冶金渣调质炉设计和实验研究
发布时间：2023-02-23 10:42
设计研发一种冶金渣调质炉，主要用于熔炼冶金渣和固体废弃物，具有电极加热和在线调质的功能。调质炉的设计与研发主要包括炉体的计算和辅助系统的选择，其工作原理是利用石墨电极和底电极产生的电弧来放电，将电能转化为热能，用于冶金渣和固体废气物的熔炼，传热方式以对流传热为主，辐射传热为辅。 根据设计结果，以熔炼冶金渣物料为例，其中高炉渣与粉煤灰的比例为84.5%：15.5%，酸度系数为1.2，建立了冶金渣调质炉的热平衡体系，计算其热效率为22.14%，电效率为93.59%，符合实验室的要求。 在调质炉热平衡体系基础上，以生产高温矿棉熔体为研究对象，分析出渣槽内高温熔体的热平衡体系，已知高温矿渣棉熔体在四辊离心机第一棍处的温度范围是1340℃1380℃，计算出熔体在出渣槽的温降为12℃，熔体在出渣口的温度范围是1352℃1392℃，并且得到温降ΔT是熔体比热C的函数，而比热C会随着原料的种类和配比不同而改变。针对这一结果，分析计算了不同的辅料在不同配比下对调质炉出渣槽内温降的影响，以高炉渣为主要原料，粉煤灰、铁矿废石和硅石为辅助原料，即随着酸度系数由1.0...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目次
引言
第1章 文献综述
1.1 冶金渣的利用现状
1.1.1 高炉渣的利用现状
1.1.2 钢渣的利用现状
1.1.3 工业废弃物的利用现状
1.2 电弧炉熔炼
1.2.1 电弧炉的分类和工作原理
1.2.2 电弧炉的组成部分
1.2.3 电弧炉的优缺点和用途
1.3 电弧熔炼与冲天炉的比较
1.3.1 电炉熔炼与冲天炉熔炼的特点
1.3.2 电炉与冲天炉熔炼成本方面的比较
1.3.3 电弧与冲天炉熔炼环保方面的比较
1.4 直流电弧炉与矿热炉的比较
1.4.1 直流电弧炉与矿热炉电极消耗的比较
1.4.2 直流电弧炉与矿热炉节电方面的比较
1.4.3 直流电弧炉的优越性
1.5 课题的提出与创新点
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容和研究方法
1.5.3 技术路线
1.5.4 拟解决的关键问题及创新点
第2章 调质炉的设计与研发
2.1 冶金渣熔炼的现状与不足
2.2 调质炉研究的目的与意义
2.3 调质炉主体的设计
2.3.1 调质炉主要结构及其特征
2.3.2 调质炉主要尺寸的计算
2.4 调质炉辅助系统的选择
2.5 小结
第3章 调质炉熔炼机理分析研究
3.1 调质炉加热基础特性分析
3.1.1 调质炉电弧加热的物理本质
3.1.2 调质炉电弧行为和特性
3.2 调质炉传热分析
3.2.1 调质炉电弧各部分的放热分析
3.2.2 调质炉电弧传热基础
3.2.3 调质炉的炉况及传热分析
3.2.4 调质炉炉壁的热负荷
3.3 调质炉关键技术分析
3.3.1 石墨电极材料的特性
3.3.2 石墨电极的消耗过程
3.3.3 石墨电极端头的消耗
3.3.4 石墨电极侧面的消耗
3.4 小结
第4章 调质炉热平衡体系
4.1 调质炉热平衡体系建立的目的和意义
4.2 对流给热
4.2.1 对流给热量的计算式
4.2.2 对流给热系数
4.2.3 流体在管道中层流流动的给热
4.2.4 在无限空间中的自然对流
4.3 辐射给热
4.3.1 热辐射
4.3.2 辐射给热系数
4.3.3 导来辐射系数
4.4 调质炉热平衡体系的建立
4.4.1 调质炉热收入项
4.4.2 调质炉热支出项
4.4.3 调质炉热平衡方程的建立
4.4.4 调质炉热效率及电效率计算
4.5 调质炉出渣口温度的计算
4.5.1 渣槽内传热过程分析
4.5.2 渣槽内散热平衡方程的建立
4.5.3 出渣口温度的计算
4.5.4 不同调质剂及不同配比对出渣口温度的影响
4.6 小结
第5章 调质炉验证性实验研究
5.1 温度的测定方法
5.1.1 热电偶测温方法
5.1.2 红外测温仪测温方法
5.2 实验的目的和意义
5.3 实验设备
5.4 实验原料
5.5 实验步骤与过程
5.5.1 验证性实验
5.5.2 验证性实验步骤与过程
5.6 实验数据及结论分析
5.7 小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
本文编号：3748377
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目次
引言
第1章 文献综述
1.1 冶金渣的利用现状
1.1.1 高炉渣的利用现状
1.1.2 钢渣的利用现状
1.1.3 工业废弃物的利用现状
1.2 电弧炉熔炼
1.2.1 电弧炉的分类和工作原理
1.2.2 电弧炉的组成部分
1.2.3 电弧炉的优缺点和用途
1.3 电弧熔炼与冲天炉的比较
1.3.1 电炉熔炼与冲天炉熔炼的特点
1.3.2 电炉与冲天炉熔炼成本方面的比较
1.3.3 电弧与冲天炉熔炼环保方面的比较
1.4 直流电弧炉与矿热炉的比较
1.4.1 直流电弧炉与矿热炉电极消耗的比较
1.4.2 直流电弧炉与矿热炉节电方面的比较
1.4.3 直流电弧炉的优越性
1.5 课题的提出与创新点
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容和研究方法
1.5.3 技术路线
1.5.4 拟解决的关键问题及创新点
第2章 调质炉的设计与研发
2.1 冶金渣熔炼的现状与不足
2.2 调质炉研究的目的与意义
2.3 调质炉主体的设计
2.3.1 调质炉主要结构及其特征
2.3.2 调质炉主要尺寸的计算
2.4 调质炉辅助系统的选择
2.5 小结
第3章 调质炉熔炼机理分析研究
3.1 调质炉加热基础特性分析
3.1.1 调质炉电弧加热的物理本质
3.1.2 调质炉电弧行为和特性
3.2 调质炉传热分析
3.2.1 调质炉电弧各部分的放热分析
3.2.2 调质炉电弧传热基础
3.2.3 调质炉的炉况及传热分析
3.2.4 调质炉炉壁的热负荷
3.3 调质炉关键技术分析
3.3.1 石墨电极材料的特性
3.3.2 石墨电极的消耗过程
3.3.3 石墨电极端头的消耗
3.3.4 石墨电极侧面的消耗
3.4 小结
第4章 调质炉热平衡体系
4.1 调质炉热平衡体系建立的目的和意义
4.2 对流给热
4.2.1 对流给热量的计算式
4.2.2 对流给热系数
4.2.3 流体在管道中层流流动的给热
4.2.4 在无限空间中的自然对流
4.3 辐射给热
4.3.1 热辐射
4.3.2 辐射给热系数
4.3.3 导来辐射系数
4.4 调质炉热平衡体系的建立
4.4.1 调质炉热收入项
4.4.2 调质炉热支出项
4.4.3 调质炉热平衡方程的建立
4.4.4 调质炉热效率及电效率计算
4.5 调质炉出渣口温度的计算
4.5.1 渣槽内传热过程分析
4.5.2 渣槽内散热平衡方程的建立
4.5.3 出渣口温度的计算
4.5.4 不同调质剂及不同配比对出渣口温度的影响
4.6 小结
第5章 调质炉验证性实验研究
5.1 温度的测定方法
5.1.1 热电偶测温方法
5.1.2 红外测温仪测温方法
5.2 实验的目的和意义
5.3 实验设备
5.4 实验原料
5.5 实验步骤与过程
5.5.1 验证性实验
5.5.2 验证性实验步骤与过程
5.6 实验数据及结论分析
5.7 小结
结论
参考文献
致谢
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作者简介
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本文编号：3748377
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