炼铁理论与工艺PDF电子书下载

1 绪论 1

1．1炼铁发展简史 1

1．2我国的炼铁工业发展历程及现状 3

1．3现代高炉炼铁工艺流程 6

1．4高炉产品及主要技术经济指标 8

2 高炉冶炼中的炉缸反应过程 12

2．1燃料燃烧 12

2．1．1燃烧反应及其机理 12

2．1．2燃料燃烧产物的组分及计算 13

2．1．3燃料燃烧产物的热量分布与传递 14

2．2燃烧带对炉缸工作的影响 15

2．2．1回旋区和燃烧带 15

2．2．2燃烧带的煤气分布 17

2．2．3影响燃烧带因素 18

2．2．4燃烧带对炉缸工作的影响 21

2．3煤气的初始分布对高炉过程的影响 25

2．3．1煤气在炉缸内的合理分布 26

2．3．2调剂煤气初始分布的一般规律 26

2．4煤气上升过程中的传热传质作用 28

2．4．1煤气上升过程中体积、成分和温度的变化 29

2．4．2高炉热交换 32

练习与思考 38

3 高炉冶炼中的物理化学反应 39

3．1高炉解剖研究 39

3．1．1高炉解体研究概况 39

3．1．2解体研究的新发现 40

3．1．3解体研究对炼铁理论与实践的重要意义 41

3．2蒸发、分解和气化 42

3．2．1水分蒸发与分解 42

3．2．2碳酸盐分解 43

3．2．3燃料挥发分的挥发 45

3．2．4气化 45

3．3铁氧化物还原的热力学 45

3．3．1铁氧化物的特性 46

3．3．2铁氧化物还原条件 47

3．3．3铁氧化物还原顺序 52

3．4铁氧化物的还原反应 52

3．4．1 CO还原铁氧化物 52

3．4．2用H2还原铁氧化物 56

3．4．3用固体碳还原铁氧化物 58

3．5直接还原与间接还原的比较 62

3．5．1高炉内直接还原和间接还原的分布 63

3．5．2直接还原度及其计算 63

3．5．3直接还原与间接还原比较 67

3．5．4最低理论焦比计算 72

3．6铁矿石还原的动力学 76

3．6．1还原过程的组成环节及速率特征 76

3．6．2氧化铁还原机理 78

3．6．3铁矿石还原速率的数学模型 79

3．6．4影响铁矿石还原速率的因素 86

3．7非铁元素的还原 87

3．7．1锰的还原 87

3．7．2硅的还原 90

3．7．3磷的还原 94

3．7．4钒、钛的还原 94

3．8生铁的形成 97

练习与思考 99

4 高炉炉渣性能与理论 100

4．1高炉造渣过程概述 100

4．1．1高炉炉渣的作用 100

4．1．2造渣过程 101

4．2炉渣结构和矿物组成 103

4．2．1炉渣碱度 103

4．2．2高炉炉渣的结构 104

4．2．3炉渣的矿物组成 109

4．3炉渣的性质 113

4．3．1炉渣的熔化性能 114

4．3．2炉渣的黏度 116

4．3．3炉渣的稳定性 126

4．3．4炉渣表面性质 127

4．4炉渣脱硫 128

4．4．1硫在高炉内的行为 128

4．4．2硫在煤气、渣、铁中的分配 131

4．4．3炉渣脱硫及其影响因素 132

4．4．4炉外脱硫 136

4．5炉渣排碱 140

4．6造渣对高炉生产的影响 141

4．6．1对高炉顺行的影响 142

4．6．2对生铁质量的影响 143

4．6．3对炉缸热制度的影响 145

练习与思考 145

5 高炉内炉料和煤气运动 146

5．1炉料运动 146

5．1．1散料的主要流体力学参数 146

5．1．2炉料下降及力学分析 150

5．1．3炉料运动 155

5．2煤气运动及影响Δp的因素 160

5．2．1煤气运动特征 160

5．2．2煤气上升过程的阻损 162

5．2．3透气性指数 167

5．2．4煤气流运动失常 168

5．3煤气流分布及其调剂 171

5．3．1合理的煤气分布 171

5．3．2影响煤气分布的因素 173

5．4炉料和煤气运动的相互影响 184

练习与思考 186

6 高炉冶炼能量利用与计算 187

6．1高炉能量利用指标与分析方法 188

6．1．1能量利用指标 188

6．1．2能量利用分析方法 189

6．2直接还原度计算 189

6．3配料计算 190

6．3．1计算准备及需要确定的已知条件 191

6．3．2计算步骤 193

6．4物料平衡计算 197

6．4．1风量计算 197

6．4．2煤气及其体积的计算 198

6．4．3编制物料平衡表 200

6．5热平衡计算 201

6．5．1热量收入Q收 201

6．5．2热量支出Q支 202

6．6区域热平衡计算 205

6．7高炉操作线 209

6．7．1操作线图的基本原理 209

6．7．2含H2时操作线的表示 213

6．7．3操作线的几个重要性质 215

6．7．4操作线绘制实例 218

6．7．5操作线图的应用 223

6．7．6喷吹燃料时操作线图的修正及实例 229

练习与思考 233

7 高炉强化冶炼的内容与措施 234

7．1高炉强化的基本内容 234

7．1．1提高高炉生产率 234

7．1．2提高冶炼强度 235

7．1．3降低燃料比和焦比 241

7．2精料 242

7．2．1提高含铁原料的质量 243

7．2．2提高焦炭质量 251

7．3高风温 253

7．3．1高风温和降低焦比的关系 253

7．3．2风温与喷吹燃料的关系 257

7．3．3风温与顺行的关系 257

7．3．4提高风温的措施 258

7．4富氧鼓风 261

7．4．1富氧率的计算 261

7．4．2高炉富氧鼓风冶炼特征 262

7．4．3富氧鼓风对产量、焦比的影响 264

7．4．4富氧鼓风冶炼操作 265

7．4．5富氧鼓风工艺和设备 266

7．4．6高炉送、停氧操作程序（鞍钢） 268

7．4．7故障处理和氧气管道维护及安全规定 269

7．5高压操作 270

7．5．1高压操作冶炼特征 271

7．5．2高压高炉冶炼的影响 272

7．5．3炉顶均压、放散工艺 274

7．5．4炉顶均压制度 276

7．5．5高压、常压转换程序 277

7．5．6高压操作 277

7．5．7故障处理 278

7．6喷吹煤粉 279

7．6．1喷吹用燃料 279

7．6．2高炉喷吹煤粉的冶炼特征 279

7．6．3喷吹高炉的操作特点 286

7．6．4置换比与喷吹量 287

7．6．5提高喷吹量措施 288

7．6．6裂化喷吹 290

7．6．7高炉富氧喷煤 291

7．7脱湿鼓风 296

7．7．1鼓风湿度对高炉冶炼的影响 297

7．7．2对高炉内还原的影响 298

7．7．3对炉况顺行的影响 298

7．7．4对焦比的影响 298

7．7．5对产量的影响 299

7．7．6适宜于采用脱湿鼓风的情况 299

7．7．7提高风机的质量流量 300

7．7．8脱湿鼓风设备 301

练习与思考 303

8 高炉过程的自动控制 304

8．1自动控制的意义 304

8．2高炉自动控制类型 305

8．3电子计算机控制的一般原理 311

8．4高炉数学模型表达实例 312

8．5国内高炉数学模型 316

8．6检测技术 318

9 高炉操作制度与调剂 320

9．1高炉日常操作 320

9．1．1送风制度 320

9．1．2装料制度 326

9．1．3造渣制度 331

9．1．4热制度 334

9．1．5冶炼制度的调节 336

9．2高炉炉况判断和调节 337

9．2．1影响炉况波动的因素 337

9．2．2正常炉况象征 337

9．2．3异常炉况象征和调节 338

9．2．4失常炉况及处理 342

9．2．5高炉事故处理 352

9．3炉前和热风炉操作 354

9．3．1炉前操作 354

9．3．2热风炉操作 370

练习与思考 377

参考文献 378