1 烧结球团概论 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 3
1.2.1 烧结法 3
1.2.2 球团法 6
1.2.3 压团法 7
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 11
1.4 冶炼和环保对造块生产的要求 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 18
1.5 造块生产主要技术经济指标 19
1.5.1 设备利用系数 19
1.5.2 设备作业率 20
1.5.3 产品质量合格率 20
1.5.4 物料消耗指标 20
1.5.5 工序能耗与生产成本 20
1.5.6 劳动生产率 20
2 烧结球团原料 21
2.1 含铁原料 21
2.1.1 天然铁矿石 21
2.1.2 二次含铁原料 27
2.2 锰矿石 28
2.3 熔剂和添加剂 29
2.3.1 熔剂 29
2.3.2 添加剂 29
2.3.3 黏结剂 30
2.4 燃料 30
2.4.1 固体燃料 30
2.4.2 气体燃料 31
2.4.3 液体燃料 32
2.5 造块生产对原料的要求 32
2.5.1 烧结生产对原料的要求 32
2.5.2 球团生产对原料的要求 33
3 烧结过程基本理论 35
3.1 烧结过程概述 35
3.2 烧结过程物理化学反应 37
3.2.1 水分的蒸发与冷凝 37
3.2.2 烧结过程的气—固反应 41
3.2.3 烧结过程的固—固反应 57
3.2.4 烧结过程液相的形成与冷凝 59
3.3 烧结料层气体运动规律 63
3.3.1 散料的基本参数 63
3.3.2 烧结料层气流运动的阻力 67
3.3.3 烧结料层透气性及其应用 71
3.4 烧结料层燃料燃烧与传热规律 81
3.4.1 烧结过程中的固体燃料燃烧 81
3.4.2 烧结料层中的热交换 85
3.4.3 热波移动速率及其影响因素 88
3.4.4 燃烧带移动速率及其影响 89
3.4.5 烧结料层蓄热及其利用途径 92
3.5 烧结成矿过程与矿相结构 98
3.5.1 铁矿粉烧结成矿过程 98
3.5.2 烧结成矿过程的相图分析 100
3.5.3 烧结成矿的铁酸钙理论 114
3.5.4 烧结矿主要矿物及其性质 119
3.5.5 烧结矿的结构及其性质 124
3.5.6 矿物组成、结构与其性能的关系 127
3.5.7 影响组成、结构和冶金性能的因素 128
4 球团过程基本理论 134
4.1 水分在成球中的作用 134
4.1.1 吸附水的特性及其作用 134
4.1.2 薄膜水的特性及其作用 135
4.1.3 毛细水的特性及其作用 136
4.1.4 重力水的特性及其作用 137
4.2 矿粉成球机理 137
4.2.1 颗粒黏结机理 137
4.2.2 黏结剂与铁矿表面的作用 140
4.3 矿粉成球性能与成球过程 142
4.3.1 矿粉成球性能 142
4.3.2 矿粉的成球过程 146
4.4 影响矿粉成球的因素 149
4.4.1 影响矿粉成球速率的因素 149
4.4.2 影响生球强度的因素 151
4.5 生球的干燥 156
4.5.1 生球的干燥机理 157
4.5.2 干燥过程中生球的行为 160
4.5.3 影响生球干燥的因素 161
4.6 球团的高温固结 165
4.6.1 颗粒间连结机理 165
4.6.2 铁矿球团的固结机理 168
4.6.3 影响球团矿固结的因素 173
4.7 球团矿的矿物组成 178
5 烧结生产工艺与设备 180
5.1 烧结生产工艺流程 180
5.2 烧结原料的准备 182
5.2.1 原料的接受 182
5.2.2 原料的储存 187
5.2.3 熔剂准备 194
5.2.4 固体燃料的准备 201
5.3 配料 206
5.3.1 配料方法 206
5.3.2 配料计算方法 207
5.3.3 配料仓 210
5.3.4 配料设备 212
5.3.5 配料室的配置 215
5.4 混合与制粒 215
5.4.1 混合与制粒工艺 216
5.4.2 影响混合制粒的因素 216
5.4.3 混匀效率及混合设备 217
5.4.4 混合室的配置 220
5.5 布料、点火与烧结 222
5.5.1 布料 222
5.5.2 点火 224
5.5.3 烧结 227
5.6 烧结矿处理 238
5.6.1 烧结矿破碎 239
5.6.2 烧结矿的冷却 241
5.6.3 烧结矿的整粒 244
5.6.4 成品烧结矿的表面处理 249
5.7 烧结生产实例 249
5.7.1 实例一：太钢660m2烧结机的生产 249
5.7.2 实例二：宝钢495m2系列烧结机的生产 264
6 球团生产工艺与设备 273
6.1 球团生产工艺概述 273
6.2 球团原料的准备 274
6.2.1 含铁原料的准备 274
6.2.2 膨润土的准备 282
6.3 生球的制备 284
6.3.1 配料 284
6.3.2 混合 285
6.3.3 造球 287
6.4 球团的焙烧与冷却 299
6.4.1 竖炉法 299
6.4.2 链算机—回转窑法 309
6.4.3 带式焙烧机法 319
6.4.4 三种球团焙烧方法的比较 326
6.5 球团生产实例 326
6.5.1 实例一：武钢鄂州链箅机—回转窑球团 326
6.5.2 实例二：首钢京唐钢带式焙烧机球团 331
7 特殊铁矿的烧结球团生产 335
7.1 高钛型钒钛磁铁精矿的烧结生产 335
7.1.1 攀西地区钒钛磁铁精矿的特点 335
7.1.2 钒钛磁铁精矿烧结生产的特点 336
7.1.3 钒钛磁铁精矿烧结工艺特点 337
7.1.4 钒钛磁铁精矿烧结成矿过程 340
7.1.5 烧结矿化学成分与矿物组成 343
7.1.6 烧结矿的强度与冶金性能 347
7.1.7 攀钢近年来烧结生产实践 353
7.2 钒钛磁铁矿的球团生产 355
7.2.1 钒钛铁矿球团原料特征 355
7.2.2 钒钛铁矿球团工艺流程和主要设备 356
7.2.3 精矿中TiO2对球团生产的影响 358
7.2.4 钒钛铁球团矿焙烧特点 358
7.2.5 成品球质量及其高炉冶炼行为 360
7.2.6 回转窑结圈机理及预防 368
7.3 白云鄂博铁矿的烧结生产 382
7.3.1 白云鄂博铁精矿的特点 382
7.3.2 烧结生产工艺设备 384
7.3.3 自熔性烧结矿的研究与生产 387
7.3.4 高碱度烧结矿的研究及生产 390
7.3.5 高氧化镁烧结矿的研究与生产 393
7.3.6 低氟烧结矿的研究与生产 396
7.3.7 烧结配加再磨再选精矿的研究与生产 399
7.3.8 配加白云鄂博西矿的研究 404
7.3.9 白云鄂博铁矿烧结生产主要指标 406
7.4 白云鄂博铁矿的球团生产 408
7.4.1 包钢球团矿生产工艺 408
7.4.2 精矿特性对球团生产的影响 412
7.4.3 白云鄂博铁精矿成球特性及生球性能 413
7.4.4 白云鄂博铁精矿球团的焙烧 414
7.4.5 白云鄂博铁精矿球团的还原膨胀性能 417
7.4.6 铁精矿球团焙烧过程氟、硫的脱除 421
7.4.7 碱性含镁球团技术的开发 424
7.4.8 包钢球团工艺的改造及新技术应用 427
8 直接还原与金属化球团的生产 429
8.1 概述 429
8.2 球团矿还原理论基础 430
8.2.1 球团矿还原机理 430
8.2.2 球团还原膨胀及其结构变化 432
8.2.3 影响球团矿直接还原因素 433
8.3 球团矿直接还原工艺与设备 436
8.3.1 固定床还原法 436
8.3.2 竖炉法 436
8.3.3 回转窑法 438
8.3.4 转底炉法 439
9 烧结球团专家系统与自动控制 441
9.1 烧结过程专家系统与自动控制 441
9.1.1 烧结过程控制方案 441
9.1.2 烧结矿化学成分的控制 442
9.1.3 烧结过程状态的控制 450
9.1.4 烧结过程异常状况诊断和能耗控制 460
9.2 球团生产过程的自动控制 465
9.2.1 链箅机—回转窑过程模拟模型 466
9.2.2 链箅机—回转窑过程平衡模型 469
9.2.3 链箅机—回转窑控制专家系统 470
9.2.4 链算机漏风状况的判断方法 473
10 烧结球团生产过程的计算 475
10.1 烧结生产过程计算 475
10.1.1 烧结配料计算 475
10.1.2 烧结过程物料平衡计算 480
10.1.3 烧结过程热平衡计算 488
10.2 球团生产过程计算 492
10.2.1 球团配料计算 492
10.2.2 竖炉球团生产物料平衡和热平衡计算 494
10.2.3 带式焙烧机球团生产物料平衡和热平衡计算 497
10.2.4 链箅机—回转窑球团物料热平衡计算 501
11 烧结球团设备的操作与维护 507
11.1 原燃料准备设备与操作 507
11.1.1 翻车机 507
11.1.2 斗轮堆取料机 515
11.1.3 桥式抓斗起重机 518
11.1.4 原燃料破碎设备 523
11.1.5 原料筛分设备 531
11.1.6 运输设备 533
11.2 烧结生产设备与操作 539
11.2.1 圆盘给料机 539
11.2.2 圆筒混合机 542
11.2.3 辊式布料器 545
11.2.4 烧结机 551
11.2.5 抽风机 555
11.2.6 破碎设备 563
11.2.7 冷却设备 567
11.2.8 整粒筛分设备 572
11.3 球团生产设备与操作 579
11.3.1 原料准备与球团制备设备 579
11.3.2 竖炉的操作 584
11.3.3 链箅机—回转窑的操作 599
11.3.4 带式焙烧机的操作 605
11.4 自动控制设备与应用 610
11.4.1 自动控制技术及其在烧结生产中的应用 610
11.4.2 烧结生产自动控制系统的典型配置 613
11.4.3 烧结生产过程自动控制功能及应用 618
11.4.4 操作规则与使用维护要求 626
11.4.5 常见故障分析及处理 627
11.5 计量检测设备与操作 628
11.5.1 烧结生产用计量检测设备分类 628
11.5.2 电子秤称量设备 629
11.5.3 调节阀系统 633
11.5.4 水分检测仪表 635
11.5.5 温度检测仪表 637
11.5.6 压力、流量检测设备 638
11.5.7 振动检测设备 639
11.5.8 粉尘检测设备 640
11.6 环境保护设备与操作 640
11.6.1 烧结生产环境治理 640
11.6.2 除尘设备 644
11.6.3 NID半干法烟气脱硫设备 653
11.6.4 溴化锂吸收式制冷设备 660
11.6.5 余热利用设备 668
12 烧结球团生产节能技术 679
12.1 降低烧结生产能耗的技术 679
12.1.1 降低烧结固体燃耗的技术 680
12.1.2 降低烧结电耗的技术 684
12.1.3 降低烧结点火能耗的技术 686
12.2 烧结厂余热利用技术 693
12.2.1 烟气余热源概述 693
12.2.2 烧结余热利用的方式 693
12.2.3 影响烧结余热利用的因素 695
12.2.4 国外烧结余热利用实例 698
12.2.5 我国烧结余热利用生产实例 707
12.2.6 烧结余热发电的经济性分析 709
12.3 球团厂余热利用技术 711
12.3.1 热废气在系统内部的循环利用 711
12.3.2 热废气用于铁精矿的干燥脱水 712
13 烧结球团厂环境保护技术 713
13.1 废气除尘及主体设备 713
13.1.1 粉尘的来源 713
13.1.2 主要除尘设备 714
13.1.3 烟气除尘 715
13.1.4 环境除尘 717
13.1.5 含铁渣尘的利用 717
13.2 烟气净化技术 718
13.2.1 概述 718
13.2.2 常用烟气净化技术及其特点 719
13.2.3 烟气净化技术实例 727
14 烧结矿与球团矿质量标准与测试 752
14.1 烧结矿质量标准及测试 752
14.1.1 化学成分检测 752
14.1.2 物理性能指标与测试 753
14.1.3 冶金性能指标与测试 755
14.2 球团矿质量标准与检测方法 761
14.2.1 生球的质量要求与检测方法 761
14.2.2 球团矿的理化性能与检测方法 762
14.2.3 球团矿的冶金性能测定方法 765
15 铁矿造块其他方法与技术进步 768
15.1 加压造块法 768
15.1.1 加压造块原理 768
15.1.2 加压造块工艺 772
15.1.3 加压造块设备 773
15.1.4 加压造块的影响因素 776
15.2 复合造块法 779
15.2.1 复合造块法产生的背景 779
15.2.2 复合造块法的技术原理 780
15.2.3 复合造块法的工艺特征 781
15.2.4 复合造块法的作用与功能 782
15.2.5 复合造块法的工业实践 785
15.3 小球团烧结法 785
15.3.1 小球团烧结法的原理 785
15.3.2 小球团法的工艺流程与特点 786
15.3.3 小球团烧结生产实例 787
15.3.4 小球团烧结矿高炉冶炼效果 788
15.4 废气循环烧结法 789
15.4.1 烧结废气的来源 789
15.4.2 烧结废气循环利用的理论基础 790
15.4.3 烧结废气循环利用典型工艺 793
15.5 还原烧结法 798
15.5.1 还原烧结概述 798
15.5.2 还原烧结法脱除钾钠 800
15.6 低温烧结法 801
15.6.1 低温烧结法的背景与特征 801
15.6.2 低温烧结法的模式与要求 802
15.6.3 低温烧结的技术措施 805
15.6.4 低温烧结法的应用 805
15.7 双层烧结法 806
15.7.1 双层烧结的技术原理 806
15.7.2 双层烧结的工业应用 807
15.8 富氧烧结法 809
15.8.1 富氧烧结原理 809
15.8.2 富氧烧结的工业试验与应用 810
15.9 热风烧结法 811
15.9.1 热风烧结原理 811
15.9.2 热风烧结的技术参数 812
15.9.3 热风烧结工艺与应用 815
15.10 双球烧结法 817
15.10.1 双球烧结工艺技术 817
15.10.2 双球烧结矿的结构 818
15.10.3 双球烧结的效果 819
15.11 烧结制粒技术 821
15.11.1 配用生石灰 821
15.11.2 细粒矿粉预制粒 822
15.11.3 焦粉分加 824
15.12 烧结布料技术 824
15.12.1 影响烧结布料的因素 824
15.12.2 布料技术的开发与应用 826
15.13 褐铁矿自致密化烧结技术 829
15.13.1 褐铁矿烧结特性 829
15.13.2 褐铁矿的自致密化烧结技术 831
15.14 含碳球团的生产技术 832
15.14.1 含碳球团的分类及其意义 832
15.14.2 热压含碳球团的制备及其性能 833
15.14.3 内配碳预还原球团的制备方法 837
15.15 硫酸渣生产球团技术 838
15.15.1 硫酸渣生产氧化球团的难点 838
15.15.2 硫酸渣球团生产的技术特点 839
15.15.3 硫酸渣球团生产情况 839
15.15.4 与普通铁矿球团的比较 841
15.16 熔剂性与含镁球团矿的生产 842
15.16.1 熔剂性球团矿的发展背景 842
15.16.2 碱性熔剂对球团强度的影响 843
15.16.3 碱度与含镁熔剂对冶金性能的影响 846
15.16.4 熔剂性球团矿的制备技术 849
15.16.5 熔剂性球团在我国的生产实践 851
15.17 新型球团黏结剂技术 851
15.17.1 无机黏结剂 852
15.17.2 有机黏结剂 852
15.17.3 复合黏结剂 855
15.18 我国烧结球团技术的进步 856
15.18.1 我国烧结工艺的进步 856
15.18.2 我国烧结设备的进步 858
15.18.3 我国球团工艺与设备的发展 859
附录 861
参考文献 876