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《冶金設(shè)備》選取現(xiàn)代冶煉中最基本、的冶金設(shè)備，從冶金原料進(jìn)廠開始，按物質(zhì)流走向的順序逐一介紹，力求突出冶金設(shè)備的專業(yè)性與實(shí)用性，特別注意選取2000年以來在冶金工廠開發(fā)運(yùn)用的新設(shè)備，盡可能介紹現(xiàn)行設(shè)備的型號(hào)及選用方法。

《冶金設(shè)備》共分13章，詳細(xì)介紹了散料輸送設(shè)備、流體輸送設(shè)備、冶金傳熱設(shè)備、混合與攪拌裝置、固液分離設(shè)備、萃取與離子交換設(shè)備、蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備、電解與電積設(shè)備、干燥設(shè)備、冶金燃燒裝置、焙燒與燒結(jié)設(shè)備、熔煉設(shè)備以及煙氣收塵與凈化設(shè)備。《冶金設(shè)備》為高等學(xué)校冶金工程專業(yè)本科生或碩士研究生的教學(xué)用書，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

重型機(jī)械制造業(yè)是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)命脈和國家安全的一個(gè)重要產(chǎn)業(yè)。在振興裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略決策及三年振興規(guī)劃的指引下，中國在“十二五”期間仍要堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，以信息化促進(jìn)工業(yè)化，用和*實(shí)用技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，將加強(qiáng)科技創(chuàng)新能力，提升產(chǎn)業(yè)升級(jí)，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高綜合競爭能力，大力振興和發(fā)展重型機(jī)械制造業(yè)，以滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防安全的需求。隨著經(jīng)濟(jì)的逐漸好轉(zhuǎn)，未來幾年中國重型機(jī)械行業(yè)有望實(shí)現(xiàn)較快的增長態(tài)勢(shì)，并在技術(shù)能力上實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破，在領(lǐng)域上形成國際競爭力。總體上看，中國重型機(jī)械行業(yè)的中長期發(fā)展勢(shì)頭依然看好。

冶金專用設(shè)備制造行業(yè)屬于資金、技術(shù)、勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品大部分是單件小批量制造，制造周期長，占用資金量大，由此形成了冶金專用設(shè)備制造行業(yè)中由大型企業(yè)主導(dǎo)的格局。中國的重型機(jī)械行業(yè)在形成之初是政府計(jì)劃引導(dǎo)的模式，在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下開始運(yùn)行，由此形成了由國有大型企業(yè)主導(dǎo)的競爭格局。大連重工·起重集團(tuán)、中國一重、中國二重等幾家大型國有企業(yè)占據(jù)了國內(nèi)三分之一的。

近年來，中國汽車、造船、建筑、石油化工、核電能源、油氣輸送等國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的飛躍發(fā)展，帶動(dòng)了鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展，進(jìn)一步拉動(dòng)了冶金專用設(shè)備制造行業(yè)的快速發(fā)展。2011年，我國冶金專用設(shè)備制造行業(yè)呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，資產(chǎn)和收入規(guī)模均有所擴(kuò)大。國家數(shù)據(jù)顯示，截至2011年底，我國規(guī)模以上冶金專用設(shè)備制造企業(yè)有409家。2011年，我國冶金專用設(shè)備制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值1038.46億元，實(shí)現(xiàn)銷售收入1034.64億元，同比增長14.94%，實(shí)現(xiàn)利潤總額52.64億元。“十二五”期間鋼鐵業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)，將對(duì)大型、集約、高效化成套冶金裝備需求強(qiáng)勁，給冶金專業(yè)設(shè)備制造行業(yè)特別是高技術(shù)含量的裝備制造業(yè)將帶來了市場機(jī)遇，冶金專用設(shè)備制造行業(yè)的發(fā)展前景較好。

據(jù)《2013-2017年中國冶金工程行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì)2008-2010年，我國黑色金屬固定資產(chǎn)投資額處于平穩(wěn)增長階段，三年平均增長率為8.65%。黑色金屬采礦業(yè)方面，鑒于我國鐵礦石受制于國際三大礦商，國內(nèi)鐵礦石開采投資力度遠(yuǎn)大于冶煉加工環(huán)節(jié);而2010年冶煉加工環(huán)節(jié)的投資也出現(xiàn)強(qiáng)勁反彈，其投資額增長率由上年的負(fù)增長回升至8.08%，可見我國黑色金屬工業(yè)形勢(shì)回暖。與黑色金屬不同的是，有色金屬采礦業(yè)投資及冶煉加工環(huán)節(jié)投資都處于較好的增長態(tài)勢(shì)，增速較高時(shí)達(dá)到30%-40%。

2011年上半年，我國黑色金屬采礦業(yè)投資512.91億元，同比增長18.60%;黑色金屬冶煉及壓延加工也投資1662.70億元，同比增長14.80%;有色金屬采礦業(yè)投資472.15億元，同比增長15.80%;有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)投資1613.17億元，同比增長30.70%。冶金工業(yè)固定資產(chǎn)投資的穩(wěn)定增長，直接帶動(dòng)工程市場的增長，冶金工程企業(yè)迎來金融危機(jī)后的又一波增長契機(jī)。

從工程項(xiàng)目的增長潛力來看，黑色金屬工業(yè)中的采礦業(yè)具備較好的增長潛力。2008-2011年，黑色金屬采礦業(yè)投資額比重呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)。縱觀我國鋼鐵市場形勢(shì)，擁有鐵礦石資源才是，因此鐵礦石勘探開采工程投資比重仍將不斷上升。有色金屬工業(yè)中的冶煉及壓延加工業(yè)與采礦業(yè)的投資比重相對(duì)比較穩(wěn)定，但冶煉及壓延加工業(yè)的投資增速較快，近兩年均處于30%以上，值得工程企業(yè)繼續(xù)關(guān)注并投資。

1 散料輸送設(shè)備

1.1 散料的性質(zhì)

1.2 冶金散料輸送的特點(diǎn)及輸送設(shè)備類型

1.3 機(jī)械輸送設(shè)備

1.3.1 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)

1.3.2 槽式輸送機(jī)

1.3.3 帶式輸送機(jī)

1.4 氣力輸送設(shè)備

1.4.1 稀相氣力輸送

1.4.2 濃相氣力輸送

1.4.3 超濃相氣力輸送

1.5 給料設(shè)備

思考題

2 流體輸送設(shè)備

2.1 流體輸送的基礎(chǔ)

2.1.1 流體的基本性質(zhì)

2.1.2 流體在管內(nèi)的流動(dòng)

2.1.3 管路計(jì)算

2.2 液體輸送設(shè)備

2.2.1離心泵

2.2.2 往復(fù)泵

2.2.3 旋轉(zhuǎn)泵

2.3 氣體輸送設(shè)備

2.3.1 通風(fēng)機(jī)

2.3.2 鼓風(fēng)機(jī)

2.3.3 壓縮機(jī)

2.3.4 真空泵

思考題

3 冶金傳熱設(shè)備

3.1 傳熱基礎(chǔ)

3.2 換熱設(shè)備

3.2.1 換熱器的類型

3.2.2 列管式換熱器的計(jì)算

3.2.3 冶金中的換熱器

3.3 熱風(fēng)爐

3.3.1 熱風(fēng)爐工作原理

3.3.2 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐

3.3.3 外燃式熱風(fēng)爐

3.3.4 頂燃式熱風(fēng)爐

3.3.5 球式熱風(fēng)爐

3.3.6 熱風(fēng)爐的選用方法

思考題

4 混合與攪拌裝置

4.1 混合與攪拌的基礎(chǔ)

4.1.1 概述

4.1.2 混合機(jī)理

4.1.3 混合效果

4.2 捏合與固體混合裝置

4.2.1 捏合操作與捏合機(jī)

4.2.2 固體混合與固體混合機(jī)

4.3 氣體攪拌裝置

4.3.1 氣體攪拌基礎(chǔ)

4.3.2 氣體攪拌功率密度的計(jì)算

4.3.3 氣體攪拌裝置

4.4 機(jī)械攪拌裝置

4.4.1 機(jī)械攪拌器的主要參數(shù)

4.4.2 機(jī)械攪拌的功率密度

4.4.3 機(jī)械攪拌器的分類

4.4.4 機(jī)械攪拌器的選用

4.5 電磁攪拌裝置

思考題

5固液分離設(shè)備

5.1 懸浮液的性質(zhì)和分離特性

5.1.1 懸浮液的性質(zhì)

5.1.2 懸浮物分離的特性

5.2 懸浮液的沉降分離設(shè)備

5.2.1 球形顆粒的自由沉降

5.2.2 懸浮液的沉降過程

5.2.3 沉降槽的構(gòu)造

5.2.4 重力沉降設(shè)備

5.2.5 離心沉降設(shè)備

5.3 懸浮液的過濾分離設(shè)備

5.3.1 過濾的基本概念

5.3.2 過濾的基本理論

5.3.3 恒壓過濾與恒速過濾

5.3.4 過濾設(shè)備

5.3.5 濾餅洗滌

5.3.6 過濾機(jī)的生產(chǎn)能力

思考題

6萃取與離子交換設(shè)備

6.1 萃取概述

6.1.1 萃取基本概念

6.1.2 萃取劑的分類及選擇原則

6.2 萃取工藝流程及其計(jì)算

6.2.1 錯(cuò)流萃取

6.2.2 逆流萃取

6.3 萃取設(shè)備

6.3.1 萃取設(shè)備分類及選型

6.3.2 混合澄清器

6.3.3 萃取塔

6.3.4 離心萃取器

6.3.5 新萃取設(shè)備

6.4 離子交換概述

6.4.1 離子交換參數(shù)

6.4.2 影響離子交換速度的因素

6.4.3 離子交換劑

6.4.4 離子交換工藝

6.5 離子交換設(shè)備

6.5.1 樹脂固定床離子交換設(shè)備

6.5.2 樹脂移動(dòng)床離子交換設(shè)備

6.5.3 樹脂流化床離子交換設(shè)備

6.5.4 樹脂攪拌床離子交換設(shè)備

6.6 冶金中的離子交換應(yīng)用

6.6.1 含氰廢水的處理

6.6.2 含鉻廢水的處理

6.6.3 離子交換在樹脂礦漿法提金中的應(yīng)用

思考題

7 蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備

7.1 蒸發(fā)基礎(chǔ)

7.1.1 溶液的沸點(diǎn)

7.1.2 溫度差損失

7.2 蒸發(fā)設(shè)備

7.2.1 循環(huán)式(非膜式)蒸發(fā)器

7.2.2 膜式(單程式)蒸發(fā)器

7.2.3 直接加熱蒸發(fā)器

7.2.4 多級(jí)閃急蒸發(fā)器

7.3 蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度

7.3.1 蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力

7.3.2 蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度

7.4 多效蒸發(fā)

7.5 蒸發(fā)器的輔助裝置

7.5.1 除沫器

7.5.2 冷凝器和真空裝置

7.6 結(jié)晶

7.6.1 結(jié)晶的基礎(chǔ)知識(shí)

7.6.2 結(jié)晶的方法與設(shè)備

思考題

8 電解與電積設(shè)備

8.1 電解的基礎(chǔ)知識(shí)

8.1.1 基本概念

8.1.2 電解的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

8.2 水溶液中電解精煉和電解沉積

8.2.1 銅電解精煉過程及設(shè)備

8.2.2 鉛電解精煉過程及設(shè)備

8.2.3 鋅電解沉積過程及設(shè)備

8.3 熔鹽電解

8.3.1 熔鹽電解基礎(chǔ)

8.3.2 鋁電解槽的結(jié)構(gòu)

8.3.3 鋁電解槽上的作業(yè)

8.3.4 鋁電解輔助工序及設(shè)備

思考題

9干燥設(shè)備

9.1 濕空氣的性質(zhì)

……

10 冶金燃燒裝置

11 焙燒與燒結(jié)設(shè)備

12 熔煉設(shè)備

13 煙氣收塵與凈化設(shè)備

……

1 高爐的機(jī)械維護(hù)與保養(yǎng)

高爐是冶金企業(yè)，尤其是鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的主要煉鋼設(shè)備，其性能的優(yōu)劣直接影響到鋼鐵的品質(zhì)，因此，對(duì)于如何提高高爐的維護(hù)與保養(yǎng)水平，實(shí)現(xiàn)高爐高性能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的，一直是冶金企業(yè)重點(diǎn)抓的頭等大事。

目前，高爐在使用過程中，主要的故障與問題集中在冷卻壁破損，造成冷卻壁破損的原因有很多，而且由于高爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，維修技術(shù)難度大，將嚴(yán)重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，因此，對(duì)于高爐的維護(hù)與保養(yǎng)，就顯得異常重要。

在日常的生產(chǎn)中，對(duì)于高爐設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，主要集中在如何預(yù)防冷卻壁的破損方面，對(duì)此，以下一些措施可以在實(shí)際中加以應(yīng)用，以提高高爐設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)水平：

（1）增大冷卻水量，提高水流速度，加大冷卻強(qiáng)度；

（2）抑制邊緣煤氣流，發(fā)展中心，控制十字測溫，使邊緣煤氣溫度不大于100℃；

（3）采用有效的爐外噴淋措施，保持合理的爐外冷卻，減少溫度場發(fā)生的變化，避免爐皮燒紅；

（4）根據(jù)風(fēng)壓調(diào)整水量，以達(dá)到對(duì)冷卻壁的養(yǎng)護(hù)；

（5）嚴(yán)格控制軟水溫度。軟水進(jìn)水溫度嚴(yán)格控制在40士2℃，相對(duì)提高冷卻強(qiáng)度，減少冷卻壁峰值熱流時(shí)的損壞幾率，保證脫氣罐、膨脹罐工作正常，減少水中溶解氧對(duì)水管的腐蝕，延長冷卻壁壽命；

（6）穩(wěn)定爐溫，減小溫度波動(dòng)幅度與頻率，降低對(duì)冷卻壁的熱震；保持堿度穩(wěn)定，防止軟熔帶的波動(dòng)；杜絕集中加硅石和集中加焦操作，避免影響造渣制度和減少爐溫波動(dòng)；

（7）日常操作中，穩(wěn)定造渣制度與熱制度，形成合理的軟熔帶，是維護(hù)冷卻壁完好的基本措施；

（8）發(fā)揮多環(huán)布料作用，開放中心氣流，兼顧邊緣氣流，是實(shí)現(xiàn)冷卻壁安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要手段；

冷凝器作為制冷、冶金和化工等行業(yè)的主要熱交換設(shè)備之一，應(yīng)用的十分普及。常用的冷凝器按其冷卻介質(zhì)和冷卻方式一般可分為三種類型：水冷式(又分為殼管式、套管式、沉浸式)、空氣冷卻式、蒸發(fā)式。而蒸發(fā)式冷凝器作為一種新型節(jié)能省耗換熱設(shè)備，近年來更是得到了巨大的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。

蒸發(fā)式冷凝器在運(yùn)行過程中存在的問題是形成水垢和污垢，而且由于其蒸發(fā)汽化的工作機(jī)理，它比其他類別的冷凝器更易結(jié)垢。因此，對(duì)于蒸發(fā)式冷凝器的維護(hù)保養(yǎng)，主要就集中在如何解決蒸發(fā)式冷凝器的結(jié)垢問題。 蒸發(fā)式冷凝器的工作環(huán)境在室外，且高溫潮濕，易于腐蝕，因此其上箱體和下箱體應(yīng)保證足夠的鍍鋅厚度。由于管子表面上的水不斷蒸發(fā)易結(jié)蒸發(fā)式冷凝器的工作環(huán)境在室外，且高溫潮濕，易于腐蝕，因此其上箱體和下箱體應(yīng)保證足夠的鍍鋅厚度。由于管子表面上的水不斷蒸發(fā)易結(jié)垢，而結(jié)垢將大大降低蒸發(fā)式冷凝器的換熱性能，為此，可以采取以下的措施來解決蒸發(fā)式冷凝器的結(jié)垢問題。

（1）采用懸臂型蒸發(fā)式冷凝器：主機(jī)在起停的過程中，由于冷凝器蛇形管存在著壓力差和溫度差，導(dǎo)致銅管產(chǎn)生伸縮超直效應(yīng)，由于銅材、垢質(zhì)膨脹系數(shù)差別很大，因而懸臂型蒸發(fā)式冷凝器有自動(dòng)脫垢的功能。在運(yùn)行過程中由于制冷劑在冷凝器中發(fā)生兩相轉(zhuǎn)換產(chǎn)生高頻震動(dòng)，因此很難形成結(jié)垢核心，導(dǎo)致水垢無法附著管壁。

（2）冷凝器制作時(shí)進(jìn)行預(yù)膜防垢處理，可有效的阻止污垢晶體在銅管表面上附著。

（3）采用少量連續(xù)排水裝置，將冷卻循環(huán)水的鈣離子的濃縮倍數(shù)控制在一定范圍內(nèi)，有效的防止垢質(zhì)的析出。

（4）設(shè)置預(yù)冷器，使冷凝器管的表面蒸發(fā)溫度在50℃以下，采用大水量，密集型布水器，確保冷凝器管表面時(shí)刻被水膜包覆，無干涸點(diǎn)。當(dāng)換熱盤管的表面溫度低于50℃時(shí)，產(chǎn)生的垢質(zhì)疏松，易于沖洗，當(dāng)其表面溫度高于50℃時(shí)，產(chǎn)生的垢質(zhì)堅(jiān)硬，難以清除。（5）設(shè)置檔水板，使較高溫度的冷凝管上無水沾附，可有效地預(yù)防冷凝器結(jié)垢。

在平常的運(yùn)行中，要保持設(shè)備管路的清潔，要經(jīng)常做預(yù)防性檢測，以地實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)式冷凝器的維護(hù)與保養(yǎng)。

1 液壓系統(tǒng)維護(hù)的問題

冶金行業(yè)，尤其是鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)環(huán)境多是高溫、多塵、水淋、重載，工況條件特別惡劣。液壓系統(tǒng)在如此惡劣的工況下工作，遭受嚴(yán)重污染是不可避免的。

污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)首先加快了機(jī)件磨損，降低了精度和使用壽命，其次造成了液壓系統(tǒng)各液壓元件動(dòng)作的不靈敏、突停或失效。統(tǒng)計(jì)資料表明，污染危害占液壓系統(tǒng)故障率的75%以上。

2 液壓系統(tǒng)維護(hù)的手段方法

（1）控制液壓系統(tǒng)內(nèi)部固有污染源

① 系統(tǒng)安裝前的沖洗工作

清洗工藝須嚴(yán)把酸洗液、鈍化液、中和液的配方關(guān)，其次要選用較大流量的沖洗裝置，使管道中的液流呈紊流狀態(tài)，操縱各個(gè)元件的動(dòng)作，將污染物沖洗出來。清洗結(jié)束后，在熱態(tài)下排掉沖洗液。

② 液壓元件及液壓油的管理工作，液壓元件要選用正規(guī)產(chǎn)品，加強(qiáng)液壓油的污染管理。

（2）控制外部污染物的入侵

① 在油箱的通氣孔及活塞桿處設(shè)置可靠的防塵裝置，外漏的液壓油不得直接流回油箱。

② 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障需解體時(shí)，要防止環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的污染。

③ 拆修液壓管路時(shí)要清洗接頭處的污垢，避免拆卸和安裝時(shí)把污垢帶入系統(tǒng)。

　④ 不要輕易拆卸液壓元件，必須拆卸時(shí)應(yīng)將零件清洗吹干并置于干凈的地方。

⑤ 經(jīng)常清除液壓系統(tǒng)表面的油污、塵土，清洗和更換濾油器濾芯。

⑥ 防止冷卻器或其他水源滲入系統(tǒng)。^[1]