冶金设备

2009年冶金工业出版社出版的图书

《冶金设备》是2009年6月冶金工业出版社出版的图书，作者是朱云。本书主要讲述了现代冶炼中最基本、最常用的冶金设备，从冶金原料进厂开始，按物质流走向的顺序逐一介绍，力求突出冶金设备的专业性与实用性，特别注意选取2000年以来在冶金工厂开发运用的新设备，尽可能介绍现行设备的型号及选用方法。

图书内容

《冶金设备》选取现代冶炼中最基本、最常用的冶金设备，从冶金原料进厂开始，按物质流走向的顺序逐一介绍，力求突出冶金设备的专业性与实用性，特别注意选取2000年以来在冶金工厂开发运用的新设备，尽可能介绍现行设备的型号及选用方法。

《冶金设备》共分13章，详细介绍了散料输送设备、流体输送设备、冶金传热设备、混合与搅拌装置、固液分离设备、萃取与离子交换设备、蒸发与结晶设备、电解与电积设备、干燥设备、冶金燃烧装置、焙烧与烧结设备、熔炼设备以及烟气收尘与净化设备。《冶金设备》为高等学校冶金工程专业本科生或硕士研究生的教学用书，也可供相关专业的工程技术人员参考。

重型机械制造业是关系到国民经济命脉和国家安全的一个重要产业。在中央振兴装备制造业的战略决策及三年振兴规划的指引下，中国在“十二五”期间仍要坚持走新型工业化道路，以信息化促进工业化，用高新技术和先进实用技术改造传统产业。根据国民经济发展需要，将加强科技创新能力，提升产业升级，加快结构调整，提高综合竞争能力，大力振兴和发展重型机械制造业，以满足国民经济发展和国防安全的需求。随着全球经济的逐渐好转，未来几年中国重型机械行业有望实现较快的增长态势，并在技术能力上实现质的突破，在高端领域上形成国际竞争力。总体上看，中国重型机械行业的中长期发展势头依然看好。

冶金专用设备制造行业属于资金、技术、劳动密集型产业，产品大部分是单件小批量制造，制造周期长，占用资金量大，由此形成了冶金专用设备制造行业中由大型企业主导的格局。中国的重型机械行业在形成之初是政府计划引导的模式，在计划经济体制下开始运行，由此形成了由国有大型企业主导的竞争格局。大连重工·起重集团、中国一重、中国二重等几家大型国有企业占据了国内三分之一的市场份额。

近年来，中国汽车、造船、建筑、石油化工、核电能源、油气输送等国民经济各领域的飞跃发展，带动了钢铁冶金行业的发展，进一步拉动了冶金专用设备制造行业的快速发展。2011年，我国冶金专用设备制造行业呈现良好的发展态势，资产和收入规模均有所扩大。国家统计局数据显示，截至2011年底，我国规模以上冶金专用设备制造企业有409家。2011年，我国冶金专用设备制造行业实现工业总产值1038.46亿元，实现销售收入1034.64亿元，同比增长14.94%，实现利润总额52.64亿元。“十二五”期间钢铁业的结构调整和转型升级，将对大型、集约、高效化成套冶金装备需求强劲，给冶金专业设备制造行业特别是高技术含量的高端装备制造业将带来了市场机遇，冶金专用设备制造行业的发展前景较好。

据《2013-2017年中国冶金工程行业发展前景与投资战略规划分析报告》统计2008-2010年，我国黑色金属固定资产投资额处于平稳增长阶段，三年平均增长率为8.65%。黑色金属采矿业方面，鉴于我国铁矿石受制于国际三大矿商，国内铁矿石开采投资力度远大于冶炼加工环节;而2010年冶炼加工环节的投资也出现强劲反弹，其投资额增长率由上年的负增长回升至8.08%，可见我国黑色金属工业形势回暖。与黑色金属不同的是，有色金属采矿业投资及冶炼加工环节投资都处于较好的增长态势，增速较高时达到30%-40%。

2011年上半年，我国黑色金属采矿业投资512.91亿元，同比增长18.60%;黑色金属冶炼及压延加工也投资1662.70亿元，同比增长14.80%;有色金属采矿业投资472.15亿元，同比增长15.80%;有色金属冶炼及压延加工业投资1613.17亿元，同比增长30.70%。冶金工业固定资产投资的稳定增长，直接带动工程市场的增长，冶金工程企业迎来金融危机后的又一波增长契机。

从工程项目的增长潜力来看，黑色金属工业中的采矿业具备较好的增长潜力。2008-2011年，黑色金属采矿业投资额比重呈稳步上升趋势。纵观我国钢铁市场形势，拥有铁矿石资源才是王道，因此铁矿石勘探开采工程投资比重仍将不断上升。有色金属工业中的冶炼及压延加工业与采矿业的投资比重相对比较稳定，但冶炼及压延加工业的投资增速较快，近两年均处于30%以上，值得工程企业继续关注并投资。

图书目录

1 散料输送设备

1.1 散料的性质

1.2 冶金散料输送的特点及输送设备类型

1.3 机械输送设备

1.3.1 链式输送机

1.3.2 槽式输送机

1.3.3 带式输送机

1.4 气力输送设备

1.4.1 稀相气力输送

1.4.2 浓相气力输送

1.4.3 超浓相气力输送

1.5 给料设备

思考题

2 流体输送设备

2.1 流体输送的基础

2.1.1 流体的基本性质

2.1.2 流体在管内的流动

2.1.3 管路计算

2.2 液体输送设备

2.2.1离心泵

2.2.2 往复泵

2.2.3 旋转泵

2.3 气体输送设备

2.3.1 通风机

2.3.2 鼓风机

2.3.3 压缩机

2.3.4 真空泵

思考题

3 冶金传热设备

3.1 传热基础

3.2 换热设备

3.2.1 换热器的类型

3.2.2 列管式换热器的计算

3.2.3 冶金中的换热器

3.3 热风炉

3.3.1 热风炉工作原理

3.3.2 内燃式热风炉

3.3.3 外燃式热风炉

3.3.4 顶燃式热风炉

3.3.5 球式热风炉

3.3.6 热风炉的选用方法

思考题

4 混合与搅拌装置

4.1 混合与搅拌的基础

4.1.1 概述

4.1.2 混合机理

4.1.3 混合效果

4.2 捏合与固体混合装置

4.2.1 捏合操作与捏合机

4.2.2 固体混合与固体混合机

4.3 气体搅拌装置

4.3.1 气体搅拌基础

4.3.2 气体搅拌功率密度的计算

4.3.3 气体搅拌装置

4.4 机械搅拌装置

4.4.1 机械搅拌器的主要参数

4.4.2 机械搅拌的功率密度

4.4.3 机械搅拌器的分类

4.4.4 机械搅拌器的选用

4.5 电磁搅拌装置

思考题

5固液分离设备

5.1 悬浮液的性质和分离特性

5.1.1 悬浮液的性质

5.1.2 悬浮物分离的特性

5.2 悬浮液的沉降分离设备

5.2.1 球形颗粒的自由沉降

5.2.2 悬浮液的沉降过程

5.2.3 沉降槽的构造

5.2.4 重力沉降设备

5.2.5 离心沉降设备

5.3 悬浮液的过滤分离设备

5.3.1 过滤的基本概念

5.3.2 过滤的基本理论

5.3.3 恒压过滤与恒速过滤

5.3.4 过滤设备

5.3.5 滤饼洗涤

5.3.6 过滤机的生产能力

思考题

6萃取与离子交换设备

6.1 萃取概述

6.1.1 萃取基本概念

6.1.2 萃取剂的分类及选择原则

6.2 萃取工艺流程及其计算

6.2.1 错流萃取

6.2.2 逆流萃取

6.3 萃取设备

6.3.1 萃取设备分类及选型

6.3.2 混合澄清器

6.3.3 萃取塔

6.3.4 离心萃取器

6.3.5 新萃取设备

6.4 离子交换概述

6.4.1 离子交换参数

6.4.2 影响离子交换速度的因素

6.4.3 离子交换剂

6.4.4 离子交换工艺

6.5 离子交换设备

6.5.1 树脂固定床离子交换设备

6.5.2 树脂移动床离子交换设备

6.5.3 树脂流化床离子交换设备

6.5.4 树脂搅拌床离子交换设备

6.6 冶金中的离子交换应用

6.6.1 含氰废水的处理

6.6.2 含铬废水的处理

6.6.3 离子交换在树脂矿浆法提金中的应用

思考题

7 蒸发与结晶设备

7.1 蒸发基础

7.1.1 溶液的沸点

7.1.2 温度差损失

7.2 蒸发设备

7.2.1 循环式(非膜式)蒸发器

7.2.2 膜式(单程式)蒸发器

7.2.3 直接加热蒸发器

7.2.4 多级闪急蒸发器

7.3 蒸发器的生产能力和生产强度

7.3.1 蒸发器的生产能力

7.3.2 蒸发器的生产强度

7.4 多效蒸发

7.5 蒸发器的辅助装置

7.5.1 除沫器

7.5.2 冷凝器和真空装置

7.6 结晶

7.6.1 结晶的基础知识

7.6.2 结晶的方法与设备

思考题

8 电解与电积设备

8.1 电解的基础知识

8.1.1 基本概念

8.1.2 电解的技术经济指标

8.2 水溶液中电解精炼和电解沉积

8.2.1 铜电解精炼过程及设备

8.2.2 铅电解精炼过程及设备

8.2.3 锌电解沉积过程及设备

8.3 熔盐电解

8.3.1 熔盐电解基础

8.3.2 铝电解槽的结构

8.3.3 铝电解槽上的作业

8.3.4 铝电解辅助工序及设备

思考题

9干燥设备

9.1 湿空气的性质

……

10 冶金燃烧装置

11 焙烧与烧结设备

12 熔炼设备

13 烟气收尘与净化设备

……

液压系统

一、冶金机械设备的维护

1 高炉的机械维护与保养

高炉是冶金企业，尤其是钢铁生产企业的主要炼钢设备，其性能的优劣直接影响到钢铁的品质，因此，对于如何提高高炉的维护与保养水平，实现高炉高性能运转时间的最大化，一直是冶金企业重点抓的头等大事。

目前，高炉在使用过程中，主要的故障与问题集中在冷却壁破损，造成冷却壁破损的原因有很多，而且由于高炉内部结构复杂，一旦发生故障，维修技术难度大，将严重影响企业的正常生产，因此，对于高炉的维护与保养，就显得异常重要。

在日常的生产中，对于高炉设备的维护保养，主要集中在如何预防冷却壁的破损方面，对此，以下一些措施可以在实际中加以应用，以提高高炉设备的维护保养水平：

（1）增大冷却水量，提高水流速度，加大冷却强度；

（2）抑制边缘煤气流，发展中心，控制十字测温，使边缘煤气温度不大于100℃；

（3）采用有效的炉外喷淋措施，保持合理的炉外冷却，减少温度场发生的变化，避免炉皮烧红；

（4）根据风压调整水量，以达到对冷却壁的养护；

（5）严格控制软水温度。软水进水温度严格控制在40士2℃，相对提高冷却强度，减少冷却壁峰值热流时的损坏几率，保证脱气罐、膨胀罐工作正常，减少水中溶解氧对水管的腐蚀，延长冷却壁寿命；

（6）稳定炉温，减小温度波动幅度与频率，降低对冷却壁的热震；保持碱度稳定，防止软熔带的波动；杜绝集中加硅石和集中加焦操作，避免影响造渣制度和减少炉温波动；

（7）日常操作中，稳定造渣制度与热制度，形成合理的软熔带，是维护冷却壁完好的基本措施；

（8）发挥多环布料作用，开放中心气流，兼顾边缘气流，是实现冷却壁安全平稳运行的重要手段；

二、蒸发式冷凝器的维护保养

冷凝器作为制冷、冶金和化工等行业的主要热交换设备之一，应用的十分普及。常用的冷凝器按其冷却介质和冷却方式一般可分为三种类型：水冷式(又分为壳管式、套管式、沉浸式)、空气冷却式、蒸发式。而蒸发式冷凝器作为一种新型节能省耗换热设备，近年来更是得到了巨大的发展和广泛的应用。

蒸发式冷凝器在运行过程中存在的最大问题是形成水垢和污垢，而且由于其蒸发汽化的工作机理，它比其他类别的冷凝器更易结垢。因此，对于蒸发式冷凝器的维护保养，主要就集中在如何解决蒸发式冷凝器的结垢问题。蒸发式冷凝器的工作环境在室外，且高温潮湿，易于腐蚀，因此其上箱体和下箱体应保证足够的镀锌厚度。由于管子表面上的水不断蒸发易结蒸发式冷凝器的工作环境在室外，且高温潮湿，易于腐蚀，因此其上箱体和下箱体应保证足够的镀锌厚度。由于管子表面上的水不断蒸发易结垢，而结垢将大大降低蒸发式冷凝器的换热性能，为此，可以采取以下的措施来解决蒸发式冷凝器的结垢问题。

（1）采用悬臂型蒸发式冷凝器：主机在起停的过程中，由于冷凝器蛇形管存在着压力差和温度差，导致铜管产生伸缩超直效应，由于铜材、垢质膨胀系数差别很大，因而悬臂型蒸发式冷凝器有自动脱垢的功能。在运行过程中由于制冷剂在冷凝器中发生两相转换产生高频震动，因此很难形成结垢核心，导致水垢无法附着管壁。

（2）冷凝器制作时进行预膜防垢处理，可有效的阻止污垢晶体在铜管表面上附着。

（3）采用少量连续排水装置，将冷却循环水的钙离子的浓缩倍数控制在一定范围内，有效的防止垢质的析出。

（4）设置预冷器，使冷凝器管的表面蒸发温度在50℃以下，采用大水量，密集型布水器，确保冷凝器管表面时刻被水膜包覆，无干涸点。当换热盘管的表面温度低于50℃时，产生的垢质疏松，易于冲洗，当其表面温度高于50℃时，产生的垢质坚硬，难以清除。（5）设置档水板，使较高温度的冷凝管上无水沾附，可有效地预防冷凝器结垢。

在平常的运行中，要保持设备管路的清洁，要经常做预防性检测，以最大程度地实现蒸发式冷凝器的维护与保养。

三、冶金设备液压系统的维护

1 液压系统维护的问题

冶金行业，尤其是钢铁生产企业，生产环境多是高温、多尘、水淋、重载，工况条件特别恶劣。液压系统在如此恶劣的工况下工作，遭受严重污染是不可避免的。

污染物进入液压系统首先加快了机件磨损，降低了精度和使用寿命，其次造成了液压系统各液压元件动作的不灵敏、突停或失效。统计资料表明，污染危害占液压系统故障率的75%以上。

2 液压系统维护的手段方法

（1）控制液压系统内部固有污染源

① 系统安装前的冲洗工作

清洗工艺须严把酸洗液、钝化液、中和液的配方关，其次要选用较大流量的冲洗装置，使管道中的液流呈紊流状态，操纵各个元件的动作，将污染物冲洗出来。清洗结束后，在热态下排掉冲洗液。

② 液压元件及液压油的管理工作，液压元件要选用正规产品，加强液压油的污染管理。

（2）控制外部污染物的入侵

① 在油箱的通气孔及活塞杆处设置可靠的防尘装置，外漏的液压油不得直接流回油箱。