摘要:我国钢铁生产以 “高炉 — 转炉” 长流程为主，其中，铁前工序是铁素物质流、碳素能源流转换的核心环节，其生产成本占全流程 75% 以上，能源消耗约占 90%，碳排放量占吨钢总排放量的 95%，是影响钢铁行业高质量发展的关键工序。值得重视的是，原料质量对整个炼铁工序的稳定顺行、碳排放、能源消耗和生产成本均有重要影响。当烧结矿 FeO 质量分数下降 1%，焦比将下降 1.0%~1.5%，产量将提高 1.0%~1.5%；当低温还原粉化率升高 10%，焦比将升高 1.5%，产量将降低 3%；当 TFe 质量分数波动由 ±1% 降低至 ±0.5%，焦比将降低 1%，产量将提高 2%。因此，国内领先钢铁企业均重视铁前配矿和混匀，建立了基于线性规划算法、遗传算法、模糊神经网络、自适应进化算法等的配矿模型，采取矿山混合、港口粗混、平铺直取混、“配矿槽 + 强混” 精混等不同形式的混匀方式，在铁矿种类繁多和总量偏紧的情况下，提高资源利用效率。此外，针对全球钢铁行业绿色低碳发展与优质铁矿资源日益减少的矛盾，需进一步加强配矿技术创新，优化铁矿资源配置，助力钢铁行业实现低碳高质量发展。

摘要:块矿的热爆裂性能一般通过热裂指数来表征，其是高炉入炉原料的重要影响因素。为帮助研究及检测人员更好地测定铁矿石热裂指数，本文通过对比国内外关于铁矿石热裂指数测定标准的最新进展，对 ISO 8371 和 GB/T 10322.6 历次版本中存在的问题和主要修订内容进行分析和梳理，认为 GB/T 10322.6—2004 存在试样的制备过程繁琐、试验工艺设计不合理、试验结果的表示不严谨等主要问题。从试样制备过程、热裂试验过程（称量、加热、冷却、筛分）和试验结果表示三方面对历次标准的技术内容进行对比分析，按范围、原理、试样的制备、试验设备、试验步骤、结果表示等章节对 GB/T 10322.6—2022 进行解析，对 GB/T 10322.6—2022 提出编辑性和技术性修改建议。GB/T 10322.6—2022 应根据 ISO 8371:2024 适时修订，同时应解决 ISO 8371:2024 遗留的问题。该标准应增加设备规格描述，明确加热炉的尺寸和温度控制精度以及试验样盒的尺寸、厚度、材质；明确热裂试验装料步骤，如试样铺装层数、试验样盒装入数量等；明确热裂试验的加热温度和加热速率，优化热裂试验筛分步骤、热裂试验结果表示。

摘要:高炉炼铁工艺是钢铁冶金中能源消耗量最高的流程之一。在国家 “降碳减碳” 政策的号召下，保证高炉稳定顺行是节能减排的重要前提。高炉软熔带的位置、形状对炉内煤气流的分布状态及高炉的稳定顺行具有重要影响。本文通过模拟高富氧喷吹条件下高炉的还原性气氛，在不同还原性气氛条件下采用高温熔滴炉进行钒钛炉料的软化熔滴试验。结果表明：随着富氧率的提高，煤气中 CO 的体积分数增加，钒钛炉料的软化开始温度和软化结束温度均降低，软化温度区间变大；当 CO 体积分数从 30% 增加到 45% 时，软化开始温度下降 72 ℃，软化结束温度下降 43 ℃，软化温度区间扩大 29 ℃。富氧喷吹后，熔化开始温度升高，炉渣流动性变好，滴落物质量增加；富氧喷吹后，钒钛炉料的软熔带整体呈现 “上移扩大” 的趋势，软熔带的最高压差逐渐降低，透气性得到改善，Ti 元素向渣中迁移增强，Fe 元素向渣中迁移得到抑制。

摘要:钢铁工业的低碳化对支撑我国“双碳”目标具有重要意义。提高块矿的入炉比例是降低高炉炼铁碳排放的一个重要措施，而如何减轻高块矿配比高对高炉冶炼过程的不利影响是该工艺应用的关键限制性环节。本文通过软熔试验考察块矿配比、焦丁混装量、焦丁加入方式等对综合炉料软熔行为的影响。结果表明：随着块矿配比由 12% 提升至 24%（块矿完全替代球团矿），软化开始温度和熔化开始温度分别降低 60 ℃和 39 ℃，软化区间较大幅度增加，滴落温度降低，软熔带位置上移。软化区间变宽导致 S 值进一步增大至 195.29 kPa·℃，提高了 30% 以上，即炉料的软熔性能逐渐变差。混装 4 g 焦丁（28.6 kg/t 铁水）条件下熔化开始温度由 1 397 ℃提高至 1 440 ℃，S 值从 185.16 kPa·℃降低至 46.61 kPa·℃，降低了约 75%，料层的透气性明显提高，即显著改善了炉料的软熔性能。但进一步提高混装量则效果不大，此外混装的效果要好于层装。当温度超过熔化开始温度（T_s）时，焦丁的消耗变得明显，其在整个软熔过程中的消耗率为 40% 左右。本文研究结果可为高块矿配比炉料结构下高炉的高效冶炼提供参考。

摘要:碱性球团的应用可提高球团矿入炉比例，能有效降低渣比、能源消耗，提高高炉利用系数、减少碳排放。本文通过研究碱度对高硅铁精矿球团制备的影响，明确采用链箅机 — 回转窑法生产高硅铁精矿碱性球团的最优工艺参数。试验结果表明：石灰石的成球性指数高于铁精矿；石灰石在生球内部均匀分布，无明显偏析现象；提高球团碱度后，生球的性能变化不大。提高预热温度能增大球团抗压强度；随着焙烧温度的提高，不同碱度焙烧球的抗压强度有所增大，且在各个焙烧温度点，基本呈现碱度越高，球团抗压强度越大的规律。在焙烧温度为 1 230 ℃，焙烧时间为 10 min 时，各碱度焙烧球抗压强度均能达到 3 000 N/P。在低碱度球团中，熔剂与铁精矿反应生成硅酸盐或钙铁硅酸盐矿物；在高碱度球团中，黏结相矿物转变为以铁酸钙为主。球团的还原膨胀率随着碱度的提高呈先升高后下降的趋势。当碱度为 0.8 时，球团还原膨胀率最大，超过了 20%；当碱度大于 1.0 时，球团还原膨胀率低于 10%。

摘要:为了响应国家 “双碳” 目标，解决钒钛铁精矿酸性氧化球团不能满足高炉渣系对钙、镁成分要求的问题，本文以钒钛铁精矿为原料，研究氧化温度、氧化时间、钙盐添加量和膨润土添加量对氧化球团物相组成、抗压强度和孔隙率的影响。试验结果表明：随着氧化温度的升高，钒钛铁精矿主要发生磁铁矿转变为赤铁矿和钛铁矿转为铁板钛矿两个氧化过程；随着氧化温度的升高和氧化时间的延长，氧化球团抗压强度提高，孔隙率降低；随着钙盐添加量的增加，氧化球团抗压强度显著下降，孔隙率明显增大；在膨润土添加量为 0.75%，氧化时间为 120 min 和氧化温度为 1 200 ℃的条件下，添加 1.5% 氢氧化钙的氧化球团的抗压强度和孔隙率分别为 3 449.9 N/P 和 22.70%；添加 1.5% 碳酸钙的氧化球团的抗压强度和孔隙率分别为 3 168.6 N/P 和 25.25%。本文研究结果可为提高钒钛铁精矿高炉入炉比奠定原料基础，进一步降低高炉冶炼工艺的能耗水平。

摘要:喷煤量调节是回转窑内各段温度控制的主要途径和手段，但由于回转窑内球团的煅烧过程具有非线性、时滞性、多变量和不确定性等特点，该部分温度难以有效控制。本文构建一种基于粒子群算法优化 BP 神经网络（PSO-BP）的回转窑喷煤量预测模型，通过仿真实验对比喷煤量的预测值与实际值，分析误差和辨识模型的拟合效果。结果表明：PSO-BP 神经网络预测模型的精度优于原始 BP 神经网络，具有较高的寻优效率，总体拟合效果良好，其线性拟合度约为 0.95，绝对误差约为 0.09 t/h，相对误差约为 2.4%。基于 PSO-BP 神经网络模型预测预热段的温度平均相对误差为 0.8%，总体平均温度波动在 ±10 ℃以内，说明构建的回转窑喷煤量预测模型准确可靠且适用性强，将建立的网络作为前馈控制模块与传统的 PID 控制相结合构成预热段温度自动控制系统，可实现回转窑温度场稳定控制。

摘要:为促进低硅含钛铁精粉在球团焙烧 — 高炉炼铁流程中的高效利用，本文以带式焙烧机球团生产线生产的熔剂性球团为试验对象，基于不同 TiO₂含量球团特性条件，探索熔剂性球团的适宜钛含量，重点研究不同 TiO₂含量条件下的熔剂性球团冶金性能和微观结构的变化。结果表明：当 TiO₂质量分数超过 1.0% 时，熔剂性球团抗压强度出现降低趋势，从 2 772 N/P 降低至 2 530 N/P；1 h 还原度从 62.9% 提高至 66.9%；还原膨胀指数稳定在 9% 以内；低温还原粉化率出现明显降低，＞6.3 mm 值从 89.3% 降低为 78.9%，＞3.15 mm 值从 94.9% 降低为 88.7%，＜0.05 mm 值从 4.2% 提高至 6.4%。在矿相结构方面，固相比例保持稳定，气孔率从 30.29% 提高至 36.4%，且大气孔的数量显著增大，球团表面的致密度降低，液相比从 22.72% 降低至 15.66%。因此，为保证熔剂性球团具备良好的冶金性能和矿相结构，其 TiO₂质量分数不宜超过 1.0%。

摘要:在烧结前需要对原料进行制粒处理，以提高原料颗粒的粒度和成分均匀性，进而提高烧结料层的透气性及烧结效率。本文以离散单元法中的 Linear Cohesion 颗粒接触模型为基础，并采用 API 定义湿颗粒含水量的能量密度 K，模拟湿颗粒在高剪切制粒中的运动行为。结果表明：K 对于颗粒的碰撞和接触起着关键作用。当 K 取值在 1?6 MJ/m³ 范围内时，随着 K 值的增加，高剪切制粒机中润湿颗粒的平均速度也随之增加。K 较小的湿颗粒之间接触较少，不利于准颗粒的形成。当 K 取值在 5?6 MJ/m³ 时，颗粒之间接触数量较为稳定且达到最大值，有利于原料的均匀和碰撞长大。此外，旋转叶片的转速与颗粒平均速度及碰撞次数成正比，在转速为 90 r/min 时颗粒的平均速度最大且碰撞次数最多，有利于颗粒的快速聚结生长。

摘要:某铜铁多金属矿中铜主要以黄铜矿的形式赋存，质量分数为 0.26%；铁主要以磁黄铁矿、磁铁矿与褐铁矿的形式赋存，质量分数为 27.88%；砷主要以毒砂的形式赋存，质量分数为 0.76%。其矿物嵌布粒度较细，且相互间的共生关系密切，属复杂难选高硫高砷的铜-铁多金属矿。基于矿石的性质特点，本文开展系统的选矿试验研究，制定“优先选铜—弱磁选铁—铁硫分离”的选别工艺流程，通过采用 Z-200 为铜捕收剂，强化粗精矿再磨、铁精矿脱硫等多重措施，有效提高原矿分选过程中铜、铁的回收效果。闭路试验获得了铜品位为 25.25%、回收率为 81.81%、砷质量分数为 0.16% 的铜精矿，以及铁品位为 64.98%、回收率为 33.26%、硫质量分数为 0.15% 的铁精矿，实现铜、铁、硫矿物的高效分选与综合回收，为类似资源的开发利用提供借鉴。

摘要:在 C 型料场刮板机自动化作业过程中，取料过快经常导致刮板机跳闸故障，取料过慢会导致供料不足、效率低等问题。对此，本文提出一种基于点云模型的 C 型料场刮板机取料速度控制方法，并在某 C 型料场现场试验验证，该控制方法步骤:①获取料堆点云数据和形状，将其转换为高度灰度图，并采用一种新型点云过滤算法降低其噪声、提高平滑度；②基于刮板机链板恒定条件建立物料流量模型，结合能量转换构建刮板机电流?速度模型，将模型结果实时写入刮板机 PLC 中，进而实时控制刮板机取料速度。结果表明：使用该模型，料堆点云模型的内存资源降低 98.64%, 点与点之间形成有效的拓扑关系，计算的复杂度降低，料堆点云模型的平滑度显著提高；刮板机作业时料流的流量波动在 8.29% 内，刮板机的设备故障率减少 5.24%, 生产效率提高 9.68%。本文提出的取料速度控制方法可用于替代人工调节刮板机的取料速度，减少刮板机的作业故障，提高生产效率，有效提高设备的无人化、智能化水平，并可为各种刮板机取料速度控制与作业稳定性控制提供参考。

摘要:高铁赤泥中赋存大量铁资源难以回收利用，钙化还原—磨选方法可实现赤泥中铁、铝组分的高效分离。针对高铁赤泥钙化还原过程中易形成液相，导致物料熔化和设备黏结的问题，本文提出分段式钙化还原—磨选技术路线，研究不同温度制度下，高铁赤泥钙化还原产物的形态、金属化率、微观结构、金属铁晶粒的生长规律和相关磨选指标。结果表明：采用分段式钙化还原焙烧，可在低温阶段完成铁氧化物还原至金属铁和钙铝化合物生成的反应过程，在高温阶段完成金属铁颗粒的聚集长大过程，将低熔点物形成和高温焙烧分离进行，抑制液相生成。采用第一段 1 125 ℃焙烧 30 min、第二段 1 200 ℃焙烧 40 min 的分段焙烧制度，还原过程无明显液相生成，金属铁颗粒的平均粒度达到 21.52 μm。还原产物经磨选后，所获得的还原铁粉 TFe 质量分数和 Fe 回收率分别达到 92.84% 和 78.68%。本文研究成果可为高铁赤泥的资源化利用提供理论依据。

摘要:如何从富铁镍渣中高效提铁是该资源综合利用的关键。本文采用焦炭和烟煤作为还原剂，对镍渣进行直接还原提取铁试验研究，对比两种还原剂在镍渣还原过程中产生有效还原介质的差异，借助热力学软件对不同还原介质的还原能力进行热力学分析，然后通过试验及表征研究两种还原剂对镍渣还原过程金属化率变化及微观结构演变的影响。结果表明：烟煤含有的高挥发分会产生 CO-H₂ 混合的还原介质，而焦炭则主要以 CO 还原介质为主；热力学分析结果表明，CO-H₂ 混合对铁氧化物的还原能力优于纯 CO。镍渣还原焙烧试验结果显示，使用烟煤作为还原剂，1 300 ℃下还原 20 min，镍渣球团的金属化率可达 90.20%；而采用焦炭作为还原剂时其金属化率仅达到 72.97%，烟煤对镍渣的还原能力优于焦炭。

摘要:为缓解城市生活垃圾带来的环境污染问题，本文以废弃的食品袋、手提袋、垃圾袋、快递袋、纸屑、秸秆和土壤为原料，按照相应比例进行混合配制，将所得的城市碳氢固废进行造粒预处理并用于高炉喷吹，研究造粒产物的成分、着火点、爆炸性、燃烧性、气化性等高炉喷吹特性。结果表明：城市碳氢固废造粒产物的挥发分、固定碳、灰分质量分数分别为 61.56%、19.02%、19.42%，且其热值较高，为 25 497.3 kJ/kg；该造粒产物的着火点为 241 ℃，与无烟煤混合后着火点升高；造粒产物有强爆炸性，与无烟煤混合后爆炸性减弱。该造粒产物和无烟煤混合后，其燃烧性能和反应性能显著改善。该造粒产物的添加比为 40%时，既能保证高炉的安全喷吹，又能对无烟煤的燃烧起促进作用，且生产 1 t 生铁最多可降低 190.4 kg 碳排放。研究结果表明，城市碳氢固废可以作为高炉喷吹的优质燃料，同时可在一定程度上降低高炉工序的碳排放。

摘要:烧结矿落料温度是判断烧结终点、评价烧结矿质量、影响烧结余热回收效率的重要参数。针对烧结矿落料温度检测受现场环境限制，测温难度大、不稳定、精度差等问题，本文通过试验模拟烧结现场的环境条件，使用红外热成像设备提取试验图像数据作为训练样本，并使用热电偶进行温度校准作为测试样本，提出一种基于图像识别的非接触式烧结矿落料温度特征提取方法，分别建立直接拟合模型和分步拟合模型。对比分析结果表明：与测试组数据相比，基于图像特征的烧结矿温度直接拟合模型误差为 3.51%，均方根误差为 28.24；采用明度值拟合辐射能量再拟合烧结矿落料温度的分步拟合模型的误差为 2.10%，均方根误差为 17.21。采用基于图像识别的烧结矿落料温度分步拟合模型结果更稳定且精度更高，该模型对于提高烧结矿落料温度检测的准确性和稳定性具有重要的应用价值，对于优化烧结过程控制、提高余热回收效率具有潜在的推动作用。

摘要:富氧烧结点火气体混合器对氧气与空气的混合程度直接影响点火效果，最终影响点火工序的节能降耗。针对烧结富氧点火时空气管道与氧气管道压力和流量差别大，混匀难度高，导致混合气进入燃烧器前空气与氧气混合不均匀、点火效果受影响的问题，本文采用 CFD（计算流体力学）数值模拟的方法，比较不同空气、氧气组织方式的混匀效果，开发针对烧结富氧点火用空气与氧气高效混合器，并对混合器的喷吹流速、钝体间距和钝体形状等关键设计参数进行模拟研究。结果表明：针对富氧点火特殊应用场景，带钝体扰流的空气与氧气逆流混合器是实现 O₂ 与助燃空气快速混匀的最优方案；对于带钝体扰流的空气与氧气逆流混合器，采用前尖后圆的钝体形状、减小钝体间距以及增大氧气流速可有效提高空气与氧气混合效果。现场应用表明，当钝体形状为前尖后圆、空气流速为 30 m/s、钝体间距为 10 mm 时，所开发的基于钝体扰流的气体混合器的空气与氧气混匀效率达到 99.5%。本文研究成果可为提高富氧点火效果提供理论和实践指导。

摘要:为扎实推进钢铁行业超低排放改造，解决烧结机机头常规电除尘器无法满足出口粉尘浓度限值的问题，本文开发双 V 型均流式电除尘技术并通过 CFD 软件对电除尘器的布置进行模拟和优化，通过调整双 V 型均流式收尘板的布置型式，并在烟道外精准增设阻流板，提高气流均匀分布效果。数值模拟结果显示：采用双 V 型均流式电除尘改造方案后，电除尘器的气流分布均匀性系数（σ_v值）小于 0.15，阻力从改进前的 235 Pa 降低到 152 Pa，进出口烟道烟气流量的偏差在 ±5% 的范围内；采用双 V 型均流式收尘板朝内收拢的布置消除了中间位置的局部高速区与两边的局部低速区。双 V 型均流式电除尘技术可为烧结机机头电除尘器提供改进方案选择。

摘要:针对梅钢 5 号烧结机混合料布料偏析效果不佳导致固体燃料消耗增大的问题，本文设计实验室模拟布料装置并进行烧结杯试验，研究不同气体喷吹速度对混合料粒度和燃料分布的影响；开发烧结混合气体喷吹装置进行工业应用试验，确定适宜的气体介质，分析气体喷吹对混合料温度、粒度和燃料分布的影响，以及对烧结技术指 标改善的效果。试验结果表明：随着气体喷吹速度的提高，混合料粒度与燃料分布的偏析程度增加；采用 50 m/s 流速的气体喷吹混合料后进行烧结杯试验，烧结机利用系数提高 0.024 t/(m²·h)，烧结矿成品率提高 0.93 个百分点，固体燃料消耗降低 0.8 kg/t。工业应用结果表明，气体喷吹采用压缩空气为宜，喷吹后混合料温度降低 0.9 ~ 1.3 ℃，混合料的粒度偏析指数从 0.77%/m 提高至 1.66%/m，燃料偏析指数从 -0.156%/m 提高至 0.382%/m，烧结矿成品率提高 1.62 个百分点，燃料消耗降低 2.26 kg/t。气体喷吹偏析布料技术占用空间小、成本低，能够显著改善混合料的粒度和燃料分布，提高烧结矿的成品率。