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绪论 1

0．1 冶金设备的内容 1

0．2 国际单位制和单位换算 2

第一篇 火法冶金设备工程基础 6

1 耐火及保温材料 6

1．1 概述 6

1．1．1 耐火材料在冶金中的地位和作用 6

1．1．2 冶金炉对耐火材料的要求 6

1．2 耐火材料的分类、组成及性质 7

1．2．1 耐火材料的分类 7

1．2．2 耐火材料的一般化学矿物组成 7

1．2．3 耐火材料的物理性质 8

1．2．4 耐火材料的工作性能 12

1．3．1 硅酸铝质耐火制品 15

1．3 常用耐火材料及其特性 15

1．3．2 硅砖 18

1．3．3 镁质耐火制品 20

1．3．4 含碳耐火材料 21

1．3．5 不定形耐火材料 22

1．4 耐火材料的外形尺寸 24

1．5 水冷与挂渣保护 24

1．5．1 水冷挂渣机理 24

1．5．2 水套 25

1．5．3 热挂渣保护 25

1．6 绝热材料 26

1．6．1 概述 26

1．6．2 常用绝热材料 27

习题及思考题 29

2．1 概述 30

2．1．1 燃料的定义及种类 30

2 燃料与燃烧 30

2．1．2 组织燃烧过程和炉子工作关系 31

2．2 燃料 31

2．2．1 燃料的组成与换算 31

2．2．2 燃料发热量及计算 35

2．2．3 常用燃料 37

2．3 燃烧计算 41

2．3．1 概述 41

2．3．2 空气需要量、燃烧产物量及其成分的计算 41

2．3．3 燃烧温度的计算 46

2．4 燃料的燃烧与燃烧器 53

2．4．1 气体燃料的燃烧及烧嘴 53

2．4．2 液体燃料的燃烧与烧嘴 58

2．4．3 固体燃料的燃烧 63

习题及思考题 69

3．2．1 重力收尘器 72

3．2 重力收尘器与惯性收尘器 72

3 气固分离设备 72

3．1 概述 72

3．2．2 惯性收尘器 74

3．3 旋风收尘器 75

3．3．1 旋风收尘器工作原理 75

3．3．2 旋风收尘器的类型 76

3．3．3 旋风收尘器型号选择与阻力损失计算 81

3．4 过滤式收尘器 83

3．4．1 过滤式收尘的原理 85

3．4．2 过滤式收尘装置 85

3．5 电收尘器 89

3．5．1 电收尘器的工作原理 89

3．5．2 电收尘器的类型与特点 89

3．5．3 常用电收尘器结构尺寸与技术性能 93

3．6 湿式收尘器 94

3．5．4 电收尘器选择计算 94

3．6．1 湿式收尘器的类型与特性 95

3．6．2 快速收尘器 95

习题及思考题 97

第二篇 焙烧及干燥设备 99

1 干燥工程基础 99

1．1 湿空气性质和焓湿图 99

1．1．1 湿空气的性质 99

1．1．2 焓湿(I-X)图 101

1．2 干燥计算 101

1．2．1 确定干燥介质的状态参数 101

1．2．2 干燥过程计算 103

习题及思考题 107

2 回转窑 108

2．1 概述 108

2．2．1 回转窑的结构 110

2．2 回转窑的结构及结构参数 110

2．2．2 回转窑的结构参数 112

2．3 回转窑的运转参数及生产能力 113

2．3．1 运转参数 113

2．3．2 生产能力 115

2．4 主要尺寸及传动功率计算 116

2．4．1 筒体直径的计算 116

2．4．2 筒体长度的计算 116

2．4．3 传动功率的计算 117

2．5 回转窑的改进方向 118

习题及思考题 119

3 流态化焙烧(干燥)炉 120

3．1 概述 120

3．2 流态化焙烧炉工作原理 122

3．2．1 流化床的形成 122

3．3．1 流态化焙烧炉的设备系统及一般构造 123

3．2．2 流态化范围与操作速度 123

3．3 流态化焙烧炉构造及主要尺寸计算 123

3．3．2 炉体及主要部件 124

3．3．3 主要尺寸的确定和生产率计算 128

3．4 流态化焙烧炉的改进方向及发展趋势 131

3．4．1 流态化焙烧的改进方向 131

3．4．2 流态化焙烧炉的发展趋势 132

习题及思考题 132

4 多膛炉 133

4．1 概述 133

4．2 多膛炉结构和工作原理 133

5 烧结设备 135

5．1 概述 135

5．2 带式烧结机 137

习题及思考题 139

6．1 概述 140

6 其他干燥设备 140

6．2 气流干燥器 141

6．2．1 气流干燥装置 141

6．2．2 气流干燥的特点 142

6．3 喷雾干燥器 143

6．3．1 概述 143

6．3．2 喷雾器 144

6．3．3 喷雾室 145

6．4 旋转快速干燥器 146

6．5 盘式干燥器 147

6．6 带式干燥器 148

6．7 干燥器的选型 149

习题及思考题 150

1．1．1 竖炉内物料下降运动 152

1．1 概述 152

1 竖炉 152

第三篇 熔炼设备 152

1．1．2 竖炉内料层热交换的特点 153

1．2 炼铁高炉 154

1．2．1 概述 154

1．2．2 高炉本体结构 156

1．2．3 高炉技术现状及发展趋势 165

1．3 鼓风炉 168

1．3．1 概述 168

1．3．2 鼓风炉结构 169

1．3．3 鼓风炉操作参数与单位生产率 171

1．3．4 鼓风炉的主要尺寸计算 174

1．3．5 鼓风炉技术数据 177

习题及思考题 179

2．2．1 概述 180

2．2 反射炉 180

2．1 概述 180

2 熔池熔炼设备 180

2．2．2 反射炉的结构 181

2．2．3 反射炉内热传递 185

2．2．4 周期作业反射炉主要尺寸计算 186

2．2．5 周期作业反射炉的技术参数 188

2．2．6 反射炉的烘烤制度 189

2．3 其他熔池熔炼炉 191

2．3．1 诺兰达炉 191

2．3．2 瓦纽柯夫炉 196

2．3．3 白银法熔炼炉 202

2．3．4 三菱法熔炼炉 206

2．3．5 QSL熔炼炉 210

2．3．6 奥斯麦特炉 211

习题及思考题 215

3．2．1 概述 216

3．2 闪速炉 216

3 塔式熔炼(精炼)设备 216

3．1 概述 216

3．2．2 闪速炉的结构简介 217

3．2．3 闪速炉的生产率及主要尺寸计算 219

3．2．4 闪速炉主要结构参数及技术数据 222

3．2．5 闪速炉的新发展 225

3．3 基夫塞特炉 225

3．3．1 概述 225

3．3．2 基夫赛特法的工作原理及特点 226

3．3．3 基夫赛特炉主要设备选择 227

3．4 锌精馏塔 228

3．4．1 概述 228

3．4．2 精馏设备及炉座组合形式 229

3．4．3 锌精馏塔的生产能力和塔盘的尺寸 231

习题及思考题 234

3．4．4 锌精馏法的现状和发展动向 234

4 转炉 235

4．1 概述 235

4．2 炼钢转炉 236

4．2．1 炼钢转炉的分类及应用 236

4．2．2 转炉炉型及其主要参数确定 236

4．2．3 氧气顶吹转炉 240

4．2．4 氧气底吹转炉 244

4．2．5 氧气侧吹转炉 246

4．2．6 氧气复合吹炼转炉 247

4．3 炼铜转炉 251

4．3．1 卧式转炉的结构及技术特性 251

4．3．2 卧式转炉规格选择及尺寸和参数的计算 252

4．3．3 炼铜转炉技术新发展 255

4．4．1 回转式精炼炉 256

4．4 其他转炉 256

4．4．2 卡尔多转炉 259

习题及参考题 260

5 电炉 261

5．1 概述 261

5．2 矿热电炉 262

5．2．1 概述 262

5．2．2 矿热电炉结构 263

5．2．3 矿热电炉的主要参数及尺寸计算 264

5．2．4 矿热电炉的主要结构参数及技术经济指标 267

5．3 感应电炉 269

5．3．1 感应电炉的分类、用途、特点及工作原理 269

5．3．2 工频铁芯感应电炉 270

5．3．3 工频无芯感应炉 276

5．4．1 真空电弧炉 280

5．4 其他电炉 280

5．4．2 等离子炉 282

5．4．3 等电子束炉 284

习题与思考题 286

第四篇 融盐电解槽 287

1 概述 287

2 铝电解槽 288

2．1 铝电解槽的工作原理 288

2．2 铝电解槽的发展历史和现状 290

2．3 铝电解槽的构造及技术参数 296

2．3．1 预焙阳极电解槽 296

2．3．2 自焙阳极电解槽 306

2．4 未来铝电解槽的改进 311

2．4．1 现有电解槽的改造 311

2．4．2 新型电解槽 312

习题及思考题 313

3 镁电解槽 314

3．1 镁电解槽结构 314

3．1．1 上插阳极镁电解槽 314

3．1．2 旁插阳极镁电解槽 317

3．1．3 道屋型镁电解槽 318

3．1．4 无隔板镁电解槽 319

习题及参考题 320

4 稀土金属熔盐电解槽 321

习题及参考题 324

附录 325

Ⅰ 耐火材料和固体材料的性质 325

Ⅰ-1 中低温绝热材料的主要性能 325

Ⅰ-2 耐火可塑料的性能 326

Ⅰ-3 镁质和铬质耐火捣打料参考配比 327

Ⅰ-4 常用固体材料的重要性质 328

Ⅰ-5 耐火浇注料的理化指标(GB3712-83) 329

Ⅱ 燃料燃烧 329

Ⅱ-1 燃烧产物的平均比热及热含量的近似值 329

Ⅱ-2 常用气体的平均恒压比热(×4.187 kJ·m-3·℃-1)(标准状态) 330

Ⅱ-3 烟气(CO2=13%，H2O=11%，N2=76%)物理参数(101325 Pa) 331

Ⅱ-4 烟气的主要物理参数(101325 Pa) 331

Ⅱ-5 各种不同发热量燃料燃烧需要的理论空气量和烟气量 332

Ⅱ-6 空气及煤气的饱和水蒸气含量(101325 Pa) 333

Ⅱ-7 燃料在空气中的着火温度和燃气空气混合物的着火浓度 334

Ⅱ-8 燃烧反应的热反应(标准状态) 335

Ⅱ-9 几种主要燃料的特性 336

Ⅲ 环境卫生及安全的有关数据 337

Ⅲ-1 作业地带空气中粉尘的最高容许浓度 337

Ⅲ-2 气体和蒸气爆炸浓度极限 337

主要参考文献 339