钢铁冶金学 炼铁部分 第3版PDF电子书下载

1概论 1

1.1钢铁工业在国民经济中的地位 1

1.2中国钢铁工业的概况 2

1.3钢铁联合企业中的炼铁生产 4

1.4高炉冶炼过程概述 5

1.4.1高炉炼铁工艺流程及炉内主要过程 5

1.4.2含铁原料及其他辅助原料 8

1.4.3高炉燃料 17

1.4.4耐火材料 22

1.4.5高炉产品 28

1.4.6高炉冶炼的主要技术经济指标 32

1.5小结 39

参考文献和建议阅读书目 39

习题和思考题 39

2铁矿粉造块 40

2.1粉矿造块的意义和作用 40

2.2造块的基础理论 41

2.3烧结过程 42

2.3.1一般工艺过程 42

2.3.2烧结过程的主要反应 43

2.3.3烧结过程中的固结 48

2.3.4烧结过程中的传输现象 56

2.3.5铁矿粉自身特性及其对烧结过程的影响 61

2.3.6烧结工艺 66

2.4球团过程 77

2.4.1生球成型 77

2.4.2生球干燥 82

2.4.3球团矿的焙烧固结 83

2.4.4球团工艺 87

2.4.5特种造块方法 91

2.5烧结矿和球团矿的质量检验 92

2.5.1冷态物理力学性能 93

2.5.2热态及还原条件下的物理力学性能 93

2.5.3冶金性能 95

2.6高炉炉料结构 97

2.6.1高碱度烧结矿的冶金性能 97

2.6.2酸性氧化球团矿的冶金性能 99

2.6.3高碱度烧结矿配加酸性球团矿组成的综合炉料的冶金性能 99

2.7小结 100

参考文献和建议阅读书目 100

习题和思考题 101

3高炉冶炼过程的物理化学 102

3.1蒸发、分解与气化 102

3.1.1蒸发 102

3.1.2结晶水分解 102

3.1.3碳酸盐分解 102

3.1.4析碳反应 103

3.1.5气化 104

3.2还原过程 104

3.2.1铁的氧化物及其特性 104

3.2.2铁氧化物还原的热力学 105

3.2.3铁氧化物气-固相还原反应的动力学 112

3.2.4其他元素的还原 120

3.2.5炉缸中液态渣铁间的氧化还原反应——耦合反应 127

3.3炉渣 132

3.3.1炉渣在高炉冶炼过程中的作用 132

3.3.2造渣过程简述 133

3.3.3终渣的主要理化性能 133

3.3.4炉渣脱硫 143

3.3.5炉渣排碱 151

3.4碳的气化反应 154

3.4.1固体碳气化的一般规律 154

3.4.2风口前碳的燃烧 155

3.4.3燃烧带以外碳的气化 160

3.5生铁的形成 163

3.5.1渗碳反应 163

3.5.2其他少量元素的溶入 164

3.6小结 165

参考文献和建议阅读书目 165

习题和思考题 166

4高炉冶炼过程的传输现象 167

4.1高炉中的动量传输 168

4.1.1煤气流经固体散料层的一般规律 168

4.1.2逆流运动中散料的有效质量 172

4.1.3散料的流态化 173

4.1.4充液散料层的流体力学现象 174

4.1.5高炉过程中的炉料下降 175

4.1.6流体力学现象对高炉顺行影响的分析实例 176

4.2高炉内的热量传输 179

4.2.1传热方程 180

4.2.2水当量 181

4.2.3高炉上下部热交换 182

4.2.4高炉条件下的传热方式和给热系数 182

4.2.5热量传输在高炉冶炼中的应用实例 185

4.3小结 188

参考文献和建议阅读书目 188

习题和思考题 188

5高炉冶炼能量利用 190

5.1高炉冶炼能量利用指标 190

5.1.1燃料比 191

5.1.2焦比 191

5.1.3直接还原和间接还原发展程度 191

5.1.4燃料中碳在高炉内的氧化程度或利用程度 192

5.1.5高炉内热能利用程度 192

5.1.6氢利用率 192

5.2高炉能量利用计算分析 193

5.2.1生产高炉的计算 193

5.2.2设计高炉的计算 201

5.2.3物料及热平衡计算举例 204

5.2.4理论焦比计算 224

5.3高炉冶炼能量利用图解分析 235

5.3.1铁的直接还原度与碳消耗（rd -w（C））图解 235

5.3.2里斯特操作线图解 237

5.3.3理查特（Reichardt）区域热平衡图解分析 250

5.4小结 253

参考文献和建议阅读书目 253

习题和思考题 253

6高炉炼铁工艺 254

6.1高炉炼铁生产的原则 254

6.2高炉操作制度 257

6.2.1装料制度 257

6.2.2送风制度 264

6.2.3造渣制度 265

6.2.4热制度 266

6.3高炉炉况判断及失常炉况与事故处理 267

6.3.1高炉炉况判断 267

6.3.2高炉常见失常炉况处理 269

6.3.3高炉重大和突发事故处理 275

6.4高炉低碳、高效冶炼的技术措施 281

6.4.1精料技术 282

6.4.2高压操作 283

6.4.3高风温操作 286

6.4.4喷吹补充燃料 291

6.4.5富氧和综合鼓风操作 298

6.5小结 300

参考文献和建议阅读书目 300

习题和思考题 301

7高炉冶炼过程数学模型及智能控制概述 302

7.1数学模型及其功用与分类 303

7.2高炉冶炼过程的特点 303

7.3高炉冶炼过程数学模型概述 304

7.3.1高炉冶炼过程数学模型实例 305

7.3.2高炉冶炼仿真模型实例 306

7.4高炉冶炼过程控制概述 313

7.4.1基于数据挖掘的炉型管理 314

7.4.2炉况诊断与处理 315

7.4.3炉温预报与控制模型 316

7.5高炉冶炼过程智能控制概述 318

7.5.1人工智能及专家系统概述 318

7.5.2国内外高炉冶炼专家系统概况 319

7.5.3国内高炉专家系统存在的问题 324

7.6小结 325

参考文献和建议阅读书目 325

习题和思考题 325

8非高炉炼铁 326

8.1直接还原 326

8.1.1直接还原概况 326

8.1.2气基直接还原法 330

8.1.3煤基直接还原法 336

8.2熔融还原法 348

8.2.1熔融还原概况 348

8.2.2一步法熔融还原 348

8.2.3二步法熔融还原 355

8.3非高炉炼铁产品的性质与应用 365

8.3.1直接还原铁的性质 366

8.3.2直接还原铁的使用 368

8.3.3 Corex法液态生铁的特点 370

8.4小结 370

参考文献及建议阅读书目 371

习题和思考题 371

9高炉炼铁工艺设备与设计 372

9.1高炉炼铁工艺设计概述 372

9.2高炉车间设计原则 372

9.3高炉本体 373

9.3.1高炉内型 373

9.3.2高炉炉墙 379

9.3.3高炉冷却设备 388

9.3.4高炉冷却系统 393

9.3.5高炉本体钢结构 397

9.3.6炉壳 398

9.4高炉车间原料供应系统 400

9.4.1矿槽、焦槽及槽上运输 400

9.4.2上料设备 401

9.5炉顶装料系统 404

9.5.1串罐式无钟炉顶 404

9.5.2并罐式无钟炉顶 404

9.5.3无钟炉顶装料装置的选择 405

9.5.4料面探测设备 407

9.6高炉送风系统 408

9.6.1高炉鼓风机的选择 408

9.6.2热风炉 414

9.6.3热风炉管道 423

9.6.4送风支管及风口装置 426

9.6.5热风炉设备 428

9.7煤气处理系统 431

9.7.1煤气除尘系统 431

9.7.2炉顶煤气余压发电 439

9.7.3炼铁生产中产生的粉尘处理 440

9.8高炉喷吹煤粉系统 442

9.8.1原煤储运系统 442

9.8.2煤粉制备系统 442

9.8.3煤粉喷吹工艺的分类 444

9.8.4喷煤车间主要设备的选择及能力？定 447

9.8.5喷吹烟煤的安全措施 451

9.9高炉渣铁处理系统 452

9.9.1风口平台及出铁场设计 452

9.9.2渣铁沟设计 454

9.9.3炉前主要设备 456

9.9.4铁水处理设备 458

9.9.5炉渣处理设备 459

9.10小结 464

参考文献和建议阅读书目 465

习题和思考题 465

附录 467

附录1烧结配料联合计算法实例 467

附录2高炉冶炼物料平衡、热平衡计算程序 478

主要符号表 513