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第1章 概述1

1.1 高炉炼铁工业的发展过程1

1.1.1 炼铁技术发展简史1

1.1.2 我国炼铁工业的发展3

1.2 高炉炼铁生产工艺流程4

1.3 高炉炼铁产品5

1.3.1 生铁5

1.3.2 炉渣5

1.3.3 煤气7

1.3.4 炉尘7

1.4 高炉炼铁生产主要技术经济指标7

参考文献9

第2章 高炉炼铁原料和燃料10

2.1 铁矿石10

2.1.1 铁矿石的分类及主要特性10

2.1.2 铁矿石的要求13

2.2 熔剂15

2.2.1 熔剂在高炉炼铁中的作用15

2.2.2 熔剂的质量要求16

2.2.3 石灰生产工艺17

2.3 其他含铁代用品18

2.3.1 高炉炼铁用锰矿18

2.3.2 铬铁矿20

2.3.3 其他含铁原料20

2.4 燃料21

2.4.1 燃料及其种类21

2.4.2 煤的焦化23

参考文献28

第3章 铁矿粉造块29

3.1 铁矿粉烧结理论29

3.1.1 烧结过程料层的变化29

3.1.2 燃料的燃烧和热交换30

3.1.3 水分的蒸发和冷凝32

3.1.4 烧结过程中的化学反应34

3.1.5 固相间的反应与液相生成35

3.1.6 冷却、凝固和烧结矿的形成36

3.2 烧结生产工艺及设备36

3.2.1 烧结原料的准备36

3.2.2 配料与混合37

3.2.3 烧结生产40

3.2.4 产品处理43

3.2.5 烧结厂的余热利用45

3.3 球团矿生产过程的基本理论45

3.3.1 成球理论45

3.3.2 球团粘接剂——膨润土46

3.3.3 生球焙烧机理47

3.4 球团矿生产工艺48

3.4.1 球团矿生产迅速发展的原因48

3.4.2 球团矿生产方法及工艺流程48

3.4.3 竖炉球团矿生产工艺49

3.4.4 带式焙烧机52

3.4.5 链篦机-回转窑系统53

3.5 成品矿质量检验53

3.5.1 烧结矿质量检验53

3.5.2 生球和球团矿质量检验59

参考文献62

第4章 高炉冶炼原理63

4.1 炉料在炉内的物理化学变化63

4.1.1 高炉炉内的状况63

4.1.2 水分的蒸发与分解反应64

4.1.3 挥发物的挥发64

4.1.4 碳酸盐的分解64

4.1.5 气化反应65

4.1.6 析碳反应65

4.2 高炉内的还原过程65

4.2.1 还原反应的概念65

4.2.2 高炉内铁氧化物的还原66

4.2.3 高炉内非铁元素的还原71

4.2.4 生铁的生成与渗碳过程74

4.3 高炉造渣和脱硫74

4.3.1 高炉炉渣的来源与成分74

4.3.2 炉渣碱度75

4.3.3 成渣过程75

4.3.4 生铁去硫76

4.4 高炉内燃料燃烧过程78

4.4.1 燃料燃烧78

4.4.2 回旋区及燃烧带79

4.5 高炉内炉料和煤气的运动80

4.5.1 炉料运动80

4.5.2 煤气运动84

参考文献87

第5章 高炉炉体结构及维护89

5.1 高炉炉型89

5.1.1 高炉炉型发展89

5.1.2 高炉炉型表示方法89

5.1.3 高炉炉型尺寸与高炉冶炼的关系90

5.1.4 高炉料线及容积92

5.1.5 高炉炉体结构92

5.2 高炉炉衬结构92

5.2.1 高炉炉衬破损原因93

5.2.2 高炉对耐火材料的要求93

5.2.3 高炉常用耐火材料94

5.2.4 高炉炉衬结构及耐火材料使用95

5.3 高炉炉体冷却设备结构98

5.3.1 高炉冷却目的98

5.3.2 冷却介质选择及处理98

5.3.3 高炉各部位冷却设备101

5.3.4 高炉冷却水系统103

5.4 炉体维护104

5.4.1 炉体维护的重要性104

5.4.2 高炉维护措施104

5.4.3 高炉炉役后期的操作维护108

参考文献108

第6章 高炉冶炼基本操作制度110

6.1 送风制度110

6.1.1 选择适宜的鼓风动能110

6.1.2 选择合理的理论燃烧温度111

6.1.3 送风制度的调节112

6.2 热制度114

6.2.1 热制度的选择114

6.2.2 影响热制度的主要因素115

6.3 造渣制度117

6.3.1 成渣过程对高炉冶炼的影响117

6.3.2 高炉冶炼对炉渣性能的要求118

6.4 装料制度120

6.4.1 装入顺序和装入方法120

6.4.2 影响炉料分布的因素121

6.4.3 装料制度的调节126

参考文献127

第7章 高炉原料系统128

7.1 原料供应128

7.1.1 原料的贮存与混匀128

7.1.2 贮矿槽129

7.1.3 槽下供料131

7.1.4 料车坑132

7.2 上料系统133

7.2.1 斜桥料车式上料机134

7.2.2 皮带机上料系统135

7.3 装料设备137

7.3.1 钟式炉顶装料设备137

7.3.2 钟阀式炉顶140

7.3.3 无料钟炉项142

7.3.4 均压控制装置146

7.3.5 探料装置146

参考文献148

第8章 高炉热风炉操作技术149

8.1 热风炉的结构及其主要设备149

8.1.1 内燃式热风炉149

8.1.2 改进型热风炉157

8.1.3 外燃式热风炉159

8.1.4 顶燃式热风炉160

8.1.5 球式热风炉161

8.2 热风炉用耐火材料162

8.2.1 热风炉砌体破损机理162

8.2.2 热风炉用耐火材料的主要特性163

8.3 热风炉的燃料及燃烧计算163

8.3.1 热风炉燃料163

8.3.2 燃烧计算164

8.4 热风炉的操作167

8.4.1 热风炉的燃烧制度167

8.4.2 热风炉的送风制度168

8.4.3 热风炉换炉和休风操作170

8.5 提高风温的措施171

参考文献173

第9章 高炉炉前操作技术174

9.1 炉前操作平台174

9.1.1 风口平台174

9.1.2 出铁场174

9.2 出铁设备与铁沟176

9.2.1 开口机176

9.2.2 泥炮181

9.2.3 炉前吊车183

9.2.4 铁沟与下渣沟183

9.2.5 铁水处理设备185

9.3 高炉炉前操作指标187

9.3.1 出铁次数的确定187

9.3.2 炉前操作指标188

9.4 出铁操作189

9.4.1 出铁口的构造和维护189

9.4.2 出铁操作190

9.4.3 打开出铁口的方法191

9.4.4 出铁事故及处理192

9.5 撇渣器的操作194

9.5.1 撇渣器的构造194

9.5.2 撇渣器的操作及注意事项195

9.5.3 撇渣器的事故与处理195

9.6 放渣操作197

9.6.1 放渣操作197

9.6.2 渣口事故及处理198

9.6.3 更换渣口的操作200

9.7 送风管路及风口200

9.7.1 送风管路200

9.7.2 更换风口操作203

9.8 炉前用耐火材料205

9.8.1 对炉前常用耐火泥料的要求205

9.8.2 炮泥205

9.8.3 铁沟料207

参考文献208

第10章 高炉炉况判断及调节209

10.1 高炉炉况判断209

10.1.1 高炉炉况的直接观察209

10.1.2 高炉炉况的间接判断211

10.1.3 炉况综合判断213

10.2 高炉冶炼过程失常与处理215

10.2.1 正常炉况与失常炉况215

10.2.2 炉况失常的危害与处理217

10.3 高炉事故处理228

10.3.1 炉体跑火、跑渣228

10.3.2 炉缸烧穿229

10.3.3 风口灌渣230

10.4 高炉开炉、停炉、封炉操作231

10.4.1 开炉231

10.4.2 高炉停炉236

10.4.3 封炉238

10.4.4 高炉休风和送风240

参考文献245

第11章 高炉喷吹操作技术247

11.1 固体燃料喷吹247

11.1.1 煤的化学组成及理化性质247

11.1.2 原煤及气体的供应系统251

11.1.3 煤粉的制备系统252

11.1.4 煤粉喷吹系统256

11.1.5 喷煤计量控制与安全260

11.2 液体燃料喷吹262

11.2.1 重油的性质262

11.2.2 喷吹工艺流程及设备263

11.2.3 重油的燃烧及其强化266

参考文献268

第12章 高炉强化冶炼269

12.1 高压操作269

12.1.1 高压操作冶炼特征269

12.1.2 高压效果269

12.1.3 高压操作注意事项270

12.2 高风温271

12.2.1 提高风温对冶炼的影响271

12.2.2 提高风温的效果271

12.2.3 提高风温的途径272

12.3 富氧鼓风273

12.3.1 高炉富氧鼓风冶炼特点273

12.3.2 富氧鼓风对高炉冶炼的影响274

12.3.3 富氧鼓风冶炼操作275

12.4 喷吹燃料275

12.4.1 高炉喷煤冶炼特征276

12.4.2 喷吹燃料的效果277

12.4.3 喷吹燃料对高炉冶炼的影响278

12.5 富氧喷煤279

12.5.1 富氧喷煤特点279

12.5.2 富氧喷煤冶炼特点279

12.6 加湿与脱湿鼓风281

12.6.1 加湿鼓风281

12.6.2 脱湿鼓风282

12.7 精料283

12.8 冶炼低硅生铁285

参考文献286

第13章 高炉炼铁综合计算287

13.1 原始资料287

13.2 高炉配料计算287

13.3 物料平衡计算291

13.4 热量平衡计算296

13.4.1 热量收入q收296

13.4.2 热量支出q支297

13.5 焦比及某些有关指标的计算300

13.5.1 直接还原度的计算300

13.5.2 一氧化碳和氢利用率的计算302

13.5.3 焦比的计算302

参考文献306

第14章 炼铁环境保护308

14.1 炼铁生产过程中的污染源308

14.1.1 炼铁生产过程中的废气来源308

14.1.2 炼铁废水来源308

14.1.3 高炉炉渣309

14.2 烟尘治理310

14.2.1 高炉煤气除尘310

14.2.2 高炉出铁场除尘315

14.2.3 其他含粉尘废气处理316

14.3 废水治理317

14.3.1 炼铁废水水循环系统317

14.3.2 高炉煤气洗涤废水处理技术317

14.3.3 高炉煤气洗涤水处理常见工艺322

14.4 炉渣处理325

14.4.1 高炉炉渣处理方法概述325

14.4.2 几种高炉炉渣处理工艺326

14.4.3 高炉渣利用330

参考文献337