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目录1布料基础知识11.1颗粒的有关物理参数11.1.1颗粒当量直径及表观密度的概念及测定11.1.2颗粒形状系数51.1.3比表面积及影响因素61.1.4散料层堆密度及空隙度61.1.5炉料堆角的概念及测试101.2高炉原料简介131.2.1烧结矿131.2.2球团矿171.3我国部分大高炉焦炭指标1.3.1焦炭灰分（A）1.3.2挥发分（V）211.3.3硫含量（S）221.3.4碳含量（C）231.3.5M40与M10指标241.3.6CRI与CSR指标261.3.7焦炭的粒径271.3.8焦炭的综合指标291.4国内外无钟炉顶设备的发展状况311.5无钟炉顶高炉布料设备的组成331.5.1按装料工艺划分331.5.2按布料设备结构划分361.6无钟炉顶布料设备的优缺点381.6.1无钟炉顶布料设备的优点381.6.2无钟炉顶布料设备的缺点391.7无钟炉顶布料操作方式401.8布料的重要411.9小结422炉缸活跃及圆周工作均匀432.1风速对燃烧带深度（炉缸中心活跃）的影响432.2炉缸直径对燃烧带深度（炉缸中心活跃）的影响462.3风口大小对软熔带（高炉圆周均匀）的影响472.4风口倾斜角度对燃烧带深度的影响522.5风口长度对燃烧带深度的影响542.6死焦堆温度的影响因素562.7高炉炉缸煤气流分布642.7.1高炉炉缸煤气流模型652.7.2炉缸直径对煤气流分布的影响662.7.3焦炭粒径对煤气流分布的影响672.7.4料柱空隙度对煤气流分布的影响682.7.5鼓风动能对煤气流分布的影响692.8高炉局部悬料、管道及崩料机理702.9料柱压差的影响因素722.9.1料柱空隙度对其压差的影响742.9.2炉料球形度对料柱压差的影响752.9.3料柱炉料粒度对其压差的影响762.10大型高炉软熔带形状讨论772.11高炉料面形状的讨论792.12高炉布料模式802.12.1中心有矿石和焦炭的“漏斗平台”型料面802.12.2中心加焦存在的问题802.13原料冶金能对透气透液的影响832.13.1高炉实际还原过程料层压差变化（阻损变化）832.13.2料层滴落过程压差变化（阻损变化）912.13.3焦矿混装对高炉生产的影响932.14小结973无钟高炉布料过程炉料运动数学模型993.1节流阀处炉料流速数学模型1003.2节流阀溜槽间炉料颗粒运动数学模型1033.2.1炉料颗粒在串罐式炉顶内运动过程1043.2.2并罐式炉顶内运动过程1043.3多环布料过程溜槽运动数学模型1103.3.1半圆形截面溜槽1133.3.2矩形截面溜槽1143.4炉顶空区运动数学模型1163.4.1炉料运动轨迹数学模型1163.4.2料流宽度数学模型1193.5料面上炉料落点分布及瞬时流量数学模型1213.6料面形状数学模型1253.7数学模型试验验证1273.8高炉布料过程炉料运动预测系统开发1303.9小结1334无钟炉顶设备结构及操作参数对炉料运动的影响1354.1无钟炉顶形式对布料过程的影响1364.2中心喉管内径对并罐式高炉布料过程的影响1394.3溜槽悬挂点高度对布料过程的影响1424.4溜槽倾动距对布料过程的影响1444.5溜槽长度对布料过程的影响1464.6溜槽截面形状对布料过程的影响1494.7不同种类炉料布料过程运动及分布规律1534.8“倒罐”模式对并罐式高炉布料过程的影响1554.9节流阀开度对并罐式高炉布料过程的影响1584.10溜槽倾角对布料过程的影响1604.11溜槽转速对布料过程的影响1654.12溜槽旋转方向对并罐式高炉布料过程的影响1684.13料线高度对炉料分布的影响1704.14炉顶煤气流速对布料过程的影响1724.15小结1735无钟炉顶布料批重的研究1775.1批重计算数学方程1775.1.1二次料面炉料堆角大于原始料面炉料堆角1785.1.2二次料面炉料堆角小于原始料面炉料堆角1805.2炉料临界批重与平台宽度的关系1835.2.1焦炭临界批重与平台宽度及落点半径的关系1835.2.2矿石临界批重与平台宽度及落点半径的关系1875.3焦炭批重特征数1905.3.1不同平台宽度焦炭批重特征数（二次料面炉料堆角大于原始料面炉料堆角）1915.3.2不同料流轨迹落点焦炭批重特征数（二次料面炉料堆角大于原始料面炉料堆角）1955.4矿石批重特征数（二次料面炉料堆角小于原始料面炉料堆角）1975.4.1不同平台宽度矿石批重特征数变化1975.4.2不同落点半径矿石批重特征数变化1995.5炉料堆角的试验验证15.5.1高炉堆角的模型试验15.5.2高炉堆角的数学方程35.6现代大型高炉布料批重的调整45.7小结76料层透气影响研究86.1布料制度对块状带透气的影响86.1.1块状带透气影响因素的研究86.1.2布料矩阵对透气的影响2106.1.3批重大小对透气的影响2116.1.4炉料混装和分装对透气的影响2146.1.5中心加焦对透气的影响2156.1.6料柱透气对临界风量的影响2216.2高炉分级布料制度及炉顶设备选择2276.2.1分级布料2276.2.2装料时序及周期2286.2.3料罐的选择2316.2.4高炉原燃料资源的综合利用2326.2.5中心加焦制度的选择2366.2.6高炉取消中心加焦的尝试2386.3单粒级炉料分布及透气研究2486.3.1模型建立2486.3.2计算条件2496.3.3料面炉料分布2506.3.4料层空隙度分布2526.3.5料层透气2546.4多粒级炉料分布及透气研究2556.4.1模型建立2556.4.2材料物参数2566.4.3皮带上炉料分布2576.4.4料罐中炉料分布2596.4.5料面炉料分布2686.4.6料面空隙度分布2776.4.7料层压降分布2806.5无钟布料协同理论2836.5.1档位划分与主料流宽度协同原则2836.5.2料流宽度的测量及主料流宽度的研究2866.5.3主料流宽度与档位宽度协同原则2916.5.4档位料层厚度和布料圈数协同原则2916.5.5料层厚度分布与炉料下降速度规律协同原则2926.5.6煤气流分布和料面形状协同原则2966.5.7料面形状与软熔带形状的协同原则3016.5.8平台的形成3016.6小结3047炉顶设备结构对料面炉料分布的影响离散元3077.1并罐式高炉无钟炉顶受料斗设备3077.1.1并罐式高炉无钟炉顶分料器对布料的影响3077.1.2并罐式高炉无钟炉顶受料斗对布料的影响3107.1.3并罐式高炉无钟炉顶导料槽对布料的影响3117.2并罐式高炉无钟炉顶料罐3137.2.1密封阀直径对布料的影响3137.2.2料罐对布料的影响3157.2.3并罐式节流阀对布料的影响3197.2.4并罐式炉顶Y形管对布料的影响3197.3皮带夹角对料面炉料分布的影响3227.3.1皮带夹角对上料过程炉料分布的影响3227.3.2皮带夹角对装料过程炉料分布的影响3307.3.3皮带夹角对布料过程炉料分布的影响3487.4料罐结构和换向溜槽倾角对料面炉料分布的影响3707.4.1计算条件3707.4.2计算结果及讨论3717.5中心喉管直径对料面炉料分布的影响3807.5.1计算条件3807.5.2计算结果及讨论3807.6溜槽结构对料面炉料分布的影响3857.6.1计算条件3857.6.2计算结果及讨论3867.7插入件对料罐和炉喉分布的影响3927.7.1计算条件3937.7.2插入件安装高度对炉料分布的影响3947.7.3插入件类型对炉料分布的影响3957.8小结3988装布料过程炉料运动及偏析研究4008.1并罐式高炉装料过程炉料运动及偏析分布研究4008.1.1几何模型及计算条件4008.1.2受料斗料罐间装料过程颗粒运动及偏析分布4028.1.3料罐以下布料过程中颗粒运动及偏析分布4148.1.4炉喉颗粒分布4178.2串罐式高炉装料过程炉料颗粒运动及偏析分布研究4248.2.1几何模型及计算条件4258.2.2料仓料罐间装料过程颗粒运动及偏析分布4278.2.3节流阀料面间布料过程颗粒运动及偏析分布4448.2.4导料锥装置对料罐装料及排料过程的影响4508.2.5高炉装料过程实测及模型验证4548.3小结4588.3.1并罐式高炉装料过程炉料颗粒运动及偏析分析研究4588.3.2串罐式高炉装料过程炉料颗粒运动及偏析分析研究4609大比例球团布料过程离散元4629.1计算条件4629.2计算结果及讨论4629.2.1球团矿比例对炉料落点半径的影响4629.2.2球团矿比例对料面径向炉料粒度分布的影响4629.2.3球团矿比例对料面径向炉料质量分布的影响4639.2.4球团矿比例对料面径向炉料碱度分布的影响4649.2.5球团矿比例对料面周向炉料粒度分布的影响4669.2.6球团矿比例对料面周向炉料质量分布的影响4679.2.7球团矿比例对料面周向炉料碱度分布的影响4689.2.8球团矿比例对料层空隙度分布的影响4709.3球团矿比例对综合炉料冶金能的影响4719.3.1球团矿比例对综合炉料低温还原粉化能的影响4719.3.2球团矿比例对综合炉料软熔滴落能的影响4719.4小结474101∶1并罐无钟炉顶高炉布料试验测试47510.1试验目的47510.2试验意义47510.3试验内容47510.4试验装置47610.5试验方法47710.5.1单环布料落点轨迹测量方法47710.5.2多环布料粒度分布测量方法47810.5.3炉喉中心标定47910.5.4溜槽α角标定47910.6试验结果及分析48010.6.1溜槽结构对炉料落点分布的影响48010.6.2喉管直径对炉料落点分布的影响49010.6.3球团矿比例对炉料落点分布的影响50010.6.4溜槽转速对炉料落点分布的影响51010.6.5中心加焦溜槽小角测定510.6.6料面径向上焦炭粒度分布52110.6.7料面径向上矿石粒度分布52110.7小结52211高炉布料对煤气流分布的影响52311.1CFD在高炉的应用52511.2高炉煤气流模型52511.2.1物理模型52611.2.2数学模型52611.3布料参数对煤气流分布影响研究53511.3.1参数条件53511.3.2中心加焦量对煤气流分布的影响53711.3.3炉料冶金能对软熔带及煤气流分布的影响54611.3.4料面形状对煤气流分布的影响55511.3.5边缘炉料透气对煤气流分布的影响56011.3.6炉瘤位置对煤气流分布的影响56411.4炉顶实际煤气流分布对空区内颗粒运动轨迹的影响56911.4.1炉顶空区煤气流分布及炉料颗粒运动模型56911.4.2不同类型颗粒空区内运动情况57211.5小结58112高炉炉料非稳态运动过程数学模型58312.1高炉炉料运动一维非线数学模型建立58312.2方程的归一化及6个准数的导出58412.3与前人工作的比较58512.4临界煤气流速度及临界压力58512.5数学模型的数值模拟及结果分析58612.6小结58713基于图像的矿石粒度测量技术研究58813.1图像预处理算法58813.1.1数字图像表示58813.1.2图像滤波58913.1.3图像59113.1.4图像的二值化59313.1.5边缘检测59813.2图像分割60213.2.1连通与图像运算60313.2.2基于分水岭变换的图像分割60413.3矿石参数计算60813.3.1测量系统标定60813.3.2粒度特征参数提取60813.3.3粒度分布计算61013.3.4矿石形状参数61713.4硬件系统与软件设计61913.4.1硬件系统61913.4.2软件系统62113.5小结62414高炉三维料面重建62614.1料流轨迹和料面测量理论基础62714.1.1波的分类62714.1.2激光测距原理62814.2料流轨迹模型验证62914.2.1料流轨迹多目识别63014.2.2料流轨迹光学栅测量63214.2.3料流轨迹图像分析63314.2.4料流宽度分析63514.2.5料流轨迹重建63814.3料面形状模型检测64114.3.1料面形状测量64114.3.2料面形状三维扫描64514.4高炉布料溜槽倾角的测量64714.5小结64915高炉智能监测与诊断系统简介65015.1皮带机原燃料粒级实时分析系统65015.1.1硬件系统65015.1.2软件系统65015.2高炉布料过程炉料运动预测系统65015.2.1硬件系统65015.2.2软件系统65115.3高炉红外炉顶成像在线监测系统65215.3.1硬件系统65215.3.2软件系统65215.4高炉风口燃烧带温度场智能监测与诊断系统65315.4.1硬件系统65315.4.2软件系统65315.5高炉冷却壁热流强度智能监测与诊断系统65415.5.1硬件系统65415.5.2软件系统65415.6高炉冷却壁挂渣状态智能监测与诊断系统65615.6.1硬件系统65615.6.2软件系统65615.7高炉炉缸炉底工作状态智能监测与诊断系统65715.7.1硬件系统65715.7.2软件系统65715.8高炉铁水连续测温在线监测系统65815.8.1硬件系统65815.8.2软件系统65915.9小结659参考文献660
