描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787548734345
有色金属炉窑是有色金属工业生产的主要设备，也是能耗大户和环境污染的主要来源之一。炉窑的科学设计与操作是实现有色冶金与加工过程“三高两低”（高产率、高质量、高寿命、低能耗、低污染）多目标整体优化的重要保障，也是实现有色金属行业绿色发展的有效途径。
本手册由国内有色金属行业的设计、研究、生产制造部门以及有关高等院校具有丰富经验的炉窑设计专家共数十余人集体编写，试图以“三高两低”整体优化为目标，引入多物理场耦合仿真优化设计手段，总结国内外、特别是国内有色金属炉窑的设计与操作经验，提出一套比较合理而系统的设计计算方法，收集整理出一些与之配套的、经过生产实践检验的经验数据和技术参数，以供设计、研究及教学人员参考。
内容简介：
《有色金属炉窑设计手册》为国家十三五重点图书出版规划项目，入选2018年度国家出版基金项目。
手册是一部全面反映有色金属冶金及加工炉窑*研究与应用成果的大型工具书。全书从炉窑设计的流体、热工、材料等基础入手，结合*标准和技术创新，介绍国内外各类有色金属炉窑的设备结构、计算方法与实例、结构参数与技术经济指标。同时，对燃烧、余热利用、仿真与优化等炉窑通用技术进行了全面总结。
目录
第1章 绪 论 （1）
第2章 流体流动及其阻力计算 （7）
第3章 传热与热平衡计算 （32）
第4章 燃料及燃烧计算 （68）
第5章 筑炉材料及砌筑基本要求 （88）
第6章 金属材料与钢结构设计 （133）
第7章 燃烧技术与装置 （198）
第8章 换热器 （266）
第9章 水冷装置 （324）
第18章 诺兰达炉 （597）
18.1 诺兰达炉结构和技术参数 （597）
18.1.1
结构 （597）
18.1.2
技术参数的确定 （598）
18.2 主要部件的结构与设计 （600）
18.2.1
炉壳 （600）
18.2.2
端盖 （600）
18.2.3
滚圈与托轮支座 （601）
18.2.4
产品放出口 （601）
18.2.5
炉口(烟气出口) （602）
18.2.6
风口装置 （602）
18.2.7
供风装置 （603）
18.2.8
传动装置 （603）
18.3 炉衬设计 （604）
18.3.1
炉衬寿命及耐火材料选择 （604）
18.3.2
升温曲线 （605）
18.4 烟罩 （605）
18.5 4.7 m×18 m诺兰达炉设计及生产技术参数 （607）
第19章 转 炉 （610）
19.1 主要结构 （611）
19.1.1
炉体 （612）
19.1.2
万向接头 （616）
19.1.3
驱动装置 （616）
19.1.4
支承装置 （617）
19.1.5
开式齿轮传动 （617）
19.1.6
润滑系统 （617）
19.2 转炉主要参数的确定 （618）
19.2.1
筒体 （618）
19.2.2
炉口 （618）
19.2.3
送风系统 （619）
19.2.4
端盖 （619）
19.2.5
电动机容量 （620）
19.3 砌体 （621）
19.3.1
材质选择 （621）
19.3.2
筒体砌砖 （623）
19.3.3
炉口砌砖 （623）
19.3.4
风口砌砖 （624）
19.3.5
端墙砌砖 （625）
19.4 国内外转炉实践数据 （626）
19.4.1
炼铜转炉热平衡实例 （626）
第20章 鼓风炉 （633）
20.1 鼓风强度计算 （633）
20.1.1
极限鼓风强度（K） （633）
20.1.2
最佳鼓风强度（K0） （634）
20.2 单位生产率（床能率）的计算 （634）
20.3 主要尺寸的确定 （635）
20.3.1
风口区横截面积（F床） （635）
20.3.2
炉子宽度 （635）
20.4 主要部件结构的设计与计算 （638）
20.4.1
风口装置 （638）
20.4.2
本床与炉缸 （640）
20.4.3
咽喉口及咽喉溜槽 （641）
20.4.4
水套 （642）
20.4.5
炉顶 （643）
20.5 风口前鼓风压力计算 （644）
20.6 计算例题 （645）
20.6.1
原始条件 （645）
20.6.2
炉料特性 （646）
20.6.3
单位生产率（床能率） （647）
20.6.4
炉体主要尺寸的确定 （647）
20.6.5
主要部件结构及尺寸 （647）
20.6.6
风口前鼓风压力计算 （648）
20.6.7
热平衡计算 （649）
20.7 铅锌密闭鼓风炉 （651）
20.7.1
铅锌密闭鼓风炉的生产率 （652）
20.7.2
铅锌密闭鼓风炉的结构 （653）
20.7.3
铅锌密闭鼓风炉技术数据及总图 （655）
第21章 回转式精炼炉 （660）
21.1 回转式精炼炉的主要结构 （660）
21.1.1
炉体 （661）
21.1.2
炉口及炉盖启闭装置 （663）
21.1.3
支承装置 （665）
21.1.4
驱动装置 （665）
21.1.5
燃烧装置 （667）
21.1.6
排烟装置 （667）
21.1.7
透气砖底吹装置 （668）
21.2 回转式精炼炉主要设计计算 （669）
21.2.1
炉膛尺寸确定 （669）
21.2.2
筒体的设计计算 （669）
21.2.3
滚圈与托轮尺寸的设计计算 （669）
21.2.4
电动机容量的选择计算 （670）
21.3 砌体设计 （671）
21.3.1
材料选择 （671）
21.3.2
砖型及筑炉 （671）
21.4 国内外部分回转式精炼炉主要参数 （672）
第22章 烟化炉 （674）
22.1 单位生产率（床能率）的确定 （674）
22.2 炉子主要尺寸的确定 （677）
22.2.1
风口区炉床横断面积（F床） （677）
22.2.2
风口区宽度（B床） （677）
22.2.3
风口区长度（L床） （677）
22.2.4
炉子高度（H2） （677）
22.3 风口装置设计 （678）
22.3.1
风嘴结构 （678）
22.3.2
风口总面积（F风口） （678）
22.3.3
风口数量及直径的确定 （680）
22.4 水套设计 （680）
22.5 炉子支撑结构及烟道 （685）
22.5.1
炉子支撑结构 （685）
22.5.2
烟道 （686）
22.6 鼓风量及鼓风压力的计算 （687）
22.6.1
鼓风量(V鼓) （687）
22.6.2
一、
二次风量及其风压 （687）
22.6.3
空气消耗系数（α） （687）
22.7 计算例题 （687）
22.7.1
已知条件 （687）
22.7.2
粉煤燃烧计算结果 （687）
22.7.3
热平衡计算（确定燃料率） （687）
22.7.4
床能率计算 （689）
22.7.5
主要尺寸确定 （689）
22.8 国内外烟化炉主要结构尺寸及技术经济指标 （690）
第23章 塔式锌精馏炉 （696）
23.1 炉型及炉座组合型式 （696）
23.1.1
炉型 （696）
23.1.2
炉座数的初步确定 （696）
23.1.3
组合型式实例 （698）
23.2 塔体设计 （700）
23.2.1
单位面积生产率或单位生产率（a） （700）
23.2.2
塔体受热面积及塔盘尺寸 （701）
23.2.3
塔体高度（H） （702）
23.2.4
塔盘型号 （702）
23.2.5
塔盘组立 （707）
23.3 冷凝器 （717）
23.3.1
冷凝面积（Ｆ冷） （717）
23.3.2
冷凝器容积（Ｖ冷） （717）
23.3.3
冷凝室内腔尺寸 （717）
23.4 下延部、 熔析炉及精锌贮槽 （719）
23.4.1
下延部 （719）
23.4.2
熔析炉 （719）
23.4.3
精锌贮槽 （720）
23.5 熔化炉与加料装置 （721）
23.5.1
熔化炉尺寸 （721）
23.5.2
锌液流量控制装置 （723）
23.5.3
加料器和加料管 （724）
23.6 供热系统 （724）
23.6.1
燃烧室 （724）
23.6.2
换热室 （726）
23.7 燃烧室仿真与结构优化 （727）
23.7.1
物理模型 （727）
23.7.2
数学模型及其边界条件 （728）
23.7.3
仿真计算结果 （729）
23.7.4
燃烧室结构优化的仿真试验 （729）
23.8 耐火材料选择及施工、 烘炉要点 （731）
23.8.1
精馏炉各部位使用耐火材料 （731）
23.8.2
砌筑塔盘的灰浆和涂料 （731）
23.8.3
施工注意事项 （732）
23.8.4
烘炉升温 （733）
23.9 计算例题 （734）
23.9.1
已知条件 （734）
23.9.2
平均日产精锌量及炉型选择 （735）
23.9.3
铅塔（无镉锌塔同）计算 （735）
23.9.4
镉塔计算 （736）
23.9.5
塔盘型号及塔体组立 （737）
23.9.6
冷凝器 （739）
23.9.7
熔析炉、
无镉锌池、 精锌贮槽及熔化炉 （740）
23.9.8
燃烧室 （741）
23.9.9
换热室 （743）
23.9.10
供热系统烟气流动阻力 （743）
23.9.11
[ZK(]生产8万t精锌塔炉组主要技术性能 （744）
23.9.12
大型塔式锌精馏炉燃烧室换热室总图(图23-34) （745）
23.10 塔式锌精馏炉主要结构参数及技术经济指标 （752）
23.10.1
国内塔式锌精馏炉主要结构参数及技术经济指标 （752）
23.10.2
铅、
镉塔某些部位的温度指标 （753）
23.10.3
精馏炉组配用烟囱实例 （754）
第24章 电阻炉 （755）
24.1 功率计算 （756）
24.1.1
按热负荷计算 （756）
24.1.2
按炉膛容积计算 （756）
24.2 电热元件选择与计算 （756）
24.2.1
电热元件材料及选择 （756）
24.2.2
电热元件表面负荷 （756）
24.2.3
电热元件尺寸的确定 （765）
24.3 电热元件的安装 （773）
24.3.1
电热元件的安装原则 （773）
24.3.2
电热元件的安装形式 （773）
24.3.3
金属电热元件的焊接 （773）
24.4 砌体选择 （778）
24.5 炉温控制 （781）
24.6 计算例题 （783）
24.6.1
[ZK(]设计浇铸始极片的电铅熔化炉的电热系统 （783）
24.6.2
设计粉末冶金烧结炉的电热系统 （786）
24.7 [ZK(]金属电热元件及电阻炉设计参考数据 （788）
第25章 工频有芯感应电炉 （793）
25.1 感应熔炼炉的分类、 特点和主要用途 （793）
25.2 工频有芯感应电炉炉体设计 （793）
25.2.1
炉体组成部分 （793）
25.2.2
炉体结构形式 （793）
25.2.3
熔池容积(V池)的计算 （794）
25.2.4
炉膛容积(V膛)的确定 （794）
25.3 [ZK(]工频有芯感应电炉有效功率及供电设计 （794）
25.3.1
有效功率(P效)的计算 （794）
25.3.2
供电设计与控制系统 （794）
25.4 感应体设计 （797）
25.4.1
熔沟设计 （798）
25.4.2
计算实例 （801）
25.4.3
感应线圈的计算 （804）
25.4.4
感应器—熔沟系统的验算 （804）
25.4.5
感应体能量效率计算 （805）
25.4.6
感应器冷却计算 （806）
25.5 工频有芯感应熔炼炉计算实例 （806）
25.5.1
设计要求 （806）
25.5.2
已知条件 （807）
25.5.3
炉体结构及炉膛内形尺寸确定 （807）
25.5.4
[ZK(]电炉有效功率P效计算及供电方案选择 （808）
25.5.5
导磁体的设计计算 （808）
25.5.6
感应线圈的计算 （809）
25.5.7
熔沟的计算 （809）
25.5.8
感应器—熔沟系统的验算 （810）
25.5.9
工频有芯感应电炉专用控制系统 （812）
25.6 [ZK(]600 kW工频有芯感应电炉热平衡及效率、 冷却计算 （813）
25.6.1
热收入计算 （814）
25.6.2
热支出计算 （814）
25.6.3
炉子效率计算 （818）
25.6.4
感应器冷却计算 （818）
25.7 工频铁芯感应电炉实践数据 （818）
第26章 无芯感应电炉 （823）
26.1 无芯感应电炉的结构特点 （823）
26.1.1
组成及类型 （823）
26.1.2
炉衬（坩埚）材质 （823）
26.1.3
感应器（感应线圈） （824）
26.1.4
磁轭（磁导） （824）
26.2 [ZK(]炉内熔化金属运动特点与频率选择 （824）
26.2.1
炉内熔化金属运动特点 （824）
26.2.2
频率选择 （825）
26.3 [ZK(]耐火材料坩埚无芯感应电炉的设计计算 （825）
26.3.1
坩埚容量与尺寸 （825）
26.3.2
感应器几何尺寸 （826）
26.3.3
感应器—炉料系统电参数计算 （826）
26.3.4
磁轭计算 （828）
26.4 [ZK(]导电材料坩埚无芯感应电炉的设计计算 （830）
26.4.1
结构特点与主要尺寸 （830）
26.4.2
设计计算方法的特点
（830）
26.4.3
铁坩埚无芯感应熔炼炉计算实例 （830）
26.5 [ZK(]国内部分铁坩埚无芯感应熔炼炉实践数据 （833）
第27章 真空电炉 （838）
27.1 真空电炉基本类型与主要特性 （838）
27.2 真空电阻炉 （838）
27.2.1
真空电阻炉炉型分类、
特点与用途 （838）
27.2.2
真空电阻炉的电阻加热器 （839）
27.2.3
间接加热真空电阻炉炉型示例 （840）
27.3 真空感应电炉 （843）
27.3.1
真空感应电炉用途、
特点与分类 （843）
27.3.2
真空感应电炉炉型结构示例 （843）
27.3.3
真空感应电炉型号与技术数据 （844）
27.4 真空电弧炉 （846）
27.4.1
自耗电极真空电弧炉炉型结构 （846）
27.4.2
自耗电极真空电弧炉主要电参数计算 （846）
27.4.3 自耗电极真空电弧炉型号与参数 （847）
27.5 等离子炉 （847）
27.6 电子束炉 （849）
27.7 真空电炉的控制系统特点 （852）
27.8 部分真空电炉的技术参数 （853）
第28章 矿热电炉 （858）
28.1 矿热电炉的炉型和炉体结构 （858）
28.1.1
炉型 （858）
28.1.2
炉体设备 （858）
28.1.3
电炉砖体及砌筑 （860）
28.2 电极装置 （861）
28.2.1
石墨电极 （861）
28.2.2
自焙电极 （865）
28.2.3
炭素电极（炭电极） （876）
28.3 [ZK(]电炉主要电气参数和设备的选择 （877）
28.3.1
变压器 （877）
28.3.2
变压器二次侧电压的确定 （878）
28.4 电炉主要尺寸设计 （880）
28.4.1
电极直径 （880）
28.4.2
电极中心距 （881）
28.4.3
炉膛宽度和炉膛直径 （881）
28.4.4
炉膛高度 （882）
28.4.5
炉膛长度 （882）
28.5 计算例题 （882）
28.5.1
已知条件 （882）
28.5.2
变压器 （882）
28.5.3
电极直径的确定 （882）
28.5.4
电炉主要尺寸的确定 （883）
28.5.5
主要结构及技术性能参数 （883）
28.6 主要类型电炉结构参数及技术经济指标 （883）
第29章 铝电解槽 （885）
29.1 概 述 （885）
29.2 上部结构及阳极结构 （886）
29.2.1
阳极炭块组 （888）
29.2.2
阳极尺寸 （888）
29.2.3
打壳下料装置 （889）
29.2.4
阳极母线 （890）
29.2.5
大梁结构 （890）
29.3 槽膛结构与尺寸 （890）
29.4 槽壳结构与尺寸 （891）
29.5 槽内衬设计 （891）
29.6 烟气系统设计 （893）
29.7 母线配置设计 （893）
29.7.1
母线配置方案 （893）
29.7.2
铝电解槽电气绝缘 （894）
29.8 铝电解槽内多物理场仿真与优化 （895）
29.8.1
电磁场计算与母线配置优化 （895）
29.8.2
流场仿真与下料制度优化 （897）
29.8.3
热场仿真与内衬结构优化 （900）
29.8.4
电磁热流浓度场耦合仿真与整体优化 （902）
29.9 铝电解槽砌筑要求及主要材料 （903）
29.9.1
槽底砌筑工艺要求 （903）
29.9.2
槽底砌筑用主要材料的性能指标 （904）
29.9.3
阴极炭块组及其周围砌筑用主要材料的性能指标 （905）
29.9.4
侧部砌筑用主要材料的性能指标 （907）
29.10 铝电解槽设计实例 （907）
29.11 铝电解槽技术经济指标实践数据 （910）
第30章 铝加工用典型加热及热处理炉 （911）
30.1 铝材热加工用炉的分类与特性 （911）
30.1.1
热加工用炉的分类 （911）
30.1.2
铝材热加工用炉的技术特性
（911）
30.2 立推式铝扁锭加热炉 （912）
30.2.1
炉体主要结构及设备组成 （913）
30.2.2
主要工艺参数的确定 （924）
30.2.3
炉子主要尺寸的确定 （924）
30.2.4
循环风道的阻力计算及风机选择 （925）
30.2.5
铝锭加热时间的计算 （925）
30.2.6
供热系统主要参数的计算 （925）
30.2.7
立推式铝扁锭加热炉计算实例 （925）
30.3 箱式铝材退火炉 （926）
30.3.1
主要结构及设备组成 （928）
30.3.2
装料空间尺寸及分区的确定 （933）
30.3.3
安装功率的计算与分配 （934）
30.3.4
循环风机的选择 （934）
30.3.5
保护性气氛的选择与设计 （935）
30.3.6
箱式铝材退火炉计算实例 （935）
30.4 典型铝材热加工用炉的技术经济指标 （936）
第31章 铜加工用加热及热处理炉 （938）
31.1 步进式铜锭加热炉 （938）
31.1.1
步进式铜锭加热炉的技术特点 （938）
31.1.2
主要结构及设备组成特点 （938）
31.1.3
步进式铜锭加热炉的热工制度及供热方式 （942）
31.1.4
金属加热时间计算 （943）
31.1.5
步进机构的设计 （943）
31.1.6
炉体主要结构尺寸的确定 （944）
31.1.7
炉体砌筑材料的选择 （945）
31.1.8
排烟系统的设计 （946）
31.1.9
安全防护及检测控制系统 （946）
31.1.10
计算实例 （946）
31.2 铜材罩式退火炉 （949）
31.2.1
概述 （949）
31.2.2
炉型结构及设备组成 （950）
31.2.3
炉内传热计算 （954）
31.2.4
退火能力计算及炉台数量选择 （955）
31.2.5
主要结构尺寸的确定 （955）
31.2.6
循环风机及分流盘 （958）
31.2.7
冷却系统 （958）
31.2.8
氢气的防爆 （959）
31.2.9
常用控制系统 （960）
31.2.10
计算实例 （960）
31.3 主要技术经济指标 （963）
31.3.1
步进式铜锭加热炉的主要技术经济指标 （963）
31.3.2
铜材罩式退火炉的主要技术经济指标 （964）
第32章 其他炉型 （965）
32.1 氧气底吹熔炼炉 （965）
32.1.1
氧气底吹炼铜炉 （966）
32.1.2
富氧底吹铅熔炼炉（SKS炉） （971）
32.2 富氧侧吹炉 （972）
32.2.1
富氧侧吹炉炉型结构 （972）
32.2.2
主要部件的结构设计 （974）
32.2.3
计算实例 （976）
32.3 顶吹熔炼炉 （983）
32.3.1
炉体结构 （983）
32.3.2
国内部分顶吹熔炼炉的主要结构参数 （986）
32.3.3
顶吹熔炼过程的物料平衡及热平衡 （987）
32.3.4
顶吹熔炼炉的主要技术经济指标 （987）
32.4 白银炼铜炉 （989）
32.4.1
白银炉的工艺特点、
主要结构与尺寸 （989）
32.4.2
白银炉的主要结构与关键部件 （990）
32.4.3
白银炉的供风与燃烧装置 （993）
32.4.4
白银炉的热工制度 （994）
32.4.5
白银炉的主要技术经济指标 （996）
32.5 倾动式精炼炉 （997）
32.5.1
倾动式精炼炉的主要结构 （997）
32.5.2
倾动式精炼炉砌体 （1000）
32.5.3
应用实践 （1002）
32.6 卡尔多转炉 （1004）
32.6.1
炉体 （1005）
32.6.2
炉体旋转机构 （1006）
32.6.3
托圈 （1007）
32.6.4
炉体倾动机构 （1008）
32.6.5
氧枪、
油枪及加料枪 （1009）
32.6.6
烟罩 （1010）
32.7 三菱连续炼铜炉 （1011）
32.7.1
熔炼炉（S炉） （1012）
32.7.2
贫化电炉（CL炉） （1014）
32.7.3
吹炼炉（C炉） （1015）
32.7.4
回转阳极炉 （1016）
32.7.5
溜槽 （1016）
附 录 （1017）
附录1 常用计量单位及其换算 （1017）
附录2 常用几何关系及计算公式 （1029）
附录3 气体的物理参数 （1039）
附录4 常见化学反应热效应 （1050）
附录5 水及水蒸气的物理性质参数 （1053）
附录6 某些冶金原材料及冶金产品、 中间产品等的物理性质参数 （1061）
附录7 气体流动阻力系数及经验流速 （1077）
附录8 国内主要地区的气象资料 （1091）
附录9 主要有色金属工业大气污染物综合排放标准 （1095）
参考文献 （1098）
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