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第1章 铁矿造块概论 1

1.1 概述 1

1.1.1 铁矿造块概念与方法 1

1.1.2 铁矿造块的地位与作用 2

1.2 世界铁矿造块的发展 4

1.2.1 烧结法 4

1.2.2 球团法 6

1.2.3 压团法 8

1.3 我国铁矿造块的发展 8

1.3.1 烧结法 8

1.3.2 球团法 10

1.3.3 我国铁矿造块的现状与展望 12

1.4 钢铁冶炼和环境保护对铁矿造块的要求 15

1.4.1 冶炼对造块产品质量的要求 15

1.4.2 环境保护对造块生产的要求 19

1.5 造块生产主要技术经济指标 20

1.5.1 设备利用系数 20

1.5.2 设备作业率 20

1.5.3 产品质量合格率 21

1.5.4 物料消耗指标 21

1.5.5 工序能耗与生产成本 21

1.5.6 劳动生产率 21

第2章 铁矿造块原料 22

2.1 含铁原料 22

2.1.1 天然铁矿石 22

2.1.2 二次含铁原料 28

2.2 锰矿石 29

2.3 熔剂和添加剂 31

2.3.1 熔剂 31

2.3.2 添加剂 31

2.3.3 黏结剂 32

2.4 燃料 32

2.4.1 固体燃料 32

2.4.2 气体燃料 33

2.4.3 液体燃料 34

2.5 造块生产对原料的要求 34

2.5.1 烧结生产对原料的要求 34

2.5.2 球团生产对原料的要求 36

第3章 烧结过程物理化学基础 37

3.1 概述 37

3.2 烧结过程中水分的蒸发与冷凝 40

3.2.1 水分在烧结过程中的作用 40

3.2.2 水分的蒸发 40

3.2.3 水汽的冷凝 41

3.2.4 防止烧结料层过湿的主要措施 43

3.3 烧结过程的气-固反应 44

3.3.1 固体物料的分解 44

3.3.2 铁氧化物的还原与氧化 51

3.3.3 烧结过程中有害元素的行为 58

3.4 烧结过程的固-固反应 63

3.4.1 固-固反应理论 63

3.4.2 烧结过程的固-固反应 65

3.5 烧结过程液相的形成 67

3.5.1 液相的形成过程 67

3.5.2 影响液相量的主要因素 68

3.5.3 液相的性质 69

3.5.4 液相在烧结过程中的作用 71

3.6 液相的冷凝与固结成矿 71

3.6.1 结晶过程及其影响因素 71

3.6.2 烧结成矿行为与成矿过程 72

3.6.3 烧结成矿的铁酸钙理论 75

3.6.4 烧结成矿过程的相图分析 80

第4章 烧结料层气体运动力学 97

4.1 散料的基本参数 97

4.1.1 散料的平均直径 97

4.1.2 空隙率 98

4.1.3 表面积、比表面积、形状系数 100

4.1.4 水力学直径 101

4.1.5 烧结料层结构参数的变化 102

4.2 烧结料层气体运动阻力 102

4.2.1 散料层中气体运动的压力降 102

4.2.2 烧结料层各带压力损失系数 103

4.2.3 烧结料层各带的压力降 106

4.3 烧结料层透气性及其变化规律 109

4.3.1 单位面积风量 109

4.3.2 沃伊斯公式 109

4.3.3 烧结过程透气性变化规律 110

4.4 提高烧结生产率的途径 111

4.4.1 抽风负压的影响 111

4.4.2 料层高度的影响 112

4.4.3 降低漏风率 112

4.4.4 改善烧结料层的透气性 113

第5章 烧结料层燃烧与传热规律 119

5.1 烧结料层中固体燃料的燃烧 119

5.1.1 烧结料层燃料的燃烧特点 119

5.1.2 烧结料层燃料燃烧动力学 119

5.1.3 烧结废气组成及其影响因素 121

5.1.4 烧结料层燃烧带厚度的计算 122

5.1.5 燃烧带移动速率及其影响因素 124

5.2 烧结料层中的热交换 126

5.2.1 烧结料层的热交换特点 126

5.2.2 单位空气需要量 127

5.2.3 烧结料层温度的分布 128

5.3 影响热波移动速率的因素 130

5.3.1 气流速率的影响 130

5.3.2 固体物料特性的影响 130

5.3.3 气体性质的影响 131

5.4 热波移动速率的数学解析 131

5.4.1 无内部热源时 132

5.4.2 有内部热源时 133

5.5 传热速率与燃烧速率的匹配 134

5.6 烧结料层蓄热及其利用途径 136

5.6.1 烧结料层的蓄热现象 136

5.6.2 烧结料层蓄热的计算 136

5.6.3 烧结料层蓄热特点及利用途径 141

第6章 烧结矿矿物组成与微观结构 143

6.1 烧结矿主要矿物及其性质 143

6.1.1 烧结矿主要矿物 143

6.1.2 烧结矿主要矿物的性质 145

6.2 烧结矿的结构及其性质 147

6.2.1 宏观结构 147

6.2.2 微观结构 148

6.3 烧结矿组成、结构与其性能的关系 150

6.3.1 烧结矿组成、结构与强度的关系 150

6.3.2 烧结矿组成、结构与冶金性能的关系 151

6.4 影响烧结矿组成、结构和性能的因素 151

6.4.1 烧结料碱度的影响 151

6.4.2 烧结料配碳量的影响 154

6.4.3 烧结料化学成分的影响 155

6.4.4 操作制度的影响 156

第7章 烧结工艺与技术 158

7.1 烧结工艺流程 158

7.2 烧结原料准备 159

7.2.1 原料接受、贮存及中和 159

7.2.2 熔剂和燃料的破碎筛分 162

7.3 烧结混合料制备 164

7.3.1 配料 164

7.3.2 混合与制粒 165

7.4 混合料烧结 168

7.4.1 布料 168

7.4.2 点火 170

7.4.3 烧结 171

7.5 烧结矿处理 175

7.5.1 烧结矿的破碎筛分 176

7.5.2 烧结矿的冷却 176

7.5.3 烧结矿的整粒 178

第8章 铁矿粉成球理论基础 180

8.1 水分在成球中的作用 180

8.1.1 吸附水的特性及其作用 180

8.1.2 薄膜水的特性及其作用 181

8.1.3 毛细水的特性及其作用 182

8.1.4 重力水的特性及其作用 183

8.2 矿粉成球机理 184

8.2.1 颗粒黏结机理 184

8.2.2 黏结剂与铁矿表面的作用 190

8.3 矿粉的成球性能与成球过程 192

8.3.1 矿粉成球性能 192

8.3.2 矿粉的成球过程 195

8.4 影响矿粉成球速率的因素 197

8.4.1 原料性质的影响 198

8.4.2 水分的影响 198

8.4.3 黏结剂的影响 199

8.5 影响生球强度的因素 199

8.5.1 原料性质的影响 199

8.5.2 黏结剂的影响 202

第9章 球团固结理论基础 205

9.1 生球的干燥 205

9.1.1 生球的干燥机理 205

9.1.2 干燥过程中生球的行为 208

9.1.3 影响生球干燥的因素 209

9.2 球团的高温固结 212

9.2.1 球团焙烧固结机理 212

9.2.2 铁矿球团的固结形式 215

9.2.3 影响球团矿固结的因素 220

第10章 球团生产工艺与技术 226

10.1 球团生产工艺流程 226

10.2 球团原料的准备 226

10.2.1 含铁原料的准备 226

10.2.2 膨润土的准备 232

10.3 生球的制备 233

10.3.1 配料 233

10.3.2 混合 233

10.3.3 造球 234

10.4 球团的焙烧与冷却 241

10.4.1 竖炉工艺 241

10.4.2 链箅机-回转窑工艺 248

10.4.3 带式焙烧机工艺 253

10.4.4 三种球团焙烧工艺的比较 258

10.5 球团生产过程质量要求 259

10.5.1 生球质量要求 259

10.5.2 预热球质量要求 260

第11章 压团原理与工艺 261

11.1 压团原理 261

11.1.1 加压过程中颗粒的位移和变形 261

11.1.2 压团过程团块密度变化规律 263

11.1.3 压团过程中物料的受力分布 263

11.1.4 团块的黏结机理 264

11.2 压团设备 266

11.2.1 对辊式压团机 266

11.2.2 冲压式压团机 267

11.2.3 环式压团机 268

11.3 压团工艺 268

11.3.1 黏结剂的选择 268

11.3.2 压团工艺过程 269

11.3.3 团块固结方法 269

11.4 压团过程影响因素 270

11.4.1 物料的天然性质 270

11.4.2 添加物 270

11.4.3 压团工艺条件 271

第12章 铁矿造块方法与技术的发展 273

12.1 复合造块法 273

12.1.1 复合造块法产生的背景 273

12.1.2 复合造块工艺流程与技术特点 274

12.1.3 复合造块法的成矿原理 276

12.1.4 复合造块法的作用与优势 277

12.1.5 复合造块法的工业实践 278

12.2 废气循环烧结法 279

12.2.1 废气循环烧结的基础 279

12.2.2 废气循环模式及分析 279

12.2.3 废气循环烧结典型工艺 281

12.3 小球团烧结法 284

12.3.1 小球团烧结法的原理 284

12.3.2 小球团法的工艺流程与特点 285

12.3.3 小球团烧结法的工业应用 286

12.4 其他烧结方法 286

12.4.1 低温烧结法 286

12.4.2 还原烧结法 288

12.4.3 富氧烧结法 289

12.4.4 双层烧结法 290

12.4.5 热风烧结法 291

12.5 熔剂性团矿的生产 294

12.5.1 熔剂性球团矿的发展背景 294

12.5.2 碱性熔剂对球团强度的影响 294

12.5.3 碱度与含镁熔剂对冶金性能的影响 296

12.5.4 熔剂性球团矿的制备技术 297

12.5.5 熔剂性球团在我国的生产实践 298

12.6 新型球团黏结剂的开发 299

12.6.1 有机黏结剂 299

12.6.2 复合黏结剂 301

第13章 造块生产节能与环境保护 303

13.1 烧结节能技术 303

13.1.1 烧结余热回收 303

13.1.2 降低烧结电耗 306

13.1.3 降低烧结燃料消耗 307

13.2 烧结球团烟气净化技术 309

13.2.1 烟气脱硫 309

13.2.2 烟气脱硝 313

第14章 造块生产自动控制原理 315

14.1 烧结矿化学成分控制 315

14.2 烧结过程状态控制 317

14.2.1 烧结过程状态的软测量 317

14.2.2 烧结过程状态的预报 319

14.2.3 烧结过程状态的控制 320

14.3 烧结能耗控制 321

14.3.1 RC的推算与HZR的测定 322

14.3.2 控制机理 322

14.4 链算机-回转窑过程控制 323

14.4.1 过程模拟模型 323

14.4.2 平衡模型 326

14.4.3 专家系统 327

参考文献 331