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第1章 概述1

1.1 烧结矿余热资源的组成及特点1

1.1.1 测试对象、体系内容与方法1

1.1.2 热工测试结果与分析3

1.2 烧结过程余热资源回收利用技术进步与展望8

1.2.1 国外烧结余热回收利用技术发展状况9

1.2.2 国内烧结余热回收利用技术发展状况12

1.2.3 烧结余热回收与利用技术发展途径17

1.3 烧结余热回收关键科学问题与技术问题的凝练21

第2章 烧结基本原理23

2.1 铁矿烧结发展状况23

2.2 烧结过程24

2.3 烧结过程主要反应及固结机理28

2.3.1 燃烧反应28

2.3.2 水分的蒸发和凝结30

2.3.3 碳酸盐分解30

2.3.4 铁氧化物的分解还原和氧化31

2.3.5 有害杂质的去除32

2.3.6 固相反应33

2.3.7 液相黏结及基本液相体系34

2.3.8 烧结矿冷凝固结38

2.3.9 烧结矿的矿物组成及结构39

2.4 烧结矿质量指标40

2.4.1 烧结矿强度和粒度40

2.4.2 烧结矿冶金性能41

2.4.3 碱度42

2.5 成熟应用的烧结工艺技术43

2.5.1 低硅高还原性烧结矿技术43

2.5.2 低碳厚料层烧结技术45

2.5.3 小球团烧结法46

2.5.4 烧结机偏析布料技术48

2.6 烧结新技术进展及应用49

2.6.1 镶嵌式烧结法49

2.6.2 复合造块法50

2.6.3 涂层制粒技术52

2.6.4 烧结喷吹氢系气体燃料技术53

2.7 铁矿烧结的发展趋势56

第3章 烧结矿床层内填充特性及气体流动的实验研究58

3.1 烧结矿层填充特性的研究58

3.1.1 烧结矿形状因子的研究58

3.1.2 烧结矿床层内空隙率分布的研究61

3.2 烧结矿床层内流动过程分析66

3.3 烧结矿床层内气体流动状态的判定67

3.3.1 颗粒床层内的雷诺数67

3.3.2 实验原理68

3.3.3 实验装置69

3.3.4 实验过程70

3.3.5 实验结果与讨论71

3.4 烧结矿床层内气流压降实验关联式的确定76

3.4.1 修正Ergun方程76

3.4.2 颗粒摩擦因子79

3.4.3 无量纲化床层阻力关联式的建立82

第4章 烧结矿床层内气固传热实验研究91

4.1 烧结矿床层内气固传热过程分析91

4.1.1 烧结矿床层内的导热过程91

4.1.2 烧结矿床层内的对流传热过程92

4.1.3 烧结矿床层内的辐射传热过程92

4.2 烧结矿床层内气固传热过程实验研究92

4.2.1 床层内气固传热系数公式推导93

4.2.2 床层内气固？传递系数公式推导95

4.2.3 实验装置与过程101

4.2.4 实验结果与分析104

4.3 烧结矿床层内气固传热过程试验研究112

4.3.1 实验内容与目的112

4.3.2 实验装置与过程113

4.3.3 实验结果与分析117

第5章 烧结余热回收竖罐内流动与传热数值计算及应用120

5.1 物理模型及其基本假设120

5.2 竖罐内气固传热数学模型122

5.2.1 多孔介质模型122

5.2.2 竖罐内流动与传热基本方程124

5.2.3 竖罐内气体流动模型130

5.3 网格划分及边界条件131

5.3.1 网格划分131

5.3.2 边界条件的设置132

5.4 模型计算方法133

5.4.1 模型计算软件的选择133

5.4.2 数值离散方法的选择134

5.4.3 SIMPLE算法136

5.5 模型参数UDF137

5.5.1 UDF的编写基础137

5.5.2 UDF宏的选取与定义138

5.6 模型可靠性验证及分析139

5.6.1 模型网格的无关性验证139

5.6.2 模型的可靠性验证140

5.7 烧结矿竖罐内气固传热过程数值计算142

5.7.1 某一工况下模拟计算结果分析142

5.7.2 主要影响因素及其影响规律148

5.8 竖罐适宜热工参数的确定157

5.8.1 竖罐适宜热工参数的判据157

5.8.2 试验设计方法的确定160

5.8.3 试验方案的确定162

5.8.4 单罐条件下竖罐适宜结构参数和操作参数的确定168

5.8.5 双罐条件下竖罐适宜结构参数和操作参数的确定170

第6章 环冷模式下烧结矿床层内流动和传热数值计算及其应用174

6.1 环冷机内气固传热过程数值计算模型的建立174

6.1.1 模型建立基本流程174

6.1.2 环冷机内传热过程研究方法的确定174

6.1.3 物理模型的建立175

6.1.4 数学模型的建立177

6.1.5 数值计算区域与条件的设定181

6.2 环冷机内气固传热基本规律与影响因素分析185

6.2.1 环冷机内气体流动基本规律分析186

6.2.2 环冷机内温度分布基本规律分析187

6.3 余热发电模式下环冷机热工参数的确定190

6.3.1 环冷机出口热载体可用性判断依据及计算190

6.3.2 环冷机气固传热过程影响规律分析192

6.3.3 适宜操作参数的确定198

6.4 环冷机余热分级回收梯级利用工艺201

6.4.1 工艺流程与参数确定的原则与方法201

6.4.2 较为完善的可行性实施方案202

6.4.3 较为实际的可行性实施方案206

第7章 烧结余热直接热回收系统研究209

7.1 烧结混合料干燥规律的实验研究209

7.1.1 实验原理209

7.1.2 实验内容211

7.1.3 实验结果分析212

7.2 烧结余热用于烧结混合料干燥214

7.2.1 基本假设214

7.2.2 解析模型建立215

7.2.3 解析模型验证218

7.2.4 烧结混合料干燥工艺参数的确定221

7.3 烧结余热用于烧结点火228

7.3.1 烧结点火的作用与意义228

7.3.2 烧结点火工艺及特点分析229

7.3.3 影响点火的因素分析233

7.3.4 点火助燃工艺参数的确定235

7.4 烧结余热用于热风烧结240

7.4.1 热风烧结的作用与意义240

7.4.2 热风烧结工艺及特点242

7.4.3 热风烧结工艺参数的确定242

第8章 烧结余热锅炉热工参数优化及应用251

8.1 余热锅炉结构设计251

8.1.1 余热锅炉整体结构251

8.1.2 余热锅炉结构确定254

8.1.3 余热锅炉通风阻力的确定261

8.1.4 余热锅炉水循环检验267

8.2 余热锅炉计算机辅助计算软件273

8.2.1 计算机辅助计算概念273

8.2.2 计算机辅助热力计算274

8.2.3 计算机辅助阻力计算275

8.2.4 计算机辅助水循环计算276

8.2.5 程序编制原则276

8.2.6 程序设计基本流程277

8.3 余热锅炉的热经济学分析与优化278

8.3.1 余热锅炉热经济学基础概念278

8.3.2 受热面几何参数优化模型的建立282

8.3.3 蒸汽参数优化模型的建立287

8.3.4 优化模型的求解方法292

8.4 基于某竖罐余热锅炉的案例分析294

8.4.1 计算程序的编制294

8.4.2 热工参数优化303

第9章 烧结余热回收系统热力学分析305

9.1 余热回收的热力学分析方法305

9.1.1 能量分析理论305

9.1.2 焓分析305

9.1.3 ？分析306

9.1.4 能级分析310

9.2 热力学分析模型和余热回收利用原则的建立313

9.2.1 热力学分析模型建立的方法与步骤313

9.2.2 余热回收与利用原则的确定321

9.3 烧结余热回收系统热力学分析与评价322

9.3.1 烧结生产条件323

9.3.2 烧结环冷余热回收系统热力学分析与评价324

9.3.3 现有余热利用不足及技术的改进方案及分析331

9.3.4 烧结矿余热竖罐式回收系统热力学分析334

参考文献339