《炭素?zé)峁づc窯爐/高職高!笆濉币(guī)劃教材》是根據(jù)教育部精品課程建設(shè)的要求編寫的,是炭素加工技術(shù)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程之一,由炭素?zé)峁せA(chǔ)理論和炭素窯爐兩部分組成。炭素?zé)峁せA(chǔ)理論部分,包括傳輸理論、燃料燃燒、爐內(nèi)氣體流動(dòng)及傳熱、熱平衡等;炭素窯爐部分主要對(duì)炭素生產(chǎn)過(guò)程中的煅燒、焙燒、石墨化的窯爐等設(shè)備作了詳細(xì)介紹。書中按章附有思考題,以便學(xué)生復(fù)習(xí)和掌握主要內(nèi)容。
《炭素?zé)峁づc窯爐/高職高專“十三五”規(guī)劃教材》可作為高職高專院校相關(guān)專業(yè)的教材,也可供炭素加工領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)人員和管理人員參考。
本教材是根據(jù)冶金高等?茖W(xué)校和冶金材料學(xué)院對(duì)炭素加工技術(shù)專業(yè)的教學(xué)改革和炭素?zé)峁づc窯爐的教學(xué)大綱要求編寫的。炭素?zé)峁づc窯爐是炭素加工技術(shù)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程之一,本書包括炭素?zé)峁せA(chǔ)理論和炭素窯爐兩部分內(nèi)容。炭素?zé)峁せA(chǔ)理論部分,結(jié)合了冶金爐熱工基礎(chǔ)知識(shí),主要內(nèi)容包括傳輸理論、燃料燃燒、爐內(nèi)氣體流動(dòng)及傳熱、熱平衡等。炭素窯爐部分,主要對(duì)炭素生產(chǎn)過(guò)程中的煅燒、焙燒、石墨化的窯爐等設(shè)備作了詳細(xì)介紹。書中按章附有思考題,以利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基本概念和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。根據(jù)高等?茖W(xué)校培養(yǎng)生產(chǎn)第一線應(yīng)用型高等技術(shù)人才的特點(diǎn),考慮到專科教學(xué)以應(yīng)用為主,作者在編寫過(guò)程中刪減了冗長(zhǎng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程,著重于闡明物理概念、應(yīng)用范圍和使用條件。參加本教材編寫工作的有昆明冶金高等?茖W(xué)校滕瑜(編寫前言、目錄第一篇第1章和第3章,第二篇第1章、附錄、參考文獻(xiàn))、李永佳(編寫第一篇第2章和第4章,第二篇第2章)、宋群玲(編寫第一篇第5章和第二篇第4章)、李瑛娟(編寫緒論和第二篇第3章)。全書由滕瑜統(tǒng)稿、定稿,李永佳、宋群玲、李瑛娟對(duì)本書的文字、圖表等進(jìn)行了錄入及校對(duì)。昆明冶金高等?茖W(xué)校冶金材料學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)對(duì)本教材的編寫提出了不少寶貴建議,編者在此表示衷心感謝。本書適用于炭素加工技術(shù)專業(yè)大專學(xué)生使用,也可供有關(guān)加工技術(shù)人員參考。在教學(xué)內(nèi)容上,各專業(yè)可根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)及需要,加以取舍。由于編者水平所限,加之編寫時(shí)間倉(cāng)促,書中有不妥之處,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者
2017年7月
緒論
0.1 本課程內(nèi)容梗概
0.2 單位及單位制
第一篇 炭素?zé)峁せA(chǔ)理論
1 耐火材料
1.1 概述
1.2 耐火材料的分類、組成及性質(zhì)
1.2.1 耐火材料的分類
1.2.2 耐火材料的組成
1.2.3 耐火材料的性質(zhì)
1.3 常用耐火材料及其特性
1.3.1 硅酸鋁質(zhì)耐火制品
1.3.2 硅磚
1.3.3 鎂質(zhì)磚
1.3.4 碳質(zhì)耐火材料
1.4 掛渣保護(hù)
1.4 一水冷掛渣機(jī)理
1.4.2 熱掛渣保護(hù)
1.5 絕熱保溫材料
1.5.1 概述
1.5.2 絕熱材料的分類
1.5.3 常用絕熱材料
思考題
2 “三傳”基本理論
2.1 動(dòng)量傳輸
2.1.1 流體的主要性質(zhì)
2.1.2 流體上的作用力、能量、動(dòng)量
2.1.3 動(dòng)量傳輸?shù)幕径?br />
2.1.4 冶金與材料制備及加工中的動(dòng)量傳輸
2.2 熱量傳輸
2.2.1 基本傳熱方式
2.2.2 傳熱基本方程
2.2.3 溫度場(chǎng)、等溫面及溫度梯度
2.2.4 傳熱基本定律
2.2.5 熱輻射的基本定律
2.3 質(zhì)量傳輸
2.3.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?br />
2.3.2 質(zhì)量傳輸?shù)幕径?br />
思考題
3 燃料與燃燒
3.1 概述
3.1.1 燃料的定義及分類
3.1.2 燃燒過(guò)程與窯爐工作的關(guān)系
3.2 燃料
3.2.1 燃料的組成與換算
3.2.2 燃料發(fā)熱量及計(jì)算
3.3 燃燒計(jì)算
3.3.1 概述
3.3.2 空氣消耗量、燃燒產(chǎn)物及其成分
3.3.3 燃燒溫度及其計(jì)算
3.4 燃料的燃燒與燃燒器
3.4.1 常用燃料
3.4.2 燃料的燃燒與燃燒器
思考題
4 爐內(nèi)氣體流動(dòng)
4.1 概述
4.2 熱氣體的壓頭
4.2.1 熱氣體的位壓頭——幾何壓頭
4.2.2 熱氣體的靜壓頭及其分布規(guī)律
4.2.3 熱氣體的動(dòng)壓頭
4.3 排煙系統(tǒng)及煙囪
4.3.1 煙囪
4.3.2 煙道
4.4 供氣系統(tǒng)
4.4.1 供氣管道
4.4.2 風(fēng)機(jī)
思考題
5 爐內(nèi)傳熱及熱平衡
5.1 爐內(nèi)傳熱
5.1.1 爐膛
5.1.2 散料層
5.1.3 余熱利用設(shè)備
5.2 熱平衡
5.2.1 概述
5.2.2 熱收入項(xiàng)計(jì)算
5.2.3 熱支出項(xiàng)計(jì)算
5.2.4 熱平衡表的編制及燃料消耗量的確定
思考題
第二篇 炭素窯爐
1 炭素原材料煅燒爐
1.1 回轉(zhuǎn)式煅燒爐
1.1.1 概述
1.1.2 結(jié)構(gòu)
1.1.3 回轉(zhuǎn)窯的參數(shù)
1.1.4 回轉(zhuǎn)窯的工作原理
1.1.5 工藝操作
1.2 罐式煅燒爐
1.2.1 概述
1.2.2 結(jié)構(gòu)
1.2.3 工作原理及熱工特點(diǎn)
1.2.4 工藝參數(shù)及操作
1.3 電熱煅燒爐
1.3.1 概述
1.3.2 結(jié)構(gòu)
1.3.3 工作原理及工藝技術(shù)參數(shù)
1.3.4 工藝操作
思考題
2 炭素制品焙燒爐
2.1 倒焰窯
2.1.1 概述
2.1.2 結(jié)構(gòu)
2.1.3 工作原理
2.1.4 生產(chǎn)操作與設(shè)計(jì)
2.1.5 倒焰窯的特點(diǎn)
2.2 多室連續(xù)焙燒爐
2.2.1 概述
2.2.2 帶蓋環(huán)式焙燒爐
2.2.3 敞開環(huán)式焙燒爐
2.2.4 多室焙燒爐的火焰加熱系統(tǒng)
2.2.5 多室焙燒爐的操作
2.3 隧道窯
2.3.1 概述
2.3.2 隧道窯的分類及特點(diǎn)
2.3.3 隧道窯的結(jié)構(gòu)及工作原理
2.3.4 隧道窯的設(shè)計(jì)及操作
思考題
3 石墨化爐
3.1 概述
3.2 石墨化工藝
3.2.1 石墨化與焙燒的區(qū)別
3.2.2 石墨化工藝過(guò)程
3.2.3 石墨化工藝的影響因素
3.3 石墨化爐
3.3.1 石墨化爐的加熱原理
3.3.2 石墨化爐的結(jié)構(gòu)與類型
3.3.3 石墨化爐尺寸設(shè)計(jì)
3.3.4 設(shè)計(jì)計(jì)算
3.3.5 艾奇遜石墨化爐的節(jié)能
3.3.6 直流石墨化
3.3.7 其他石墨化爐
思考題
4 碳-陶制品燒結(jié)爐
4.1 概述
4.2 燒結(jié)爐設(shè)計(jì)及功率計(jì)算
4.2.1 燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)
4.2.2 發(fā)熱體選擇
4.2.3 發(fā)熱體的形狀及布置
4.2.4 功率計(jì)算
思考題
附錄
附表一 空氣及煤氣的飽和水蒸氣含量(101325Pa)
附表二 常用氣體的平均恒壓熱容(x4.187 kJ/(m3·℃))(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))
附表三 不同發(fā)熱量燃料燃燒需要的理論空氣量和煙氣量
附表四 燃料在空氣中的著火溫度和燃?xì)饪諝饣旌衔锏闹饾舛?br />
附表五 幾種主要燃料的特性
參考文獻(xiàn)