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绪论 1

0.1 烧结球团的任务及其在国民经济中的应用 1

0.1.1 烧结球团基本概念 1

0.1.2 造块在工业生产中的应用 2

0.2 烧结球团法的发展 3

0.2.1 烧结法 4

0.2.2 球团法 5

0.2.3 压团法 8

0.3 烧结球团造块法分类 10

0.3.1 烧结球团造块法比较 10

0.3.2 烧结球团造块法分类 11

0.4 烧结球团原料 13

0.4.1 铁矿 14

0.4.2 锰矿 17

0.4.3 熔剂 19

0.4.4 工厂含铁杂料 20

0.4.5 燃料 21

第一篇 烧结原理与工艺 27

1 烧结过程燃料燃烧与传热规律 27

1.1 烧结料层燃料燃烧基本原理 27

1.1.1 固体燃料燃烧热力学 27

1.1.2 固体燃料燃烧动力学 28

1.2 烧结料层中燃烧带的特性分析 30

1.2.1 烧结过程燃烧带厚度的计算 30

1.2.2 燃烧带特性与燃烧废气组成 32

1.3 固体燃料特性及用量对烧结过程的影响 36

1.3.1 固体燃料的粒度 36

1.3.2 固体燃料的种类 37

1.3.3 固体燃料的用量 37

1.4.2 燃料用量对料层温度分布规律的影响 39

1.4 烧结料层中的温度分布及蓄热 39

1.4.1 烧结料层中的温度分布特点 39

1.4.3 物料粒度对料层最高温度的影响 43

1.4.4 烧结过程的蓄热计算 44

1.5 烧结过程传热规律及应用 48

1.5.1 烧结过程传热现象 48

1.5.2 烧结过程传热规律 51

1.5.3 传热规律在烧结中的应用 56

2 烧结过程物理化学原理 58

2.1 水分在烧结过程中的行为与作用 58

2.1.1 水分的蒸发 58

2.1.2 水汽的冷凝 61

2.1.3 水分在烧结过程中的作用 63

2.1.4 防止烧结料层过湿的主要措施 64

2.2.1 结晶水的分解 67

2.2 烧结过程中固体物料的分解 67

2.2.2 碳酸盐的分解 68

2.2.3 氧化物的分解 72

2.3 氧化物的还原及氧化 78

2.3.1 氧化物的还原 78

2.3.2 低价铁氧化物的氧化 85

2.4 烧结过程脱硫 88

2.4.1 硫的存在形态及其对钢铁生产的影响 88

2.4.2 烧结过程脱硫原理 89

2.4.3 影响烧结脱硫的因素 90

3 烧结料层的气体力学 95

3.1 烧结料层的透气性 95

3.1.1 透气性的概念 95

3.1.2 烧结料层结构主要参数与透气性关系 96

3.2.1 气体通过散料层的阻力损失计算 102

3.2 烧结料层气体阻力损失 102

3.2.2 沃伊斯公式的实际应用 106

3.3 烧结过程透气性变化规律 108

3.4 改善烧结料层透气性的途径 111

3.4.1 加强烧结原料准备 111

3.4.2 强化制粒 113

3.4.3 强化烧结操作 119

4 烧结过程的成矿机理 125

4.1 烧结过程的固相反应 125

4.1.1 固相反应一般类型及特点 125

4.1.2 固相反应在烧结过程中的作用 127

4.2 烧结过程的液相形成与冷凝 129

4.2.1 液相的形成 130

4.2.2 液相的冷凝 135

4.3 铁矿粉烧结主要液相形成与冷凝过程的相图分析 138

4.3.1 铁—氧体系 139

4.3.2 硅酸铁体系(FeO—SiO2) 140

4.3.3 硅酸钙体系(CaO—SiO2) 142

4.3.4 铁酸钙体系(CaO—Fe2O3) 144

4.3.5 CaO—Fe2O3—SiO2体系 145

4.3.6 钙铁橄榄石体系(CaO—FeO—SiO2) 147

4.3.7 钙镁橄榄石体系(CaO—MgO—SiO2) 149

4.3.8 CaO—SiO2—TiO2体系 151

4.4 烧结矿的矿物组成、结构及性质对烧结矿质量的影响 152

4.4.1 烧结矿中的矿物组成和结构及其性质 152

4.4.2 影响烧结矿矿物组成和结构的因素 156

4.4.3 烧结矿的矿物组成和结构对其质量的影响 161

5 烧结生产工艺 166

5.1 生产工艺流程 166

5.2 烧结原料准备 167

5.2.1 原料接受、贮存及中和混匀 168

5.2.2 原料的破碎、筛分 171

5.3 配料 174

5.3.1 配料目的和要求 174

5.3.2 配料方法 175

5.4 烧结料的混合与制粒 176

5.4.1 混合的目的与要求 176

5.4.2 混匀效率和制粒效果的评价 177

5.4.3 影响混合料制粒的因素 178

5.5 混合料烧结 182

5.5.1 布料 182

5.5.2 烧结点火与保温 185

5.5.3 烧结主要工艺参数选择 191

5.6.1 烧结矿的破碎筛分 199

5.6 烧结矿处理 199

5.6.2 烧结矿的冷却 201

5.6.3 烧结矿的整粒 203

5.7 烧结矿质量评价 205

5.7.1 化学成分及其稳定性 205

5.7.2 粒度组成与筛分指数 206

5.7.3 转鼓强度 206

5.7.4 落下强度 208

5.7.5 还原性 210

5.7.6 低温还原粉化性 212

5.7.7 还原软化—熔融特性 216

6 烧结新工艺 220

6.1 低温烧结法 220

6.1.1 低温烧结法实质 220

6.1.2 低温烧结工艺基本要求 221

6.1.3 实现低温烧结的生产措施 223

6.1.4 低温烧结技术的应用 224

6.2 小球团烧结法 225

6.2.1 概述 225

6.2.2 小球团烧结法的固结方式 227

6.2.3 小球团烧结法工艺流程与特点 229

6.2.4 小球团烧结矿高炉冶炼效果 231

第二篇 球团原理与工艺 233

7 成球的理论基础 233

7.1 水分在细磨物料中的形态及其作用 233

7.1.1 细磨物料的表面特性 233

7.1.2 吸附水的特性及其作用 234

7.1.3 薄膜水的特性及其作用 236

7.1.5 重力水的特性及其作用 238

7.1.4 毛细水的特性及其作用 238

7.2 细磨物料成球机理 239

7.2.1 细磨物料在成球过程中的行为 239

7.2.2 生球的粘结机理 241

7.3 细磨物料的成球过程 244

7.3.1 连续造球过程的三个阶段 244

7.3.2 批料造球过程的三个阶段 246

7.4 细磨物料的成球动力学 247

7.4.1 成球方式对成球动力学的影响 247

7.4.2 水分对成球动力学的影响 249

7.4.3 粘结剂对成球动力学的影响 249

7.5 影响细磨物料成球的因素 251

7.5.1 原料对成球过程的影响 251

7.5.2 粘结剂对成球的影响 254

7.5.3 造球工艺参数对成球的影响 260

8.1 生球的干燥机理 266

8 生球干燥 266

8.1.1 表面汽化控制 267

8.1.2 内部扩散控制 267

8.1.3 干燥速度 268

8.2 干燥过程中生球的行为 271

8.2.1 干燥过程生球强度的变化 271

8.2.2 生球干燥过程中发生破裂的原因 272

8.2.3 提高生球破裂温度的途径 273

8.3 影响生球干燥的因素 274

8.3.1 干燥介质的影响 274

8.3.2 生球性质对干燥过程的影响 276

8.3.3 球层高度对干燥过程的影响 277

8.3.4 粘结剂对干燥过程的影响 277

9.1 球团矿焙烧过程概述 281

9 球团矿焙烧理论基础 281

9.2 球团中磁铁矿氧化及脱硫 282

9.2.1 磁铁矿的氧化机理 282

9.2.2 球团矿中硫的脱除 285

9.3 球团矿焙烧固结的机理 286

9.3.1 固相扩散反应及其固结机理 287

9.3.2 液相固结 292

9.4 铁矿球团固结形式 294

9.4.1 磁铁精矿球团矿固结形式 294

9.4.2 赤铁矿球团矿固结形式 296

9.5 球团矿的矿物组成与显微结构 297

9.6 影响铁精矿球团矿焙烧的因素 299

9.6.1 焙烧温度的影响 299

9.6.2 加热速度的影响 301

9.6.3 高温保持时间的影响 302

9.6.4 焙烧气氛的影响 302

9.6.5 燃料燃烧的影响 303

9.6.6 冷却制度的影响 304

9.6.7 生球尺寸的影响 305

9.6.8 精矿粒度的影响 308

9.6.9 精矿中含硫量的影响 308

10 球团生产工艺 310

10.1 球团生产工艺概述 310

10.2 球团原料的准备 311

10.3 配料、混合与造球 315

10.4 竖炉法焙烧球团矿 317

10.4.1 概述 317

10.4.2 竖炉球团工艺流程 319

10.4.3 本钢竖炉球团工艺 324

10.5 带式焙烧机法焙烧球团矿 328

10.5.1 概述 328

10.5.2 鲁尔基—德腊伏型带式焙烧机法 329

10.5.3 鞍钢带式焙烧机球团工艺 333

10.6 链蓖机—回转窑法焙烧球团矿 339

10.6.1 概述 339

10.6.2 链蓖机—回转窑工艺过程 340

10.6.3 承钢链蓖机—回转窑球团工艺 347

11 球团矿直接还原 351

11.1 概述 351

11.2 球团矿还原机理及其结构变化 353

11.2.1 球团矿还原机理 353

11.2.2 球团矿还原膨胀及其结构变化 355

11.3 影响球团矿直接还原因素 359

11.4 球团矿直接还原主要方法 363

11.4.1 希尔(HLY)法 363

11.4.2 SL/RN法 364

11.4.3 米德雷克斯(Midrex)法 367

12 低温固结球团法 370

12.1 水硬性固结球团法 370

12.1.1 水硬性固结机理 370

12.1.2 影响水硬性固结因素 372

12.2 热液固结球团法 372

12.2.1 热液固结机理 373

12.2.2 影响热液固结的因素 373

12.3 碳酸化固结球团法 374

12.3.1 碳酸化固结机理 374

12.3.2 影响碳酸化固结因素 375

12.4 低温固结球团法发展 376

13 压团原理与工艺 379

13.1 压团法成型原理 379

13.1.1 压团过程中细粒物料的位移和变形 379

13.1.2 细粒物料密度在压团时变化规律 381

13.1.3 压团过程中力的分布和团块密度变化 382

13.1.4 团块粘结机理 384

13.2 压团成型设备 386

13.2.1 辊式压团机 386

13.2.2 冲压式压团机 387

13.2.3 环式压团机 389

13.3 粘结剂选择标准及压团工艺流程 390

13.3.1 粘结剂选择标准 390

13.3.2 压团工艺 390

13.4 影响压团过程因素 392

13.4.1 细粒物料的天然性质的影响 392

13.4.2 添加物的影响 393

13.4.3 压团工艺条件的影响 393

参考文献 398