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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