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| 編輯推薦： |
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高炉炼铁是是主要使用的炼铁工艺，但其铜冷却壁的合理应用和使用寿命却成为限制其应用的重要因素，基于此，本书开展系统研究。本书具有以下两大特色：（1）本书重点讨论了铜冷却壁在高炉内使用时影响其寿命的因素，重点关注铜冷却壁的破损原因、铜冷却壁稳定挂渣、高炉操作条件对铜冷却壁寿命的影响及铜冷却壁在高炉内的合理使用部位和冷却制度等。有助于高炉经济、合理的使用铜冷却壁，延长炉腰炉腹寿命，实现高炉长寿；有助于高炉稳定顺行，实现高效生产；有助于节约冷却壁和检修资金投入，降低生产成本。此外，本书对改进铜冷却壁设计，优化高炉冷却系统也具有促进作用。（2）现有的书籍中，仅部分高炉长寿类专著在个别章节简要对铜冷却壁设计和应用情况进行了简介，目前国内外尚无专门聚焦于铜冷却壁应用的专著，本书则更为详尽的介绍了铜冷却壁应用现状、破损原因等一系列问题，更加聚焦，实用性更强。
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| 內容簡介： |
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本书主要介绍高炉高强化冶炼条件下铜冷却壁应用的相关内容。主要对铜冷却壁大面积损坏的原因进行了分析，对其在高炉冶炼过程中的传热过程、挂渣能力、应力分布、壁体变形等进行了详细探讨，并结合试验从炉渣角度研究了铜冷却壁挂渣自保护性能，为高强化冶炼条件下铜冷却壁的合理应用提供了理论依据和技术指导。本书可供钢铁冶金相关专业的高校教师、研究员、学生，钢铁企业生产技术人员，钢铁设计院技术人员，高炉冷却设备生产厂家管理、技术人员等阅读参考。
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| 目錄：
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第1章 铜冷却壁与高炉长寿的关系及其应用现状001
1.1高炉长寿技术及其发展趋势001
1.1.1高炉长寿技术意义及目标001
1.1.2高炉长寿技术现状及限制性环节003
1.1.3炉缸炉底长寿问题005
1.1.4炉腰、炉腹至炉身下部长寿问题006
1.2铜冷却壁应用历史及优势分析007
1.2.1铜冷却壁与传统冷却壁的对比007
1.2.2国内外铜冷却壁应用历史009
1.2.3铜冷却壁应用经济性分析010
1.3铜冷却壁类型及发展情况011
1.3.1铜冷却壁材质要求011
1.3.2铜冷却壁加工工艺013
1.3.3铜冷却壁类型014
1.4铜冷却壁应用现状020
1.4.1国内外典型铜冷却壁应用情况020
1.4.2铜冷却壁大面积损坏情况023
1.4.3微量元素对铜冷却壁性能的影响025
1.4.4铜冷却壁稳定挂渣的研究027
1.4.5铜冷却壁传热计算模型的研究027
第2章 铜冷却壁破损原因029
2.1国内铜冷却壁损坏实例029
2.1.1国内某2000m3 高炉铜冷却壁破损029
2.1.2国内某3200m3 高炉铜冷却壁破损032
2.2铜冷却壁损坏的共性特征分析033
2.3“氢病”现象对铜冷却壁破坏作用分析034
2.3.1铜冷却壁本体温度因素的影响034
2.3.2烧损冷却壁中O 及H 含量分析037
2.3.3烧损冷却壁微观结构观察039
2.4锌元素对铜冷却壁破坏作用分析042
2.4.1试验设备及方法043
2.4.2试验结果及分析044
2.5炉型结构对铜冷却壁寿命影响分析050
2.5.1高炉煤气流分布计算模型的建立050
2.5.2计算参数的选取及计算方案054
2.5.3计算结果分析及讨论055
2.6本章小结061
第3章 铜冷却壁挂渣过程数值模拟062
3.1模型建立063
3.1.1物理模型063
3.1.2数学模型及边界条件065
3.1.3计算参数选取069
3.1.4渣皮厚度及体系温度场求解过程069
3.2计算结果分析070
3.2.1炉况因素对壁体温度和挂渣的影响070
3.2.2冷却制度对壁体温度和挂渣的影响077
3.2.3炉渣性质对壁体温度和挂渣的影响085
3.2.4镶砖材质对壁体温度和挂渣的影响094
3.3铜冷却壁挂渣能力计算098
3.4铜冷却壁挂渣状态监测系统及其实际应用103
3.5本章小结104
第4章 铜冷却壁应力分布规律研究105
4.1铜冷却壁热-力耦合分析模型的建立105
4.1.1热-力耦合分析方法105
4.1.2计算模型及边界条件106
4.1.3物性参数选择108
4.2壁体及渣层应力分布规律分析109
4.2.1炉气温度变化对壁体及渣层应力分布的影响109
4.2.2冷却制度对壁体及渣层应力分布的影响115
4.2.3镶砖材质对壁体及渣层应力分布的影响118
4.2.4炉渣热胀系数对壁体及渣层应力分布的影响121
4.3壁体变形分析123
4.3.1典型冷却壁变形123
4.3.2炉气温度变化对冷却壁变形的影响124
4.3.3渣层厚度变化对冷却壁变形的影响125
4.3.4冷却制度对壁体变形的影响126
4.3.5镶砖材质变化对壁体变形的影响128
4.3.6炉渣热膨胀性对冷却壁变形的影响130
4.4本章小结130
第5章 渣皮软熔特性试验研究132
5.1试验设备及方法133
5.1.1试验设备133
5.1.2试验方法133
5.1.3试验方案135
5.2结果分析及讨论138
5.2.1炉渣典型软熔过程138
5.2.2FeO 含量变化对炉渣软熔过程的影响140
5.2.3Al2O3 含量变化对炉渣软熔过程的影响142
5.2.4MgO 含量变化对炉渣软熔过程的影响145
5.2.5炉渣碱度对软熔过程的影响148
5.3本章小结151
第6章 炉渣成分变化对渣皮厚度影响153
6.1炉渣各组分对冷却壁挂渣能力的影响154
6.2炉渣各组分对冷却壁挂渣能力影响强弱分析157
6.3本章小结158
展望160
参考文献161
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| 內容試閱：
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2021年，我国生铁产量已经达到8.69亿吨，占全球铁产量的60%以上，粗钢产量约为10.33亿吨，约占全球钢产量的53%。我国的生铁基本上全部来自高炉生产，在“高炉-转炉”炼钢生产流程中，炼铁工序的能耗占整个钢铁制造流程总能耗的70%，这就使得维护高炉稳定顺行、实现高炉长寿和高效的统一成为冶金工作者不懈追求的目标。高炉炉腹、炉腰至炉身中下部是高炉寿命的限制性环节之一，采用铜冷却壁在该区域形成一个无过热冷却体系，利用渣皮来保护炉衬和冷却壁，被认为是解决该区域寿命问题的最有效手段。
国外1978年便开始铜冷却壁的试验研究工作，认为铜冷却壁可以实现30～50年的工作寿命，服务于1～2代长寿高炉炉役。我国从2000年才开始进行铜冷却壁的研究工作，但铜冷却壁在我国推广应用迅速。我国高炉应用铜冷却壁二十多年以来，由于缺乏薄壁高炉操作经验，大多数应用铜冷却壁的高炉均存在炉墙结厚、渣皮大面积频繁脱落等问题，给生产造成了一定影响。2010年以来，我国先后有多座高炉发生了铜冷却壁大面积损坏，给高炉生产造成了灾难性的损失。笔者在第一时间深入国内多家钢铁企业调研铜冷却壁破损情况，获得了大量的第一手资料，并在此基础上开展后续研究工作，至今已有十余年，本书正是笔者多年学习和工作经验的总结。
本书讨论了铜冷却壁在高炉内使用时影响其寿命的因素，重点关注铜冷却壁的破损原因、铜冷却壁稳定挂渣、高炉操作条件对铜冷却壁寿命的影响及铜冷却壁在高炉内的合理使用部位和冷却制度等，这有助于高炉经济、合理地使用铜冷却壁，延长炉腰、炉腹寿命，实现高炉长寿;有助于高炉稳定顺行，实现高效生产;有助于节约冷却壁和检修资金投入，降低生产成本。
此外，本书内容对改进铜冷却壁设计和优化高炉冷却系统也具有一定参考意义。
笔者的研究工作得到了导师张建良教授的悉心指导，得到了北京科技大学原校长杨天钧教授、北京科技大学王筱留教授、中冶京诚炼铁设计大师吴启常先生、首钢集团原副总工程师刘云彩先生、鞍钢集团原副总工程师汤清华先生等的关心和大力支持，得到“钢铁冶金过程合理化”梯队其他老师和同学的帮助，得到了湖北汽车工业学院刘建永、杨伟、史秋月、叶四友、郭睿等许多同事的协助。同时，本书的出版工作得到了湖北汽车工业学院材料学院院长张元好教授等同志和学校科技处、研究生处等部门的关心和支持，并得到湖北汽车工业学院学术专著出版专项资助。在此向湖北汽车工业学院与支持、指导笔者研究工作及帮助本书出版的所有老师和同学表示感谢!
限于笔者的研究水平，本书中难免有疏漏之处，请各位读者批评指正。
李峰光
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