第一篇 高炉炼铁原料及原理 1
1 高炉炼铁简述 1
1.1 高炉炼铁的任务及工艺流程 1
1.2 高炉冶炼产品及其用途 2
1.2.1 生铁 2
1.2.2 高炉炉渣 4
1.2.3 高炉煤气 4
1.3 高炉生产主要技术经济指标 4
复习思考题 5
2 炼铁原料及其质量要求 6
2.1 天然铁矿石 6
2.2 烧结矿和球团矿 8
2.2.1 烧结矿 9
2.2.2 球团矿 9
2.2.3 天然块矿 10
2.3 燃料 10
2.3.1 焦炭 10
2.3.2 煤粉 12
2.4 熔剂 12
2.4.1 熔剂的作用 13
2.4.2 熔剂的种类 13
2.4.3 高炉炼铁对碱性熔剂的质量要求 13
2.5 辅助原料 13
2.5.1 碎铁 13
2.5.2 轧钢皮与均热炉渣 13
2.5.3 萤石 14
2.5.4 钛渣及含钛原料 14
2.5.5 天然锰矿石 14
复习思考题 14
3 高炉解剖研究 15
3.1 高炉解剖研究的意义 15
3.2 国内外高炉解剖研究的研究现状 15
复习思考题 17
4 炉料的蒸发、挥发与分解 18
4.1 水分的蒸发与水化物的分解 18
4.1.1 吸附水的蒸发 18
4.1.2 结晶水的分解 18
4.2 挥发物的挥发 18
4.2.1 燃料挥发分的挥发 18
4.2.2 其他物质的挥发 19
4.2.3 碱金属的挥发与危害 19
4.3 碳酸盐的分解 21
4.3.1 石灰石的分解 21
4.3.2 石灰石分解对高炉冶炼的影响 21
4.3.3 消除石灰石不良影响的措施 22
复习思考题 22
5 还原过程与生铁的生成 23
5.1 还原反应的基本理论 23
5.2 铁氧化物的还原 24
5.2.1 用CO还原铁氧化物 25
5.2.2 用固定碳还原铁的氧化物 27
5.2.3 用氢还原铁的氧化物 29
5.2.4 复杂化合物中的铁氧化物的还原 30
5.3 铁氧化物的直接还原和间接还原对焦比的影响 31
5.3.1 直接还原度的概念 31
5.3.2 直接还原与间接还原对焦比的影响 31
5.3.3 降低焦比的基本途径 34
5.4 非铁元素的还原 34
5.4.1 锰的还原 34
5.4.2 硅的还原 35
5.4.3 磷的还原 36
5.4.4 铅、锌、砷的还原 37
5.5 生铁的形成与渗碳过程 37
复习思考题 39
6 炉渣与脱硫 40
6.1 高炉炉渣的来源 40
6.2 高炉炉渣的成分与作用 40
6.2.1 高炉炉渣的成分 40
6.2.2 高炉炉渣的作用 41
6.3 高炉炉渣的性质及其影响因素 41
6.3.1 高炉炉渣的熔化性 42
6.3.2 高炉炉渣的黏度 44
6.3.3 高炉炉渣的稳定性 47
6.4 高炉内的成渣过程 47
6.4.1 初成渣的生成 47
6.4.2 中间渣的变化 48
6.4.3 终渣的形成 48
6.5 高炉内的脱硫 49
6.5.1 硫在高炉中的变化及决定生铁含硫量的因素 49
6.5.2 炉渣的脱硫能力 51
6.5.3 实际生产中有关脱硫问题的处理 52
6.6 生铁的炉外脱硫 53
6.6.1 炉外脱硫的目的和必要性 53
6.6.2 炉外脱硫剂和脱硫方法 53
6.7 炉渣成分的选择 54
复习思考题 55
7 炉缸燃烧与煤气在上升过程中的变化 56
7.1 焦炭和其他燃料的燃烧 56
7.1.1 燃烧反应 56
7.1.2 炉缸煤气成分和数量计算 57
7.1.3 炉缸煤气成分沿半径方向的变化 58
7.2 理论燃烧温度与炉缸内的温度分布 60
7.2.1 理论燃烧温度 60
7.2.2 炉缸煤气温度的分布 61
7.3 燃烧带的大小及影响因素 62
7.3.1 燃烧带的大小对高炉冶炼的影响 62
7.3.2 影响燃烧带大小的因素 63
7.3.3 煤气的初始分布对高炉冶炼的影响 65
7.4 煤气在上升过程中的变化 67
7.4.1 煤气在上升过程中体积和成分的变化 67
7.4.2 煤气在上升过程中压力的变化 69
7.5 高炉内的热交换 69
7.5.1 热交换基本规律 69
7.5.2 水当量概念 70
7.5.3 高炉上部热交换及其对炉顶温度的影响 70
7.5.4 高炉下部热交换及其对炉缸温度的影响 71
复习思考题 72
8 炉料和煤气运动及其分布 73
8.1 炉料运动 73
8.1.1 炉料下降条件及力学分析 73
8.1.2 影响W有效和△p的因素 74
8.1.3 炉料运动与冶炼周期 78
8.2 煤气运动及分布 81
8.2.1 通过软熔带时的煤气流动 81
8.2.2 煤气运动失常 82
8.2.3 高炉内煤气流分布 83
8.2.4 高炉的上部调剂 87
8.3 上下部调剂的综合运用 93
复习思考题 93
9 高炉强化冶炼与技术发展 95
9.1 高炉强化的基本内容 95
9.1.1 提高高炉生产率的途径 95
9.1.2 提高高炉冶炼强度 96
9.2 精料 97
9.2.1 高炉精料技术的内涵 98
9.2.2 焦炭质量对高炉炼铁的影响 98
9.3 高压操作 98
9.3.1 高压操作的条件和设备系统 99
9.3.2 高压操作的效果 99
9.3.3 高压高炉的操作特点 100
9.4 高风温 101
9.4.1 提高风温对高炉冶炼的作用 102
9.4.2 高风温与降低焦比的关系 102
9.4.3 高风温对高炉冶炼的影响 103
9.4.4 高风温与喷吹燃料的关系 103
9.4.5 高风温与炉况顺行的关系 103
9.4.6 高炉接受高风温的条件 103
9.5 喷吹燃料 104
9.5.1 喷吹燃料对高炉冶炼的影响 104
9.5.2 喷吹量与置换比 106
9.5.3 喷吹高炉的操作特点 107
9.6 富氧与综合鼓风 107
9.6.1 富氧鼓风 107
9.6.2 综合鼓风 109
9.7 加湿与脱湿鼓风 109
9.8 低硅生铁的冶炼 110
9.8.1 硅在高炉内的还原机理 110
9.8.2 降低铁水硅含量的原理 110
9.8.3 冶炼低硅生铁的措施 111
9.9 高寿命炉衬 112
9.10 高炉节能 112
9.10.1 炼铁工序的能源结构 112
9.10.2 高炉节能的主要方向 113
9.11 冶炼新技术 113
9.11.1 高炉大型化 114
9.11.2 炉料分布控制技术 114
9.11.3 脱湿鼓风 114
9.11.4 二次能源的回收和利用 115
复习思考题 116
10 炼铁工艺计算 117
10.1 配料计算 117
10.1.1 计算的原始条件 117
10.1.2 配料计算方法 120
10.2 物料平衡计算 125
10.2.1 原始数据 125
10.2.2 物料平衡计算方法 125
10.3 高炉热平衡计算 129
10.3.1 计算热量收入（Q收） 129
10.3.2 计算热量支出（Q支） 129
10.3.3 编制热平衡表 131
10.3.4 高炉热量利用率的计算 132
10.4 现场操作计算 132
10.4.1 现场配料计算 133
10.4.2 变料计算 135
10.4.3 高炉操作综合计算实例 140
复习思考题 142
第二篇 高炉炼铁设备 143
11 高炉炼铁车间设计 143
11.1 高炉座数及容积的确定 143
11.1.1 生铁产量的确定 143
11.1.2 高炉炼铁车间总容积的确定 143
11.1.3 高炉座数的确定 144
11.2 高炉炼铁车间平面布置 144
11.2.1 高炉炼铁车间平面布置应遵循的原则 144
11.2.2 高炉炼铁车间平面布置形式 144
复习思考题 147
12 高炉本体 148
12.1 高炉炉型 148
12.1.1 炉型的发展过程 148
12.1.2 五段式高炉炉型 148
12.1.3 炉型计算例题 152
12.2 高炉炉衬 154
12.2.1 炉衬的作用 154
12.2.2 高炉各部位炉衬的工作条件及破损机理 154
12.2.3 高炉用耐火材料 156
12.2.4 高炉炉衬的设计与砌筑 159
12.3 高炉冷却 165
12.3.1 冷却设备的作用 165
12.3.2 冷却介质 166
12.3.3 高炉冷却设备 166
12.3.4 冷却设备的工作制度 174
12.3.5 高炉给排水系统 175
12.3.6 高炉冷却系统 175
12.4 高炉钢结构 177
12.4.1 高炉本体钢结构 177
12.4.2 炉壳 178
12.5 高炉基础 179
12.5.1 高炉基础的负荷 180
12.5.2 对高炉基础的要求 180
复习思考题 181
13 原燃料供应系统 182
13.1 供料设施的类型及流程 182
13.1.1 供料设施的类型 182
13.1.2 供料设施流程 182
13.2 槽上运输 183
13.3 贮矿槽、贮焦槽及槽下运输称量 183
13.3.1 贮矿槽与贮焦槽 183
13.3.2 槽下运输称量 184
13.4 料车坑 185
13.5 上料设备 186
13.5.1 料车式上料机 186
13.5.2 皮带机上料系统 187
复习思考题 188
14 炉顶装料设备 189
14.1 钟式炉顶装料设备 189
14.1.1 布料器 189
14.1.2 装料器 191
14.2 无钟炉顶装料设备 192
14.2.1 并罐式无钟炉顶装料设备 192
14.2.2 串罐式无钟炉顶装料设备 194
14.2.3 无钟炉顶的布料方式 195
14.2.4 无料钟操作事故的诊断及处理 195
14.3 均压装置 197
14.4 探料装置 197
14.4.1 探料尺 197
14.4.2 微波料面计 198
14.4.3 激光料面计 198
14.4.4 用放射性同位素测量高炉料线位置 198
14.4.5 高炉料面红外线摄像技术 198
复习思考题 199
15 送风系统 200
15.1 高炉鼓风机 200
15.1.1 高炉冶炼对鼓风机的要求 200
15.1.2 高炉鼓风机工作原理及特性 201
15.2 内燃式热风炉 203
15.2.1 传统型内燃式热风炉 203
15.2.2 改进型内燃式热风炉 210
15.3 外燃式热风炉 211
15.4 顶燃式热风炉 212
15.5 球式热风炉 213
15.6 提高风温的途径 213
复习思考题 213
16 高炉喷吹煤粉系统 215
16.1 煤粉制备系统 215
16.1.1 煤粉制备工艺 215
16.1.2 制粉主要设备 217
16.2 煤粉喷吹系统 221
16.2.1 喷吹工艺 221
16.2.2 喷吹主要设备 223
16.3 喷煤技术的发展 225
16.4 烟煤喷吹的安全措施 226
16.4.1 煤粉爆炸的条件 226
16.4.2 高炉喷吹烟煤的安全措施 227
复习思考题 228
17 高炉煤气处理系统 229
17.1 煤气除尘设备及原理 230
17.1.1 粗除尘设备 230
17.1.2 半精细除尘设备 231
17.1.3 精细除尘设备 232
17.2 脱水器 234
17.2.1 重力式脱水器 234
17.2.2 挡板式脱水器 234
17.2.3 填料式脱水器 235
17.3 煤气除尘系统附属设备 235
17.3.1 高炉煤气管道 235
17.3.2 煤气遮断阀 236
17.3.3 煤气放散阀 236
17.3.4 煤气切断阀 236
17.3.5 调压阀组 236
复习思考题 237
18 渣铁处理系统 238
18.1 风口平台及出铁场 238
18.1.1 风口平台及出铁场 238
18.1.2 铁口、渣铁沟和撇渣器 238
18.1.3 摆动溜嘴 240
18.2 炉前主要设备 240
18.2.1 开铁口机 240
18.2.2 堵铁口泥炮 242
18.2.3 堵渣口机 243
18.2.4 炉前吊车 244
18.2.5 换风口机 244
18.3 铁水处理设备 246
18.3.1 铁水罐车 246
18.3.2 铸铁机 247
18.4 炉渣处理设备 248
18.4.1 水淬渣生产 248
18.4.2 千渣生产 251
18.4.3 渣棉生产 252
18.4.4 膨渣生产 252
18.4.5 冲渣注意事项 253
复习思考题 253
参考文献 254