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1 绪论1

1.1 熔池熔炼及工业应用的有色金属熔池熔炼方法1

1.2 火法炼铜中的熔池熔炼过程2

1.3 不同有色金属熔池熔炼工艺的技术特征和存在的主要技术难点8

参考文献11

第一篇 有色金属熔池熔炼过程的反应特性和流动特性14

2 铜熔炼状态图及其实用渣系14

2.1 铜熔炼状态图和熔渣结构的共存理论14

2.1.1 矢泽彬的铜熔炼状态图14

2.1.2 斯吕德哈、托格里和斯米尔诺夫的铜熔炼状态图20

2.1.3 张鉴的熔渣结构分子和离子的共存理论27

2.2 铜熔炼的实用渣系34

2.2.1 铜熔炼炉渣的渣型选择35

2.2.2 液态铜和铁钙渣系的界面现象44

2.3.1 渣中铜损失量计算50

2.3 渣中铜损失50

2.3.2 渣中铜存在状态问题51

2.3.3 影响渣中铜损失的主要因素55

2.4 本章小结69

参考文献70

3 熔池熔炼反应器内的流动特性和传输现象72

3.1 熔池中气体侧吹、顶吹、底吹的混合现象72

3.1.1 卧式转炉中的气体侧吹喷射现象74

3.1.2 特尼恩特转炉中的气体侧吹喷射现象和风口堵塞问题79

3.1.3 水口山底吹熔池熔炼炉底枪合理配置问题82

3.1.4 侧吹熔池熔炼反应器喷枪及其合理配置问题83

3.1.5 混合时间与搅拌功率密度之间关系87

3.2 有色金属熔池熔炼反应器内物料的反应流动特性88

3.2.1 理想反应器89

3.2.2 工业反应器内流体的停留时间分布的测定93

3.2.3 管型反应器的扩散模型95

3.2.4 多熔池串联模型98

3.2.5 反应器的组合模型在有色冶金中的应用实例101

3.3 弥散冶金系统的传输现象105

3.3.1 流体中的传质模型106

3.3.2 熔池熔炼过程铜锍粒子的凝聚长大108

3.3.3 气泡的生成、鼓泡与射流110

3.4 本章小结112

参考文献112

第二篇 有色金属熔池熔炼过程的数值模拟与优化118

4 卧式转炉型反应器中的侧吹熔池熔炼过程118

4.1 铜锍吹炼过程的动态仿真119

4.1.1 铜锍吹炼模型119

4.1.2 造渣期转炉吹炼动态仿真129

4.2 P-S转炉吹炼过程145

4.2.1 P-S吹炼过程物料衡算与热量衡算147

4.2.2 P-S转炉风口区炉衬温度场的数值模拟152

4.2.3 P-S转炉吹炼过程操作技术条件的优化160

4.2.4 P-S吹炼过程造铜期终点预报信号的数值模拟162

4.3 特尼恩特过程168

4.3.1 特尼恩特自热熔炼过程的物料衡算与热量衡算170

4.3.2 特尼恩特转炉的流场仿真173

4.4 诺兰达过程181

4.4.1 诺兰达过程合理铜锍品位的优化184

4.4.2 诺兰达过程合理渣型的分析与优化189

4.5 本章小结195

参考文献195

5 白银炉反应器中的侧吹熔池熔炼过程199

5.1 白银炉熔炼过程的物料衡算与热量衡算203

5.2 白银熔炼过程的优化206

5.2.1 优化的理论基础206

5.2.2 优化的目标函数209

5.2.3 优化的约束条件210

5.2.4 优化模型的求解212

5.2.5 优化结果的讨论213

参考文献215

5.3 本章小结215

6 竖炉型反应器中的炉渣烟化过程217

6.1 铅炉渣烟化过程217

6.1.1 烟化法处理铅炉渣的一般原理219

6.1.2 铅炉渣烟化过程的物料衡算和热量衡算221

6.1.3 烟化过程的强化223

6.1.4 铅炉渣烟化过程的余热利用228

6.2 锡炉渣处理烟化过程230

6.2.1 烟化法处理锡炉渣的理论基础230

6.2.2 锡炉渣烟化过程工艺的改善235

6.3 本章小结239

参考文献240

7 瓦纽科夫炉反应器中的侧吹熔池熔炼过程241

7.1 瓦纽科夫炉内熔体的流场和温度分布247

7.2 瓦纽科夫炉内锍流和渣流的停留时间分布曲线250

7.3.1 瓦纽科夫过程的诺模图算253

7.3 瓦纽科夫过程的物料衡算和热量衡算253

7.3.2 瓦纽科夫过程的物料衡算和热量衡算实例256

7.4 带炉料预热的瓦纽科夫炉257

7.5 本章小结261

参考文献261

8 复数炉型：三菱炉反应器中的顶吹熔池熔炼过程263

8.1.1 三菱法工艺流程264

8.1.2 三菱法主要设备的结构和冶金功能264

8.1 三菱法的工艺流程、设备、典型生产数据264

8.1.3 三菱法的典型生产数据267

8.1.4 三菱法S炉和C炉的炉寿问题269

8.1.5 三菱法的特点271

8.2 三菱熔炼过程的物料衡算与热量衡算272

8.2.1 熔炼过程的物料衡算272

8.2.2 熔炼过程的热量衡算275

8.3 三菱吹炼过程的物料衡算与热量衡算277

8.3.1 吹炼过程的物料衡算277

8.3.2 吹炼过程的热量衡算279

8.4 三菱熔炼过程富氧鼓风的优化280

8.5 本章小结283

参考文献283

9 回转炉反应器中的底吹熔池熔炼过程285

9.1 气体底吹喷射现象及有关数学物理模型286

9.1.1 含气率沿径向呈高斯分布286

9.1.2 喷射区中心线上的含气率分布287

9.1.3 喷射区的边界喷射的锥角288

9.1.4 喷射区内气-液上升速度的物理模型289

9.2 氧气底吹炼铅(QSL)过程291

9.2.1 QSL过程原理294

9.2.2 QSL过程工艺流程及反应器296

9.2.3 QSL过程的物料衡算303

9.3 氧气底吹炼铜(SKS)过程(又称水口山炼铜法)306

9.3.1 主要工艺参数和技术经济指标307

9.3.2 SKS熔炼过程的物料衡算与热量衡算308

9.3.3 SKS熔炼过程气体喷射的流体力学特性313

9.4 本章小结316

参考文献317

10 有色金属熔池熔炼技术展望318

10.1 闪速熔炼与熔池熔炼的比较318

10.1.1 奥托昆普闪速熔炼工艺的优缺点318

10.1.2 其他熔池熔炼工艺的优缺点319

10.1.3 各种现代熔炼工艺的简要说明与指标对比319

10.2.1 熔池中固体-液体-气体的相互作用321

10.2 熔池熔炼的潜力321

10.2.2 固体颗粒与熔池的渣-锍之间的传热325

10.3 熔池熔炼主要技术难点及其对策327

10.3.1 渣含有价金属问题327

10.3.2 熔池熔炼炉衬寿命问题328

10.4 熔池熔炼技术展望329

参考文献330

索引331

译名对照334