煉鐵技術(shù)

前言

本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是按照教育部高職高專人才培養(yǎng)目標和規(guī)格應(yīng)具有的知識與能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)要求，依據(jù)冶金行業(yè)“十一五”高職高專教材出版規(guī)劃，參照原國家勞動部《職業(yè)技能標準、職業(yè)技能鑒定規(guī)范》，根據(jù)高職高專辦學(xué)理念、人才培養(yǎng)目標和職業(yè)（崗位）需求，在總結(jié)近幾年高職高專煉鐵工藝教學(xué)經(jīng)驗并征求相關(guān)企業(yè)工程技術(shù)人員意見的基礎(chǔ)上編寫而成的。為了突出高職教育的特點，注重教材的針對性和適應(yīng)性，本書以煉鐵生產(chǎn)過程為主線，條理清晰、簡明扼要、循序漸進、深入淺出，并注重理論聯(lián)系實踐。本書的理論內(nèi)容側(cè)重于煉鐵生產(chǎn)實用理論的介紹，以“必需、夠用”為度，打牢學(xué)生必要的基礎(chǔ)知識，提高學(xué)生的自學(xué)能力和再學(xué)習(xí)能力；本書的實踐內(nèi)容以生產(chǎn)過程、實用技術(shù)、生產(chǎn)實例的介紹為重點，注意吸收國內(nèi)外有關(guān)的先進技術(shù)成果和生產(chǎn)經(jīng)驗，充實了實踐性教學(xué)內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力、動手能力和基本操作技能。本書由昆明冶金高等?？茖W(xué)校盧宇飛、楊桂生擔(dān)任主編。參與本書編寫工作的還有：昆明冶金高等?？茖W(xué)校陳利生、全紅，馬鞍山鋼鐵集團公司李士玲，唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院陳學(xué)英、王艷春，昆明鋼鐵集團有限責(zé)任公司孔維桔。其中，前言、第3～6章由盧宇飛編寫，第1章由盧宇飛、李士玲、楊桂生共同編寫，第2、7章由楊桂生編寫，第8章由孔維桔編寫，第9章由陳學(xué)英、楊桂生共同編寫，第10章由陳利生、全紅共同編寫，第11章由王艷春、全紅共同編寫。本書由昆明理工大學(xué)張家駒任主審，馬鞍山鋼鐵集團公司傅燕樂等工程技術(shù)人員對本書的編寫提出了許多寶貴的意見，對于以上專家的大力支持和幫助，在此一并表示衷心感謝！由于編者水平有限，書中不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《煉鐵技術(shù)》系統(tǒng)地介紹了煉鐵的原燃料、產(chǎn)品、煉鐵工藝流程及設(shè)備、高爐冶煉強化技術(shù)和高爐煉鐵工藝計算，同時簡明扼要地介紹了目前煉鐵的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備以及環(huán)境保護與綜合利用。《煉鐵技術(shù)》可供高等職業(yè)技術(shù)院校教學(xué)之用，也可作為職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)教材，還可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和管理人員參考。

書籍目錄

1 高爐煉鐵概述1.1 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程與特點1.1.1 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程1.1.2 高爐煉鐵生產(chǎn)特點1.2 高爐煉鐵產(chǎn)品1.2.1 生鐵1.2.2 爐渣1.2.3 煤氣1.2.4 爐塵1.3 高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟指標1.3.1 高爐有效容積利用系數(shù)1.3.2 焦比、煤比、綜合焦比、綜合燃料比1.3.3 冶煉強度1.3.4 休風(fēng)率1.3.5 生鐵合格率1.3.6 生鐵成本1.3.7 爐齡復(fù)習(xí)思考題2 高爐煉鐵原料和燃料2.1 鐵礦石2.1.1 鐵礦石的分類及主要特性2.1.2 高爐冶煉對鐵礦石的要求2.2 鐵礦石入爐前準備處理2.2.1 鐵礦石入爐前準備處理概述2.2.2 燒結(jié)法造塊2.2.3 球團法造塊2.3 熔劑2.3.1 熔劑在高爐冶煉中的作用2.3.2 熔劑的分類2.3.3 高爐冶煉對堿性熔劑的質(zhì)量要求2.4 燃料2.4.1 焦炭2.4.2 噴吹燃料復(fù)習(xí)思考題3 高爐內(nèi)爐料的蒸發(fā)、揮發(fā)和分解3.1 爐料中水分的蒸發(fā)和水化物的分解3.1.1 游離水的蒸發(fā)3.1.2 結(jié)晶水的分解3.2 高爐內(nèi)爐料中揮發(fā)分的揮發(fā)3.2.1 燃料揮發(fā)分的揮發(fā)3.2.2 其他物質(zhì)揮發(fā)分的揮發(fā)3.3 爐料中碳酸鹽的分解3.3.1 爐內(nèi)碳酸鹽的分解反應(yīng)、分解壓力、開始分解溫度和化學(xué)沸騰溫度3.3.2 CaC03分解對高爐冶煉的影響3.3.3 消除CaCO3分解不良影響的措施復(fù)習(xí)思考題4 高爐內(nèi)的還原過程4.1 高爐內(nèi)氧化物還原的基本理論4.1.1 礦石中金屬氧化物的生成自由能4.1.2 礦石中金屬氧化物的分解壓力4.1.3 還原反應(yīng)進行的條件4.1.4 標準自由能△G㈢與溫度關(guān)系圖和分解壓與溫度關(guān)系圖4.1.5 逐級轉(zhuǎn)化原則4.1.6 平衡移動原則4.2 用碳還原鐵氧化物4.3 用CO、H2還原鐵氧化物4.3.1 用C0還原鐵氧化物4.3.2 用H2還原鐵氧化物4.3.3 過剩系數(shù)凡4.3.4 溫度和成分對鐵氧化物還原反應(yīng)的影響4.3.5 用CO和用H2還原鐵氧化物的比較4.3.6 一氧化碳利用率和氫利用率4.4 碳的氣化反應(yīng)及其對還原反應(yīng)的影響4.4.1 碳的氣化反應(yīng)4.4.2 碳的氣化反應(yīng)對還原反應(yīng)的影響4.5 直接還原與間接還原4.5.1 直接還原與間接還原的區(qū)別4.5.2 直接還原與間接還原的主要特點和差別4.5.3 直接還原與間接還原在高爐中的分布4.5.4 直接還原度和間接還原度的概念及其計算4.5.5 直接還原和間接還原的碳消耗(直接還原與間接還原對碳消耗的影響)4.5.6 降低焦比的基本途徑4.6 復(fù)雜化合物中鐵氧化物的還原4.6.1 硅酸鐵的還原4.6.2 鈦磁鐵礦中鐵的還原4.7 非鐵元素的還原4.7.1 硅的還原4.7.2 錳的還原4.7.3 磷的還原4.7.4 硫的還原4.7.5 鉛、鋅、砷的還原4.7.6 堿金屬在還原過程中的行為4.8 滲碳和生鐵的形成4.9 鐵礦石還原的動力學(xué)4.9.1 鐵礦石的還原機理4.9.2 鐵氧化物的還原速度4.9.3 影響鐵礦石還原反應(yīng)速度的因素復(fù)習(xí)思考題5 造渣和脫硫5.1 高爐造渣過程5.1.1 爐渣的作用5.1.2 爐渣的主要成分及分類5.1.3 爐渣的形成過程5.1.4 造渣過程對高爐冶煉的影響5.2 爐渣的性質(zhì)及對高爐冶煉過程的影響5.2.1 爐渣的熔化性5.2.2 爐渣的穩(wěn)定性5.2.3 爐渣的黏度5.3 爐渣結(jié)構(gòu)理論5.3.1 爐渣的分子結(jié)構(gòu)理論5.3.2 爐渣的離子結(jié)構(gòu)理論5.3.3 爐渣離子結(jié)構(gòu)理論對爐渣現(xiàn)象的解釋5.4 高爐渣成分和渣量的選擇5.4.1 高爐冶煉對爐渣性能和成渣過程的要求5.4.2 高爐渣成分和渣量的選擇5.5 生鐵去硫5.5.1 硫的來源、存在形態(tài)、循環(huán)富集和危害5.5.2 硫在煤氣、渣、鐵中的分配及影響生鐵含硫量的因素5.5.3 爐渣脫硫5.5.4 影響爐渣脫硫能力的因素5.5.5 爐外脫硫復(fù)習(xí)思考題6 高爐內(nèi)的燃料燃燒過程和熱交換6.1 燃料燃燒6.1.1 焦炭燃燒反應(yīng)6.1.2 噴吹燃料燃燒反應(yīng)6.1.3 焦炭燃燒與噴吹燃料燃燒的差異6.1.4 燃燒產(chǎn)物爐缸煤氣成分計算6.2 燃燒產(chǎn)物煤氣成分的變化6.2.1 風(fēng)口至爐缸中心煤氣成分的變化6.2.2 煤氣在上升過程中體積和成分的變化6.3 燃燒帶及其對冶煉過程的影響6.3.1.燃燒帶6.3.2 燃燒帶對高爐冶煉過程的影響6.3.3 影響燃燒帶大小的因素6.4 高爐內(nèi)的熱交換6.4.1 爐料(或煤氣)的水當量6.4.2 理論燃燒溫度6.4.3 爐內(nèi)溫度的變化和分布規(guī)律6.4.4 熱交換規(guī)律6.4.5 改善煤氣利用的途徑復(fù)習(xí)思考題7 高爐內(nèi)爐料和煤氣的運動7.1 爐料運動7.1.1 爐料下降的空間條件和力學(xué)分析7.1.2 影響p有效的因素7.1.3 爐料下降的規(guī)律7.2 爐料在爐喉的分布7.2.1 爐料在爐喉分布的重要作用7.2.2 爐料在爐喉的分布對煤氣分布的影響7.2.3 爐料在爐喉的合理分布7.2.4 影響爐料在爐喉分布的因素7.3 煤氣運動7.3.1 煤氣通過料柱時的阻力損失△p7.3.2 影響△p的因素7.4 煤氣的分布7.4.1 爐喉煤氣流分布狀況的判斷7.4.2 煤氣的合理分布7.4.3 影響煤氣分布的因素7.5 爐料運動和煤氣運動的失常7.5.1 流態(tài)化7.5.2 管道行程7.5.3 偏料7.5.4 崩料7.5.5 懸料復(fù)習(xí)思考題8 高爐煉鐵計算8.1 配料計算8.1.1 料計算方法8.1.2 配料計算所需資料8.1.3 料計算實例8.2 物料平衡計算8.2.1 物料平衡計算方法8.2.2 原始條件的確定8.2.3 物料平衡計算實例8.3 常用的工藝計算8.3.1 每批料的出鐵量計算8.3.2 ?；沂昧康挠嬎?.3.3 渣量的計算8.3.4 常用定量調(diào)劑8.3.5 臺煉周期復(fù)習(xí)思考題9 高爐冶煉強化技術(shù)9.1 高爐冶煉強化技術(shù)概述9.1.1 高爐冶煉強化的目的和技術(shù)進步9.1.2 高爐冶煉強化的基本方向9.1.3 冶煉強度與焦比的關(guān)系9.1.4 高爐冶煉強化技術(shù)的主要措施9.2 精料9.2.1 提高礦石品位9.2.2 增加熟料比9.2.3 穩(wěn)定爐料成分9.2.4 優(yōu)化入爐爐料的粒度組成9.2.5 改善人造富礦的質(zhì)量9.2.6 合理的爐料結(jié)構(gòu)9.2.7 提高焦炭質(zhì)量9.3 高風(fēng)溫9.3.1 提高風(fēng)溫對冶煉過程的影響9.3.2 提高風(fēng)溫的效果9.3.3 界限風(fēng)溫9.3.4 提高風(fēng)溫的途徑9.4 高壓操作9.4.1 高壓操作對冶煉過程的影響9.4.2 高壓操作的效果9.4.3 高壓操作的特點9.4.4 高壓操作必備的條件及技術(shù)進步9.5 富氧鼓風(fēng)9.5.1 -富氧鼓風(fēng)對冶煉過程的影響9.5.2 富氧鼓風(fēng)的效果9.5.3 富氧鼓風(fēng)技術(shù)的發(fā)展9.6 噴吹燃料9.6.1 噴吹燃料對冶煉過程的影響9.6.2 噴吹燃料的效果9.6.3 噴吹燃料的高爐操作特點9.6.4 煤粉噴吹的熱滯后、熱補償和對煤的性能要求9.7 加濕與脫濕鼓風(fēng)9.7.1 加濕鼓風(fēng)9.7.2 脫濕鼓風(fēng)復(fù)習(xí)思考題 10 煉鐵環(huán)境保護和資源利用——煙塵、煤氣、爐渣和廢水的處理10.1 煤氣、爐渣、煙塵和廢水的處理與環(huán)境保護及資源利用的關(guān)系10.2 煙塵治理10.2.1 高爐出鐵場煙塵治理10.2.2 高爐原料系統(tǒng)粉塵治理10.3 高爐煤氣除塵10.3.1 布袋除塵器的構(gòu)造和原理10.3.2 電除塵器的構(gòu)造和原理10.3.3 重力除塵器的構(gòu)造和原理10.3.4 洗滌塔、溢流文氏管及文氏管的構(gòu)造和原理10.3.5 脫水器的構(gòu)造和原理10.4 高爐煤氣的余壓利用10.4.1 煤氣壓力能回收系統(tǒng)10.4.2 TRT的發(fā)電量10.4.3 國內(nèi)高爐煤氣余壓發(fā)電的發(fā)展情況10.5 爐渣處理10.5.1 高爐渣的處理方法及分類10.5.2 渣水分離的方式及方法10.5.3 高爐渣的利用10.6 廢水治理10.6.1 高爐煤氣清洗廢水治理10.6.2 高爐水沖渣廢水治理復(fù)習(xí)思考題11 煉鐵技術(shù)發(fā)展11.1 煉鐵技術(shù)發(fā)展概況11.2 高爐煉鐵新技術(shù)11.2.1 高爐大型化和自動化11.2.2 計算機控制技術(shù)11.2.3 高爐冶煉低硅生鐵11.2.4 等離子體煉鐵11.2.5 高爐使用金屬化爐料11.2.6 高爐噴吹還原氣體11.3 非高爐煉鐵11.3.1 直接還原法11.3.2 熔融還原法11.3.3 直接還原鐵的性質(zhì)與應(yīng)用11.3.4 非高爐煉鐵的發(fā)展復(fù)習(xí)思考題參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：2.1.2.4 鐵礦石的還原性和軟化性A 鐵礦石的還原性鐵礦石的還原性，是指鐵礦石中與鐵結(jié)合的氧被氣體還原劑（CO、H2）奪取的難易程度。鐵礦石還原性好，有利于降低焦比。影響鐵礦石還原性的主要因素有：礦物組成、礦物結(jié)構(gòu)的致密程度、粒度和孔隙率等?？紫堵矢叩牡V石透氣性好，氣體還原劑與礦石的接觸面增加，加速鐵礦石的還原。磁鐵礦因結(jié)構(gòu)致密，最難還原；赤鐵礦有中等的孔隙率，比較容易還原；褐鐵礦和菱鐵礦失去結(jié)晶水和CO2后，孔隙率增加，容易還原；燒結(jié)礦和球團礦的孔隙率高，其還原性一般比天然富礦還要好。  B 鐵礦石的軟化性  鐵礦石的軟化性（高溫性能）包括鐵礦石軟化溫度和軟化溫度區(qū)間兩個方面。軟化溫度是指鐵礦石在一定的荷重下受熱開始變形的溫度；軟化溫度區(qū)間是指從鐵礦石開始軟化到軟化終了的溫度范圍。高爐冶煉要求鐵礦石軟化溫度高、軟化溫度區(qū)間窄，這有利于高爐穩(wěn)定順行和降低焦比。

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