鋼鐵冶金過程數(shù)學模型

內容概要

　　《鋼鐵冶金過程數(shù)學模型》共分六章：第1章介紹數(shù)學模型的理論基礎，包括數(shù)學模型基本原理及數(shù)學模型的求解方法；第2～6章重點介紹鋼鐵冶金相關操作單元數(shù)學模型的建立和求解、典型反應器解析以及計算結果的分析討論，包括煉鐵過程數(shù)學模型、鐵水噴粉預處理過程數(shù)學模型、復吹轉爐冶煉過程數(shù)學模型、精煉過程數(shù)學模型和連鑄過程數(shù)學模型，對工藝數(shù)學模型、反應動力學數(shù)學模型以及反應器解析數(shù)學模型的建立方法和求解過程進行詳細介紹，對計算結果進行分析討論?！　　朵撹F冶金過程數(shù)學模型》可供高等院校鋼鐵冶金專業(yè)高年級本科生、研究生和科研院所及企業(yè)研究人員和工程技術人員參考，也可作為高等院校鋼鐵冶金專業(yè)本科生和研究生培養(yǎng)的教學參考書。

書籍目錄

《現(xiàn)代冶金與材料過程工程叢書》序前言第1章 數(shù)學模型的理論基礎1.1 數(shù)學模型基本原理1.1.1 數(shù)學模型的定義與要素1.1.2 數(shù)學模型的分類1.1.3 數(shù)學模型的建立1.1.4 數(shù)學模型的意義1.2 數(shù)學模型的求解方法1.2.1 物流能流平衡數(shù)學模型的求解方法1.2.2 解析型數(shù)學模型的數(shù)值求解方法參考文獻第2章 煉鐵過程數(shù)學模型2.1 高爐煉鐵工藝模型2.1.1 高爐煉鐵工藝模型的建立方法及結構2.1.2 模型計算結果及分析2.1.3 小結2.2 Corex熔融還原煉鐵工藝模型2.2.1 Corex熔融還原煉鐵工藝整體靜態(tài)模型2.2.2 Corex熔融還原熔化氣化爐區(qū)域靜態(tài)模型2.2.3 Corex熔融還原煉鐵工藝評述2.3 Finex熔融還原煉鐵工藝模型2.3.1 模型建立方法及結構2.3.2 模型計算結果及分析2.3.3 Finex熔融還原煉鐵工藝評述2.4 HIsmelt熔融還原煉鐵工藝模型2.4.1 模型建立方法及結構2.4.2 模型計算結果及分析2.4.3 HIsmelt熔融還原煉鐵工藝評述2.5 COSRI熔融還原煉鐵工藝模型2.5.1 COSRI熔融還原煉鐵工藝簡介2.5.2 COSRI熔融還原煉鐵工藝模型建立方法及結構2.5.3 模型計算結果及分析2.5.4 COSRI熔融還原煉鐵工藝評述2.6 移動填充床解析數(shù)學模型(Ⅰ)——豎爐生產直接還原鐵過程的數(shù)值模擬2.6.1 模型的建立2.6.2 算例分析與討論2.6.3 工藝參數(shù)討論2.6.4 小結2.7 移動填充床解析數(shù)學模型(Ⅱ)——Corex預還原豎爐的數(shù)值模擬2.7.1 模型的建立2.7.2 算例分析與討論2.7.3 小結2.8 固定填充床解析數(shù)學模型——碳基填充床煤氣富氫改質數(shù)值模擬2.8.1 緒言2.8.2 模型的建立2.8.3 算例結果及討論2.8.4 小結2.9 鼓泡流化床解析數(shù)學模型(Ⅰ)——流化床參數(shù)設計模型2.9.1 流化床內氣固相流動2.9.2 流化床設計原理2.9.3 流化床參數(shù)計算2.9.4 流化床設計的整體策略2.9.5 設計模型的應用2.9.6 小結2.10 鼓泡流化床解析數(shù)學模型(Ⅱ)——流化床流場數(shù)值模擬2.10.1 計算流體力學在流化床領域的應用2.10.2 計算流體力學模擬的應用2.10.3 小結2.11 鼓泡流化床解析數(shù)學模型(Ⅲ)——流化床鐵礦粉還原動力學模型2.11.1 動力學模型2.11.2 模型求解2.11.3 模型應用2.11.4 小結2.12 HIsmelt熔融還原爐流場及溫度場數(shù)值模擬2.12.1 HIsmelt熔融還原工藝基本原理2.12.2 模型概述2.12.3 熔融還原爐下部熔池模型2.12.4 上部空間模型2.12.5 小結參考文獻第3章 鐵水噴粉預處理過程數(shù)學模型3.1 鐵水噴粉預處理脫硫過程數(shù)學模型3.1.1 噴粉脫硫基本原理3.1.2 噴粉脫硫數(shù)學模型的建立3.1.3 模型計算結果及討論3.1.4 模型計算結果與生產數(shù)據(jù)比較3.1.5 模型預測3.1.6 小結3.2 鐵水噴粉預處理脫磷動力學模型3.2.1 脫磷模型3.2.2 脫硅模型3.2.3 脫碳反應速率模型3.2.4 頂渣量的計算3.2.5 模型計算方法3.2.6 反應模型的計算結果3.2.7 小結參考文獻第4章 復吹轉爐冶煉過程數(shù)學模型4.1 復吹轉爐冶煉過程預測數(shù)學模型4.1.1 反應區(qū)域的動力學4.1.2 冶煉過程成分變化4.1.3 冶煉過程溫度變化4.1.4 爐氣組成與溫度的計算4.1.5 模型關鍵參數(shù)的計算4.1.6 模型一般參數(shù)的確定4.1.7 數(shù)學模型求解步驟4.1.8 模型計算結果及分析4.1.9 小結4.2 基于爐氣分析的轉爐動態(tài)預測數(shù)學模型4.2.1 轉爐爐氣分析技術的概況4.2.2 爐氣成分變化規(guī)律及分析4.2.3 基于爐氣分析的轉爐冶煉過程動態(tài)預測數(shù)學模型4.2.4 數(shù)學模型的計算結果及討論4.2.5 小結參考文獻第5章 精煉過程數(shù)學模型5.1 鋼包爐內流動和混合過程的數(shù)值模擬5.1.1 吹氣鋼包精煉爐流動數(shù)學模型研究概述5.1.2 吹氣鋼包精煉爐混合程度的研究5.1.3 LF鋼包爐流動和混合的數(shù)值模擬概況5.1.4 LF鋼包爐三維數(shù)學模型的建立及其數(shù)值求解5.1.5 LF鋼數(shù)值模擬結果討論與分析5.1.6 小結5.2 CAS^OB^PI精煉過程數(shù)學模型5.2.1 CAS^OB^PI精煉工藝簡介5.2.2 CAS^OB^PI精煉過程噴吹粉劑的配料計算模型5.2.3 CAS^OB^PI精煉過程溫降預測模型5.2.4 CAS^OB^PI精煉脫硫過程數(shù)學模型5.2.5 精煉過程夾雜物生成與去除數(shù)學模型5.2.6 小結參考文獻第6章 連鑄過程數(shù)學模型6.1 連鑄坯凝固傳熱的數(shù)值模擬6.1.1 連鑄坯凝固傳熱概述6.1.2 鑄坯凝固傳熱模型的建立6.1.3 傳熱模型的計算方法6.1.4 計算結果與分析6.1.5 小結6.2 超寬板坯結晶器流場與溫度場的耦合數(shù)值模擬6.2.1 結晶器內鋼液的流動和傳熱6.2.2 結晶器內流動與傳熱數(shù)學模型的建立6.2.3 計算結果與討論6.2.4 小結6.3 旋流中間包數(shù)值模擬6.3.1 中間包冶金概述6.3.2 中間包結構對鋼水流動狀態(tài)及鑄坯質量的影響6.3.3 旋流中間包設計原理6.3.4 旋流室內鋼液和非金屬夾雜物運動分析6.3.5 單流旋流中間包流場數(shù)值模擬6.3.6 單流旋流中間包內鋼/渣界面行為的數(shù)值模擬6.3.7 雙流旋流中間包非對稱數(shù)值模擬6.3.8 小結6.4 板坯連鑄結晶器內鋼液吹氬過程的數(shù)學模擬6.4.1 結晶器內鋼液吹氬對鑄坯質量的影響6.4.2 結晶器內吹氬過程的研究進展6.4.3 單雙循環(huán)流行為的數(shù)值模擬6.4.4 結晶器內氣泡運動行為的數(shù)值模擬6.4.5 結晶器內氣泡去除夾雜物行為的數(shù)值模擬6.4.6 小結參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   （3）利用渣焦流化床完成預還原含鐵料的終還原，提高煤氣物理熱的利用率，強化過程的傳熱和傳質，提高系統(tǒng)的生產率，顯著降低噸鐵煤耗。 （4）渣焦流化床方式的終還原爐利于保護爐襯，系統(tǒng)的可靠性強。 （5）在渣浴中直接燃燒煤粉和氧氣制造還原煤氣，不僅提高煤粉燃燒效率，減少粉塵排放，而且擴大了煤種的適用范圍。 COSRI工藝在以下幾方面尚待改進待改進點包括： （1）豎爐預還原含碳球團工藝和技術還有待完善和確認。 （2）碳球團抗磨強度偏低，造成球團在上料過程以及在預還原爐內料面不斷下移過程中，產生很多粉塵。 （3）系統(tǒng)耐壓程度偏低，一旦吹氧量增加，在系統(tǒng)的各連接處很容易發(fā)生漏氣現(xiàn)象。 （4）螺旋給料器不適合作為造渣劑、焦炭、塊煤等輔助原料的計量給料器，容易發(fā)生卡料和燒電機事故。 （5）煤氧槍軟連接管容易磨損。 （6）由于該項技術在開發(fā)階段建設的半工業(yè)試驗裝置規(guī)模偏小，功能不配套（沒有單獨的噴煤系統(tǒng)），試驗設備簡單，一些設備的可靠性較差且試驗中由于非技術原因而停爐的現(xiàn)象比較普遍。又由于缺乏后續(xù)資金的支持，所以試驗工作被迫中斷，造成該項重要技術的產業(yè)化進程中止。 2.6移動填充床解析數(shù)學模型（工）——豎爐生產 直接還原鐵過程的數(shù)值模擬 隨著世界鋼產量增長，電爐鋼比擴大，人們對直接還原鐵的需求也日益增多。這不僅是應對廢鋼短缺的需要，而且是因為直接還原鐵具有成分穩(wěn)定、有害雜質含量低、粒度均勻等多種優(yōu)點，用直接還原鐵替代部分廢鋼，可以減少廢鋼中有害雜質對鋼質量的影響。從技術經濟上比較，直接還原工藝仍以豎爐一球團（塊礦）法最有競爭力（投資最少、成本最低、技術最成熟、生產率最高）。2005年以氣基豎爐－球團法生產的MIDREX和HYL-Ⅲ生產的直接還原鐵量占世界總產量的82.5%。本節(jié)擬采用數(shù)值模擬方法對豎爐生產直接還原鐵過程進行研究。

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