1 炼铁原料 1
1.1 炼铁精料 1
1.1.1 高炉炼铁对精料的要求 1
1.1.1.1 提高入炉品位 1
1.1.1.2 控制入炉矿的脉石组成和杂质含量 2
1.1.1.3 做好入炉料成分稳定的工作 4
1.1.1.4 提高入炉料的强度和优化粒度组成 5
1.1.1.5 提高入炉料的冶金性能 7
1.1.2 高炉炉料结构合理化 10
1.1.2.1 几个主要国家高炉炉料结构的特点 11
1.1.2.2 我国高炉炉料结构的优化 12
1.2 天然块矿 13
1.2.1 含铁矿物的分类及铁矿石工业类型的划分 13
1.2.2 天然矿石的冶炼性能 13
1.2.2.1 强度与粒度组成 13
1.2.2.2 热爆裂性能 15
1.2.2.3 高温冶金性能 16
1.2.3 天然矿石的综合评价 17
1.2.4 部分国内与进口天然矿的理化性能 17
1.3 烧结矿 19
1.3.1 烧结矿矿物组成与显微结构 19
1.3.1.1 高碱度烧结矿矿物组成与显微结构 24
1.3.1.2 自熔性烧结矿的矿物组成和显微结构 25
1.3.1.3 酸性烧结矿矿物组成和结构构造 27
1.3.2 烧结矿化学成分与冶金性能的关系 28
1.3.2.1 烧结碱度与冶金性能的关系 28
1.3.2.2 烧结矿品位、二氧化硅含量与冶金性能的关系 30
1.3.2.3 烧结矿氧化亚铁含量与冶金性能的关系 30
1.3.2.4 烧结矿中氧化镁、三氧化二铝含量与冶金性能的关系 31
1.3.2.5 烧结矿中氟化钙和二氧化钛含量与冶金性能的关系 32
1.3.3 改善烧结矿冶金性能的技术措施 33
1.3.3.1 烧结精料 33
1.3.3.2 原料中和混匀 34
1.3.3.3 配料自动化 34
1.3.3.4 均匀烧结 35
1.3.3.5 烧结过程自动控制 35
1.3.3.6 厚料层烧结 36
1.3.3.7 低温烧结法 36
1.3.3.8 热风烧结 37
1.3.3.9 小球烧结与球团烧结法 38
1.3.3.10 双层布料、双碱度料烧结与双球烧结 39
1.3.3.11 改善入炉烧结矿粒度组成的措施 40
1.3.3.12 降低烧结矿低温还原粉化率的措施 41
1.3.4 近年来主要重点企业与典型地方骨干企业烧结矿产质量及主要技术经济指标 42
1.3.4.1 我国主要重点企业烧结矿产质量及主要技术经济指标 42
1.3.4.2 我国典型地方骨干企业烧结矿产质量及主要技术经济指标 42
1.3.4.3 日本部分企业烧结矿产质量及主要技术经济指标 43
1.3.5 YB/T 421—92铁烧结矿行业标准中的技术要求 44
1.4 球团矿 45
1.4.1 球团矿矿物组成与显微结构 45
1.4.1.1 球团矿的固结 45
1.4.1.2 国外几种球团矿的矿物组成 47
1.4.1.3 鞍钢氧化镁酸性球团矿矿物组成与结构构造 47
1.4.1.4 含硼自熔性球团矿的矿物组成 48
1.4.2 球团矿冶金性能及其影响因素 49
1.4.2.1 不同品种精矿制造的球团矿的冶金性能 49
1.4.2.2 不同焙烧方式对球团矿冶金性能的影响 49
1.4.2.3 不同品位商品球团矿的冶金性能 50
1.4.2.4 含氧化钙、氧化镁球团矿的冶金性能 50
1.4.2.5 球团矿的还原膨胀性能 52
1.4.3 提高球团矿质量的技术措施 52
1.4.3.1 球团矿生产对铁精矿和熔剂添加剂质量的要求 52
1.4.3.2 黏结剂品种与质量 52
1.4.3.3 酸性球团矿质量的优化 53
1.4.3.4 焙烧过程均匀化与质量的严格控制 54
1.4.3.5 多孔球团与破碎球团 54
1.4.3.6 内燃球团矿 55
1.4.4 近年来我国主要带式机、链箅机—回转窑、竖炉球团厂产质量及主要技术经济指标 55
1.4.5 部分国外及进口球团矿理化性能 57
1.4.6 部分国内外球团矿质量标准 58
1.5 原料的理化与冶金性能及检测方法 59
1.5.1 常规化学成分 59
1.5.2 其他元素 59
1.5.3 粒度组成 59
1.5.4 物理性能 60
1.5.5 特殊检验 60
1.5.6 冶金性能检测 60
1.5.6.1 转鼓强度检测 60
1.5.6.2 落下指数 61
1.5.6.3 抗压强度 61
1.5.6.4 贮存强度 61
1.5.6.5 热爆裂性能 61
1.5.6.6 低温还原粉化性能 62
1.5.6.7 还原性能 62
1.5.6.8 铁矿球团还原膨胀性能 63
1.5.6.9 荷重还原软化性能和熔滴性能 63
1.6 熔剂 64
1.6.1 石灰石 64
1.6.2 白云石、菱镁石和蛇纹石 65
1.6.3 硅石 66
1.6.4 转炉钢渣 66
1.7 辅助原料 68
1.7.1 碎铁 68
1.7.2 轧钢皮与均热炉渣 68
1.7.3 天然锰矿石 68
1.7.4 萤石 69
1.7.5 钛渣及含钛原料 69
参考文献 70
2 高炉燃料 72
2.1 焦炭 72
2.1.1 高炉焦炭的理化性质 72
2.1.1.1 高炉焦炭的结构性质 72
2.1.1.2 焦炭分析 74
2.1.1.3 焦炭的化学性质 76
2.1.1.4 焦炭的物理性质 77
2.1.1.5 焦炭机械强度 81
2.1.1.6 焦炭力学性质 82
2.1.1.7 其他 84
2.1.2 高炉冶炼对焦炭质量的要求 85
2.1.2.1 焦炭在高炉内的变化 85
2.1.2.2 高炉冶炼对焦炭质量的要求 86
2.1.3 提高焦炭质量的措施 89
2.1.4 焦炭质量与经济效益 92
2.2 煤粉 92
2.2.1 高炉喷吹用煤的工艺性能 92
2.2.1.1 煤的孔隙率 92
2.2.1.2 煤的比表面积 93
2.2.1.3 煤的可磨性 93
2.2.1.4 煤的着火温度 93
2.2.1.5 煤灰熔融性 93
2.2.1.6 胶质层厚度 Y 值 94
2.2.1.7 煤的 CO2反应性 94
2.2.1.8 煤粉的流动性 94
2.2.1.9 煤的细度(粒度) 94
2.2.1.10 煤粉爆炸性 96
2.2.2 高炉对喷吹煤的性能要求 97
2.3 气体燃料 98
参考文献 99
3 高炉冶炼的基本理论 101
3.1 炉料还原过程 101
3.1.1 铁氧化物还原热力学 102
3.1.2 铁氧化物还原的动力学 105
3.1.2.1 还原机理 105
3.1.2.2 还原反应速度 105
3.1.2.3 影响铁矿石还原的因素 106
3.1.3 直接还原度及其发展程度对还原剂消耗量的影响 107
3.1.3.1 直接还原度 107
3.1.3.2 直接及间接还原发展程度及对还原剂消耗的影响 109
3.1.4 非铁元素的还原 109
3.1.4.1 硅 109
3.1.4.2 锰 111
3.1.4.3 磷 112
3.1.4.4 硫 112
3.1.4.5 其他元素 113
3.1.5 铁中渗碳过程及生铁的形成 115
3.2 炉料在高温下的性状变化及造渣过程 116
3.2.1 炉料的分解与挥发 116
3.2.1.1 炉料的水分蒸发与水化物分解 116
3.2.1.2 燃料中挥发分的逸出 116
3.2.1.3 碳酸盐分解 116
3.2.1.4 其他物质的挥发 117
3.2.2 炉料的高温性状变化及软熔滴落过程 117
3.2.3 造渣过程及炉渣性能 118
3.2.3.1 高炉的造渣过程 118
3.2.3.2 成渣过程对高炉冶炼的影响 119
3.2.3.3 炉渣结构及矿物组成 119
3.2.3.4 高炉渣的物理性质及其影响因素 121
3.2.3.5 炉渣的化学性质 127
3.3 高炉内的煤气、炉料及渣铁的运动 127
3.3.1 料柱中煤气流的运动 128
3.3.1.1 料柱的多孔介质特性 128
3.3.1.2 煤气在料柱中运动的阻力损失 130
3.3.1.3 煤气在块状带中的流动特点及影响因素 132
3.3.1.4 煤气在软熔带和滴落带的流动 134
3.3.1.5 煤气在高炉内的流动与分布的理论解析 136
3.3.2 炉料分布与下降运动 142
3.3.2.1 炉料落点位置及轨迹计算 142
3.3.2.2 炉料的堆角 146
3.3.2.3 炉料粒度的径向分布 148
3.3.2.4 混合料区的形成与焦炭料层的崩塌现象 149
3.3.2.5 炉料的下降与流化 150
3.3.3 高炉内的渣铁液体运动 153
3.3.3.1 渣铁液体在滴落时液泛现象和流化现象 153
3.3.3.2 渣铁液滴的滴下运动 154
3.3.3.3 炉缸中的渣铁运动 157
3.4 高炉内的热量传递与平衡 158
3.4.1 风口前燃料燃烧及理论燃烧温度 158
3.4.2 高炉内的热交换过程 159
3.4.3 高炉内的热量平衡与利用 161
3.5 高炉冶炼过程计算机控制与数学模型 163
3.5.1 高炉过程计算机控制系统的功能与结构 163
3.5.1.1 计算机系统功能与配置 163
3.5.1.2 数学模型的发展与建立 165
3.5.1.3 计算机控制对检测信息的要求 171
3.5.2 高炉中长期控制的模拟模型 174
3.5.2.1 Rist 操作线 174
3.5.2.2 碳比—直接还原度模型 177
3.5.2.3 软熔带模型 177
3.5.2.4 高炉炉缸炉底侵蚀线推定模型 181
3.5.3 高炉短期控制的数学模型 183
3.5.3.1 炉热指数模型 183
3.5.3.2 含硅量预报模型 184
3.5.3.3 布料控制模型 185
3.6 高炉过程的人工智能控制和专家系统 188
3.6.1 人工智能技术和专家系统在高炉上的应用 188
3.6.1.1 概况 188
3.6.1.2 专家系统控制的基本方式 190
3.6.1.3 高炉 ES 系统的构成 192
3.6.2 炉况诊断与评价 ES 系统 193
3.6.3 炉况顺行及异常预报与控制 ES 系统 198
3.6.4 炉热监测和控制 ES 系统 200
3.6.5 炉顶布料控制的 AI 系统 203
3.6.6 出铁操作指导 ES 系统 205
3.6.7 大型高炉(武钢4号)专家系统应用实例简介 207
3.6.7.1 高炉热状态控制 207
3.6.7.2 对高炉操作炉型的管理 208
3.6.7.3 专家系统的顺行控制 209
3.6.7.4 对炉缸平衡的管理 210
3.6.8 在小型高炉(300m3级)上过程监控系统的应用实例介绍 210
参考文献 214
4 高炉炉体结构及维护 217
4.1 高炉炉顶装料设备 217
4.1.1 钟式装料设备 220
4.1.1.1 固定受料斗 220
4.1.1.2 布料器 220
4.1.1.3 小钟及小料斗 223
4.1.1.4 大钟及大料斗 224
4.1.1.5 大小钟传动 226
4.1.1.6 均压设施 230
4.1.1.7 可调炉喉 231
4.1.2 无钟装料设备 231
4.1.2.1 并罐式无料钟炉顶 232
4.1.2.2 串罐式无料钟炉顶 237
4.2 高炉内型 242
4.2.1 高炉内型计算 242
4.2.1.1 高炉内型尺寸符号 242
4.2.1.2 高炉内型各部尺寸间的关系 242
4.2.1.3 内型设计不合理影响高炉冶炼的例子 245
4.2.2 高炉内型演化 245
4.2.3 合理的高炉内型 248
4.2.3.1 合理的高炉内型原则 248
4.2.3.2 合理的高炉内型各部位尺寸关系 248
4.3 高炉炉体内衬结构 249
4.3.1 高炉对耐火材料的基本要求 249
4.3.1.1 高炉内衬的基本要求 249
4.3.1.2 高炉常用耐火材料理化性能 249
4.3.1.3 特种耐火材料 250
4.3.2 高炉耐火材料的技术要求和选择原则 252
4.3.2.1 高炉耐火材料的技术要求 252
4.3.2.2 高炉耐火材料选择原则 252
4.3.2.3 高炉各部耐火材料的选择 252
4.3.3 高炉内衬耐火砖结构 253
4.3.3.1 20世纪80年代高炉内衬结构 253
4.3.3.2 砌砖厚度 256
4.3.3.3 20世纪90年代以后高炉内衬结构 257
4.3.4 高炉炉体耐火砖的砌筑 258
4.3.4.1 炉体耐火砖衬标准砖型砌筑 258
4.3.4.2 非标准砖型砌筑 258
4.3.4.3 炉体砌筑的注意事项 261
4.4 高炉炉体冷却设备结构 262
4.4.1 高炉冷却设备 262
4.4.1.1 高炉冷却结构的基本要求 262
4.4.1.2 冷却设备的种类 262
4.4.1.3 常用冷却设备性能 263
4.4.1.4 各种冷却壁的使用部位及作用 265
4.4.1.5 铜冷却壁 266
4.4.1.6 冷却壁材质 269
4.4.1.7 冷却壁水管防渗碳 269
4.4.2 冷却设备结构选择 269
4.4.2.1 冷却壁几何尺寸 270
4.4.2.2 冷却壁传热计算 270
4.4.2.3 冷却设备结构选择 271
4.4.3 合理冷却结构 273
4.4.3.1 合理冷却结构的条件 273
4.4.3.2 国外高炉冷却结构 273
4.4.4 建议采用的冷却结构 275
4.4.5 高炉炉体冷却方式 276
4.4.5.1 高炉冷却水质要求 276
4.4.5.2 工业水冷却 277
4.4.5.3 炉底冷却 281
4.4.5.4 汽化冷却 282
4.4.5.5 软水闭路循环冷却 284
4.4.5.6 武钢5号高炉软水闭路循环冷却 287
4.4.5.7 炉壳喷水冷却 290
4.4.6 高炉合理用水 291
4.4.6.1 选用合理的冷却型式 291
4.4.6.2 选择合理的用水方法 291
4.5 炉体维护 292
4.5.1 建立完善的监控设施 292
4.5.1.1 高炉冷却水水温差监测 292
4.5.1.2 高炉各部温度监测 292
4.5.1.3 高炉各部热流强度监测 293
4.5.1.4 冷却壁破损监测 295
4.5.1.5 冷却壁水管结垢监测 295
4.5.1.6 高炉内衬侵蚀监测 296
4.5.2 加强高炉操作，控制边缘气流 300
4.5.3 炉体灌浆和压入泥料 302
4.5.3.1 灌浆及压入所用泥料 302
4.5.3.2 灌浆孔和压入孔 304
4.5.3.3 灌浆和压入机械 304
4.5.3.4 高压喷灌造衬机 305
4.5.4 炉衬喷补 306
4.5.4.1 喷补料 306
4.5.4.2 喷补装置 310
4.5.5 含钛矿护炉 310
4.5.5.1 含钛炉料护炉原理 310
4.5.5.2 含钛矿加入方法及其用量 311
参考文献 312
5 高炉冶炼操作 313
5.1 高炉操作制度 313
5.1.1 送风制度 313
5.1.1.1 正确选择风速或鼓风动能 313
5.1.1.2 控制适宜的理论燃烧温度 321
5.1.1.3 日常操作调节 325
5.1.1.4 冶炼温度的选择 327
5.1.2 装料制度 328
5.1.2.1 固定因素对布料的影响 329
5.1.2.2 原料装入顺序 329
5.1.2.3 钟式高炉装料方法 329
5.1.2.4 无料钟布料 330
5.1.2.5 料线 333
5.1.2.6 批重 335
5.1.2.7 控制合理的气流分布和装料制度的调节 337
5.1.3 造渣制度 338
5.1.3.1 造渣制度的要求 338
5.1.3.2 对原燃料的基本要求 338
5.1.3.3 一般(普通)炉渣 338
5.1.3.4 特殊炉渣 344
5.1.3.5 排碱 348
5.1.3.6 洗炉 350
5.1.4 热制度 351
5.1.4.1 热制度的选择 351
5.1.4.2 变料有关计算 351
5.1.4.3 炉渣碱度及成分的核算 352
5.1.4.4 由炼钢铁改为铸造铁的变料计算 354
5.1.4.5 负荷调整 356
5.1.5 冶炼制度的调整 358
5.2 高压操作 359
5.2.1 高压操作简况 359
5.2.2 炉顶均压、放散工艺 359
5.2.2.1 钟式高炉炉顶均压、放散工艺 359
5.2.2.2 无料钟高炉炉顶均压、放散工艺 360
5.2.3 炉顶均压制度 360
5.2.3.1 两钟一室炉顶均压制度 360
5.2.3.2 无料钟炉顶均压制度 361
5.2.4 高压、常压转换程序 361
5.2.4.1 常压转高压操作程序 361
5.2.4.2 高压转常压操作程序 361
5.2.5 高压操作冶炼特征 361
5.2.6 高压效果 362
5.2.6.1 对产量的影响 363
5.2.6.2 对焦比的影响 363
5.2.6.3 对生铁成分的影响 363
5.2.7 高压操作 364
5.2.8 故障处理 364
5.3 富氧鼓风 365
5.3.1 富氧鼓风工艺和设备 365
5.3.2 高炉富氧鼓风冶炼特征 366
5.3.3 富氧鼓风对产量、焦比的影响 367
5.3.4 富氧鼓风冶炼操作 368
5.3.5 高炉送、停氧操作程序(鞍钢) 368
5.3.6 故障处理 369
5.3.7 氧气管道维护及安全规定 369
5.4 高炉喷煤 369
5.4.1 高炉喷煤工艺流程布置 370
5.4.1.1 高炉喷煤工艺 370
5.4.1.2 制粉系统压力运行方式 371
5.4.1.3 磨煤机与燃烧炉匹配方式 372
5.4.1.4 喷吹罐组布置方式 372
5.4.1.5 喷吹管路布置方式 373
5.4.1.6 喷吹罐出粉方式 374
5.4.2 高炉喷煤设备 375
5.4.2.1 混合器 375
5.4.2.2 分配器 376
5.4.2.3 防火防爆监控技术措施 377
5.4.3 高炉喷煤与停煤操作程序 377
5.4.4 输煤及倒罐操作程序 378
5.4.5 喷煤量调节 379
5.4.6 喷煤故障及事故处理 380
5.4.6.1 喷煤故障处理 380
5.4.6.2 喷煤事故处理 381
5.4.7 高炉喷煤防火防爆技术安全要求 381
5.4.8 高炉喷煤冶炼特征 384
5.4.9 高炉富氧喷煤 389
5.4.9.1 国内外富氧喷吹基本情况 389
5.4.9.2 富氧喷煤冶炼特征 389
5.4.9.3 富氧喷煤冶炼操作 390
5.5 铸造生铁冶炼 392
5.5.1 铸造铁冶炼特征 393
5.5.2 操作制度的选择 394
5.5.3 配加硅石和炉外增硅 395
5.5.3.1 入炉料配加部分硅石 395
5.5.3.2 炉外增硅 395
5.5.4 高纯铸造生铁 395
5.6 低硅铁冶炼 398
5.6.1 低硅铁冶炼发展情况 398
5.6.2 冶炼低硅铁措施 399
5.6.3 冶炼低硅铁的经济效益和适宜的含硅量 402
5.6.4 铁水预脱硅 403
5.6.4.1 向炉内喷吹脱硅剂降硅 403
5.6.4.2 炉外脱硅 403
5.7 炉外脱硫 405
5.7.1 脱硫剂 405
5.7.2 复合脱硫剂 407
5.7.3 脱硫工艺 408
5.7.3.1 喷吹法 408
5.7.3.2 搅拌法 409
5.7.3.3 浸入法 410
5.7.4 宝钢铁水包镁脱硫工艺 410
5.8 高炉炉况判断和调节 412
5.8.1 影响炉况波动的因素 412
5.8.2 正常炉况象征 412
5 8.3 异常炉况象征和调节 412
5.8.4 失常炉况及处理 415
5.8.5 高炉事故处理 425
5.8.5.1 炉缸和炉底烧穿 425
5.8.5.2 水压降低或停水 428
5.8.5.3 停电 428
5.8.5.4 高炉停风 428
6 高炉开炉与停炉、封炉与开炉、休风与送风及煤气处理 429
6.1 高炉开炉与停炉 429
6.1.1 高炉开炉 429
6.1.1.1 开炉工艺参数控制 429
6.1.1.2 高炉试水 430
6.1.1.3 高炉通风试漏 431
6.1.1.4 高炉烘炉 432
6.1.1.5 高炉开炉配料计算 434
6.1.2 高炉停炉 443
6.1.2.1 停炉方法 444
6.1.2.2 停炉实例 451
6.2 高炉封炉与开炉 454
6.2.1 高炉封炉 454
6.2.2 封炉后的开炉 456
6.3 高炉的休风、送风及煤气操作 457
6.3.1 高炉的短期休风与送风 457
6.3.2 高炉的长期休风、送风及煤气处理 457
6.3.3 高炉的特殊休风 465
6.3.4 特殊情况下的煤气操作 468
6.3.5 煤气事故 471
6.3.6 高炉煤气的净化与利用 474
参考文献 480
7 热风炉 481
7.1 热风炉的结构形式 481
7.1.1 热风炉结构形式的演变 481
7.1.2 内燃式热风炉 482
7.1.2.1 传统内燃式热风炉的通病 482
7.1.2.2 改造型内燃式热风炉 482
7.1.3 外燃式热风炉 484
7.1.3.1 外燃式热风炉的结构形式 484
7.1.3.2 外燃式热风炉的特征 485
7.1.4 顶燃式热风炉 488
7.1.4.1 顶燃式热风炉结构 488
7.1.4.2 顶燃式热风炉的特征 491
7.1.5 其他形式热风炉 492
7.1.5.1 球式热风炉 492
7.1.5.2 ZSD 型热风炉 494
7.2 热风炉燃料燃烧计算与燃烧装置 495
7.2.1 热风炉燃料及燃烧计算 495
7.2.1.1 确定煤气成分 496
7.2.1.2 煤气低发热量的计算 497
7.2.1.3 空气需要量和燃烧生成物的计算 497
7.2.1.4 理论燃烧温度的计算 498
7.2.1.5 热风炉实际燃烧煤气量和助燃空气量的计算 499
7.2.2 热风炉燃烧装置 499
7.3 提高风温的措施和各种因素对风温的影响 501
7.3.1 提高拱顶温度 501
7.3.1.1 拱顶温度的确定 501
7.3.1.2 拱顶温度、热风温度与热风炉理论燃烧温度的关系 501
7.3.1.3 配用高发热量煤气提高拱顶温度 502
7.3.1.4 预热助燃空气和煤气 504
7.3.1.5 烧单一低发热量煤气实现1200℃以上高风温 510
7.3.1.6 降低空气利用系数 515
7.3.1.7 降低煤气含水量 516
7.3.2 缩小炉顶温度与热风温度的差值 517
7.3.2.1 增大蓄热面积和砖重 517
7.3.2.2 提高废气温度 518
7.3.2.3 增加换炉次数缩短工作周期 519
7.3.2.4 改善热风炉的气流分布 520
7.3.2.5 加强热风炉的绝热减少散热损失 522
7.4 热风炉热平衡的测定和计算 522
7.4.1 热风炉热平衡测定的原则 523
7.4.2 热风炉热平衡和热效率的计算 523
7.4.3 热风炉热平衡测定与计算实例 525
7.4.3.1 测定前的准备 525
7.4.3.2 测定实录 526
7.4.3.3 测定数据的整理和热平衡基础参数的确定 527
7.4.3.4 热平衡计算 531
7.4.3.5 热效率的计算 533
7.5 热风炉的操作 534
7.5.1 蓄热式热风炉的传热特点 534
7.5.2 热风炉的操作特点 534
7.5.3 热风炉的燃烧制度 535
7.5.4 热风炉的送风制度 536
7.5.5 热风炉换炉操作 538
7.5.6 高炉休风、送风时的热风炉操作 538
7.5.7 热风炉操作全自动闭环控制 539
7.5.7.1 热风炉的工作制度与控制方式 539
7.5.7.2 自动控制要点 539
7.5.8 热风炉的几项特殊操作 541
7.5.8.1 高炉倒流休风用热风炉倒流 541
7.5.8.2 扒出燃烧室掉砖 541
7.6 热风炉的烘炉、保温、凉炉 542
7.6.1 热风炉的烘炉 542
7.6.1.1 热风炉烘炉的目的与原则 542
7.6.1.2 烘炉时间与升温曲线 543
7.6.1.3 烘炉方法 544
7.6.1.4 烘炉实例 544
7.6.2 热风炉的保温 548
7.6.3 热风炉的凉炉 549
7.6.3.1 高铝砖、黏土砖热风炉的凉炉 549
7.6.3.2 硅砖热风炉的凉炉 549
7.7 热风炉的寿命 551
7.7.1 热风炉的事故及其处理 551
7.7.1.1 热风炉常见事故及其处理 551
7.7.1.2 热风炉的恶性事故及其预防 552
7.7.2 热风炉的破损及其原因 553
7.7.2.1 热风炉破损及其原因 553
7.7.3 热风炉炉壳晶间应力腐蚀及预防措施 555
7.8 热风炉用耐火材料 556
7.8.1 热风炉用耐火材料理化性能指标 556
7.8.2 蓄热室格子砖的热工特性 558
7.8.2.1 格子砖的热工特性 558
7.8.2.2 热工参数的计算 558
7.8.2.3 常用格子砖的热工特性 559
7.8.3 我国热风炉用耐火材料的进步 559
参考文献 561
8 炉前操作 562
8.1 铁口 562
8.1.1 出铁次数的确定 562
8.1.2 铁口结构 563
8.1.3 泥炮、开口机的机械性能 564
8.1.3.1 泥炮 564
8.1.3.2 开口机 575
8.1.4 出铁过程监控 581
8.1.4.1 出铁时间规定 581
8.1.4.2 打开出铁口方法及堵铁口操作 583
8.1.4.3 铁水和炉渣的流速 584
8.1.5 出铁口维护 585
8.1.5.1 保持正常的铁口深度 585
8.1.5.2 保持正常的铁口角度 586
8.1.5.3 保持正常的铁口直径 586
8.1.5.4 保持铁口泥套完好 587
8.1.5.5 控制好炉缸内安全渣铁量 587
8.1.5.6 大型高炉出铁口维护 587
8.1.6 出铁口事故处理 588
8.1.7 出铁口操作考核指标 590
8.1.7.1 出铁正点率 590
8.1.7.2 铁口深度合格率 590
8.1.7.3 出铁放风率 590
8.1.7.4 铁量差 591
8.2 渣口 591
8.2.1 渣口结构 591
8.2.2 堵渣机机械性能 592
8.2.2.1 四连杆堵渣机 592
8.2.2.2 折叠式堵渣机 592
8.2.3 出渣过程控制 593
8.2.3.1 放渣时间的确定 593
8.2.3.2 放渣操作 593
8.2.4 渣口维护 594
8.2.5 渣口事故处理 594
8.2.6 渣口操作考核指标 595
8.2.7 水渣处理方式 596
8.2.7.1 沉淀池法 596
8.2.7.2 拉萨(RASA)法 598
8.2.7.3 INBA 法 598
8.2.7.4 俄罗斯炉前水渣处理系统 603
8.2.7.5 轮法炉渣粒化装置 605
8.2.8 冲渣水余热回收 606
8.2.8.1 余热水供暖工艺流程 606
8.2.8.2 系统运行参数 607
8.2.8.3 余热水采暖系统热量平衡 608
8.3 砂口(撇渣器) 608
8.3.1 砂口结构 608
8.3.1.1 结构 608
8.3.1.2 砂口布置 609
8.3.1.3 砂口操作 610
8.3.1.4 砂口维护 610
8.3.1.5 砂口事故处理 610
8.3.2 出铁主沟 611
8.3.2.1 主沟结构形式 611
8.4 渣铁运输 614
8.4.1 铁水罐及铁罐车 614
8.4.1.1 对铁水罐及罐车的基本要求 614
8.4.1.2 铁水罐车种类及其特点 614
8.4.2 渣罐车 619
8.4.2.1 对渣罐车的基本要求 619
8.4.2.2 渣罐车技术性能 619
8.4.3 渣铁罐周转 621
8.4.3.1 铁水罐车需要量的计算 621
8.4.3.2 渣罐车数量的计算 622
8.4.4 渣铁罐的维护 623
8.4.4.1 铁水罐的维护 623
8.4.4.2 渣罐的维护 625
8.4.5 渣铁罐故障处理 626
8.4.6 渣铁罐运输考核 627
8.5 炉前用不定形耐火材料 628
8.5.1 常用不定形耐火材料理化性能 628
8.5.1.1 SiO2—Al2O3系耐火原料 628
8.5.1.2 石墨及碳、氮化合物 632
8.5.1.3 耐火材料外加剂 634
8.5.1.4 耐火材料结合剂 636
8.5.2 炮泥 641
8.5.2.1 炮泥理化性能 641
8.5.2.2 炮泥种类及配料组成 642
8.5.2.3 炮泥的制备 644
8.5.2.4 炮泥的使用与管理 647
8.5.3 铁沟料 649
8.5.3.1 铁沟料理化性能要求 649
8.5.3.2 铁沟料种类及配料组成 652
8.5.3.3 铁沟料的制备 658
8.5.3.4 铁沟料施工工艺 660
8.5.3.5 铁沟料使用注意要点 662
8.5.3.6 铁沟料质量考核 663
8.5.4 铁口泥套、砂口及摆动流嘴用泥 664
8.5.4.1 铁口泥套用泥 664
8.5.4.2 砂口用泥 667
8.5.4.3 摆动流嘴用泥 667
参考文献 667
9 环境保护 669
9.1 国家环境政策 669
9.1.1 国家环境保护法 669
9.1.2 钢铁工业环境政策 669
9.1.2.1 钢铁工业污染物排放标准的有关规定 669
9.1.2.2 钢铁工业废水中污染物最高容许排放浓度的有关规定 669
9.1.2.3 高炉煤气洗涤水循环率的规定 669
9.1.3 国家噪声标准 670
9.1.3.1 《中华人民共和国国家标准》中《城市区域环境噪声标准》(见表9-3) 670
9.1.3.2 厂区各类地点的噪声 A 声级限制值(见表9-4) 670
9.1.4 炼铁厂环境保护设计规定 670
9.1.4.1 《中华人民共和国行业标准》YB 9066—95《冶金工业环境保护设计规定》中的有关规定 670
9.2 环境监测 671
9.2.1 噪声监测 671
9.2.1.1 声级计 671
9.2.1.2 滤波器 671
9.2.1.3 声级分析仪 672
9.2.1.4 电平记录仪 672
9.2.1.5 磁带记录仪 672
9.2.2 粉尘监测 672
9.2.3 有害气体测定 672
9.2.3.1 国家对有害气体的限值 672
9.2.3.2 一氧化碳监测 672
9.2.4 宝钢环境监测 675
9.2.4.1 宝钢环境自动监测系统 675
9.2.4.2 宝钢大气 SO2监测 675
9.2.4.3 宝钢大气 NOx 测定 675
9.3 粉尘治理 677
9.3.1 粉尘治理设备 677
9.3.1.1 袋式除尘器 677
9.3.1.2 湿式除尘器 680
9.3.1.3 电除尘器 685
9.3.2 炼铁厂的粉尘特点及尘源密封 688
9.3.2.1 炼铁厂的粉尘特性 689
9.3.2.2 尘源密封 690
9.3.3 出铁场粉尘治理 692
9.3.3.1 出铁场除尘型式 692
9.3.3.2 垂幕式除尘装置 693
9.3.3.3 国外出铁场粉尘治理 695
9.3.3.4 气幕式除尘装置 696
9.3.3.5 湿式除尘装置 698
9.3.3.6 几种出铁场除尘型式 699
9.3.3.7 鞍钢11号高炉出铁场除尘 700
9.3.3.8 武钢5号高炉出铁场除尘 702
9.3.4 原料系统粉尘治理 704
9.3.4.1 原料系统粉尘特性 704
9.3.4.2 原料系统除尘抽风点的型式 704
9.3.4.3 国外原料系统粉尘治理 706
9.3.4.4 鞍钢11号高炉沟下除尘 707
9.3.5 炼铁厂其他粉尘治理 707
9.3.5.1 炉顶除尘 707
9.3.5.2 铸铁机室排烟除尘 708
9.3.5.3 碾泥机室粉尘治理 709
9.3.5.4 铁水罐修理库粉尘治理 710
9.3.6 粉尘综合利用 711
9.3.6.1 宝钢工业废弃物利用状况 711
9.3.6.2 国外粉尘利用情况 711
9.4 污水治理 712
9.4.1 煤气洗涤水治理 712
9.4.1.1 煤气洗涤水特性 712
9.4.1.2 煤气洗涤水治理 713
9.4.1.3 沉淀池清理 717
9.4.2 污泥的回收和利用 719
9.4.2.1 回收污泥的工艺流程 719
9.4.2.2 污泥综合利用 720
9.4.3 铸铁机污水治理 721
9.4.3.1 铸铁机污水特性 721
9.4.3.2 铸铁机污水治理 721
9.4.4 冲渣污水治理 722
9.4.4.1 冲渣污水特性 722
9.4.4.2 冲渣污水治理 722
9.5 噪声治理 722
9.5.1 消声设备型式及性能 722
9.5.1.1 噪声及消声原理 722
9.5.1.2 声压 723
9.5.1.3 消声设备及性能 723
9.5.2 冷风放风阀噪声治理 725
9.5.2.1 鞍钢10号高炉冷风放风阀消声 725
9.5.2.2 鞍钢5号高炉冷风放风阀消声 727
9.5.3 炉顶煤气放散噪声治理 727
9.5.3.1 鞍钢10号高炉炉顶煤气放散噪声治理 727
9.5.4 其他环境治理 727
9.5.4.1 煤粉制粉车间环境治理 727
9.6 增加环保投入和加强环境治理 730
9.6.1 增加环保投入 730
9.6.1.1 环保投入简况 730
9.6.2 宝钢环境治理 731
9.6.2.1 宝刚环境治理的基本原则 731
9.6.2.2 加强环保管理、增加环保投入 731
9.6.2.3 宝钢环保设施的主要特点 732
参考文献 732
10 高炉炼铁综合计算 733
10.1 原始资料 733
10.1.1 必需的原始资料 733
10.1.2 各种入炉物料的化学组成 733
10.1.2.1 矿石 733
10.1.2.2 燃料 735
10.1.3 高炉报表的整理和填写 735
10.1.3.1 整理记录中各项的意义及计算、填写方法 735
10.1.3.2 记录要求与计算实例 739
10.1.4 生产数据的核算和整理 740
10.2 高炉配料计算 742
10.2.1 高炉配料联合计算 742
10.2.1.1 有关资料及其整理 743
10.2.1.2 计算方法 745
10.2.2 简易配料计算 760
10.2.2.1 需加熔剂的配料计算 760
10.2.2.2 不加熔剂的配料计算 765
10.3 物料平衡与热平衡 768
10.3.1 物料平衡 768
10.3.1.1 一般物料平衡计算 768
10.3.1.2 现场物料平衡计算 773
10.3.2 热平衡 786
10.3.2.1 第一总热平衡计算法 786
10.3.2.2 第二总热平衡计算法 793
10.3.2.3 高温区域热平衡 797
10.4 影响高炉焦比和产量的因素 800
10.4.1 炉顶高压操作的效果 800
10.4.2 富氧鼓风的增产效果 801
10.4.3 减风、休风影响产量的计算 802
10.4.4 热风温度影响焦比的计算 803
10.4.5 碱性熔剂影响焦比的计算 803
10.4.6 焦炭含硫量影响焦比的计算 804
10.4.7 焦炭灰分影响焦比的计算 805
10.4.8 矿石含硫量影响焦比的计算 806
10.4.9 矿石含铁量变化1％影响焦比的计算 807
10.4.10 生铁含硅量变化0.1％影响焦比的计算 808
10.4.11 一氧化碳利用率的计算 809
10.4.12 氢利用率的计算 810
10.4.13 高炉内还原度的计算 811
1O.4.13.1 高炉直接还原度表示方法 812
10.4.13.2 以 FeO 还原为基础的表示方法 812
10.4.14 喷吹燃料置换比的计算 814
10.4.15 影响焦比和产量的因素 817
10.4.16 校正焦比 822
10.4.16.1 校正焦比的方法 822
10.4.16.2 计算实例 822
10.5 理论最低碳比的计算 824
10.5.1 计算所需条件 824
10.5.2 氢还原 FeO 的还原度 ？H2 824
10.5.3 作为发热剂需要碳量的两种计算 824
10.5.4 作为还原剂需要的碳量计算 826
10.5.5 理论最低碳比和适宜的直接还原度 826
10.6 高炉操作线的计算和应用 828
10.6.1 操作线作法实例 828
10.6.2 操作线图的应用 832
10.6.2.1 焦比潜力(△K)计算 832
10.6.2.2 炉身效率 833
10.6.2.3 改变炉内煤气利用率对焦比的影响 833
10.6.2.4 提高热风温度的效果 834
10.6.2.5 减少熔剂直接入炉的效果 834
10.6.2.6 生铁含硅量变化对焦比的影响 835
10.6.2.7 使用预还原炉料对焦比的影响 835
10.6.3 喷吹燃料时操作线图的修正及实例 836
10.7 炼铁能量平衡 840
10.7.1 能量平衡方法及主要原则 840
10.7.2 炼铁能量平衡 842
10.7.2.1 炼铁能耗与工序能耗 842
10.7.2.2 能流图 845
10.7.3 合理使用能源与节能降耗 851
参考文献 852
附录 853