編輯推薦
《鎳鐵冶金技術及設備》以當代鎳冶金火法電爐生産鎳鐵閤金或閤理配置直接生産不銹鋼工藝為主綫,詳盡地討論瞭鎳礦資源及其加工係統,火法冶金耐火材料,火法電冶金生産鎳鐵理論、工藝、設備及其進展;此外,本書突齣瞭國內外氧化鎳礦火法冶金實例,給齣瞭工廠環保、節能、循環利用和技術標準等有關內容。
內容簡介
《鎳鐵冶金技術及設備》共7章,主要介紹瞭火法生産鎳鐵所用鎳礦資源及加工處理係統,火法生産鎳鐵理論、工藝、設備及技術進展。此外,《鎳鐵冶金技術及設備》對節能、環保、循環利用和有關標準給予瞭特彆關注。附錄中還輯錄瞭生産常用技術資料。
《鎳鐵冶金技術及設備》可供有關設計人員、研究人員和生産技術及管理人員參考使用,也可作為高校相關專業本(專)科、研究生選修教材
內頁插圖
目錄
1 鎳冶金概述
1.1 鎳礦資源
1.2 鎳的性質及用途
1.3 世界鎳的市場消費結構
1.4 氧化鎳礦生産鎳鐵基本工藝
1.5 金屬氧化還原基本理論
1.5.1 氧化還原熱力學
1.5.2 氧化還原動力學
1.5.3 金屬揮發
2 鎳鐵冶煉用耐火材料
2.1 耐火材料的種類和性質
2.2 矽酸鋁係耐火材料
2.3 堿性耐火材料
2.4 耐火材料的損毀與壽命
3 鎳鐵冶煉用原材料
3.1 氧化鎳礦及返迴料
3.1.1 氧化鎳礦
3.1.2 含鎳返迴氧化料
3.2 冶金輔料
3.2.1 還原劑用煤炭
3.2.2 熔劑用石灰石
3.2.3 黏結劑用膨潤土
4 鎳鐵冶金原料加工
4.1 礦石破碎
4.1.1 物料的一般技術特徵
4.1.2 破碎設備及其特性
4.2 原料烘乾與製粉
4.3 配料和混料
4.3.1 配料
4.3.2 配料設備
4.3.3 混料
4.4 造球
4.5 生球焙燒
4.5.1 竪爐焙燒
4.5.2 鏈算機-迴轉窯焙燒
5 鎳鐵冶金主要設備
5.1 燒結機
5.1.1 概述
5.1.2 環形燒結機
5.2 迴轉窯
5.2.1 概述
5.2.2 迴轉窯結構
5.2.3 迴轉窯內的物料運動與氣體運動
5.2.4 迴轉窯內熱交換
5.2.5 迴轉窯原料預熱裝置
5.2.6 迴轉窯的熱工計算
5.3 還原電爐
5.3.1 還原電爐的機械設備
5.3.2 還原電爐的電氣設備
5.3.3 還原電爐的設計
5.4 精煉電爐
5.4.1 精煉電爐主要技術參數
5.4.2 精煉電爐主要機械設備
5.4.3 精煉電爐主要電氣設備
5.5 其他精煉裝置
5.5.1 吹氧轉爐
5.5.2 氬氧爐(AOD)
5.5.3 真空吹氧脫碳法(VOD)
6 鎳鐵冶金工藝技術
6.1 概述
6.2 鎳鐵冶金工藝技術實例簡介
6.2.1 實例1
6.2.2 實例2
6.2.3 實例3
6.2.4 實例4
6.2.5 實例5
6.2.6 實例6
6.2.7 實例7
6.2.8 實例8
6.2.9 實例9
6.2.10 實例10
7 環境保護及綜閤治理
7.1 概述
7.1.1 鎳鐵冶金工業廢氣
7.1.2 鎳鐵冶金工業廢水
7.1.3 鎳鐵冶金固體廢物
7.2 鎳鐵冶金汙染治理標準
7.2.1 國外部分標準
7.2.2 中國大氣環境空氣質量標準(GB3095—1996)
7.2.3 中國汙水排放及地錶水環境質量標準
7.2.4 中國工業企業噪聲控製設計標準(GBJ87—85)
附錄
附錄1 常用耐火材料、隔熱材料及其輔助材料的物理參數
附錄2 鐵閤金化學分析用試樣的采取和製備(GB/T 4010—94)
附錄3 鐵閤金産品牌號錶示方法(GB 7738—2008)
附錄4 鐵閤金生産檢驗內容及要求
附錄5 鐵閤金電爐煙氣、煤氣成分及物理參數
附錄6 鐵閤金廠用水及水的硬度
附錄7 常用固體、液體及氣體燃料的發熱值
附錄8 各種能源換算標準煤的係數
附錄9 鐵閤金電爐基礎參考荷載
附錄10 磨礦細度換算
附錄11 常用法定計量單位
附錄12 國外鎳鐵標準介紹
參考文獻
精彩書摘
一般來說,高溫區運動快,即燒結速度快,産量高。但是速度過快産品強度將下降。高溫可以提高産品強度,但是溫度過高則還原性能不好,燒結速度下降,産量受到影響。高溫區厚度增加,可以保證燒結過程各種反應有充分的時間,對提高質量有利,但是厚度過大,氣體阻力增加對燒結速度有不良的影響。
C影響傳熱速度的因素
燒結料層中的溫度最高點的移動速度實際上反映瞭料層中碳燃燒的移動速度和燃燒帶下部熱量的傳遞速度。熱量的傳遞速度主要取決於氣流速度、氣體和物料的熱容量。因為空氣在料層中是傳熱介質,風量增加,燃燒帶的氧量充足,固體炭燃燒速度加快,料層中高溫區的移動速度隨風量增加幾乎呈直綫上升。因此,凡是可以增加通過料層風量的措施都可以增加高溫區的移動速度。
燒結料的性質也影響熱傳遞速度,燒結料的熱容量大、導熱性能好、粒度小以及吸熱反應發展等因素都會增強混閤料從氣流中吸收熱量的能力。因而氣流傳熱速度減慢,加之粒度小,透氣性變壞就可能顯著地降低燃燒帶的溫度。
燒結料傳熱速度較快,主要是因為廢氣中的水蒸氣起作用。燒結混閤料跟廢氣之間的熱交換麵積比燒結礦大得多。因此,混閤料與廢氣之間的熱交換進行得較快。
應該指齣,工藝因素的影響是多方麵的。例如,在混閤料中增加水分和石灰石用量時,一方麵增加瞭吸熱反應的熱量消耗,另一方麵又能改善料層的透氣性,使通過料層的風量增加,因而高溫區的移動速度最終還是增大的。
前言/序言
就陸地資源而言,鎳的礦物資源主要是硫化鎳礦和氧化鎳礦。人們從硫化鎳礦中提取鎳金屬的曆史已久,工藝成熟。但地球上硫化鎳礦資源日益枯竭,因而開發利用氧化鎳礦已成為當今世界鎳金屬提取業的主流。
從氧化鎳礦中提取鎳金屬有火法和濕法之分,前者一般采用電爐或高爐生産綫。本書以當代鎳冶金火法電爐生産鎳鐵閤金或閤理配置直接生産不銹鋼工藝為主綫,詳盡地討論瞭鎳礦資源及其加工係統,火法冶金耐火材料,火法電冶金生産鎳鐵理論、工藝、設備及其進展;此外,本書突齣瞭國內外氧化鎳礦火法冶金實例,給齣瞭工廠環保、節能、循環利用和技術標準等有關內容。
本書是編者在近幾年工藝試驗、研究和設備設計、研製成果及生産實踐總結基礎上,參閱瞭大量國內外文獻和最新相關技術資料編寫的,可供冶金工程專業本(專)科生、研究生和教學、科研、設計人員以及生産技術、管理人員閱讀參考。全書共分7章。其中,第5.1節、第6章、第7.1節由李小明編寫,並由李小明選摘附錄;第5.3節和第6.2.1節由唐琳編寫;第7.2節由侯蘇波編寫;其餘章節內容的編寫由欒心漢完成。全書由欒心漢和李小明統稿,由郭鴻發主審。
在編寫過程中,有關文獻資料作者及業界同仁為本書提供瞭重要幫助,狄青貴、杜東平、鄒永龍、王誌強、龐躍奎協同作者進行瞭工藝試驗和設備研製,為本書編寫提供瞭寶貴支持,謹此一並緻謝。
由於編者水平所限,書中疏漏失當之處,誠望讀者不吝指教。
好的,這是一份關於 《先進復閤材料的結構設計與性能評估》 的圖書簡介,該書內容與您提到的《鎳鐵冶金技術及設備》完全無關: --- 《先進復閤材料的結構設計與性能評估》 導言 在航空航天、汽車製造、高性能體育器材乃至土木工程領域,材料科學的進步正以前所未有的速度推動著結構設計的極限。傳統的金屬材料在比強度、比模量以及耐腐蝕性等方麵已逐漸觸及瓶頸,這使得以先進復閤材料為代錶的新型結構材料成為現代工程設計的焦點。《先進復閤材料的結構設計與性能評估》一書正是基於這一時代背景而撰寫,它係統性地梳理瞭當代復閤材料,尤其是縴維增強聚閤物基復閤材料(FRPs)和金屬基復閤材料(MMCs)在復雜應力環境下的設計原理、製造工藝優化以及可靠性評估方法。本書旨在為結構工程師、材料科學傢以及高年級本科生和研究生提供一本內容詳實、理論與實踐緊密結閤的參考手冊。 第一部分:復閤材料基礎理論與本構關係 本書的第一部分著重於構建讀者對復閤材料力學行為的深刻理解。我們從微觀尺度入手,探討縴維、基體以及界麵三相結構對整體宏觀性能的決定性影響。 1.1 復閤材料微觀結構與材料特性 詳細闡述瞭碳縴維、玻璃縴維、芳綸縴維等不同增強體材料的內在特性,以及環氧樹脂、聚酰亞胺、高性能熱塑性塑料等基體材料的流變學和固化動力學。特彆關注瞭縴維在基體中的鋪層角度、體積分數和分布不均勻性對材料各嚮異性的影響。 1.2 經典層閤闆理論(Laminate Theory) 深入剖析瞭經典層閤闆理論(CLT)的數學框架,包括剛度矩陣(Q矩陣)的推導過程,以及如何利用這些矩陣來預測多層闆的有效模量和應力分布。區彆於簡單的均質化模型,本書重點闡述瞭考慮鋪層順序對翹麯、屈麯及熱應力響應的耦閤效應。 1.3 宏觀力學本構模型與失效準則 針對正交異性材料,本書詳細介紹瞭五種主要的應力-應變本構關係,包括廣義鬍剋定律的應用。在失效分析方麵,引入瞭如Tsai-Wu準則、Hashin準則以及Puck準則等先進失效模型,並輔以大量的實驗數據,對比分析瞭這些準則在預測縴維斷裂、基體開裂和界麵脫粘等復閤破壞模式時的適用性和精度。 第二部分:先進結構設計方法論 本部分將理論知識轉化為實際的設計工具,重點關注如何在保證結構完整性的前提下,實現輕量化和功能集成。 2.1 結構優化設計與拓撲優化 探討瞭復閤材料結構中的拓撲優化技術,如何通過移除冗餘材料以最小化重量同時滿足載荷傳遞路徑的連續性。引入瞭基於密度的優化算法,並討論瞭在有限元分析(FEA)中處理離散化縴維方嚮的挑戰與解決方案。 2.2 衝擊與疲勞性能的結構對策 復閤材料在高速衝擊和長期循環載荷下的性能衰減是關鍵的設計難題。書中詳細分析瞭衝擊載荷下內部損傷(如分層、縴維斷裂)的擴展機製,並介紹瞭能量吸收結構(如蜂窩夾層、三維編織結構)的設計原則。疲勞壽命預測方麵,應用瞭基於損傷纍積的概率模型,並提供瞭如何通過優化鋪層設計來提高抗疲勞性能的工程實例。 2.3 製造過程對結構性能的影響 結構的設計必須與可製造性(Manufacturability)緊密結閤。本書深入探討瞭真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)、預浸料熱壓罐固化(Autoclave Curing)等主流工藝,重點分析瞭孔隙率、縴維體積含量不均和殘餘應力等製造缺陷對最終結構性能的量化影響。 第三部分:性能評估、測試與無損檢測 一個可靠的結構設計必須經過嚴格的性能驗證。本部分聚焦於實驗測試方法和先進的評估技術。 3.1 標準化力學性能測試規範 係統迴顧瞭ASTM和ISO等國際標準中針對復閤材料拉伸、壓縮、剪切和層間剪切強度的測試方法,並強調瞭試樣製備過程對測試結果準確性的極端重要性,特彆是如何控製試樣邊緣缺陷。 3.2 壽命預測與可靠性分析 超越傳統的安全係數法,本書引入瞭概率可靠性分析(PRA)框架,用於量化結構在不確定載荷和材料參數下的失效風險。討論瞭基於威布爾分布(Weibull Distribution)的壽命預測模型在工程實踐中的應用。 3.3 結構健康監測(SHM)與無損評估(NDE) 為瞭實時掌握服役中復閤材料結構的健康狀態,本書詳細介紹瞭超聲波C掃描、熱成像技術以及聲發射技術在檢測復閤材料內部損傷方麵的最新進展。特彆是對基於光縴布拉格光柵(FBG)的嵌入式傳感技術在應變監測中的應用進行瞭深入探討,實現瞭從設計、製造到運維的全生命周期性能評估。 結論與展望 《先進復閤材料的結構設計與性能評估》不僅是一本理論教材,更是一本麵嚮工程實踐的指南。它強調瞭材料選擇、結構設計、製造工藝控製和性能評估之間的內在聯係。未來,隨著人工智能輔助設計和智能材料技術的融入,復閤材料的潛力將得到更充分的釋放,本書為讀者奠定瞭堅實的理論基礎,以迎接這些前沿挑戰。 ---