现代大型高炉布料理论与操作
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北京房山
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作者程树森等著
出版社冶金工业出版社
ISBN9787502493998
出版时间2023-10
装帧平装
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定价268元
货号14256723
上书时间2024-12-07
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目录
目录1布料基础知识11.1颗粒的有关物理参数11.1.1颗粒当量直径及表观密度的概念及测定11.1.2颗粒形状系数51.1.3比表面积及影响因素61.1.4散料层堆密度及空隙度61.1.5炉料堆角的概念及测试101.2高炉原料简介131.2.1烧结矿131.2.2球团矿171.3我国部分大高炉焦炭指标201.3.1焦炭灰分（A）201.3.2挥发分（V）211.3.3硫含量（S）221.3.4碳含量（C）231.3.5M40与M10指标241.3.6CRI与CSR指标261.3.7焦炭的粒径271.3.8焦炭的综合指标291.4国内外无钟炉顶设备的发展状况311.5无钟炉顶高炉布料设备的组成331.5.1按装料工艺划分331.5.2按布料设备结构划分361.6无钟炉顶布料设备的优缺点381.6.1无钟炉顶布料设备的优点381.6.2无钟炉顶布料设备的缺点391.7无钟炉顶布料操作方式401.8布料的重要性411.9小结422炉缸活跃性及圆周工作均匀性432.1风速对燃烧带深度（炉缸中心活跃性）的影响432.2炉缸直径对燃烧带深度（炉缸中心活跃性）的影响462.3风口大小对软熔带（高炉圆周均匀性）的影响472.4风口倾斜角度对燃烧带深度的影响522.5风口长度对燃烧带深度的影响542.6死焦堆温度的影响因素562.7高炉炉缸煤气流分布642.7.1高炉炉缸煤气流模型652.7.2炉缸直径对煤气流分布的影响662.7.3焦炭粒径对煤气流分布的影响672.7.4料柱空隙度对煤气流分布的影响682.7.5鼓风动能对煤气流分布的影响692.8高炉局部悬料、管道及崩料机理702.9料柱压差的影响因素722.9.1料柱空隙度对其压差的影响742.9.2炉料球形度对料柱压差的影响752.9.3料柱炉料粒度对其压差的影响762.10大型高炉软熔带形状讨论772.11高炉料面形状的讨论792.12高炉布料模式802.12.1中心有矿石和焦炭的“漏斗平台”型料面802.12.2中心加焦存在的问题802.13原料冶金性能对透气透液性的影响832.13.1高炉实际还原过程料层压差变化（阻损变化）832.13.2料层滴落过程压差变化（阻损变化）912.13.3焦矿混装对高炉生产的影响932.14小结973无钟高炉布料过程炉料运动数学模型993.1节流阀处炉料流速数学模型1003.2节流阀至溜槽间炉料颗粒运动数学模型1033.2.1炉料颗粒在串罐式炉顶内运动过程1043.2.2并罐式炉顶内运动过程1043.3多环布料过程溜槽内炉料运动数学模型1103.3.1半圆形截面溜槽1133.3.2矩形截面溜槽1143.4炉顶空区内炉料运动数学模型1163.4.1炉料运动轨迹数学模型1163.4.2料流宽度数学模型1193.5料面上炉料落点分布及瞬时流量数学模型1213.6料面形状数学模型1253.7数学模型试验验证1273.8高炉布料过程炉料运动预测系统开发1303.9小结1334无钟炉顶设备结构及操作参数对炉料运动的影响1354.1无钟炉顶形式对布料过程的影响1364.2中心喉管内径对并罐式高炉布料过程的影响1394.3溜槽悬挂点高度对布料过程的影响1424.4溜槽倾动距对布料过程的影响1444.5溜槽长度对布料过程的影响1464.6溜槽截面形状对布料过程的影响1494.7不同种类炉料布料过程运动及分布规律1534.8“倒罐”模式对并罐式高炉布料过程的影响1554.9节流阀开度对并罐式高炉布料过程的影响1584.10溜槽倾角对布料过程的影响1604.11溜槽转速对布料过程的影响1654.12溜槽旋转方向对并罐式高炉布料过程的影响1684.13料线高度对炉料分布的影响1704.14炉顶煤气流速对布料过程的影响1724.15小结1735无钟炉顶布料批重的研究1775.1批重计算数学方程1775.1.1二次料面炉料堆角大于原始料面炉料堆角1785.1.2二次料面炉料堆角小于原始料面炉料堆角1805.2炉料临界批重与平台宽度的关系1835.2.1焦炭临界批重与平台宽度及落点半径的关系1835.2.2矿石临界批重与平台宽度及落点半径的关系1875.3焦炭批重特征数1905.3.1不同平台宽度焦炭批重特征数（二次料面炉料堆角大于原始料面炉料堆角）1915.3.2不同料流轨迹落点焦炭批重特征数（二次料面炉料堆角大于原始料面炉料堆角）1955.4矿石批重特征数（二次料面炉料堆角小于原始料面炉料堆角）1975.4.1不同平台宽度矿石批重特征数变化1975.4.2不同落点半径矿石批重特征数变化1995.5炉料堆角的试验验证2015.5.1高炉内部炉料堆角的模型试验2015.5.2高炉内部炉料堆角的数学方程2035.6现代大型高炉布料批重的调整2045.7小结2076料层透气性影响研究2086.1布料制度对块状带透气性的影响2086.1.1块状带透气性影响因素的研究2086.1.2布料矩阵对透气性的影响2106.1.3批重大小对透气性的影响2116.1.4炉料混装和分装对透气性的影响2146.1.5中心加焦对透气性的影响2156.1.6料柱透气性对临界风量的影响2216.2高炉分级布料制度及炉顶设备选择2276.2.1分级布料2276.2.2装料时序及周期2286.2.3料罐的选择2316.2.4高炉原燃料资源的综合利用2326.2.5中心加焦制度的选择2366.2.6高炉取消中心加焦的尝试2386.3单粒级炉料分布及透气性研究2486.3.1模型建立2486.3.2计算条件2496.3.3料面炉料分布2506.3.4料层空隙度分布2526.3.5料层透气性2546.4多粒级炉料分布及透气性研究2556.4.1模型建立2556.4.2材料物性参数2566.4.3皮带上炉料分布2576.4.4料罐中炉料分布2596.4.5料面炉料分布2686.4.6料面空隙度分布2776.4.7料层压降分布2806.5无钟布料协同性理论2836.5.1档位划分与主料流宽度协同性原则2836.5.2料流宽度的测量及主料流宽度的研究2866.5.3主料流宽度与档位宽度协同原则2916.5.4档位料层厚度和布料圈数协同性原则2916.5.5料层厚度分布与炉料下降速度规律协同性原则2926.5.6煤气流分布和料面形状协同性原则2966.5.7料面形状与软熔带形状的协同性原则3016.5.8平台的形成3016.6小结3047炉顶设备结构对料面炉料分布的影响离散元仿真3077.1并罐式高炉无钟炉顶受料斗设备3077.1.1并罐式高炉无钟炉顶分料器对布料的影响3077.1.2并罐式高炉无钟炉顶受料斗对布料的影响3107.1.3并罐式高炉无钟炉顶导料槽对布料的影响3117.2并罐式高炉无钟炉顶料罐3137.2.1密封阀直径对布料的影响3137.2.2料罐对布料的影响3157.2.3并罐式节流阀对布料的影响3197.2.4并罐式炉顶Y形管对布料的影响3197.3皮带夹角对料面炉料分布的影响3227.3.1皮带夹角对上料过程炉料分布的影响3227.3.2皮带夹角对装料过程炉料分布的影响3307.3.3皮带夹角对布料过程炉料分布的影响3487.4料罐结构和换向溜槽倾角对料面炉料分布的影响3707.4.1计算条件3707.4.2计算结果及讨论3717.5中心喉管直径对料面炉料分布的影响3807.5.1计算条件3807.5.2计算结果及讨论3807.6溜槽结构对料面炉料分布的影响3857.6.1计算条件3857.6.2计算结果及讨论3867.7插入件对料罐和炉喉内炉料分布的影响3927.7.1计算条件3937.7.2插入件安装高度对炉料分布的影响3947.7.3插入件类型对炉料分布的影响3957.8小结3988装布料过程炉料运动及偏析研究4008.1并罐式高炉装料过程炉料运动及偏析分布研究4008.1.1几何模型及计算条件4008.1.2受料斗至料罐间装料过程颗粒运动及偏析分布4028.1.3料罐以下布料过程中颗粒运动及偏析分布4148.1.4炉喉内炉料颗粒分布4178.2串罐式高炉装料过程炉料颗粒运动及偏析分布研究4248.2.1几何模型及计算条件4258.2.2料仓至料罐间装料过程颗粒运动及偏析分布4278.2.3节流阀至料面间布料过程颗粒运动及偏析分布4448.2.4导料锥装置对料罐装料及排料过程的影响4508.2.5高炉装料过程实测及模型验证4548.3小结4588.3.1并罐式高炉装料过程炉料颗粒运动及偏析分析研究4588.3.2串罐式高炉装料过程炉料颗粒运动及偏析分析研究4609大比例球团布料过程离散元仿真4629.1计算条件4629.2计算结果及讨论4629.2.1球团矿比例对炉料落点半径的影响4629.2.2球团矿比例对料面径向炉料粒度分布的影响4629.2.3球团矿比例对料面径向炉料质量分布的影响4639.2.4球团矿比例对料面径向炉料碱度分布的影响4649.2.5球团矿比例对料面周向炉料粒度分布的影响4669.2.6球团矿比例对料面周向炉料质量分布的影响4679.2.7球团矿比例对料面周向炉料碱度分布的影响4689.2.8球团矿比例对料层空隙度分布的影响4709.3球团矿比例对综合炉料冶金性能的影响4719.3.1球团矿比例对综合炉料低温还原粉化性能的影响4719.3.2球团矿比例对综合炉料软熔滴落性能的影响4719.4小结474101∶1并罐无钟炉顶高炉布料试验测试47510.1试验目的47510.2试验意义47510.3试验内容47510.4试验装置47610.5试验方法47710.5.1单环布料落点轨迹测量方法47710.5.2多环布料粒度分布测量方法47810.5.3炉喉中心标定47910.5.4溜槽α角标定47910.6试验结果及分析48010.6.1溜槽结构对炉料落点分布的影响48010.6.2喉管直径对炉料落点分布的影响49010.6.3球团矿比例对炉料落点分布的影响50010.6.4溜槽转速对炉料落点分布的影响51010.6.5中心加焦溜槽最小角测定52010.6.6料面径向上焦炭粒度分布52110.6.7料面径向上矿石粒度分布52110.7小结52211高炉布料对煤气流分布的影响52311.1CFD在高炉的应用52511.2高炉煤气流模型52511.2.1物理模型52611.2.2数学模型52611.3布料参数对煤气流分布影响研究53511.3.1仿真参数条件53511.3.2中心加焦量对煤气流分布的影响53711.3.3炉料冶金性能对软熔带及煤气流分布的影响54611.3.4料面形状对煤气流分布的影响55511.3.5边缘炉料透气性对煤气流分布的影响56011.3.6炉瘤位置对煤气流分布的影响56411.4炉顶实际煤气流分布对空区内颗粒运动轨迹的影响56911.4.1炉顶空区煤气流分布及炉料颗粒运动模型56911.4.2不同类型颗粒空区内运动情况57211.5小结58112高炉炉料非稳态运动过程数学模型58312.1高炉炉料运动一维非线性数学模型建立58312.2方程的归一化及6个准数的导出58412.3与前人工作的比较58512.4临界煤气流速度及临界压力58512.5数学模型的数值模拟及结果分析58612.6小结58713基于图像的矿石粒度测量技术研究58813.1图像预处理算法58813.1.1数字图像表示58813.1.2图像滤波58913.1.3图像增强59113.1.4图像的二值化59313.1.5边缘检测59813.2图像分割60213.2.1连通与图像运算60313.2.2基于分水岭变换的图像分割60413.3矿石参数计算60813.3.1测量系统标定60813.3.2粒度特征参数提取60813.3.3粒度分布计算61013.3.4矿石形状参数61713.4硬件系统与软件设计61913.4.1硬件系统61913.4.2软件系统62113.5小结62414高炉三维料面重建62614.1料流轨迹和料面测量理论基础62714.1.1波的分类62714.1.2激光测距原理62814.2料流轨迹模型验证62914.2.1料流轨迹多目识别63014.2.2料流轨迹光学栅测量63214.2.3料流轨迹图像分析63314.2.4料流宽度分析63514.2.5料流轨迹重建63814.3料面形状模型检测64114.3.1料面形状测量64114.3.2料面形状三维扫描64514.4高炉布料溜槽倾角的测量64714.5小结64915高炉智能监测与诊断系统简介65015.1皮带机原燃料粒级实时分析系统65015.1.1硬件系统65015.1.2软件系统65015.2高炉布料过程炉料运动预测系统65015.2.1硬件系统65015.2.2软件系统65115.3高炉红外炉顶成像在线监测系统65215.3.1硬件系统65215.3.2软件系统65215.4高炉风口燃烧带温度场智能监测与诊断系统65315.4.1硬件系统65315.4.2软件系统65315.5高炉冷却壁热流强度智能监测与诊断系统65415.5.1硬件系统65415.5.2软件系统65415.6高炉冷却壁挂渣状态智能监测与诊断系统65615.6.1硬件系统65615.6.2软件系统65615.7高炉炉缸炉底工作状态智能监测与诊断系统65715.7.1硬件系统65715.7.2软件系统65715.8高炉铁水连续测温在线监测系统65815.8.1硬件系统65815.8.2软件系统65915.9小结659参考文献660
精彩内容
内容提要本书对高炉操作制度之一的布料制度进行了系统性研究，分析了冶金炉料的一些基础性能参数，介绍了无钟炉顶布料的发展历程、装备概况以及布料方式等。在布料规律方面，对布料过程建立了三维综合数学模型，并运用数值仿真技术分析了布料设备参数和高炉操作参数对布料过程的影响，并对布料批重影响进行了理论分析。另外，本书结合国内诸多高炉开炉布料测试结果，对无钟炉顶布料过程的检测进行了研究。本书可供钢铁企业的炼铁工作者、高炉操作技术人员阅读，也可供研究院所的科研人员和高校有关师生参考。
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