1 钢铁工业还要发展 1
1.1 随着人类社会发展钢铁还要增产 1
1.2 增产生铁的现实工艺路线 2
1.2.1 建新高炉 2
1.2.2 铁矿石直接还原 2
1.2.3 铁矿石熔融还原 2
1.3 高炉炼铁工艺的高效化 3
1.4 高炉结构重组是当务之急 4
参考文献 4
2 高炉高效冶炼的气体力学基础及其分析 5
2.1 颗粒填充床内气体运动的基本规律 6
2.1.1 颗粒填充床的特征 6
2.1.2 颗粒填充床特征影响因素的分析 7
2.1.3 颗粒填充床中气体运动的定量描述 8
2.2 高炉固相区和软熔带内的气体力学 11
2.2.1 固相区内的气体力学 11
2.2.2 软熔带内的气体力学 24
2.3 高炉下部气液两相流气体力学特性的实验研究 33
2.3.1 灌液填料层内的气液两相流动现象 33
2.3.2 高炉下部的气液两相流动现象的特点 34
2.3.3 高炉下部液体滞留量的实验测定及关系式建立 35
2.4 高炉大量喷煤条件下初渣性能的实验研究 42
2.4.1 高炉造渣过程 42
2.4.2 初渣研究的意义 43
2.4.3 初渣性能的实验研究及结果 44
2.4.4 武钢高炉增加球团矿配比的工业试验 58
2.5 基于高炉下部气体力学的产量模型研究 59
2.5.1 基于高炉气体力学的二维产量模型 59
2.5.2 基于高炉气体力学的多项式产量模型 61
参考文献 64
3 高炉高效冶炼的冶金物理化学基础及其应用与分析 69
3.1 高炉内铁矿石还原的热力学基本规律 69
3.1.1 铁矿石内铁氧化物还原的热力学规律 71
3.1.2 铁矿石中少量元素氧化物还原规律 76
3.1.3 高炉炉缸内的耦合反应 82
3.1.4 高炉内铁矿石还原能达到的煤气利用率ηCo和ηH2 84
3.2 高炉内铁矿石还原的动力学基本规律 86
3.2.1 还原速率的数学模型 87
3.2.2 影响还原速率的因素 89
3.3 基于高炉冶炼过程热力学和动力学规律 91
3.3.1 高炉主要操作指标间的关系 91
3.3.2 高炉炼铁吨铁的碳消耗 93
3.4 富氢还原性气体还原铁矿石实验研究 102
3.4.1 富氢还原实验装置和实验方法 103
3.4.2 富氢还原实验方案 105
3.4.3 富氢还原实验结果 106
3.4.4 富氢还原实验结果分析 112
3.4.5 小结 117
3.4.6 生产高炉炉内H2的行为 118
3.5 高炉高效低碳冶炼的热消耗—热平衡分析 120
3.5.1 W厂高炉生产的热平衡 121
3.5.2 以热平衡热消耗分析冶炼碳消耗达到高效低碳生产 130
3.6 高炉高效低碳冶炼时理论燃烧温度的控制 133
3.6.1 理论燃烧温度计算 134
3.6.2 理论燃烧温度的控制 137
参考文献 138
4 高炉高效冶炼的原燃料质量保障 139
4.1 高效冶炼要求高炉精料 139
4.1.1 精料之“高” 140
4.1.2 精料之“熟” 144
4.1.3 精料之“稳” 145
4.1.4 精料之“匀” 146
4.1.5 精料之“小” 146
4.1.6 精料之“净” 146
4.1.7 精料之“少” 147
4.1.8 精料之“好” 148
4.2 高炉合理炉料结构 149
4.3 高炉精料与降低生铁成本 151
4.4 锌对高炉的危害与防治 155
4.4.1 锌在钢铁厂内的循环 155
4.4.2 锌在高炉内的循环 156
4.4.3 锌对高炉的危害 156
4.4.4 控制锌在高炉内循环富集的措施 157
4.4.5 高锌负荷危害实例分析 157
4.5 入炉原燃料质量变差时的应对措施 159
参考文献 161
5 高炉高效化操作 162
5.1 高效操作的高炉设计特点 162
5.1.1 高炉本体的高效化设计 162
5.1.2 采用长期稳定提供高风温的热风炉系统 164
5.1.3 选择无钟炉顶系统 164
5.1.4 煤气净化处理采用旋风除尘系统与布袋干法除尘系统 164
5.1.5 制粉喷吹系统 164
5.2 送风制度的调整（下部调整） 164
5.2.1 高炉风口参数的确定 165
5.2.2 鼓风参数的选择 167
5.2.3 喷吹煤粉 179
5.3 高炉装料制度 182
5.3.1 批重 182
5.3.2 料线 183
5.3.3 无钟炉顶的布料功能 184
5.3.4 无钟炉顶的布料规律 184
5.4 高炉热制度 191
5.4.1 热制度的选择 191
5.4.2 影响热制度的主要因素 191
5.5 造渣制度 193
5.5.1 高炉炉渣的主要来源 193
5.5.2 炉渣的主要作用 194
5.5.3 选择造渣制度原则 194
5.5.4 炉渣熔化性对高炉冶炼的影响 194
5.5.5 炉渣黏度对高炉冶炼的影响 195
5.5.6 炉渣的稳定性 195
5.5.7 渣系组分对炉渣性能的影响 196
5.5.8 炉渣的脱硫能力 198
5.5.9 合理渣系实例 198
5.6 维持合理的高炉操作炉型 199
5.6.1 入炉原燃料条件的影响 200
5.6.2 高炉冷却状况的影响 200
5.6.3 高炉操作参数变化的影响 200
5.6.4 渣铁排放的影响 201
5.6.5 高炉死焦柱行为的影响 201
5.6.6 高炉强化程度的影响 201
5.7 炉前操作与管理 203
5.7.1 炉前操作的任务 203
5.7.2 炉前主要设备 204
5.7.3 炉前操作平台 206
5.7.4 炉前操作参数 206
5.7.5 炉前出铁操作 207
5.7.6 铁口维护 208
5.7.7 铁口异常状况的处理 210
5.7.8 高炉渣的处理 213
参考文献 215
6 高炉长寿技术 217
6.1 长寿是高炉高效冶炼的物质基础之一 217
6.2 决定高炉寿命的因素 217
6.2.1 合理的高炉设计 217
6.2.2 优质的高炉结构和耐火材料 218
6.2.3 高炉备件的质量 218
6.2.4 高炉的原燃料管理 219
6.2.5 高炉的操作管理 219
6.3 高炉长寿技术是综合性技术 220
参考文献 220
7 展望 221
7.1 21世纪仍将是铁器时代 221
7.2 可持续发展是钢铁工业的大方向 221