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1高炉炼铁概述 1

1.1高炉炼铁生产工艺流程与特点 1

1.1.1高炉炼铁生产工艺流程 1

1.1.2高炉炼铁生产特点 2

1.2高炉炼铁产品 3

1.2.1生铁 3

1.2.2炉渣 4

1.2.3煤气 4

1.2.4炉尘 4

1.3高炉炼铁技术经济指标 5

1.3.1高炉有效容积利用系数 5

1.3.2焦比、煤比、综合焦比、综合燃料比 5

1.3.3冶炼强度 5

1.3.4休风率 6

1.3.5生铁合格率 6

1.3.6生铁成本 6

1.3.7炉龄 6

复习思考题 6

2高炉炼铁原料和燃料 7

2.1铁矿石 7

2.1.1铁矿石的分类及主要特性 7

2.1.2高炉冶炼对铁矿石的要求 8

2.2铁矿石入炉前准备处理 11

2.2.1铁矿石入炉前准备处理概述 11

2.2.2烧结法造块 14

2.2.3球团法造块 23

2.3熔剂 30

2.3.1熔剂在高炉冶炼中的作用 30

2.3.2熔剂的分类 30

2.3.3高炉冶炼对碱性熔剂的质量要求 30

2.4燃料 31

2.4.1焦炭 31

2.4.2喷吹燃料 38

复习思考题 38

3高炉内炉料的蒸发、挥发和分解 40

3.1炉料中水分的蒸发和水化物的分解 40

3.1.1游离水的蒸发 40

3.1.2结晶水的分解 40

3.2高炉内炉料中挥发分的挥发 41

3.2.1燃料挥发分的挥发 41

3.2.2其他物质挥发分的挥发 41

3.3炉料中碳酸盐的分解 42

3.3.1炉内碳酸盐的分解反应、分解压力、开始分解温度和化学沸腾温度 42

3.3.2CaCO3分解对高炉冶炼的影响 43

3.3.3消除CaCO3分解不良影响的措施 44

复习思考题 44

4高炉内的还原过程 45

4.1高炉内氧化物还原的基本理论 45

4.1.1矿石中金属氧化物的生成自由能 45

4.1.2矿石中金属氧化物的分解压力 45

4.1.3还原反应进行的条件 45

4.1.4标准自由能△G？与温度关系图和分解压与温度关系图 46

4.1.5逐级转化原则 47

4.1.6平衡移动原则 47

4.2用碳还原铁氧化物 47

4.3用CO、H2还原铁氧化物 48

4.3.1用CO还原铁氧化物 48

4.3.2用H2还原铁氧化物 49

4.3.3过剩系数n 49

4.3.4温度和成分对铁氧化物还原反应的影响 50

4.3.5用CO和用H2还原铁氧化物的比较 50

4.3.6一氧化碳利用率和氢利用率 52

4.4碳的气化反应及其对还原反应的影响 52

4.4.1碳的气化反应 52

4.4.2碳的气化反应对还原反应的影响 53

4.5直接还原与间接还原 54

4.5.1直接还原与间接还原的区别 54

4.5.2直接还原与间接还原的主要特点和差别 55

4.5.3直接还原与间接还原在高炉中的分布 55

4.5.4直接还原度和间接还原度的概念及其计算 56

4.5.5直接还原和间接还原的碳消耗（直接还原与间接还原对碳消耗的影响） 57

4.5.6降低焦比的基本途径 60

4.6复杂化合物中铁氧化物的还原 61

4.6.1硅酸铁的还原 61

4.6.2钛磁铁矿中铁的还原 61

4.7非铁元素的还原 62

4.7.1硅的还原 62

4.7.2锰的还原 63

4.7.3磷的还原 64

4.7.4硫的还原 65

4.7.5铅、锌、砷的还原 65

4.7.6碱金属在还原过程中的行为 66

4.8渗碳和生铁的形成 66

4.9铁矿石还原的动力学 66

4.9.1铁矿石的还原机理 66

4.9.2铁氧化物的还原速度 67

4.9.3影响铁矿石还原反应速度的因素 68

复习思考题 70

5造渣和脱硫 71

5.1高炉造渣过程 71

5.1.1炉渣的作用 71

5.1.2炉渣的主要成分及分类 71

5.1.3炉渣的形成过程 72

5.1.4造渣过程对高炉冶炼的影响 74

5.2炉渣的性质及对高炉冶炼过程的影响 75

5.2.1炉渣的熔化性 75

5.2.2炉渣的稳定性 77

5.2.3炉渣的黏度 77

5.3炉渣结构理论 78

5.3.1炉渣的分子结构理论 79

5.3.2炉渣的离子结构理论 79

5.3.3炉渣离子结构理论对炉渣现象的解释 80

5.4高炉渣成分和渣量的选择 82

5.4.1高炉冶炼对炉渣性能和成渣过程的要求 82

5.4.2高炉渣成分和渣量的选择 82

5.5生铁去硫 83

5.5.1硫的来源、存在形态、循环富集和危害 83

5.5.2硫在煤气、渣、铁中的分配及影响生铁含硫量的因素 84

5.5.3炉渣脱硫 86

5.5.4影响炉渣脱硫能力的因素 87

5.5.5炉外脱硫 88

复习思考题 88

6高炉内的燃料燃烧过程和热交换 90

6.1燃料燃烧 90

6.1.1焦炭燃烧反应 90

6.1.2喷吹燃料燃烧反应 91

6.1.3焦炭燃烧与喷吹燃料燃烧的差异 91

6.1.4燃烧产物炉缸煤气成分计算 92

6.2燃烧产物煤气成分的变化 94

6.2.1风口至炉缸中心煤气成分的变化 94

6.2.2煤气在上升过程中体积和成分的变化 94

6.3燃烧带及其对冶炼过程的影响 95

6.3.1燃烧带 95

6.3.2燃烧带对高炉冶炼过程的影响 96

6.3.3影响燃烧带大小的因素 97

6.4高炉内的热交换 100

6.4.1炉料（或煤气）的水当量 101

6.4.2理论燃烧温度 101

6.4.3炉内温度的变化和分布规律 102

6.4.4热交换规律 103

6.4.5改善煤气利用的途径 104

复习思考题 106

7高炉内炉料和煤气的运动 107

7.1炉料运动 107

7.1.1炉料下降的空间条件和力学分析 107

7.1.2影响p有效的因素 108

7.1.3炉料下降的规律 109

7.2炉料在炉喉的分布 111

7.2.1炉料在炉喉分布的重要作用 111

7.2.2炉料在炉喉的分布对煤气分布的影响 111

7.2.3炉料在炉喉的合理分布 111

7.2.4影响炉料在炉喉分布的因素 112

7.3煤气运动 118

7.3.1煤气通过料柱时的阻力损失△p 119

7.3.2影响△p的因素 121

7.4煤气的分布 124

7.4.1炉喉煤气流分布状况的判断 124

7.4.2煤气的合理分布 125

7.4.3影响煤气分布的因素 127

7.5炉料运动和煤气运动的失常 128

7.5.1流态化 128

7.5.2管道行程 129

7.5.3偏料 130

7.5.4崩料 130

7.5.5悬料 130

复习思考题 131

8高炉炼铁计算 132

8.1配料计算 132

8.1.1配料计算方法 132

8.1.2配料计算所需资料 132

8.1.3配料计算实例 132

8.2物料平衡计算 135

8.2.1物料平衡计算方法 135

8.2.2原始条件的确定 136

8.2.3物料平衡计算实例 136

8.3常用的工艺计算 138

8.3.1每批料的出铁量计算 138

8.3.2石灰石用量的计算 139

8.3.3渣量的计算 140

8.3.4常用定量调剂 140

8.3.5冶炼周期 141

复习思考题 142

9高炉冶炼强化技术 143

9.1高炉冶炼强化技术概述 143

9.1.1高炉冶炼强化的目的和技术进步 143

9.1.2高炉冶炼强化的基本方向 143

9.1.3冶炼强度与焦比的关系 144

9.1.4高炉冶炼强化技术的主要措施 144

9.2精料 144

9.2.1提高矿石品位 145

9.2.2增加熟料比 146

9.2.3稳定炉料成分 146

9.2.4优化入炉炉料的粒度组成 146

9.2.5改善人造富矿的质量 147

9.2.6合理的炉料结构 147

9.2.7提高焦炭质量 147

9.3高风温 148

9.3.1提高风温对冶炼过程的影响 148

9.3.2提高风温的效果 149

9.3.3界限风温 150

9.3.4提高风温的途径 150

9.4高压操作 151

9.4.1高压操作对冶炼过程的影响 151

9.4.2高压操作的效果 152

9.4.3高压操作的特点 152

9.4.4高压操作必备的条件及技术进步 152

9.5富氧鼓风 153

9.5.1富氧鼓风对冶炼过程的影响 153

9.5.2富氧鼓风的效果 154

9.5.3富氧鼓风技术的发展 154

9.6喷吹燃料 155

9.6.1喷吹燃料对冶炼过程的影响 155

9.6.2喷吹燃料的效果 157

9.6.3喷吹燃料的高炉操作特点 157

9.6.4煤粉喷吹的热滞后、热补偿和对煤的性能要求 158

9.7加湿与脱湿鼓风 159

9.7.1加湿鼓风 160

9.7.2脱湿鼓风 161

复习思考题 162

10炼铁环境保护和资源利用——烟尘、煤气、炉渣和废水的处理 163

10.1煤气、炉渣、烟尘和废水的处理与环境保护及资源利用的关系 163

10.2烟尘治理 163

10.2.1高炉出铁场烟尘治理 163

10.2.2高炉原料系统粉尘治理 164

10.3高炉煤气除尘 165

10.3.1布袋除尘器的构造和原理 165

10.3.2电除尘器的构造和原理 166

10.3.3重力除尘器的构造和原理 167

10.3.4洗涤塔、溢流文氏管及文氏管的构造和原理 167

10.3.5脱水器的构造和原理 169

10.4高炉煤气的余压利用 169

10.4.1煤气压力能回收系统 170

10.4.2TRT的发电量 170

10.4.3国内高炉煤气余压发电的发展情况 171

10.5炉渣处理 171

10.5.1高炉渣的处理方法及分类 171

10.5.2渣水分离的方式及方法 171

10.5.3高炉渣的利用 176

10.6废水治理 176

10.6.1高炉煤气清洗废水治理 176

10.6.2高炉水冲渣废水治理 176

复习思考题 177

11炼铁技术发展 178

11.1炼铁技术发展概况 178

11.2高炉炼铁新技术 178

11.2.1高炉大型化和自动化 178

11.2.2计算机控制技术 181

11.2.3高炉冶炼低硅生铁 184

11.2.4等离子体炼铁 184

11.2.5高炉使用金属化炉料 185

11.2.6高炉喷吹还原气体 185

11.3非高炉炼铁 185

11.3.1直接还原法 186

11.3.2熔融还原法 190

11.3.3直接还原铁的性质与应用 192

11.3.4非高炉炼铁的发展 194

复习思考题 195

参考文献 196