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第一章 高炉炼铁基本理论1

第一节 高炉内的基本状况1

一、炉内状况的描述1

二、炉内冶炼过程1

三、炉内煤气流分布2

第二节 炉料还原过程4

一、铁氧化物还原热力学4

二、铁氧化物还原动力学6

三、直接还原度7

四、直接还原与间接还原的发展程度8

五、硅、锰、硫、磷、碱金属及其它元素的还原8

六、渗碳13

第三节 炉料在高温中的性状变化及造渣14

一、炉料受热分解14

二、矿石高温性能变化及软化、熔融、滴落过程15

三、造渣过程及成渣理论15

一、流体动力学的基础理论23

第四节 高炉气体动力学23

二、散料层中气体的流动27

三、炉内煤气流动特点及分析32

四、高炉气体动力学的理论计算与模拟试验39

第五节 高炉内的热量利用和热平衡46

一、风口前燃料燃烧反应和理论燃烧温度46

二、高炉内的热交换48

三、高炉热平衡50

四、理论最低燃料比52

一、原料性能对高炉冶炼过程的影响53

第二章 炼铁原、燃料53

第一节 精料与炉料结构合理化53

二、精料55

三、炉料结构合理化55

第二节 烧结矿55

一、烧结矿的矿物组成、显微结构55

二、烧结矿的碱度与烧结矿的冶金性能62

第三节 球团矿65

一、球团矿的矿物组成65

二、球团矿的特性及其在高炉内的行为66

第四节 天然铁矿石及锰矿石68

一、天然铁矿石68

二、天然锰矿石75

第五节 熔剂75

一、石灰石(CaCO3)75

二、白云石76

三、硅石76

二、轧钢皮及各种渣77

一、各种碎铁77

第六节 辅助原料77

三、洗炉剂78

第七节 焦炭78

一、焦炭在高炉内的作用和变化78

二、焦炭的性质与高炉对焦炭质量的要求80

第三章 高炉炉体结构与维护94

第一节 炉体结构94

一、鞍钢高炉炉体结构的演变94

二、高炉炉体的破损调查、研究和结构发展94

三、炉体冷却106

四、高炉内型116

第二节 炉体维护124

一、重视控制煤气流和炉体监测工作125

二、炉体灌浆和喷补127

三、采用含钛矿石维护炉体132

第四章 热风炉134

第一节 热风炉燃料及燃烧计算134

一、热风炉燃料134

二、燃烧计算135

第二节 各种因素对热风温度的影响138

一、拱顶温度138

二、废气温度139

三、热风炉工作周期140

四、蓄热面积与格子砖重量141

五、其它因素142

第三节 提高热风炉理论燃烧温度143

一、配用高热值煤气143

三、空气过剩系数对理论燃烧温度的影响145

二、预热助燃空气或煤气145

四、煤气含水量对理论燃烧温度t理的影响146

第四节 热平衡及热效率146

一、热风炉热平衡基础参数的计算146

二、热平衡计算148

第五节 热风炉操作152

一、燃烧制度152

二、送风制度154

三、热风炉换炉操作156

四、高炉休风、送风时的热风炉操作157

五、助燃空气预热系统的操作158

第六节 热风炉事故及处理159

第七节 热风炉烘炉、保温及凉炉161

一、烘炉目的及方法161

二、烘炉实例162

三、硅砖热风炉的维护保温165

四、热风炉凉炉165

第八节 热风炉寿命166

五、日本小仓高炉硅砖热风炉凉炉试验166

一、热风炉破损及其原因169

二、热风炉炉壳晶间应力腐蚀及预防措施169

第九节 热风炉耐火材料169

一、理化性能指标169

二、蓄热室格子砖的热工特性172

第一节 出渣173

一、出渣时间的确定及上、下渣比173

第五章 炉前操作173

二、渣口及渣沟174

三、出渣操作及渣口维护174

四、出渣事故及处理措施175

第二节 出铁176

一、每昼夜出铁次数的确定176

二、出铁工作指标177

三、铁口、铁沟、撇渣器及下渣沟179

四、出铁操作及铁口维护185

第三节 特殊情况的炉前操作190

一、开炉190

五、出铁事故及处理措施190

二、长期休风及复风192

三、停炉194

四、直吹管烧穿195

五、风口灌渣195

六、风口大量烧坏或个别风口连续烧坏195

第四节 炉前常用的不定形耐火材料196

一、原料196

二、炮泥197

三、铺沟泥201

四、撇渣器泥枓201

五、铁口泥套泥料201

第六章 高炉冶炼操作203

第一节 基本规律与调节控制手段203

一、基本规律203

二、操作制度和调节手段204

三、“下部调节是基础，上、下部调节相结合”是基本准则204

一、判断炉况的方法205

第二节 炉况判断205

二、高炉操作的计算机控制210

第三节 下部调节217

一、适宜的风口面积和合理的送风制度217

二、回旋区适宜的理论燃烧温度230

三、日常操作调节235

第四节 上部调节239

一、钟式炉顶布料239

二、无钟炉顶布料249

三、炉顶布料实测结果256

四、装料制度的作用258

五、矿、焦混装260

第五节 负荷调节262

一、变料的有关计算263

二、负荷调整271

第六节 造渣制度273

一、我国高炉渣性能273

二、炉渣与排碱277

三、国外某些厂的高炉渣性能278

一、富氧鼓风的特点281

第七节 富氧鼓风和综合鼓风281

二、富氧鼓风对主要技术指标的影响282

三、综合鼓风283

四、富氧与喷煤284

五、富氧鼓风设施290

第八节 冶炼铸造生铁291

一、影响生铁含硅量的主要因素及冶炼操作制度291

二、几项新工艺292

三、高纯铸造生铁294

第九节 冶炼低硅炼钢生铁297

一、冶炼低硅生铁的途径297

二、铁水预脱硅300

第十节 炉外脱硫301

一、炉外脱硫的意义301

二、脱硫剂及其脱硫机理与使用特点302

三、脱硫工艺306

一、炉顶高压操作的效果311

第十一节 影响高炉焦比和产量的因素311

四、脱硫场地选择311

二、富氧鼓风的增产效果312

三、减风、休风影响产量的计算312

四、提高风温节省焦炭量的计算314

五、碱性熔剂影响焦比的计算314

六、焦炭含硫量影响焦比的计算315

七、焦炭灰分影响焦比的计算316

八、矿石含硫量影响焦比的计算317

九、矿石含铁量变化1％影响焦比的计算318

十、生铁含硅量变化0.1％影响焦比的计算320

十一、一氧化碳利用率(ηco)的计算321

十二、氢利用率(ηH)的计算322

十三、高炉内还原度的计算322

十四、喷吹燃料置换比计算325

十五、影响焦比和产量的因素328

十六、校正焦比328

第二节 管道行程和崩料339

一、原因、征兆和处理措施339

第一节 低料线339

第七章 高炉冶炼过程失常及事故的处理339

二、实例340

第三节 悬料341

一、原因、征兆和处理方法341

二、实例341

第四节 炉缸堆积(包括风口灌渣)342

一、炉缸堆积的征兆、原因和处理342

二、风口灌渣343

第五节 大凉及炉缸冻结344

一、原因、征兆和处理方法344

二、实例及参考意见344

第六节 高炉结瘤349

一、原因和征兆351

二、预防及处理351

三、实例353

第七节 中部炉墙结厚355

一、原因和征兆355

三、实例356

二、预防及处理356

第八节 上部炉衬脱落357

一、原因、征兆及处理措施357

二、实例357

第九节 炉缸、炉底烧穿358

一、原因、征兆及预防358

二、实例359

一、水压降低或停水362

二、停电362

第十节 其它事故处理362

三、停风363

第八章 开炉、停炉、封炉、休风、复风及煤气操作364

第一节 开炉364

一、新建或大修后高炉开炉364

二、中修后高炉开炉373

第二节 停炉374

一、碎焦停炉374

二、石灰石停炉375

三、砾石停炉375

四、空料线停炉376

第三节 封炉383

一、封炉焦比384

二、封炉操作384

第四节 休风、复风386

一、短期休风和复风387

二、长期休风和复风387

三、特殊休风389

第五节 煤气安全操作389

一、煤气的输出与引入389

二、驱尽煤气系统中的残余煤气390

三、特殊情况的煤气安全操作391

四、煤气事故实例395

第九章 高炉炼铁综合计算399

第一节 原始资料399

一、收集和整理必要的原始资料399

二、各种入炉物料的化学成分399

三、生产数据整理401

第二节 高炉配料计算404

一、高炉配料联合计算404

二、简易配料计算424

第三节 物料平衡与热平衡429

一、物料平衡429

二、热平衡443

第四节 理论最低碳比计算457

一、计算所需条件457

二、氢还原FeO的还原度rH457

三、作为发热剂需要的碳量457

四、作为还原剂需要的碳量458

五、理论最低碳比459

第五节 高炉操作线的计算和应用460

一、操作线作法实例460

二、操作线图的应用463

三、喷吹燃料时的操作线计算与实例467

第十章 高炉冶炼锰铁474

第一节 高炉锰铁474

第二节 高炉锰铁原料474

一、锰矿石及其分类474

二、冶炼锰铁对锰矿石的要求474

三、锰矿石的处理475

四、焦炭、熔剂、附加物478

第三节 锰铁冶炼操作479

一、高炉冶炼锰铁的特点479

二、提高锰的回收率480

三、高炉操作制度484

四、开炉与停炉487

五、炉前操作488

六、富锰渣冶炼490

第四节 有关计算492

第五节 环保与综合利用494

一、锰尘及锰烟494

二、污水处理495

三、综合利用496

第十一章 附录498

一、常用面积、体积计算公式498

二、元素的物理性质500

三、常用氧化物的若干物理性质502

四、各种物质的密度和热学性能502

五、空气及煤气的饱和水蒸气含量504

六、水和水蒸气的物理参数506

七、各种物料的堆密度和堆角507

八、标准筛508

九、各种耐火砖的主要特性511

十、化合物的生成热512

十一、高炉冶炼过程的主要化学反应514

十二、某些物质的标准生成热、自由能和熵516

十三、某些反应的标准自由能517

十四、高炉冶炼中主要化学反应的平衡常数Kp与温度T之间的关系式518

十五、铁氧化物还原反应的平衡气相成分519

十六、有关元素与化合物的比热容519

十七、比热容与温度的关系526

十八、生铁、炉渣及烧结矿的焓528

十九、各种元素在炉渣中的损失(μ)及挥发损失(λ)529

二十、燃料在空气中的着火温度529

二十一、常用燃料的发热值QDyW530

二十二、煤和煤粉的若干性质530

二十三、生铁标准533