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 燒結礦余熱資源的組成及特點 1
1.1.1 測試對象、體系內容與方法 1
1.1.2 熱工測試結果與分析3
1.2 燒結過程余熱資源回收利用技術進步與展望 8
1.2.1 國外燒結余熱回收利用技術發(fā)展狀況 9
1.2.2 國內燒結余熱回收利用技術發(fā)展狀況 12
1.2.3 燒結余熱回收與利用技術發(fā)展途徑 17
1.3 燒結余熱回收關鍵科學問題與技術問題的凝練 21
第2章 燒結基本原理 23
2.1 鐵礦燒結發(fā)展狀況 23
2.2 燒結過程 24
2.3 燒結過程主要反應及固結機理 28
2.3.1 燃燒反應 28
2.3.2 水分的蒸發(fā)和凝結 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 有害雜質的去除 32
2.3.6 固相反應 33
2.3.7 液相黏結及基本液相體系 34
2.3.8 燒結礦冷凝固結 38
2.3.9 燒結礦的礦物組成及結構 39
2.4 燒結礦質量指標 40
2.4.1 燒結礦強度和粒度 40
2.4.2 燒結礦冶金性能 41
2.4.3 堿度 42
2.5 成熟應用的燒結工藝技術 43
2.5.1 低硅高還原性燒結礦技術 43
2.5.2 低碳厚料層燒結技術 45
2.5.3 小球團燒結法 46
2.5.4 燒結機偏析布料技術 48
2.6 燒結新技術進展及應用 49
2.6.1 鑲嵌式燒結法 49
2.6.2 復合造塊法 50
2.6.3 涂層制粒技術 52
2.6.4 燒結噴吹氫系氣體燃料技術 53
2.7 鐵礦燒結的發(fā)展趨勢 56
第3章 燒結礦床層內填充特性及氣體流動的實驗研究 58
3.1 燒結礦層填充特性的研究 58
3.1.1 燒結礦形狀因子的研究 58
3.1.2 燒結礦床層內空隙率分布的研究 61
3.2 燒結礦床層內流動過程分析 66
3.3 燒結礦床層內氣體流動狀態(tài)的判定 67
3.3.1 顆粒床層內的雷諾數(shù) 67
3.3.2 實驗原理 68
3.3.3 實驗裝置 69
3.3.4 實驗過程 70
3.3.5 實驗結果與討論 71
3.4 燒結礦床層內氣流壓降實驗關聯(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聯(lián)式的建立 82
第4章 燒結礦床層內氣固傳熱實驗研究 91
4.1 燒結礦床層內氣固傳熱過程分析 91
4.1.1 燒結礦床層內的導熱過程 91
4.1.2 燒結礦床層內的對流傳熱過程 92
4.1.3 燒結礦床層內的輻射傳熱過程 92
4.2 燒結礦床層內氣固傳熱過程實驗研究 92
4.2.1 床層內氣固傳熱系數(shù)公式推導 93
4.2.2 床層內氣固？傳遞系數(shù)公式推導 95
4.2.3 實驗裝置與過程 101
4.2.4 實驗結果與分析 104
4.3 燒結礦床層內氣固傳熱過程試驗研究 112
4.3.1 實驗內容與目的 112
4.3.2 實驗裝置與過程 113
4.3.3 實驗結果與分析 117
第5章 燒結余熱回收豎罐內流動與傳熱數(shù)值計算及應用 120
5.1 物理模型及其基本假設 120
5.2 豎罐內氣固傳熱數(shù)學模型 122
5.2.1 多孔介質模型 122
5.2.2 豎罐內流動與傳熱基本方程 124
5.2.3 豎罐內氣體流動模型 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 邊界條件的設置 132
5.4 模型計算方法 133
5.4.1 模型計算軟件的選擇 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 137
5.5.2 UDF宏的選取與定義 138
5.6 模型可靠性驗證及分析 139
5.6.1 模型網(wǎng)格的無關性驗證 139
5.6.2 模型的可靠性驗證 140
5.7 燒結礦豎罐內氣固傳熱過程數(shù)值計算 142
5.7.1 某一工況下模擬計算結果分析 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 試驗設計方法的確定 160
5.8.3 試驗方案的確定 162
5.8.4 單罐條件下豎罐適宜結構參數(shù)和操作參數(shù)的確定 168
5.8.5 雙罐條件下豎罐適宜結構參數(shù)和操作參數(shù)的確定 170
第6章 環(huán)冷模式下燒結礦床層內流動和傳熱數(shù)值計算及其應用 174
6.1 環(huán)冷機內氣固傳熱過程數(shù)值計算模型的建立 174
6.1.1 模型建立基本流程 174
6.1.2 環(huán)冷機內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)學模型的建立 177
6.1.5 數(shù)值計算區(qū)域與條件的設定 181
6.2 環(huán)冷機內氣固傳熱基本規(guī)律與影響因素分析 185
6.2.1 環(huán)冷機內氣體流動基本規(guī)律分析 186
6.2.2 環(huán)冷機內溫度分布基本規(guī)律分析 187
6.3 余熱發(fā)電模式下環(huán)冷機熱工參數(shù)的確定 190
6.3.1 環(huán)冷機出口熱載體可用性判斷依據(jù)及計算 190
6.3.2 環(huán)冷機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)冷機余熱分級回收梯級利用工藝 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施方案 202
6.4.3 較為實際的可行性實施方案 206
第7章 燒結余熱直接熱回收系統(tǒng)研究 209
7.1 燒結混合料干燥規(guī)律的實驗研究 209
7.1.1 實驗原理 209
7.1.2 實驗內容 211
7.1.3 實驗結果分析 212
7.2 燒結余熱用于燒結混合料干燥 214
7.2.1 基本假設 214
7.2.2 解析模型建立 215
7.2.3 解析模型驗證 218
7.2.4 燒結混合料干燥工藝參數(shù)的確定 221
7.3 燒結余熱用于燒結點火 228
7.3.1 燒結點火的作用與意義 228
7.3.2 燒結點火工藝及特點分析 229
7.3.3 影響點火的因素分析 233
7.3.4 點火助燃工藝參數(shù)的確定 235
7.4 燒結余熱用于熱風燒結 240
7.4.1 熱風燒結的作用與意義 240
7.4.2 熱風燒結工藝及特點 242
7.4.3 熱風燒結工藝參數(shù)的確定 242
第8章 燒結余熱鍋爐熱工參數(shù)優(yōu)化及應用 251
8.1 余熱鍋爐結構設計 251
8.1.1 余熱鍋爐整體結構 251
8.1.2 余熱鍋爐結構確定 254
8.1.3 余熱鍋爐通風阻力的確定 261
8.1.4 余熱鍋爐水循環(huán)檢驗 267
8.2 余熱鍋爐計算機輔助計算軟件 273
8.2.1 計算機輔助計算概念 273
8.2.2 計算機輔助熱力計算 274
8.2.3 計算機輔助阻力計算 275
8.2.4 計算機輔助水循環(huán)計算 276
8.2.5 程序編制原則 276
8.2.6 程序設計基本流程 277
8.3 余熱鍋爐的熱經濟學分析與優(yōu)化 278
8.3.1 余熱鍋爐熱經濟學基礎概念 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 計算程序的編制 294
8.4.2 熱工參數(shù)優(yōu)化 303
第9章 燒結余熱回收系統(tǒng)熱力學分析 305
9.1 余熱回收的熱力學分析方法 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 能級分析 310
9.2 熱力學分析模型和余熱回收利用原則的建立 313
9.2.1 熱力學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 燒結余熱回收系統(tǒng)熱力學分析與評價 322
9.3.1 燒結生產條件 323
9.3.2 燒結環(huán)冷余熱回收系統(tǒng)熱力學分析與評價 324
9.3.3 現(xiàn)有余熱利用不足及技術的改進方案及分析 331
9.3.4 燒結礦余熱豎罐式回收系統(tǒng)熱力學分析 334
參考文獻 339