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第1篇 高炉炼铁工艺与操作 1

1 高炉炼铁生产概况 1

1.1 高炉炼铁生产的工艺流程 1

1.2 高炉冶炼产品 4

1.2.1 生铁 4

1.2.2 高炉炉渣 6

1.2.3 高炉煤气 6

1.2.4 高炉炉尘 6

1.3 高炉生产技术经济指标 6

1.3.1 高炉生产的主要经济技术指标 6

1.3.2 提高高炉生产经济技术指标的途径 8

1.4 高炉座数和容积确定 8

1.4.1 生铁产量的确定 8

1.4.2 高炉炼铁车间总容积的确定 9

1.4.3 高炉座数的确定 9

1.5 高炉炼铁车间平面布置 9

1.5.1 高炉炼铁车间平面布置应遵循的原则 10

1.5.2 高炉炼铁车间平面布置形式 10

2 高炉炼铁原燃料 13

2.1 铁矿石的种类及使用标准 13

2.1.1 铁矿石的种类 13

2.1.2 高炉冶炼对铁矿石的质量要求 14

2.1.3 烧结矿、球团矿国家标准 14

2.2 燃料及质量要求 15

2.2.1 焦炭的工业分析 15

2.2.2 焦炭的元素分析 16

2.2.3 焦炭强度 16

2.2.4 焦炭的反应性（CRI） 16

2.2.5 焦炭的燃烧性 17

2.2.6 焦炭抗碱性 17

2.2.7 焦炭在高炉内的作用 17

2.2.8 焦炭在高炉内的变化 17

2.2.9 焦炭质量对高炉冶炼的影响 18

2.3 熔剂的种类及使用要求 20

2.3.1 熔剂的种类 20

2.3.2 熔剂的使用标准 20

2.4 辅助原料 20

2.4.1 护炉料 20

2.4.2 其他辅助原料 21

3 高炉炼铁基本原理 22

3.1 炉料蒸发、分解和挥发 22

3.1.1 水分蒸发 22

3.1.2 结晶水分解 22

3.1.3 碳酸盐分解 22

3.1.4 碱金属挥发与危害 23

3.1.5 析碳反应 25

3.2 高炉内还原理论 26

3.2.1 铁氧化物的还原反应 26

3.2.2 铁氧化物的间接还原和直接还原比较 31

3.2.3 硅、锰、磷的还原 35

3.2.4 渗碳和生铁的形成 40

3.3 高炉内造渣过程及脱硫 41

3.3.1 高炉炉渣的成分和作用 41

3.3.2 高炉炉渣的性质及影响因素 42

3.3.3 炉渣性质对高炉冶炼的影响 47

3.3.4 造渣制度的选择和调整 48

3.3.5 高炉内的成渣过程 48

3.3.6 高炉内脱硫 50

3.4 炉缸燃料的燃烧 54

3.4.1 风口前燃料的燃烧反应 55

3.4.2 理论燃烧温度 56

3.4.3 回旋区和燃烧带 58

3.4.4 煤气上升过程中的变化 61

3.5 炉料和煤气的相向运动 63

3.5.1 炉料运动 63

3.5.2 煤气运动及分布 67

4 高炉操作制度的选择与调整 73

4.1 送风制度 73

4.1.1 正确选择风速或鼓风动能 73

4.1.2 控制适宜的理论燃烧温度 76

4.1.3 日常操作调节 76

4.2 装料制度 77

4.2.1 影响炉料分布的因素 77

4.2.2 装料制度的调剂 81

4.3 造渣制度 82

4.3.1 对造渣制度的要求 82

4.3.2 造渣制度的选择 82

4.4 热制度 82

4.4.1 影响热制度的因素 83

4.4.2 热制度的选择 83

4.4.3 热制度的调剂 84

4.5 基本制度间的关系 85

4.6 冶炼制度的调整 86

5 高炉炉况判断 87

5.1 直接观察判断炉况 87

5.1.1 看出铁 87

5.1.2 看出渣 88

5.1.3 看风口 88

5.1.4 看料速和探尺运动状态 89

5.2 间接观察（利用仪器仪表）判断炉况 89

5.2.1 利用CO2曲线判断高炉炉况 90

5.2.2 利用热风压力、冷风压力、煤气压力、压差判断炉况 91

5.2.3 利用冷风流量判断炉况 91

5.2.4 利用炉顶、炉喉、炉身温度判断炉况 92

5.2.5 利用透气性指数判断炉况 92

5.2.6 利用炉顶摄像、炉顶煤气成分分析仪判断炉况 93

5.3 综合判断炉况 93

6 高炉冶炼过程失常和处理 95

6.1 影响炉况波动的因素 95

6.2 正常炉况的表现 95

6.3 失常炉况的判断和处理 95

6.3.1 炉温失常 96

6.3.2 煤气分布失常 97

6.3.3 偏料 100

6.3.4 低料线 101

6.3.5 悬料和恶性悬料 101

6.3.6 崩料和连续崩料 103

6.3.7 炉缸冻结 104

6.3.8 炉墙结厚 107

6.3.9 高炉结瘤 108

6.4 高炉事故处理 112

6.4.1 风口灌渣 112

6.4.2 炉缸、炉底烧穿 113

6.4.3 高炉上部炉衬脱落 114

6.4.4 鼓风机突然停风 115

6.4.5 突然停水 115

6.4.6 突然停电 116

7 高炉休风、送风、开炉、停炉、封炉操作 117

7.1 高炉休风、送风操作 117

7.1.1 高炉短期休风与送风 117

7.1.2 高炉长期休风与送风 119

7.1.3 高炉特殊休风 122

7.2 高炉开炉 123

7.2.1 烘炉 123

7.2.2 开炉准备 125

7.2.3 开炉料 126

7.2.4 开炉操作 127

7.3 高炉停炉 130

7.3.1 停炉要求 130

7.3.2 停炉前的准备 130

7.3.3 停炉方法 131

7.4 高炉封炉 131

7.4.1 封炉前准备 131

7.4.2 封炉操作 131

8 炼铁简易计算 133

8.1 出铁量计算 133

8.2 石灰石用量的计算 134

8.3 出渣量计算 134

8.4 变料计算 135

8.4.1 矿石成分变化时的计算 135

8.4.2 焦炭成分变化时的计算 136

8.4.3 其他因素变化时的计算 136

第2篇 高炉炼铁设备操作与维护 139

9 高炉本体设备 139

9.1 高炉炉型 140

9.1.1 炉缸 141

9.1.2 炉腹 141

9.1.3 炉腰 141

9.1.4 炉身 141

9.1.5 炉喉 141

9.2 高炉钢结构 141

9.2.1 炉壳 142

9.2.2 炉体支柱 143

9.2.3 炉顶框架 145

9.2.4 炉体平台与走梯 145

9.3 高炉炉衬 146

9.3.1 高炉炉衬破损原因 146

9.3.2 高炉用耐火材料 146

9.4 高炉基础 148

9.4.1 高炉基础的负荷 148

9.4.2 高炉基础的要求 149

9.5 高炉风口、渣口、铁口 149

9.5.1 风口装置 149

9.5.2 渣口装置 151

9.5.3 铁口装置 151

9.6 高炉冷却设备 152

9.6.1 冷却的作用与冷却介质 152

9.6.2 冷却设备 153

10 供料设备 158

10.1 供料系统基本概念 158

10.1.1 对供料系统的要求 158

10.1.2 供料系统的形式和布置 158

10.2 贮矿槽、贮焦槽及给料机 160

10.2.1 贮矿槽与贮焦槽 160

10.2.2 给料机 161

10.3 槽下筛分、称量、运输 163

10.3.1 槽下筛分 163

10.3.2 槽下称量 164

10.3.3 槽下运输 166

10.4 料车坑 166

11 上料设备 168

11.1 料车上料机 168

11.1.1 斜桥和绳轮 168

11.1.2 料车 171

11.1.3 料车卷扬机 174

11.1.4 料车在轨道上的运动 177

11.2 带式上料机 178

11.2.1 带式上料机组成 179

11.2.2 带式上料机的维修 181

12 炉顶设备 183

12.1 炉顶设备概述 183

12.1.1 对炉顶设备要求 183

12.1.2 炉顶设备形式分类 183

12.2 料钟式炉顶设备 184

12.2.1 炉顶设备组成及装料过程 184

12.2.2 固定受料漏斗 186

12.2.3 布料器组成及基本形式 186

12.2.4 装料器组成及维护 194

12.2.5 料钟操纵设备 198

12.3 钟阀式炉顶设备 204

12.3.1 双钟四阀式炉顶 204

12.3.2 变径炉喉 205

12.4 无钟式炉顶设备 207

12.4.1 无钟式炉顶特点及分类 207

12.4.2 并罐式无钟式炉顶结构 209

12.4.3 无钟式炉顶布料与控制 225

12.4.4 无钟式炉顶维护与检修 228

12.4.5 均压系统设备 229

12.4.6 探料设备 236

13 铁、渣处理设备 240

13.1 风口平台与出铁场 240

13.1.1 风口平台与出铁场 240

13.1.2 铁沟与撇渣器 242

13.1.3 流嘴 243

13.1.4 出铁场的排烟除尘 244

13.2 开铁口机 245

13.2.1 钻孔式开口机 246

13.2.2 冲钻式开铁口机 247

13.3 堵铁口机 249

13.3.1 液压泥炮特点 249

13.3.2 矮式液压泥炮 250

13.3.3 液压泥炮维护 252

13.3.4 液压泥炮常见故障及处理方法 253

13.4 堵渣口机 253

13.4.1 渣口装置 253

13.4.2 堵渣口机 254

13.5 换风口机与换弯管机 257

13.5.1 换风口机 257

13.5.2 换弯管机 259

13.6 铁水处理设备 260

13.6.1 铁水罐车 260

13.6.2 铸铁机 263

13.7 炉渣处理设备 266

13.7.1 渣罐车 266

13.7.2 水淬渣生产 267

13.7.3 干渣生产 270

13.7.4 渣棉生产 270

13.7.5 膨渣生产 270

14 煤气除尘设备 272

14.1 煤气处理的要求 272

14.2 煤气除尘设备 272

14.2.1 煤气除尘设备分类 272

14.2.2 评价煤气除尘设备的主要指标 273

14.2.3 常见煤气除尘系统 273

14.2.4 粗除尘设备 275

14.2.5 半精除尘设备 277

14.2.6 精除尘设备 279

14.3 煤气除尘附属设备 286

14.3.1 煤气输送管道 286

14.3.2 脱水器 287

14.3.3 喷水嘴 289

14.3.4 煤气除尘系统阀门 289

15 送风系统设备 292

15.1 热风炉设备 292

15.1.1 热风炉工作原理 292

15.1.2 热风炉的形式 293

15.1.3 热风炉检修和维护 295

15.1.4 燃烧器 297

15.1.5 热风炉阀门 298

15.2 高炉鼓风机 303

15.2.1 高炉鼓风机的要求 303

15.2.2 高炉鼓风机类型 303

15.2.3 高炉鼓风机的选择 308

15.2.4 提高风机出力措施 309

15.2.5 富氧和脱湿鼓风 309

参考文献 312