化机理,探索技术创新、制度创新及其协同演化对产业升级的影响程度,是实现中国钢铁产业升级亟待研究的重要理论和实践问题。本文以中国钢铁产业为研究对象,在理论研究的基础上,对中国钢铁产业技术创新能力、制度创新能力及二者协同演化进行评价,进而探讨其对钢铁产业升级的影响。本文主要在以下几个方面展开研究:我国钢铁产业技术创新能力震荡式增长。技术创新投入能力呈现先增长后下降态势;技术创新产出能力则表现出一种加速上升的趋势。本文认为技术创新投入能力下降可能有以下原因:金融危机造成钢铁产业亏损、企业经营困难;受钢铁产业淘汰落后产能、优化重组、节能减排、环境保护等一系列政策法规的出台的影响;可能与钢铁产业技术创新投入产出效率的提高及投入产出的时滞性有关。钢铁产业制度创新能力逐年提高。钢铁产业制度创新以企业层面制度创新为微观基础,以政府层面制度创新为支撑,相互配合、相互协调,形成钢铁产业制度创新体系。2009年开始,政府层面制度创新得分开始高于企业层面制度创新得分。在经济危机以后,我国加大了钢铁产业政策力度,尤其在钢铁产业去产能、环境保护和节能减排等方面出台了多项政策,同时在钢铁产业知识产权保护等方面都采取了更多的措施,使得钢铁产业制度创新能力呈现不断提升的发展趋势。钢铁产业升级趋势较为平稳,但产业升级核心指标产业附加值评价得分基本实现增长态势。同时也注意到,产业升级指标体系其他指标表现不稳定。生产效率指标呈现逐年下降的趋势。产品出口受到金融危机影响,2009年呈现断崖式下跌。在钢铁产业发展的不同阶段,技术创新与制度创新协同演化的动力来源不同:在产能扩张阶段,协同演化的主要动力来源于技术创新;在结构调整阶段,协同演化的主要动力来源于制度创新;在智能制造阶段,协同演化的主要动力仍然来源于制度创新。通过复合系统协同度模型的测算,发现技术创新与制度创新协同度不稳定,震荡明显。通过BP神经网络模型仿真训练,本文观察了技术创新、制度创新及其协同演化对产业升级的影响:技术创新与制度创新协同演化对产业升级的影响程度最高,技术创新与制度创新协同度对劳动生产率增长与环境污染指标的降低影响最为明显。因此,钢铁产业技术创新与制度创新协同度的提高不仅可以更有效的加快钢铁产业技术创新、制度创新各自的发展进程,也可以在激烈的市场竞争中形成加速推进效应,实现“1+1>2”的协同效应。本文在以下几个方面尝试地进行拓展创新:(1)构建了一个理论分析框架;(2)构建BP神经网络模型,利用动态数据进行钢铁产业升级评价与测度;(3)在实证分析基础上,发现协同演化对产业升级具有较强的推动作用,对钢铁产业实践具有一定借鉴价值。
代林晴[10](2019)在《微波场中碳热还原含铁原料基础及小规模试验研究》文中认为近年,全球都致力于减少温室气体排放和降低能源消耗,这引起了钢铁从业者在科学和工业上对直接还原铁技术研究的热潮。直接还原铁是通过从固态含铁原料中去除氧而产生的。基于我国煤炭资源丰富、天然气资源短缺的特点,煤基直接还原技术是发展方向。利用微波加热设备投资少、占地小、易于安装、控制和移动的特点,将微波加热技术应用到直接还原铁技术,能实现移动工厂的生产方式,在减排降耗的同时,也为快速占领、小规模开采资源,缩减运输成本带来便利。本文以铁精矿和氧化铁皮混合料作为含铁原料,无烟煤作为还原剂,采用微波加热,开展了碳热还原含铁原料的基础研究和小规模试验研究。本文的主要研究内容如下:1.研究了铁精矿、氧化铁皮、无烟煤在微波场中的升温特性和介电特性,获得微波场中物料升温速率变化情况及随着温度的升高,氧化铁皮、无烟煤配比对介电特性影响的规律;随着温度的升高,微波在料层中穿透深度的变化趋势总体是降低的,微波穿透混合料层深度范围为2.15cm75.99cm,为微波还原小规模试验设备的设计提供了依据。2.开展了微波加热还原含碳铁原料过程研究,铁氧化物的还原仍然遵循Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe的还原顺序,且物料的主要还原反应在750℃900℃这个温度范围;通过动力学研究得到常规加热温度在800℃950℃,反应分数为6.94%24.73%,反应表观活化能为155.66kJ/mol,而微波加热温度在600℃750℃时反应分数已达33.61%45.22%,反应表观活化能为58.33kJ/mol,与常规加热的表观活化能相比显着降低,所以微波加热能加快反应速率,降低反应表观活化能。3.系统开展了微波场中碳热还原铁原料工艺研究,得到还原温度、还原时间、煤粉配比、氧化铁皮配比和脱硫剂配比对还原产物品位和金属化率影响规律,当铁精矿∶氧化铁皮=40∶60,煤粉配比22%的混合料在还原温度1100℃,还原时间60min条件下能得到铁品位为78.36%,金属化率为96.65%的产物,为小规模试验研究提供了重要的工艺参数。4.对微波场中碳热还原铁原料的小规模试验设备主要组成部分进行了分析和设计,加工了一套小规模试验设备,该设备的特点在于微波源分别分布在腔体上侧和下侧,还原前段微波从腔体下侧加热,还原后段微波从腔体上侧加热。5.系统开展了微波加热获得直接还原铁的小规模试验。首先通过静态小规模试验,掌握物料在设备腔体内的升温情况,获得适宜的料层高度、还原时间、还原剂用量;然后通过动态小规模试验,在铁精矿∶氧化铁皮=40∶60,煤粉配比25%,还原温度1100℃,料层高度为40mm,同时加热还原6盘混合料的试验条件下,得到铁品位为91.40%,金属化率为92.76%的直接还原铁,还原工艺周期为375min,还原工艺时间缩短了91.1%,微波能热效率为75.39%。此外制定了合理的微波还原操作制度,为微波加热生产直接还原铁的进一步工业化提供了重要参考。
二、山东高炉炼铁技术改造思路(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、山东高炉炼铁技术改造思路(论文提纲范文)
(1)炼铁新技术及基础理论研究进展(论文提纲范文)
1 烧结球团技术提质降耗技术 |
1.1 高效低耗1000 mm超厚料层烧结技术 |
1.2 高品质功能性球团制备关键技术及脉石元素迁移评价体系 |
1.3 富氢烧结研究进展 |
2 高炉内部焦炭多相反应行为解析 |
3 高炉清洁高效喷吹技术 |
4 长寿高炉新装备研发及评价 |
4.1 高炉炉缸碳复合材料研发及性能 |
4.2 高炉炉体铜钢复合冷却器研发及表征 |
5 高炉炼铁数据建模 |
6 冶金尘泥高效处理技术 |
6.1 钢铁冶金尘泥高效利用基础理论 |
6.2 炼钢污泥与除尘废水无害化循环烧结技术 |
6.3 钢铁冶金尘泥高效处理熔融炉工艺 |
7 非高炉炼铁技术 |
8 炼铁反应过程微观模拟 |
8.1 冶金熔体微观结构和性能表征 |
8.2 熔体-焦炭界面交互作用行为 |
8.3 化学反应微观机理 |
9 国内外低碳炼铁发展近况 |
9.1 富氢高炉的探索与实践 |
9.2 低碳非高炉炼铁发展近况 |
1 0 结论 |
(3)高炉喷吹褐煤的可磨性与流动性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstact |
第一章 绪论 |
1.1 国内外高炉喷吹煤粉的发展 |
1.1.1 国内的发展历程 |
1.1.2 国外的发展历程 |
1.2 高炉喷吹褐煤研究的背景及意义 |
1.3 褐煤的研究现状 |
1.4 粉体可磨性的影响因素 |
1.4.1 工业分析对可磨性的影响 |
1.4.2 粒径对可磨性的影响 |
1.4.3 矿物质对可磨性的影响 |
1.4.4 配煤对可磨性的影响 |
1.5 粉体流动性的影响因素 |
1.5.1 粒径对流动性的影响 |
1.5.2 水分对粒径的影响 |
1.6 本课题主要研究的内容 |
第二章 可磨性和流动性实验方法 |
2.1 可磨性实验 |
2.1.1 可磨性定义 |
2.1.2 可磨性测定方法 |
2.2 流动性实验 |
2.3 工业分析实验 |
2.3.1 灰分实验方法 |
2.3.2 挥发分实验方法 |
2.3.3 全水分测定方法 |
2.4 实验所使用仪器设备 |
第三章 云南省适于高炉喷吹褐煤的资源调查 |
3.1 昭通片区褐煤资源调查介绍 |
3.1.1 三善堂煤矿 |
3.1.2 红泥村煤矿 |
3.1.3 守望乡煤矿 |
3.2 红河、文山片区褐煤资源调查介绍 |
3.2.1 夸竹煤矿 |
3.2.2 西梭柏煤矿 |
3.2.3 小龙潭煤矿 |
3.3 昆明片区褐煤资源调查介绍 |
3.3.1 先锋煤矿 |
3.3.2 可保煤矿 |
3.4 楚雄片区褐煤资源调查介绍 |
3.4.1 吕合煤矿 |
3.4.2 罗茨煤矿 |
3.5 曲靖片区褐煤资源调查介绍 |
3.6 煤样工业分析 |
3.7 本章小节 |
第四章 混合煤粉可磨性实验 |
4.1 可磨性实验用料、仪器设备及流程 |
4.1.1 可磨性实验用料、仪器设备 |
4.1.2 实验流程 |
4.2 单煤的可磨性相关实验 |
4.2.1 单煤的煤岩组分测定 |
4.2.2 单煤的可磨性实验 |
4.3 混煤的可磨性相关实验 |
4.4 不同粒径的褐煤对可磨性的影响实验 |
4.5 破碎后混煤的质量分布实验 |
4.6 灰分、挥发分与可磨性相关实验 |
4.6.1 混煤的灰分、挥发分变化 |
4.6.2 不同粒径褐煤的灰分、挥发分 |
4.7 本章小结 |
第五章 混合煤粉流动性实验 |
5.1 实验用料、仪器设备及流程 |
5.1.1 实验用料、仪器设备 |
5.1.2 实验流程 |
5.2 粒径对流动性的影响实验 |
5.2.1 单煤的流动性 |
5.2.2 混煤的流动性 |
5.2.3 小于200 目不同占比的流动性 |
5.2.4 不同粒径的形貌对流动性的影响 |
5.3 水分对流动性的影响实验 |
5.3.1 褐煤不同水分的流动性 |
5.3.2 两种煤混配的流动性 |
5.3.3 三种煤混配的流动性 |
5.4 失水率实验 |
5.4.1 不同含水率的褐煤失水率 |
5.4.2 不同粒径的煤样的失水率 |
5.5 本章小结 |
第六章 高炉喷吹褐煤的工业应用 |
6.1 高炉喷煤的工艺流程 |
6.2 工厂操作制度 |
6.3 磨煤机的工作原理 |
6.4 工业试验数据 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.1.1 可磨性相关实验结论 |
7.1.2 流动性相关实验结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
附录 A:研究生阶段发表的学术论文情况 |
附录 B:研究生阶段参与的科研项目 |
附录 C:研究生阶段获得的荣誉 |
(4)煤气化-闪速炼铁耦合工艺的数值模拟及优化(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 炼铁工艺的技术发展和趋势 |
2.1.1 高炉炼铁技术发展 |
2.1.2 非高炉技术发展 |
2.2 闪速炼铁技术发展与研究 |
2.2.1 气基直接还原机理 |
2.2.2 闪速炼铁的提出与国内外研究现状 |
2.2.3 闪速炼铁与煤气化耦合 |
2.3 炼铁过程的数值模拟发展 |
2.4 研究思路及主要研究内容 |
2.4.1 研究思路 |
2.4.2 主要研究内容及意义 |
3 实验室条件下的闪速炼铁研究基础 |
3.1 铁矿石气基直接还原过程热力学分析 |
3.2 铁矿石闪速还原实验 |
3.2.1 实验研究方法 |
3.2.2 实验原料及设备 |
3.2.3 实验步骤及方案设计 |
3.2.4 结果讨论 |
3.3 实验室下落管数值模型 |
3.3.1 气粒两相流的模型框架 |
3.3.2 闪速还原动力学 |
3.3.3 模型结果讨论 |
3.4 本章小结 |
4 煤气化-闪速炼铁耦合工艺的热平衡模型 |
4.1 还原塔气化还原过程的热平衡模型 |
4.1.1 热力学平衡模型构建 |
4.1.2 模拟工况方案 |
4.1.3 结果讨论 |
4.2 熔池粉煤补吹过程的热力学建模 |
4.2.1 热力学平衡模型构建 |
4.2.2 模拟工况方案 |
4.2.3 结果讨论和优化工况 |
4.3 本章小结 |
5 煤气化-闪速炼铁数值模型的构建与验证 |
5.1 计算流体力学框架 |
5.1.1 欧拉-拉格朗日框架下的多相流模拟 |
5.1.2 流体流动的基本控制方程 |
5.1.3 颗粒追踪的基本控制方程 |
5.1.4 计算域及模型边界条件 |
5.1.5 均相/异相化学反应 |
5.2 粉煤气化过程的数值模拟 |
5.2.1 脱挥发分过程 |
5.2.2 粉煤气化反应 |
5.2.3 气相组分间的化学反应 |
5.2.4 煤气化过程的结果讨论 |
5.3 煤气化-闪速炼铁耦合过程的结果讨论 |
5.3.1 炉内分布特征 |
5.3.2 颗粒行为分析 |
5.3.3 产物预测与关键问题论证 |
5.4 本章小结 |
6 基于煤气化-闪速炼铁数值模型的物料参数优化 |
6.1 不同煤种的影响 |
6.2 不同氧/煤比对煤气化过程的作用 |
6.2.1 煤气温度和组分 |
6.2.2 炉内分布特征 |
6.2.3 颗粒特性 |
6.3 矿/煤比对耦合过程的作用 |
6.3.1 流场分布 |
6.3.2 温度和组分分布 |
6.3.3 颗粒停留时间 |
6.3.4 对产品质量的影响 |
6.4 本章小结 |
7 基于数值模拟的反应器结构设计和优化 |
7.1 双通道喷嘴下的炉型结构优化 |
7.1.1 矿粉投料位置的作用 |
7.1.2 炉身半径的影响 |
7.1.3 炉身长径比的影响 |
7.1.4 顶部曲面与优化炉型 |
7.2 旋流喷嘴反应器的基本特征和工况优化 |
7.2.1 旋流喷嘴下的煤气化特征 |
7.2.2 旋流角度对于工况的影响 |
7.3 本章小结 |
8 煤气化-闪速炼铁耦合工艺的全流程设计与模拟计算 |
8.1 煤气化-闪速炼铁-发电联产工艺 |
8.1.1 燃气轮机发电 |
8.1.2 蒸汽轮机发电 |
8.2 煤气化-闪速炼铁-甲醇合成-发电多联产工艺 |
8.2.1 CO变换工序 |
8.2.2 甲醇合成工序 |
8.2.3 精馏工序 |
8.2.4 热量回收与蒸汽发电 |
8.3 基于GSP气化炉的燃气发电工艺 |
8.4 基于(?)分析概念的能量计算 |
8.4.1 热力学第二定律和(?)分析 |
8.4.2 耦合过程的效率计算 |
8.4.3 全流程工艺的(?)流计算 |
8.5 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 主要结论 |
9.2 论文创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(6)HIsmelt炼铁工艺的基础研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 熔融还原工艺 |
2.1.1 熔融还原特点 |
2.1.2 熔融还原与高炉炼铁 |
2.1.3 Finex工艺 |
2.1.4 Corex工艺 |
2.1.5 HIsarna工艺 |
2.1.6 ITmk3工艺 |
2.2 HIsmelt工艺 |
2.2.1 HIsmelt工艺发展历程 |
2.2.2 HIsmelt工艺流程 |
2.2.3 HIsmelt核心设备与工艺原理 |
2.2.4 HIsmelt工艺主要特点 |
2.2.5 Hlsmelt工艺原燃料条件及铁水质量 |
2.2.6 Hlsmelt工艺矿粉预热系统 |
2.2.7 HIsmelt工艺与钢铁企业现有工艺结合 |
2.3 Hlsmelt示范工厂问题汇总 |
2.3.1 工艺问题 |
2.3.2 设备问题 |
2.4 课题主要研究内容 |
2.4.1 课题研究背景和意义 |
2.4.2 课题研究内容 |
3 HIsmelt工艺的热力学原理及流程讨论 |
3.1 碳还原铁氧化物的热力学原理 |
3.2 HIsmelt工艺冶炼高磷铁矿的原理 |
3.3 小结 |
4 褐铁矿结构、焙烧特性及HIsmelt工艺预还原动力学 |
4.1 褐铁矿原矿结构的实验研究 |
4.2 褐铁矿焙烧特性研究 |
4.2.1 褐铁矿的焙烧实验 |
4.2.2 褐铁矿的TG-DSC分析 |
4.3 褐铁矿HIsmelt工艺预还原动力学 |
4.3.1 实验方法 |
4.3.2 褐铁矿气基还原的速率分析 |
4.3.3 还原反应控速环节的讨论 |
4.4 小结 |
5 高磷钛磁铁矿的SRV熔融还原实验 |
5.1 实验方法 |
5.1.1 实验原料和球团制备 |
5.1.2 实验方法及步骤 |
5.2 实验结果与分析 |
5.2.1 不同温度的熔融还原实验 |
5.2.2 不同碱度条件下实验结果 |
5.2.3 不同碳氧比条件下实验结果 |
5.3 小结 |
6 基于IMCT的HIsmelt工艺渣铁间磷分配比预报模型 |
6.1 炉渣脱磷的基本原理及磷分配比的研究进展 |
6.2 七元渣系结构单元质量作用浓度计算模型 |
6.2.1 IMCT下各组元作用浓度N_i的确定方法 |
6.2.2 七元渣系结构单元 |
6.2.3 七元渣系结构单元计算模型 |
6.3 基于IMCT的渣铁间磷分配比预报模型及应用 |
6.3.1 基于IMCT的渣铁间磷分配比预报模型 |
6.3.2 HIsmelt流程实测数据与理论计算的验证 |
6.4 炉渣组元与磷分配比的关系 |
6.4.1 炉渣组元的质量作用浓度与lg L_(P,measured)或lg L_(P,calculated)关系 |
6.4.2 SRV炉渣组元质量分数与lg L_(P,measured)或lg L_(P,calcutated)关系 |
6.4.3 SRV炉渣碱度与lg L_(P,measured)或lg L_(P,calculated)关系 |
6.4.4 磷分配比的其他经验公式 |
6.5 小结 |
7 基于IMCT的HIsmelt工艺SRV渣铁间硅分配比预报模型 |
7.1 基于IMCT的SRV渣铁间硅分配比预报模型 |
7.2 HIsmelt工艺SRV实测数据与理论计算的验证 |
7.3 SRV炉渣组元与硅分配比的关系 |
7.3.1 SRV炉渣组元质量作用浓度与lg L_(Si,measured)或lg L_(Si,calculated)关系 |
7.3.2 SRV炉渣组元质量分数与lg L_(Si,measured)或lg L_(Si,calculated)关系 |
7.3.3 SRV炉渣碱度与lg L_(Si,measured)或lg L_(Si,calculated)关系 |
7.3.4 碱性氧化物和两性氧化物对脱硅能力的影响 |
7.4 小结 |
8 基于IMCT的工厂生产实践、高磷钛磁铁矿、褐铁矿的最佳渣系研究 |
8.1 基于IMCT下的HIsmelt工厂生产实践的最佳渣系 |
8.2 高磷钛磁铁矿熔渣质量作用浓度的变化理论分析 |
8.2.1 温度对熔渣各组分活度的影响 |
8.2.2 碱度对熔渣各组分活度的影响 |
8.2.3 熔渣中各组元成分对活度的影响 |
8.3 高磷钛磁铁矿渣铁间P、Si分配比的影响关系 |
8.3.1 温度对渣铁间P、Si分配比的影响 |
8.3.2 炉渣碱度对P、Si分配比的影响 |
8.3.3 炉渣组元成分对P、Si分配比的影响 |
8.3.4 IMCT下的高磷钛磁铁矿冶炼最佳渣系 |
8.4 褐铁矿熔渣质量作用浓度的变化理论分析 |
8.5 褐铁矿渣铁间P、Si分配比的影响关系 |
8.5.1 温度对渣铁间P、Si分配比的影响 |
8.5.2 炉渣碱度对P、Si分配比的影响 |
8.5.3 炉渣组元成分对P、Si分配比的影响 |
8.5.4 IMCT下的褐铁矿冶炼最佳渣系 |
8.6 小结 |
9 HIsmelt工艺SRV的Fluent数值模拟 |
9.1 SRV数学模型的建立 |
9.1.1 模拟对象与假设设定 |
9.1.2 初值条件设定 |
9.1.3 控制方程 |
9.1.4 边界条件 |
9.1.5 计算方法 |
9.2 SRV中二维流场模拟 |
9.3 SRV内三维流场模拟 |
9.4 SRV内温度场与燃烧反应的耦合 |
9.5 小结 |
10 HIsmelt工艺设计优化 |
10.1 HIsmelt示范工厂主要问题 |
10.2 HIsmelt工艺设计优化 |
10.2.1 矿粉预热系统创新 |
10.2.2 炉缸耐材结构优化 |
10.2.3 固体物料喷枪改造 |
10.2.4 出渣与出铁系统完善 |
10.2.5 高温低热值煤气资源利用 |
10.3 HIsmelt国内工厂生产实践 |
10.4 小结 |
11 结论与创新 |
11.1 结论 |
11.2 创新 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(7)基于氢气直接还原铁冶炼高纯铁和高纯轴承钢的基础研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 直接还原炼铁 |
2.1.1 直接还原炼铁的发展现状 |
2.1.2 直接还原炼铁的生产工艺 |
2.2 气基竖炉还原的工艺流程 |
2.2.1 Midrex工艺 |
2.2.2 HYL-Ⅲ工艺 |
2.2.3 煤制气竖炉还原工艺 |
2.2.4 低碳排放直接还原工艺 |
2.3 气基直接还原反应动力学 |
2.3.1 气基直接还原反应动力学的一般规律 |
2.3.2 气基直接还原反应动力学的研究现状 |
2.4 直接还原铁在电炉中的应用 |
2.4.1 直接还原铁的特性 |
2.4.2 直接还原铁对电炉炼钢的影响 |
2.4.3 电炉使用直接还原铁的生产实践 |
2.5 国内外轴承钢的发展现状及趋势 |
2.5.1 国外轴承钢的发展现状及趋势 |
2.5.2 国内轴承钢的发展现状及趋势 |
2.6 轴承钢的生产流程 |
2.6.1 国外轴承钢生产工艺流程 |
2.6.2 国内轴承钢生产工艺流程 |
2.7 轴承钢生产过程中氧含量及夹杂物的控制 |
2.7.1 轴承钢氧含量与疲劳寿命的关系 |
2.7.2 轴承钢生产过程中对氧和夹杂物的控制 |
2.8 课题研究背景、意义和内容 |
2.8.1 研究背景和意义 |
2.8.2 研究内容和方法 |
3 气基直接还原热力学研究 |
3.1 铁氧化物气基还原热力学体系及平衡描述 |
3.2 铁氧化物气基还原热力学平衡 |
3.2.1 铁氧化物气基还原热力学平衡图 |
3.2.2 铁氧化物逐级还原的热力学平衡分析 |
3.3 氢气还原铁氧化物的热力学平衡 |
3.4 H_2和CO混合气体还原铁氧化物的热力学平衡 |
3.4.1 还原气体总量及比例对平衡的影响 |
3.4.2 CO和H_2混合气体还原铁氧化物的三维平衡图 |
3.5 本章小结 |
4 气基直接还原实验研究 |
4.1 实验原料及实验过程 |
4.1.1 实验原料 |
4.1.2 实验设备及流程 |
4.2 实验条件对球团还原过程的影响 |
4.2.1 温度对还原的影响 |
4.2.2 H_2流量对还原的影响 |
4.2.3 不同球团粒度对还原的影响 |
4.2.4 不同球团质量对还原的影响 |
4.3 不同位置的球团在还原过程中的行为 |
4.4 球团还原后的微观形貌分析 |
4.4.1 不同位置球团的微观形貌 |
4.4.2 球团的未反应核特征 |
4.5 还原过程的动力学分析 |
4.5.1 动力学公式推导 |
4.5.2 不同还原条件时的动力学控速环节 |
4.6 氢气还原氧化球团所需还原时间的理论预测 |
4.7 本章小结 |
5 采用直接还原-熔分-渣精炼工艺制备高纯铁 |
5.1 实验原料和过程 |
5.2 一般杂质元素的去除 |
5.2.1 碳和硫的去除 |
5.2.2 直接还原过程的选择性还原 |
5.3 熔分过程和脱磷 |
5.3.1 基于炉渣共存理论的脱磷热力学模型 |
5.3.2 适于熔分脱磷渣系的确定 |
5.4 熔渣精炼脱氧 |
5.5 工业化的可行性 |
5.6 本章小结 |
6 直接还原铁冶炼轴承钢精炼过程的渣钢反应 |
6.1 精炼过程的渣钢平衡热力学计算 |
6.1.1 基于炉渣共存理论的渣钢耦合热力学平衡模型 |
6.1.2 模型的验证 |
6.2 使用直接还原铁冶炼轴承钢精炼过程最佳渣系探究 |
6.2.1 实验过程与渣系设计 |
6.2.2 渣系物理化学性质分析 |
6.2.3 脱氧渣系热力学性质分析 |
6.2.4 脱氧渣系实验结果分析 |
6.3 轴承钢精炼过程脱氧的动力学研究 |
6.3.1 精炼过程渣钢反应动力学模型 |
6.3.2 实验结果与讨论 |
6.4 本章小结 |
7 轴承钢凝固过程中TiN的析出和长大研究 |
7.1 凝固过程中TiN夹杂物析出的热力学 |
7.1.1 TiN析出的平衡溶度积 |
7.1.2 凝固过程中溶质元素的偏析 |
7.1.3 考虑凝固偏析的TiN夹杂物析出稳定性图 |
7.1.4 凝固过程中TiN的析出 |
7.2 凝固过程中TiN夹杂物的长大 |
7.2.1 TiN夹杂物长大动力学的基本方程 |
7.2.2 TiN夹杂物的最大尺寸 |
7.2.3 冷却速率对TiN夹杂物最大尺寸的影响 |
7.2.4 钢液中Ti和N含量对TiN夹杂物最大尺寸的影响 |
7.3 本章小结 |
8 结论及创新点 |
8.1 结论 |
8.2 论文创新点 |
参考文献 |
附录A 最小自由能热力学模型求解程序 |
附录B 渣钢平衡热力学计算模型求解程序 |
附录C 精炼过程脱氧的动力学计算程序 |
附录D 凝固过程中固液前沿温度与固相率的关系式推导 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(8)存量时代下工业遗存更新策略研究 ——以北京首钢园区为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究的缘起 |
1.2 研究背景 |
1.2.1 我国城市化发展 |
1.2.2 我国城市更新发展 |
1.2.3 工业遗存更新的必要性 |
1.3 研究概念界定 |
1.3.1 城市更新 |
1.3.2 工业遗存 |
1.3.3 工业遗存更新 |
1.4 研究范围、目的和意义 |
1.4.1 研究范围界定 |
1.4.2 研究目的 |
1.4.3 研究意义 |
1.5 研究方法以及研究框架 |
1.5.1 研究方法 |
1.5.2 研究框架 |
1.6 研究的未尽事宜 |
1.6.1 研究对象的时空局限性 |
1.6.2 更新实践案例的局限性 |
1.6.3 研究方法手段的局限性 |
第2章 国内外工业遗存更新研究 |
2.1 工业革命推动的城市化进程与更新 |
2.2 国外工业遗存更新研究发展与实践 |
2.2.1 国外工业遗存更新研究综述 |
2.2.2 国外工业遗存相关法规政策 |
2.2.3 国外工业遗存更新发展脉络 |
2.2.4 国外工业遗存更新实践 |
2.2.4.1 静态保护和博物馆式更新 |
2.2.4.2 适应更新与有机更新 |
2.2.4.3 城市复兴 |
2.3 国内工业遗存更新研究发展与实践 |
2.3.1 国内工业遗存更新研究综述 |
2.3.2 国内工业遗存更新发展脉络 |
2.3.2.1 中国工业遗存更新的探索阶段(1995-2005) |
2.3.2.2 中国工业遗存更新的发展阶段(2006-2015) |
2.3.2.3 中国工业遗存更新的繁荣阶段(2016年至今) |
2.3.3 国内工业遗存更新实践 |
2.3.3.1 静态保护和博物馆式更新 |
2.3.3.2 适应更新与有机更新并存 |
2.3.3.3 从有机更新迈向城市复兴 |
2.4 小结 |
第3章 工业遗存更新策略研究 |
3.1 工业遗存价值评估与信息采集 |
3.1.1 工业遗存价值评估 |
3.1.2 工业遗存信息采集 |
3.1.2.1 特征数据采集 |
3.1.2.2 详尽掌握资料 |
3.1.2.3 充分踏勘基地 |
3.1.2.4 精细测绘现状 |
3.1.2.5 准确鉴定结构 |
3.2 工业遗存更新的引擎 |
3.2.1 工业遗存的空间生产模式转型 |
3.2.2 工业遗存更新的差异化引擎 |
3.2.2.1 以大事件为导向的工业遗存更新 |
3.2.2.2 以文化为导向的工业遗存更新 |
3.2.2.3 以邻里为导向的工业遗存 |
3.3 工业遗存更新的空间再生 |
3.3.1 城市尺度下的空间再生 |
3.3.1.1 都市针灸,点状更新 |
3.3.1.2 都市链接,线状更新 |
3.3.1.3 都市织补,面状更新 |
3.3.2 单体尺度下的空间再生 |
3.3.2.1 缝合与叠置 |
3.3.2.2 内置与包络 |
3.3.2.3 并置与对偶 |
3.3.2.4 嵌固与植入 |
3.3.2.5 封存与再现 |
3.4 工业遗存更新的空间公共性再造 |
3.4.1 工业遗存更新与城市空间转型的关系 |
3.4.2 工业遗存更新的区域空间开放化 |
3.4.3 工业遗存更新的城市结构邻里化 |
3.4.4 工业遗存更新的公共空间公平化 |
3.4.5 工业遗存更新的城市记忆空间化 |
3.5 工业遗存更新的产业活化 |
3.5.1 产业活化的“工业+”模式 |
3.5.1.1 产业升级还是植入 |
3.5.1.2 智力储备和政策支持 |
3.5.1.3 产业孵化的平台建设 |
3.5.2 产业活化的“文化+”模式 |
3.5.2.1 以传统历史文化为锚点的产业活化模式 |
3.5.2.2 以符号文化嫁接为手段的产业复制模式 |
3.5.3 产业活化的“产业+”模式 |
3.5.3.1 原发性升级的传统产业模式 |
3.5.3.2 渐进迭代的传统产业模式 |
3.5.3.3 颠覆传统地缘经济的新产业模式 |
3.6 工业遗存更新的社会融合 |
3.6.1 传统工业化进程中的产居共同体 |
3.6.2 工业遗存更新的再城市化进程 |
3.6.3 工业遗存更新的空间正义修复 |
3.7 工业遗存更新的可持续发展 |
3.7.1 工业遗存更新的生态可持续 |
3.7.2 工业遗存更新的空间可持续 |
3.7.2.1 保持空间风貌 |
3.7.2.2 优化基础设施 |
3.7.2.3 制定适宜目标 |
3.7.3 工业遗存更新的经济可持续 |
3.8 工业遗存更新的法律制度环境 |
3.8.1 工业遗存更新中的法律制度环境构建 |
3.8.2 工业遗存更新制度的指向性实践推动 |
3.8.3 工业遗存更新中的相关制度环境创新 |
3.9 小结 |
第4章 以北京首钢园区更新为典型代表的策略实证 |
4.1 首钢工业遗存价值评估与信息采集 |
4.1.1 首钢工业遗存价值评估 |
4.1.1.1 历史价值(历史代表性、历史重要性) |
4.1.1.2 社会价值(城市综合贡献、文化情感认同) |
4.1.1.3 工艺价值(技术先进性、工艺完整性) |
4.1.1.4 艺术价值(厂区保存状况、建构筑物特征) |
4.1.1.5 实用价值(空间保持状态、再利用可行性) |
4.1.1.6 溢出价值(景观交通条件、级差地价状态) |
4.1.2 首钢工业遗存信息采集 |
4.1.2.1 特征信息采集 |
4.1.2.2 详尽掌握资料 |
4.1.2.3 充分踏勘基地 |
4.1.2.4 精细测绘现状 |
4.1.2.5 准确鉴定结构 |
4.2 首钢园区的更新引擎 |
4.2.1 首钢园区的空间生产模式 |
4.2.1.1 北京城市化及差异化城市过程 |
4.2.1.2 首钢园区空间生产模式变迁 |
4.2.2 首钢园区更新引擎的选择 |
4.2.2.1 以大事件为导向的首钢园区更新引擎 |
4.2.2.2 以文化为导向的首钢园区更新引擎 |
4.2.2.3 以邻里为导向的首钢园区更新引擎 |
4.3 首钢园区空间再生策略 |
4.3.1 城市尺度下的园区空间再生 |
4.3.1.1 都市针灸,局部点状更新 |
4.3.1.2 都市链接,区域跳跃式更新 |
4.3.1.3 都市织补,面状区域更新 |
4.3.2 单体尺度下的建筑空间再生 |
4.3.2.1 缝合与叠置(水平织补和垂直织补) |
4.3.2.2 内嵌与包络(结构加固和风貌保持) |
4.3.2.3 并置与对偶(新旧并置和新旧对比) |
4.3.2.4 嵌固与植入(局部加建和地下更新) |
4.3.2.5 封存与再现(面层涂装和旧材保持) |
4.3.2.6 利用与统筹(遗存利用和设备综合) |
4.4 首钢园区的公共性再造 |
4.4.1 首钢园区更新与城市空间转型关系 |
4.4.2 首钢园区更新的区域空间开放化 |
4.4.3 首钢园区更新的空间结构邻里化 |
4.4.4 首钢园区更新的公共空间公平化 |
4.4.5 首钢园区更新的城市记忆空间化 |
4.5 首钢园区更新产业活化 |
4.5.1 城市能级与产业活化的关系 |
4.5.2 首钢业态再生的“工业+”模式 |
4.5.2.1 首钢产业活化的城市背景 |
4.5.2.2 首钢的“钢铁”产业升级 |
4.5.2.3 首钢的“非钢”产业升级 |
4.5.3 首钢业态再生的“文化+”模式 |
4.5.3.1 以传统文化为锚固点的产业活化模式 |
4.5.3.2 以符号文化嫁接为手段的产业复制模式 |
4.5.4 首钢业态再生的“产业+”模式 |
4.5.4.1 原发性植入的传统产业模式 |
4.5.4.2 颠覆传统地缘经济的新产业模式 |
4.6 首钢园区更新的社会融合 |
4.6.1 首钢园区的“产居共同体”瓦解 |
4.6.2 首钢园区的“再城市化”进程 |
4.6.3 首钢园区的“空间正义”修复 |
4.7 首钢园区工业遗存更新的可持续性 |
4.7.1 首钢遗存更新中的生态可持续 |
4.7.1.1 首钢园区生态策略 |
4.7.1.2 首钢园区生态系统 |
4.7.1.3 首钢园区污染治理 |
4.7.1.4 首钢能源综合利用 |
4.7.2 首钢遗存更新中的空间可持续 |
4.7.2.1 保持园区工业特色风貌 |
4.7.2.2 保持园区景观开放特征 |
4.7.2.3 优化交通基础设施系统 |
4.7.3 首钢遗存更新中的经济可持续 |
4.8 首钢园区更新的规划与政策环境 |
4.8.1 首钢转型更新的多维度诉求 |
4.8.2 首钢转型更新的重要政策依据 |
4.8.3 首钢转型更新的制度环境创新 |
4.8.4 首钢转型更新的规划实现路线 |
4.9 小结 |
第5章 建构中国工业遗存更新技术路线 |
5.1 工业遗存更新的土地获取 |
5.1.1 政府主导推进一级开发 |
5.1.2 政企合作推进一二联动 |
5.1.3 企业自主区域统筹升级 |
5.1.4 不同模式存在的问题 |
5.2 工业遗存更新的政策支持 |
5.2.1 契合国家政策导向 |
5.2.2 契合地方政策导向 |
5.2.3 契合城市公共诉求 |
5.3 工业遗存更新的价值评定 |
5.3.1 上位风貌保护规划 |
5.3.2 相关专家论证评定 |
5.3.3 企业自荐遗存名录 |
5.4 工业遗存更新的经济评估 |
5.4.1 改变土地性质的自持土地经济评估 |
5.4.2 不改变土地性质的自持土地经济评估 |
5.4.3 不改变土地性质的出租土地经济评估 |
5.5 工业遗存更新的规划调整 |
5.5.1 明确城市设计优先 |
5.5.2 设定城市更新单元 |
5.5.3 推进综合交通评估 |
5.5.4 确认土地用地性质 |
5.5.5 明确上位规划边界 |
5.5.6 开展更新城市设计 |
5.5.7 落实控制规划调整 |
5.6 工业遗存更新的操作主体 |
5.6.1 主体与过程的关系 |
5.6.2 兼容经营与公众参与 |
5.7 工业遗存更新的设计进程 |
5.7.1 梳理上位条件 |
5.7.2 编制建设方案 |
5.7.3 推进更新产策 |
5.8 工业遗存更新的实施运管 |
5.8.1 操作资金构成 |
5.8.2 运管团队构成 |
5.8.3 工作机制创建 |
5.9 小结 |
第6章 结论与讨论 |
6.1 主要研究结论 |
6.1.1 建立适当的制度与环境平台 |
6.1.1.1 加快建设完善相关法律法规体系 |
6.1.1.2 统筹工业遗存价值评定机构标准 |
6.1.1.3 建立工业遗存弹性再利用评定机制 |
6.1.1.4 逐步转变土地治理模式和政策 |
6.1.1.5 搭建跨部门协同的管控治理平台 |
6.1.1.6 建构适用存量更新的规划审批模式 |
6.1.2 选择适当的工业遗存更新模式 |
6.1.2.1 选择技术经济和艺术适合的更新手段 |
6.1.2.2 鼓励公共空间及场所精神的再造 |
6.1.2.3 建立全面的可持续观 |
6.1.3 选择适当的产业及实施策略 |
6.1.3.1 探索匹配城市能级的更新之路 |
6.1.3.2 寻求恰当的引导产业 |
6.1.3.3 建构再城市化的融合之路 |
6.2 主要创新点 |
6.2.1 梳理并集成基于城市过程的多维度协同的工业遗存更新策略 |
6.2.2 梳理基于中国国情的全流程工业遗存更新的技术路线 |
6.3 需进一步探讨的问题 |
致谢 |
参考文献 |
图表索引 |
作者简介及成果 |
(9)技术创新、制度创新协同演化视角下中国钢铁产业升级实证研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与问题提出 |
1.2 研究目的与意义 |
1.2.1 研究目的 |
1.2.2 研究意义 |
1.3 研究内容、方法与论文框架 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
1.3.3 技术路线图 |
1.4 相关文献综述 |
1.4.1 产业升级影响因素与度量方法 |
1.4.2 技术创新能力评价与实现路径 |
1.4.3 制度创新相关综述 |
1.4.4 协同演化与产业升级 |
1.5 研究创新之处 |
第2章 概念界定与理论研究 |
2.1 概念界定 |
2.1.1 产业升级 |
2.1.2 技术创新 |
2.1.3 制度创新 |
2.1.4 协同演化 |
2.2 技术创新、制度创新及协同演化与产业升级互动机理 |
2.2.1 技术创新与产业升级 |
2.2.2 制度创新与产业升级 |
2.2.3 协同演化与产业升级 |
第3章 中国钢铁产业升级指标体系构建及评价 |
3.1 产业升级评价指标体系的构建 |
3.1.1 构建原则 |
3.1.2 指标体系构建 |
3.2 一级指标描述性统计 |
3.2.1 附加值水平 |
3.2.2 生产效率水平 |
3.2.3 出口水平 |
3.2.4 能源利用及环保水平 |
3.3 评价方法选择及实证分析 |
3.3.1 评价方法选择 |
3.3.2 实证分析 |
第4章 中国钢铁产业技术创新指标体系构建及评价 |
4.1 技术创新评价指标体系构建 |
4.1.1 目标与原则 |
4.1.2 指标体系构建及评价方法的选择 |
4.2 一级指标描述性统计 |
4.2.1 技术创新投入能力 |
4.2.2 技术创新产出能力 |
4.3 指标权重的确定及技术创新能力评价 |
4.3.1 指标权重及评价结果 |
4.3.2 实证结果分析 |
第5章 中国钢铁产业制度创新指标体系构建及评价 |
5.1 制度创新体系的构成及演进分析 |
5.1.1 钢铁产业制度创新体系构成 |
5.1.2 制度创新的演进分析 |
5.2 评价指标体系的构建 |
5.2.1 评价指标的选择 |
5.2.2 评级指标体系的具体说明 |
5.3 指标权重的确定及制度创新能力评价 |
5.3.1 指标权重及评价结果 |
5.3.2 实证结果分析 |
第6章 中国钢铁产业协同演化研究 |
6.1 协同演化的实践 |
6.1.1 产能扩张阶段(2001 年-2007 年) |
6.1.2 结构调整阶段(2008 年-2015 年) |
6.1.3 智能制造阶段(2016 年-至今) |
6.1.4 中国钢铁产业技术创新和制度创新协同演化的总体特征 |
6.2 技术创新与制度创新协同演化模型的构建 |
6.3 技术创新与制度创新协同演化的实证分析 |
6.3.1 子系统协同度的确定 |
6.3.2 实证结果分析 |
第7章 中国钢铁产业升级仿真实验 |
7.1 BP神经网络模型构建 |
7.2 BP神经网络工作原理及过程 |
7.3 模型训练与确认 |
7.3.1 训练样本的归一化处理 |
7.3.2 网络训练及实验结果 |
7.4 模型调整确定 |
7.4.1 模型调整 |
7.4.2 实验结果分析 |
第8章 本文结论及对策建议 |
8.1 本文结论 |
8.2 对策建议 |
8.2.1 技术创新层面 |
8.2.2 制度创新层面 |
8.2.3 协同创新层面 |
8.3 研究不足 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表论文以及参加科研情况 |
(10)微波场中碳热还原含铁原料基础及小规模试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 “低碳经济”发展中我国钢铁生产现状 |
1.2 直接还原炼铁生产现状与工艺 |
1.2.1 直接还原炼铁法生产现状 |
1.2.2 直接还原炼铁法工艺评述 |
1.3 直接还原炼铁法发展方向 |
1.3.1 国外煤基直接还原法研究现状 |
1.3.2 国内煤基直接还原法研究现状 |
1.3.3 我国煤基直接还原铁法发展方向 |
1.4 微波加热原理及在铁矿还原中的研究 |
1.4.1 微波加热原理及特点 |
1.4.2 微波加热在铁矿还原中的研究 |
1.5 研究目的、意义及主要研究内容 |
第二章 原料性能及研究方法 |
2.1 实验原料 |
2.1.1 含铁原料 |
2.1.2 还原剂 |
2.1.3 脱硫剂 |
2.1.4 粘结剂 |
2.2 实验设备 |
2.2.1 造球设备 |
2.2.2 微波加热还原设备 |
2.3 分析及表征方法 |
2.3.1 金属化率计算 |
2.3.2 粒度分析 |
2.3.3 介电常数测试 |
2.3.4 XRD分析和SEM分析 |
第三章 微波场中原料升温特性及介电特性研究 |
3.1 微波与物质的作用 |
3.1.1 微波与物质的作用原理 |
3.1.2 微波加热能量传递 |
3.2 原料在微波场中的升温特性及介电特性 |
3.2.1 含铁原料升温特性和介电特性 |
3.2.2 无烟煤升温特性和介电特性 |
3.2.3 混合料升温特性和介电特性 |
3.3 小结 |
第四章 微波加热还原含碳铁原料过程研究 |
4.1 微波加热还原含碳铁原料过程分析 |
4.2 微波加热还原含碳铁原料动力学研究 |
4.2.1 研究方法 |
4.2.2 还原反应动力学方程 |
4.2.3 微波加热还原热重试验研究 |
4.3 常规加热下热分析动力学研究 |
4.4 小结 |
第五章 微波场中碳热还原铁原料工艺研究 |
5.1 微波场中碳热还原铁矿对比试验 |
5.2 微波场中碳热还原铁原料工艺研究 |
5.2.1 还原温度对铁品位、金属化率的影响 |
5.2.2 还原时间对铁品位、金属化率的影响 |
5.2.3 煤粉配比对铁品位、金属化率的影响 |
5.2.4 氧化铁皮配比对铁品位、金属化率的影响 |
5.2.5 脱硫剂对铁品位、金属化率的影响 |
5.3 还原产物的XRD和 SEM分析 |
5.4 小结 |
第六章 微波场中碳热还原铁原料小规模试验设计 |
6.1 小规模试验方法 |
6.2 小规模试验设备设计 |
6.2.1 微波高温材料处理系统组成 |
6.2.2 微波谐振腔 |
6.2.3 微波源 |
6.2.4 腔体保温层 |
6.2.5 测温装置 |
6.2.6 排气系统 |
6.2.7 物料输送系统 |
6.2.8 总控制单元 |
6.2.9 微波高温材料处理反应器安全性测量 |
6.2.10 微波高温材料处理反应器 |
6.3 小结 |
第七章 微波场中碳热还原铁原料小规模试验研究 |
7.1 试验工艺流程 |
7.2 静态试验 |
7.2.1 升温速率试验 |
7.2.2 料层高度试验 |
7.2.3 还原时间试验 |
7.2.4 还原剂配比试验 |
7.3 动态连续性试验 |
7.4 产量及微波能热效率计算 |
7.4.1 产量计算 |
7.4.2 微波能热效率计算 |
7.5 小结 |
第八章 结论及创新点 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、山东高炉炼铁技术改造思路(论文参考文献)
- [1]炼铁新技术及基础理论研究进展[J]. 张建良,刘征建,焦克新,徐润生,李克江,王振阳,王翠,王耀祖,张磊. 工程科学学报, 2021(12)
- [2]低碳炼铁 势在必行[J]. 杨天钧,张建良,刘征建,李克江. 炼铁, 2021(04)
- [3]高炉喷吹褐煤的可磨性与流动性研究[D]. 郑小姣. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]煤气化-闪速炼铁耦合工艺的数值模拟及优化[D]. 杨逸如. 北京科技大学, 2021(02)
- [5]关于新形势下炼铁工业发展的认识[J]. 杨天钧,张建良,刘征建,李克江. 炼铁, 2020(05)
- [6]HIsmelt炼铁工艺的基础研究[D]. 李林. 北京科技大学, 2020(06)
- [7]基于氢气直接还原铁冶炼高纯铁和高纯轴承钢的基础研究[D]. 李彬. 北京科技大学, 2020(06)
- [8]存量时代下工业遗存更新策略研究 ——以北京首钢园区为例[D]. 薄宏涛. 东南大学, 2019(01)
- [9]技术创新、制度创新协同演化视角下中国钢铁产业升级实证研究[D]. 李文. 辽宁大学, 2019(11)
- [10]微波场中碳热还原含铁原料基础及小规模试验研究[D]. 代林晴. 昆明理工大学, 2019(06)