基于辊缝动态摩擦方程的铝板冷轧机垂振机理分析

  板带冷轧机这一多质量、旋转运动体系统,在其高速、瞬态轧制过程中,时常会发生轧机振动现象。当轧制工艺、设备和控制等参数配合良好时,这种振动现象并不会明确体现。但是,一旦轧机运行状态超出对产品的精度要求或设备的承受能力,便会导致轧机振动的频繁发生。在带钢冷连轧过程中经常出现的传动系统扭转振动、垂直振动及垂扭耦合振动等振动形式中,以垂向系统的三倍频振动危害最大,它轻则会对轧件产品的板厚-板形质量指标造成不良的影响,重则会导致轧机设备的损害。   北京科技大学的学者针对高速铝板轧制过程中频繁出现的冷轧机垂直振动现象,结合轧制工艺润滑原理和机械振动理论,建立基于辊缝动态摩擦方程的轧机垂直振动模型。该模型由辊缝几何形状模型,轧辊-轧件工作界面的动态摩擦模型,变形区内的正向轧制应力、摩擦应力分布模型,以及单机架铝板冷轧机二自由度垂向系统结构模型组成。同时,为研究轧辊--轧件工作界面动态摩擦机制影响下的冷轧机垂振机理及系统稳定性,采用某厂单机架铝轧机设备及工艺参数,搭建Matlab/Simulink平台,分别模拟仿真轧制压力和正向轧制应力曲线,验证该模型的有效性;并讨论分析了变形区混合摩擦状态,轧辊--轧件表面粗糙度、轧件入口厚度与系统稳定性的关系。
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关键字:冷轧
发布时间:2014-08-11

提高脱硫利用率在钝化镁粉铁水脱硫中的问题研究

  在铁水预处理成本中,钝化镁粉的成本约占脱硫剂总成本的42%。钝化镁粉是决定脱硫成本的主要因素。理论上1kg金属镁能脱除1.32kg的硫,实际上由于诸多因素影响,目前八钢铁水预处理钝化镁的脱硫利用率较低,平均利用率约为45%,而且低于40%的比例较多。因此如何提高钝化镁的脱硫利用率是目前降低铁水喷镁脱硫成本最关键的问题。   众所周知,镁与CaO、CaC2、NaHCO3这些传统的脱硫剂相比,与[S]的亲和力较大。因此,其反应速度快、脱硫效果好。且能将铁水中硫脱到5×10-6。这是以往所用的任何脱硫剂无法比拟的。尽管镁粉的价格高,但由于喷吹量少、喷吹时间短、作业率高,对铁水降温值小、相对处理的渣量少、铁损少等优点,故其综合效益比较显著,是各大钢铁企业铁水预处理中普遍选择的脱硫剂。   提高钝化镁的脱硫率,可以从两个方面入手:首先是使镁粒尽可能多地穿透射流的气-液界面侵入铁液,防止其被包裹在载气泡中,上浮到渣层而被烧损;其次是防止镁粒在铁液中完全吸收、溶解的时间大于其在铁液中停留时间,避免镁气泡浮入渣层的损耗。为研究影响钝化镁粉利用率的各种因素,在生产中采用不同工艺参数进行脱硫实践,对最终结果进行归纳统计并分析。   1.铁水温度对钝化镁粉利用率的影响   铁水温度越高,汽化速度较快,形成的气泡较大,铁水粘度降低,镁的气泡上浮速度较快,从而降低镁在铁水中停留时间,这会使镁粉的利用率降低。随铁水温度的上升,镁的溶解度大幅度下降,从而也影响了液相脱硫反应速度。   2.初始铁水ω(S)对钝化镁粉利用率的影响   铁水初始硫含量越高,其脱硫效果越好,单位脱硫量所消耗的钝化镁粉量越低。脱硫率随着铁水初始硫含量增加而升高,这是因为铁水初始硫含量越高[S]的活度越大,故脱硫反应越易进行。同时由于在一定温度下,铁水中的[S][Mg]之积(溶度积)为一常数,与[S]平衡所需的[Mg]就少,溶解到铁水中的[Mg]就越有足够量与[S]反应,其脱硫率高。资料表明,镁的溶解损失在开始脱硫阶段很小,其后随ω(S)的降低,溶解损失成倍的增加,当ω(S)降到0.005%以下时,钝化镁粉主要消耗在溶解上而不是在化学反应上。所以随着铁水初始ω(S)增高,钝化镁粉脱硫利用率也趋于提高。随着喷吹终点ω(S)的降低,脱硫剂钝化镁粉的利用率也是降低的,应根据钢种要求合理控制入炉铁水ω(S)。   3.喷枪插入深度对钝化镁粉利用率的影响   喷枪插入深度一方面决定了脱硫剂上浮行程,另一方面也影响了喷吹过程的稳定性。   4.石灰粉与(CaO/Mg)对钝化镁粉利用率影响   镁粉脱硫能力很强,反应速度很快。但在铁水脱硫过程中,要提高钝化镁粉利用率,必须控制镁的挥发速度,减缓反应速度,配加一定量的石灰粉是行之有效的方法。但是,石灰粉的加入也会对脱硫产生负面效应,因为要完成镁的高脱硫能力,必须在包底深处完成镁的加热、熔化、汽化和溶解,过多的增加石灰粉剂会延缓这一过程,因为CaO主要起分散剂的作用,起主要脱硫作用的是镁粉。另外添加石灰粉剂中不可避免的含有CaCO3和Ca(OH)2等组分,将产生系列反应,导致镁的氧化损失,降低钝化镁粉利用率。因此,必须控制合适的喷吹石灰粉与钝化镁粉比例。   5.喷枪喷吹速度对钝化镁粉利用率的影响   喷吹速度对镁粉脱硫率的影响不太明显。但在一定条件下,脱硫率随着喷吹速度的增加而升高。在一定的喷吹条件下,尽管喷吹速度的增加幅度相同,脱硫率的升高幅度并不相同。喷吹速度增加,单位时间内喷吹量增加,镁粉在铁水中的分散性不好,脱硫反应不充分。依靠提高喷吹速度来提高脱硫率不是最好的方法。喷吹速度过高,降低了镁粉的利用率,喷吹速度太低,虽然能提高镁粉的利用率,但喷吹时间延长;温降大、生产率低,工艺上也是不可取的。所以,合适的喷吹速度既能提高镁粉的利用率,又不至于使脱硫时间过长。结合八钢炼钢生产实际得出合适的喷镁粉的速率应控制在6~9kg/min。   6.钝化镁粉喷吹过程对铁水温度的影响   通过大量生产数据统计可知,处理过程的温降约为22℃。尽管喷入的石灰粉对铁水有冷却作用,喷吹时间内铁水有自然温降,但是由于喷入的镁粉有部分与铁水中的氧反应,或未来得及反应的镁与渣中的氧反应生成MgO而放热,从而部分弥补了铁水温降的缘故。   7.钝化镁粉喷吹过程中铁耗   喷粉脱硫后,渣中ΣFeO将达到50%,这里绝大部分是扒渣过程中带出的铁粒。处理前后铁水重量减少约2.3%,扣除铁水原始带渣0.13%,故对整个喷粉脱硫过程,铁损为2.27%。因此,改善扒渣操作、减少带铁、强化铁粒回收,是减少铁损、增加效益的有效措施。   影响钝化镁粉脱硫利用率的因素很多,通过对调整生产过程中各个工艺参数对脱硫过程钝化镁粉的利用率进行研究,得出了适合八钢铁水预处理脱硫相关的工艺参数,完善了脱硫工艺,为提高钝化镁粉利用率指出了明确的方向。通过调整相关工艺参数,钝化镁粉的利用率由前期的45%提高到目前50%以上,有效地提高了脱硫站铁水预处理的功能效果,降低了脱硫成本,为开展铁水预处理深脱硫的研究积累了实践资料。
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关键字:脱硫
发布时间:2014-08-07

昆钢烧结余热发电工程并网发电

  6月19日晚,由中冶长天子公司——湖南中冶长天节能环保技术有限公司负责承建的武钢集团昆钢股份有限公司安宁公司新区300平方米烧结机低温余热发电总承包工程并网发电成功。   该工程配置一套12兆瓦的补汽凝汽式汽轮发电机组,于2013年8月22日开工,主要是对烧结生产线的烧结机大烟道余热、环冷机余热及炼铁厂转炉饱和蒸汽进行综合利用,将回收的蒸汽送往汽轮机发电机组发电,达到企业节能减排的目的。这是中冶长天首次利用烧结厂以外的余热资源进行发电,标志着公司在钢铁行业余热余能的综合利用上实现了新的突破。   该项目正式投产后,预计年发电量约8305万度,年节约标煤1.53万吨,折合年二氧化碳减排量为3.82万吨。可大大降低烧结矿生产成本,减少企业外购电量,为昆钢带来可观的经济效益与环境效益。
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发布时间:2014-08-06

板形控制技术提质降耗

  板形是宽带钢一项非常重要的质量指标。若板形控制技术配置完备、先进,则可以增加生产线主动控制带钢板形的能力,以适应各种轧制条件下的板形控制要求。宽带钢热轧机的板形综合控制技术的配置主要包括以下内容:   粗轧机和精轧机的全部机架采用变接触支持辊技术,自动消除辊间“有害接触区”,将低横向刚度辊缝转化为高横向刚度辊缝,增加轧机对板形干扰因素的抵抗能力,改善轧机的板形调控性能,降低轧辊消耗。   在精轧机组的上游机架(如F1~F4)采用高效变凸度工作辊技术,通过窜辊使其板形调节能力与带钢宽度成线性关系,在大幅度增加轧机整体板形控制能力的同时,增强对窄规格的板形调控能力。   在下游机架采用常规工作辊,通过轧辊往复周期的窜动,均匀化轧辊的磨损,以适应自由规程轧制的要求。为兼顾整个轧制单位内的板形控制,设计了特殊的变行程的常规工作辊窜辊策略。针对特殊的品种,如硅钢,也可在末机架或末两个机架采用非对称工作辊技术,实现板形控制和磨损控制的双重功能,对带钢边部板形进行有效控制。   考虑热带钢轧机板形控制特性的上下游辊形配置策略,采用能适应灵活辊形配置的、功能齐全的板形控制模型,包括过程控制级的板形设定模型、板形自学习模型和基础自动化级的平坦度反馈控制模型、凸度反馈控制模型、弯辊力前馈控制模型、板形板厚解耦模型及轧后冷却平坦度补偿策略,实现高精度的板形自动控制。   先进的板形控制功能有力地保障了产品的板形质量,使得带钢的板形控制精度达到很高的水平,并且生产线对自由规程轧制的适应能力很强,同宽轧制量可达70千米,逆宽跳跃可达300毫米。自由规程轧制的实现,不仅可降低轧辊消耗,减少辅助生产时间,对于提高热装率并由此降低能耗也有好处。
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发布时间:2014-08-05

邢台德龙钢铁高炉废渣变废为宝

    投资1.9亿元的德龙钢铁90万吨水渣微粉项目,是全国最大的微粉生产线之一,采用先进的全封闭、负压式工艺流程,以炼铁过程中产生的煤气为能源,将高炉废渣进行深度加工和循环利用,产品可按比例替代水泥熟料,能显著提高混凝土的性能,适用于高层建筑、大坝、机场、水下建筑等特殊工程。
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发布时间:2014-07-31

生产中残留含氟废气的处理

  含氟废气治理目前主要有三类方法:稀释法、吸收法(湿法)、吸附法(干法)。其中,稀释法就是向含氟气体的厂房送新鲜空气或将含氟废气向高空排放进行自 然稀释;这种方法虽然投资和运行费用低廉,但不是一种根本的治理手段。目前, 国内外由含氟废气制冰晶石达到含氟烟气净化的目的,主要是用氨或碳酸钠分解氟硅酸钠或氟硅酸制冰晶石的方法。采用活性氧铝净氧烟气技术也很关注。   氨法吸收制取冰晶石   用氨水作吸收液,吸收氟化氢和四氟化桂生成氟硅酸铵:   hf+nh3 ? h2o—nh4f+h2o   2NH4F+SiF4+nH20-(NH4)2SiF6+nH20   氟硅酸铵与氨水反应生成氟化铵:   (NH4)2SiF6+4NH3 ? H20+?H20—=6NH4F +Si02 ? nH20+2H20 若用水吸收得到氟硅酸,再与氨水反应也可获得氟化铵溶液:   H2SiF6+6NH3 ? H20+nH20==6NH4F+Si02 ? nH20+4H20 氟化铵溶液脱硅后与硫酸铝反应,生成铵冰晶石:   12NH4F+A12(S04)3=~=2(NH4)3A1F6+3(NH4)2S04 再与硫酸钠进行转换反应,得冰晶石和硫酸铵:   2(NH4)3AlF6+3Na2S04 ==2Na3AlF6+3(NH4)2S04Na2C03吸收制取冰晶石   由电解槽密闭罩收集的烟气用5%的纯碱溶液吸收,反应方程式为 HF+Na2C03 —NaF+NaHC03 同时烟气中的二氧化碳与碳酸钠反应生成碳酸氢钠:   Na2C03+C02 + H20==2NaHC03 将含有氟化钠和碳酸氢钠的吸收液循环到一定浓度后与制备好的铝酸钠反应 生成冰晶石:   6NaF+NaA102+4NaHC03 —Na3AlF6 +4Na2CC)3 +2H20 对铝联合企业,铝酸钠可由氧化铝厂供应,否则要自行制备铝酸钠。所需原料 是氢氧化納和氢氧化铝,先将氢氧化钠溶液加热到90°C,边搅拌边加人氢氧化铝, 可制得铝酸钠溶液,反应方程式为NaOH+Al(OH)3 —NaA102+2H20   活性氧化铝吸附法   法国Pechincy公司提出用活性氧化铝吸附工业废气中的氟化氢可制得氟化 铝。该法在立式吸附塔中装填粒度为3~12mm和比表面150~250m2/g的活性氧化铝,在373~323°C的操作温度下,气体由塔的下部进入,吸附剂层自下而上地移 动,进行吸附脱氟化氢。我国电解行业以铝电解生产的原料工业氧化招作吸附剂,其中,y-氧化铝占40%~50%。它具有微细孔多、比表面积大、吸附能力强等特点。烟气中的氣化氢与其中氧化招产生表面吸附反应,生成氟和铝的化合物。该法主要适用于预焙窑烟气净化。氧化铝对HF的吸附主要是化学吸附,同时伴有物理吸 附,吸附的结果是在氧化铝表面上生成表面化合物。   A1203+6HF—2A1F3+3H20   三氟化铝经袋式除尘器捕集分离后,送至电解槽使用。干法净化效率髙,流程简单,无二次废水污染,但要注意选择好除尘设备及耐腐蚀材质。
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发布时间:2014-07-30

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