目錄
《現(xiàn)代冶金與材料過程工程叢書》序
前言
第1章 概述1
1.1 燒結(jié)礦余熱資源的組成及特點(diǎn) 1
1.1.1 測(cè)試對(duì)象、體系內(nèi)容與方法 1
1.1.2 熱工測(cè)試結(jié)果與分析3
1.2 燒結(jié)過程余熱資源回收利用技術(shù)進(jìn)步與展望 8
1.2.1 國外燒結(jié)余熱回收利用技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 9
1.2.2 國內(nèi)燒結(jié)余熱回收利用技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 12
1.2.3 燒結(jié)余熱回收與利用技術(shù)發(fā)展途徑 17
1.3 燒結(jié)余熱回收關(guān)鍵科學(xué)問題與技術(shù)問題的凝練 21
第2章 燒結(jié)基本原理 23
2.1 鐵礦燒結(jié)發(fā)展?fàn)顩r 23
2.2 燒結(jié)過程 24
2.3 燒結(jié)過程主要反應(yīng)及固結(jié)機(jī)理 28
2.3.1 燃燒反應(yīng) 28
2.3.2 水分的蒸發(fā)和凝結(jié) 30
2.3.3 碳酸鹽分解 30
2.3.4 鐵氧化物的分解還原和氧化 31
2.3.5 有害雜質(zhì)的去除 32
2.3.6 固相反應(yīng) 33
2.3.7 液相黏結(jié)及基本液相體系 34
2.3.8 燒結(jié)礦冷凝固結(jié) 38
2.3.9 燒結(jié)礦的礦物組成及結(jié)構(gòu) 39
2.4 燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo) 40
2.4.1 燒結(jié)礦強(qiáng)度和粒度 40
2.4.2 燒結(jié)礦冶金性能 41
2.4.3 堿度 42
2.5 成熟應(yīng)用的燒結(jié)工藝技術(shù) 43
2.5.1 低硅高還原性燒結(jié)礦技術(shù) 43
2.5.2 低碳厚料層燒結(jié)技術(shù) 45
2.5.3 小球團(tuán)燒結(jié)法 46
2.5.4 燒結(jié)機(jī)偏析布料技術(shù) 48
2.6 燒結(jié)新技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用 49
2.6.1 鑲嵌式燒結(jié)法 49
2.6.2 復(fù)合造塊法 50
2.6.3 涂層制粒技術(shù) 52
2.6.4 燒結(jié)噴吹氫系氣體燃料技術(shù) 53
2.7 鐵礦燒結(jié)的發(fā)展趨勢(shì) 56
第3章 燒結(jié)礦床層內(nèi)填充特性及氣體流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究 58
3.1 燒結(jié)礦層填充特性的研究 58
3.1.1 燒結(jié)礦形狀因子的研究 58
3.1.2 燒結(jié)礦床層內(nèi)空隙率分布的研究 61
3.2 燒結(jié)礦床層內(nèi)流動(dòng)過程分析 66
3.3 燒結(jié)礦床層內(nèi)氣體流動(dòng)狀態(tài)的判定 67
3.3.1 顆粒床層內(nèi)的雷諾數(shù) 67
3.3.2 實(shí)驗(yàn)原理 68
3.3.3 實(shí)驗(yàn)裝置 69
3.3.4 實(shí)驗(yàn)過程 70
3.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 71
3.4 燒結(jié)礦床層內(nèi)氣流壓降實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的確定 76
3.4.1 修正Ergun方程 76
3.4.2 顆粒摩擦因子 79
3.4.3 無量綱化床層阻力關(guān)聯(lián)式的建立 82
第4章 燒結(jié)礦床層內(nèi)氣固傳熱實(shí)驗(yàn)研究 91
4.1 燒結(jié)礦床層內(nèi)氣固傳熱過程分析 91
4.1.1 燒結(jié)礦床層內(nèi)的導(dǎo)熱過程 91
4.1.2 燒結(jié)礦床層內(nèi)的對(duì)流傳熱過程 92
4.1.3 燒結(jié)礦床層內(nèi)的輻射傳熱過程 92
4.2 燒結(jié)礦床層內(nèi)氣固傳熱過程實(shí)驗(yàn)研究 92
4.2.1 床層內(nèi)氣固傳熱系數(shù)公式推導(dǎo) 93
4.2.2 床層內(nèi)氣固？傳遞系數(shù)公式推導(dǎo) 95
4.2.3 實(shí)驗(yàn)裝置與過程 101
4.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 104
4.3 燒結(jié)礦床層內(nèi)氣固傳熱過程試驗(yàn)研究 112
4.3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與目的 112
4.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置與過程 113
4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 117
第5章 燒結(jié)余熱回收豎罐內(nèi)流動(dòng)與傳熱數(shù)值計(jì)算及應(yīng)用 120
5.1 物理模型及其基本假設(shè) 120
5.2 豎罐內(nèi)氣固傳熱數(shù)學(xué)模型 122
5.2.1 多孔介質(zhì)模型 122
5.2.2 豎罐內(nèi)流動(dòng)與傳熱基本方程 124
5.2.3 豎罐內(nèi)氣體流動(dòng)模型 130
5.3 網(wǎng)格劃分及邊界條件131
5.3.1 網(wǎng)格劃分 131
5.3.2 邊界條件的設(shè)置 132
5.4 模型計(jì)算方法 133
5.4.1 模型計(jì)算軟件的選擇 133
5.4.2 數(shù)值離散方法的選擇 134
5.4.3 SIMPLE算法 136
5.5 模型參數(shù)UDF 137
5.5.1 UDF的編寫基礎(chǔ) 137
5.5.2 UDF宏的選取與定義 138
5.6 模型可靠性驗(yàn)證及分析 139
5.6.1 模型網(wǎng)格的無關(guān)性驗(yàn)證 139
5.6.2 模型的可靠性驗(yàn)證 140
5.7 燒結(jié)礦豎罐內(nèi)氣固傳熱過程數(shù)值計(jì)算 142
5.7.1 某一工況下模擬計(jì)算結(jié)果分析 142
5.7.2 主要影響因素及其影響規(guī)律 148
5.8 豎罐適宜熱工參數(shù)的確定 157
5.8.1 豎罐適宜熱工參數(shù)的判據(jù) 157
5.8.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的確定 160
5.8.3 試驗(yàn)方案的確定 162
5.8.4 單罐條件下豎罐適宜結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)的確定 168
5.8.5 雙罐條件下豎罐適宜結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)的確定 170
第6章 環(huán)冷模式下燒結(jié)礦床層內(nèi)流動(dòng)和傳熱數(shù)值計(jì)算及其應(yīng)用 174
6.1 環(huán)冷機(jī)內(nèi)氣固傳熱過程數(shù)值計(jì)算模型的建立 174
6.1.1 模型建立基本流程 174
6.1.2 環(huán)冷機(jī)內(nèi)傳熱過程研究方法的確定 174
6.1.3 物理模型的建立 175
6.1.4 數(shù)學(xué)模型的建立 177
6.1.5 數(shù)值計(jì)算區(qū)域與條件的設(shè)定 181
6.2 環(huán)冷機(jī)內(nèi)氣固傳熱基本規(guī)律與影響因素分析 185
6.2.1 環(huán)冷機(jī)內(nèi)氣體流動(dòng)基本規(guī)律分析 186
6.2.2 環(huán)冷機(jī)內(nèi)溫度分布基本規(guī)律分析 187
6.3 余熱發(fā)電模式下環(huán)冷機(jī)熱工參數(shù)的確定 190
6.3.1 環(huán)冷機(jī)出口熱載體可用性判斷依據(jù)及計(jì)算 190
6.3.2 環(huán)冷機(jī)氣固傳熱過程影響規(guī)律分析 192
6.3.3 適宜操作參數(shù)的確定 198
6.4 環(huán)冷機(jī)余熱分級(jí)回收梯級(jí)利用工藝 201
6.4.1 工藝流程與參數(shù)確定的原則與方法 201
6.4.2 較為完善的可行性實(shí)施方案 202
6.4.3 較為實(shí)際的可行性實(shí)施方案 206
第7章 燒結(jié)余熱直接熱回收系統(tǒng)研究 209
7.1 燒結(jié)混合料干燥規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究 209
7.1.1 實(shí)驗(yàn)原理 209
7.1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 211
7.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 212
7.2 燒結(jié)余熱用于燒結(jié)混合料干燥 214
7.2.1 基本假設(shè) 214
7.2.2 解析模型建立 215
7.2.3 解析模型驗(yàn)證 218
7.2.4 燒結(jié)混合料干燥工藝參數(shù)的確定 221
7.3 燒結(jié)余熱用于燒結(jié)點(diǎn)火 228
7.3.1 燒結(jié)點(diǎn)火的作用與意義 228
7.3.2 燒結(jié)點(diǎn)火工藝及特點(diǎn)分析 229
7.3.3 影響點(diǎn)火的因素分析 233
7.3.4 點(diǎn)火助燃工藝參數(shù)的確定 235
7.4 燒結(jié)余熱用于熱風(fēng)燒結(jié) 240
7.4.1 熱風(fēng)燒結(jié)的作用與意義 240
7.4.2 熱風(fēng)燒結(jié)工藝及特點(diǎn) 242
7.4.3 熱風(fēng)燒結(jié)工藝參數(shù)的確定 242
第8章 燒結(jié)余熱鍋爐熱工參數(shù)優(yōu)化及應(yīng)用 251
8.1 余熱鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 251
8.1.1 余熱鍋爐整體結(jié)構(gòu) 251
8.1.2 余熱鍋爐結(jié)構(gòu)確定 254
8.1.3 余熱鍋爐通風(fēng)阻力的確定 261
8.1.4 余熱鍋爐水循環(huán)檢驗(yàn) 267
8.2 余熱鍋爐計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算軟件 273
8.2.1 計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算概念 273
8.2.2 計(jì)算機(jī)輔助熱力計(jì)算 274
8.2.3 計(jì)算機(jī)輔助阻力計(jì)算 275
8.2.4 計(jì)算機(jī)輔助水循環(huán)計(jì)算 276
8.2.5 程序編制原則 276
8.2.6 程序設(shè)計(jì)基本流程 277
8.3 余熱鍋爐的熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析與優(yōu)化 278
8.3.1 余熱鍋爐熱經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)概念 278
8.3.2 受熱面幾何參數(shù)優(yōu)化模型的建立 282
8.3.3 蒸汽參數(shù)優(yōu)化模型的建立 287
8.3.4 優(yōu)化模型的求解方法 292
8.4 基于某豎罐余熱鍋爐的案例分析 294
8.4.1 計(jì)算程序的編制 294
8.4.2 熱工參數(shù)優(yōu)化 303
第9章 燒結(jié)余熱回收系統(tǒng)熱力學(xué)分析 305
9.1 余熱回收的熱力學(xué)分析方法 305
9.1.1 能量分析理論 305
9.1.2 焓分析 305
9.1.3 ？分析 306
9.1.4 能級(jí)分析 310
9.2 熱力學(xué)分析模型和余熱回收利用原則的建立 313
9.2.1 熱力學(xué)分析模型建立的方法與步驟 313
9.2.2 余熱回收與利用原則的確定 321
9.3 燒結(jié)余熱回收系統(tǒng)熱力學(xué)分析與評(píng)價(jià) 322
9.3.1 燒結(jié)生產(chǎn)條件 323
9.3.2 燒結(jié)環(huán)冷余熱回收系統(tǒng)熱力學(xué)分析與評(píng)價(jià) 324
9.3.3 現(xiàn)有余熱利用不足及技術(shù)的改進(jìn)方案及分析 331
9.3.4 燒結(jié)礦余熱豎罐式回收系統(tǒng)熱力學(xué)分析 334
參考文獻(xiàn) 339