摘要:机头灰是钢铁冶金烧结工序产生的一种固体废弃物，其中含有大量的碱金属、氯和一定的铅锌等重金属元素。如果直接返回烧结配料会降低烧结矿质量，从而降低高炉的技术经济指标。本文从机头灰的基础物化性能出发，综述了机头灰中有价元素综合利用技术现状，结合机头灰处理的最新技术分析了各工艺的优缺点和适用范围，指出机头灰综合利用中存在的问题以及相关处理技术的发展趋势，期望通过对机头灰综合利用的系统分析为钢铁企业资源综合利用提供有益的参考和借鉴，促进机头灰中有价元素的高值化资源化利用，实现钢铁生产的绿色发展。

摘要:碱金属元素的存在加剧了转底炉设备管道系统的堵塞风险以及炉衬结构的腐蚀程度，不仅威胁到生产流程的持续稳定性，还影响转底炉最终产品的品质。本文系统剖析了碱金属的来源构成及其物理化学特性，深入探讨了碱金属在转底炉内的迁移转化行为和其与设备内壁发生黏结反应的内在机制，并从入炉原料预处理策略、设备工艺优化设计、产物回收与处理等多维度综合考虑，归纳并提出了一系列旨在有效减轻碱金属危害的实用措施， 以期为转底炉工艺的优化升级与稳定运行提供科学依据与实践指导。

摘要:烧结矿 FeO 含量是衡量烧结矿还原性的重要指标。为了全面而系统地概述各种烧结矿 FeO 含量的预测方法，本文从机理模型和机器学习算法( 包括经典单一学习算法模型、协同优化算法模型、深度神经网络算法模型及集成学习算法模型) 两大预测模型出发，分别从基于工艺流程参数，机尾图像识别预测，以及基于图像-参数协同预测进行三个方面探讨，总结了烧结矿 FeO 含量预测方法的发展脉络; 并对近年来新兴的算法预测模型进行全面概括与深入分析，阐述了每种算法在烧结矿 FeO 含量预测模型的优点和局限; 同时展望了未来烧结矿 FeO 含量预测领域的研究方向，以期为该领域的研究与实践提供有益的参考。

摘要:烧结机作为烧结环节的重要设备，其轮轴健康状态对于烧结机安全生产具有重要意义。车轮摆动作为轮轴故障的典型特征，可以用来对其进行监测与预警。本文针对生产现场缺少对烧结机台车轮轴故障预警的有效手段，提出了一种基于车轮摆动角度的检测方案，并构建了基于改进 DeepLabv3 + 的烧结机台车车轮摆动的检测算法。该算法通过对比选取车轮分割性能最优的模型; 根据分割后的车轮掩膜图像，确定基准线与车轮的最小外接矩形框，利用其夹角确定车轮的摆动角度; 设定预警规则，通过车轮摆动角度与预警规则对比，对车轮摆动按照风险等级分类。试验表明，最优改进 DeepLabv3 + 模型相较于初始模型平均交并比提升 1. 7% ，模型大小减少 92. 9% ; 使用其作为分割模型对车轮摆动角度检测，角度误差在所设定区间达到 0. 6°以下; 利用设定的预警规则进行车轮摆动故障的判定，测得平均正确检出率为 96. 1% ，在此基础上设计了车轮摆动自动检测系统，可以为轮轴故障的诊断提供技术支持。

摘要:针对现有铁矿石烧结数值计算中气固换热系数计算模型较多，而相对计算精度不明导致的模型选择困难的问题。本文采用数值模拟与烧结杯试验相结合的方法，对 3 种常用的气固换热系数计算模型的准确性进行了对比分析。结果表明: 对流换热系数增大能够有效提高点火期间固相的温度，降低后续烧结速率以及料层蓄热能力，导致出口烟气成分中 O₂ 质量分数更大而 CO₂ 质量分数更低。三个模型中，具有最大对流换热系数的计算模型得到的 O₂ 质量分数与烧结杯试验更接近，而处于中间的对流换热系数计算模型得到的 CO₂ 质量分数和烧结速率与试验更接近。

摘要:为应对烧结原料配料多样性所带来的复杂挑战，明确不同原料配比下如何通过对制粒参数的调节达到最佳的制粒效果至关重要。本文采用一系列制粒试验，研究了不同制粒水分、制粒时间以及混合料碱度等参数对制粒效果的影响，并通过负压、流速、平均粒径和透气性指数等关键性参数对制粒效果进行了综合评价。结果表明，在恒定制粒水分下，延长制粒时间对含有较高比例黏附性粉末及高碱度配料方案的制粒效果提升显著; 在相同制粒时间下，适当增加制粒水分能普遍提高烧结混合料制粒效果，尤其对含强亲水性矿粉较高的原料配比方案及低碱度原料配比方案效果显著，而对高碱度原料配比方案改善的趋势最为明显。

摘要:为了更好地利用低价的硼镁铁矿资源，提高烧结原料供应的稳定性，本文对硼镁精粉的烧结性能进行配矿试样研究。研究结果表明: 在现有的烧结原料和工艺情况下，当硼镁精粉配加质量分数由 4% 提升到 8% 时，有利于改善烧结过程透气性，烧结矿低温还原粉化指数( ＞ 3. 15 mm) 呈下降趋势，还原性呈略微上升，转鼓强度有所下降，烧结矿粒级呈现下降的趋势，综合炉料的软熔滴落性能变差; 在硼镁精粉配加质量分数≤6% 的情况下，能满足高炉生产指标要求。配加 6% 的硼镁精粉后，工业应用结果显示: 烧结负压整体有所下降且相对较为平稳，烧结矿转鼓强度有所下降，从冶金性能指标上看，配加硼铁精粉后还原性略微增加，低温还原粉化指数( ＞ 3. 15 mm) 由 74. 19% 降至 69. 28% 。该烧结矿应用于高炉生产后出现风量变化不大，压差略有上升，高炉其它指标保持良好， 后续可持续配入，作为降本增效的手段。

摘要:南钢带式焙烧机球团生产线首创的 4 × 10⁶ t /a 规模的立式干法磨矿系统于 2023 年 11 月投入运行，烧结粗粉经过干法磨矿后，成球性、球团焙烧性能等均得到显著改善。此外，在干法磨矿的基础上，通过优化配矿和球团焙烧制度，改善生球热稳定性，生产出 w( TFe) 为 63. 5% 、w( SiO₂ ) 为4. 7% 、碱度为0. 15，抗压强度维持在2 500 N/P 以上，冶金性能优异[还原度为 80% 、低温还原粉化指数( ＞ 3. 15 mm) 为 96% 、还原膨胀指数为 18%]的优质球团矿，实现了酸性球团矿无黏结剂生产的关键技术开发和应用。该技术的成功应用，可降低黏结剂成本 6 400 万元/a， 同时使球团铁品位成本低于烧结矿 1. 83 元/t，创造了显著的经济效益。

摘要:HIsmelt 还原熔炼工艺以其短流程、原料兼容性好及产品质量高而受到关注。由于其较高的二次燃烧率，炉渣中的 FeO 含量提高，这可能导致炉膛内侵蚀加剧。因此，HIsmelt 还原熔炼可借鉴高炉使用含钛原料进行护炉操作。生产含钛球团的主要原料来源包括钒钛磁铁矿、钛铁矿和海砂矿，这些原料大多颗粒粗大，比表面积小，亲水性差。为了生产高质量的含钛球团，本研究采用钒钛磁铁矿和海砂矿作为含钛材料进行了球团化试验，并观察了不同含钛原料及其不同添加比例对生球、预热球和成品球质量的影响。结果显示，常规球团所需的预热温度为 1 000 ℃，含钛球团所需的预热温度较低，为 950 ℃，而焙烧温度与常规球团相同。添加 20% 的钒钛磁铁矿或 20% 的海砂矿，可以生产出低钛球团，两种含钛球团矿的还原度相对较低，还原膨胀指数均低于 15% ，其物理、冶金性能与化学成分均符合工业生产的要求。

摘要:发展气基直接还原工艺可促进企业能源结构转型。为了保障该工艺的顺利实施，本文采用焦炉煤气作为还原介质，开展球团优化配矿研究。研究 4 种铁精粉基础性能，优选 3 种铁精粉进行单种矿的造球、焙烧试验。综合铁精粉成分、基础性能及单烧球团抗压强度，制定优化了 5 种配矿方案，并对各球团矿冶金性能进行了综合评价。 结果表明，60% 山西 + 10% 内蒙 + 30% 河北配矿方案性能最优。因此，采用该配矿结构的球团矿和直接还原所用球团进行竖炉投笼对比试验。试验结果表明，该配矿结构球团矿金属化率、碳含量、粒级指标均符合直接还原铁产品要求，可以满足气基直接还原工艺的需求，证实优化配矿和球团冶金性能综合评价方法的可靠性，为推动我国焦炉煤气零重整直接还原工艺发展奠定了理论基础。

摘要:球团粒径的大小是影响高炉透气性、高炉冶炼效率与能源消耗的主要因素之一。本文针对工业条件下球团粒径难以精准测量的问题，采用融合注意力机制 Mask R-CNN 模型对球团进行分割与粒径测量。在对球团图像进行预处理后，构建了球团数据集，对比了多种主干网络的训练表现，并与多个分割模型进行了精度对比。此外，利用像素点统计分割掩膜面积实现了球团粒径的测量。结果表明，ResNet50 作为主干网络在球团的特征提取中更具优越性。引入 Convolutional Block Attention Module ( CBAM) 的 Mask R-CNN 模型对比初始模型 A_mean 提高了 2. 18% 。对比 BlendMask、SOLOv2、YOLACT 以及 CondInst 等分割模型，改进后的模型在分割精度上也有优势，并能更好地处理分割细节。此外，与 Image J 测量的球团粒径相比，本文所提出的球团粒径测量方法的最大误差保持在 ± 1. 8 mm 之内，A_{IoU = 0. 5}可达到 0. 948 3。

摘要:含铁炉料结构直接影响着高炉布料料层孔隙度，进而影响煤气流合理分布，探究球团矿配比对料层分布的影响及改善层间界面效应至关重要。本研究采用离散单元法对 2 550 m3 高炉的炉顶区域进行了三维建模，研究了存在焦炭层时提高球团矿配比对炉料料面形状的影响规律，并对矿焦层间界面效应提出了优化方案。结果表明，随球团矿质量配比的提高，炉料颗粒在溜槽末端的速度与落点半径增大，料流更加分散; 随溜槽倾角增大，溜槽有效长度增加，炉料落点半径大幅增大; 提高含铁炉料中球团配比，使得含铁炉料在径向上向炉喉中心滚动，而在纵向上整体高度降低，矿焦界面渗流现象严重。因此，增加球团矿配比时，为保证炉喉处初始料面稳定的形状， 应使矿石布料角度增大，以减缓含铁炉料向炉喉中心的滚动。

摘要:混匀矿作为烧结工序的核心原料，其前后两堆之间质量差异的有效识别和换堆管理对烧结矿的质量稳定性有着直接影响。本研究针对传统混匀矿换堆操作中存在的质量波动和操作效率低的问题，提出了一种智能化换堆解决方案。该方案通过整合原料场和烧结工序的数据通信，建立混匀矿造堆配比和质量化验数据的线上传输处理系统，并在此基础上建立换堆计划编制、换堆操作、换堆质量调整与日常质量调整并行控制等智能控制模型， 大幅降低了换堆操作的难度，提高了换堆控制的准确性。实施该方案后，换堆计划的编制时间从 3 h 以上缩短至 0. 5 h 以内，操作员仅需通过简单的一键操作即可自动完成整个换堆过程; 换堆当天的碱度稳定率平均提升了 11. 3% ，FeO 稳定率平均上升了 4. 4% 。

摘要:针对含硫烧结烟气中 Pt /TiO₂ 催化氧化 CO 过程中 SO₂ 毒化的问题，采用硒( Se) 掺杂改性提高其抗硫性。 通过固定床抗硫毒化性能测试、孔隙结构分析、XRD、XPS 和 SO₂-TPD 等表征手段，研究了 Se 掺杂增强 Pt /TiO₂ 催化剂( PSeT) 抗硫能力的原因。结果表明; 掺杂质量分数为 0. 1% 的 Se，Pt /TiO₂ 催化剂( PSe_{0. 10} T) 具有最优的抗硫性能，200 ℃通入 798 mg /m³ SO₂ 时，催化效率从 100% 略微降低，且在 12 h 长期测试后脱除率仍大于 80% ，去掉 SO₂ 后，催化效率逐渐恢复至 100% ; SO₂ 毒化后，PSe_{0. 10}T 催化剂的 N₂ 吸附量、比表面积降低幅度较小，抑制硫酸盐沉积效果明显; SO₂ 毒化后，XRD 测试结果均未发现新物相，XPS 测试结果表明 PSe_{0. 10}T 催化剂表面 S 元素含量最低，且硫化产物为 TiOSO₄ ; SO₂-TPD 分析表明，PSe_{0. 10}T 催化剂对 SO₂ 吸附性较弱，且具有较低的硫酸盐分解温度，表现出良好的抗硫性能。该研究结果可为开发高性能抗硫 CO 氧化催化剂提供理论依据。

摘要:我国每年都会产生大量的含铁含锌粉尘，直接还原技术可以使粉尘中的 Fe 和 Zn 元素高效分离。本研究将转炉除尘灰、瓦斯泥和锌硫酸渣混匀后压制成团块，再外配 25% 的焦粉，在 1 000 ~ 1 150 ℃范围内进行直接还原， 揭示了含锌团块的还原过程和机理，并且建立了脱锌动力学模型。结果表明: 提高还原温度或延长还原时间可以促进铁晶粒的聚集长大，有利于铁还原和锌脱除; 在还原温度为 1 150 ℃条件下还原 30 min 后，可得到金属化率为 98. 74% 和脱锌率为 98. 83% 的金属化团块，还原过程中限制锌氧化物还原脱除速率的是界面化学反应，拟合置信度( R² ) 为 0. 993 6，表观活化能为 152. 37 kJ/mol。该研究可为含锌粉尘的协同还原及脱锌动力学提供理论基础。

摘要:本文将电解锰渣进行煅烧处理后与水泥混合制备胶凝材料，分析了不同龄期胶凝材料抗压强度及水化产物组成，并采用 BCR 顺序提取法和水平振荡法测定了重金属的化学形态和浸出质量浓度，详细探讨了水化过程中锰的迁移固化机理。试验结果表明: 电解锰渣中 Mn 以酸可溶态为主，经较低温度( 800 ℃ ) 煅烧，酸可溶态 Mn 部分转化为可还原态; 经高温度( 1 100 ℃ ) 煅烧后则转变为残渣态 Mn。水化过程中，酸可溶态 Mn 转变为氢氧化物，并脱水氧化转变为可还原态。浸出毒性分析结果显示: 煅烧及水化过程能够有效固化重金属并去除氨氮，1 100 ℃ 煅烧电解锰渣制备的胶凝材料中重金属浸出质量浓度符合国家标准，满足建筑材料的环境安全要求。

摘要:铁矾渣是湿法炼锌过程中产生的一种危险废弃物，其中锌的高效富集和回收对促进湿法炼锌行业绿色循环发展具有重要意义。针对现有烟化法的反应温度过高，Pb、In 元素会与 Zn 元素同时从铁矾渣中挥发出来，无法实现铁矾渣中锌选择性挥发的问题。本文采用 FactSage8. 1 热力学软件分析了烟化法从铁矾渣中选择性挥发回收锌的可行性，试验研究了烟化挥发过程影响烟尘中 ZnO 质量分数的主要因素。研究表明烟化挥发过程中，Zn 先还原后氧化，最终以氧化物的形式富集在烟尘中; 在最佳试验条件( 烟化挥发温度为 1 050 ℃、烟化挥发时间为 150 min、配碳质量分数为 20% ) 下，锌的挥发率为 99. 51% ，烟尘中 ZnO 的质量分数为 99. 58% ，实现了铁矾渣中锌的选择性回收。

摘要:原料碳含量是确保转底炉生产线能够高效、低成本处理含锌尘泥的关键参数。为研究原料碳含量对转底炉金属化球团产品质量的影响，本文通过模拟转底炉工艺流程开展了试验研究。利用强度检测、化学分析、电镜分析等方法分析了不同原料碳含量对应的球团强度、金属化率、脱锌率等产品指标。结果表明，原料碳含量增加会导致生球强度劣化，并且碳含量对金属化球团的强度和金属化率指标影响较大，但对脱锌率指标影响相对较小。 当原料的碳氧摩尔比达到 0. 68 时，金属化球团产品的整体质量达到较优水平。原料碳含量会直接影响焙烧过程中球团内的 FeO 含量，而 FeO 是球团内生成低熔点渣相的关键组分，进而影响金属化球团中的渣相分布和孔隙分布，改变球团内的还原动力学条件。工业试验数据表明，原料碳质量分数从 13. 61% 降低至 10. 10% ，产品金属化率降低约 9 个百分点，成球率提高约 11 个百分点，残锌含量基本不变。原料碳质量分数每降低 1 个百分点，金属化球团产品转鼓强度平均提高 4. 2 个百分点。在转底炉处理含锌尘泥工业生产中将原料碳质量分数控制在 10%~ 11% 比较适宜。