煉鐵理論與工藝

前言

21世紀(jì)我國高等教育應(yīng)轉(zhuǎn)變思想，更新觀念，加大改革步伐，主動、全面地適應(yīng)社會與企業(yè)發(fā)展的需要。高等教育大眾化是應(yīng)用型本科教育的一個重要的發(fā)展條件。高等教育多樣化發(fā)展，不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)，拓展功能，更加直接地為生產(chǎn)領(lǐng)域服務(wù)，也為應(yīng)用型本科教育提供了有利的條件，應(yīng)用型本科教育迫切需要與之相適應(yīng)的教材與讀物。當(dāng)前鋼鐵行業(yè)持續(xù)發(fā)展，企業(yè)需要大批“肯干、會干、實干”的應(yīng)用型專業(yè)人才。為適應(yīng)冶金工程專業(yè)應(yīng)用型本科和高職高專煉鐵理論教學(xué)以及企業(yè)人員自學(xué)、培訓(xùn)的需要，編者在參考有關(guān)專著、教材及相關(guān)參考文獻的基礎(chǔ)上并結(jié)合自己的近幾年工作的心得編寫了《煉鐵理論與工藝》這本書。本書重點介紹鐵礦石在高爐內(nèi)還原形成生鐵的基本原理、高爐冶煉中的爐料和煤氣兩大運動、高爐冶煉工藝計算、高爐強化生產(chǎn)的措施、高爐過程的計算機控制理論以及高爐基本操作制度與調(diào)劑手段等。內(nèi)容點多面寬、深度適中、數(shù)據(jù)新、通俗易懂與實用。全書共分9章，即緒論、高爐冶煉中的爐缸反應(yīng)過程、高爐冶煉中的物理化學(xué)反應(yīng)、高爐爐渣性能與理論、高爐內(nèi)爐料和煤氣運動、高爐冶煉能量利用與計算、高爐強化冶煉的內(nèi)容與措施、高爐過程的自動控制、高爐操作制度與調(diào)劑。

內(nèi)容概要

　　《煉鐵理論與工藝》重點介紹鐵礦石在高爐內(nèi)還原形成生鐵的基本原理、高爐冶煉中的爐料和煤氣兩大運動、高爐冶煉工藝計算、高爐強化生產(chǎn)的措施、高爐過程的計算機控制理論以及高爐基本操作制度與調(diào)劑手段等。內(nèi)容點多面寬、深度適中、數(shù)據(jù)新、通俗易懂與實用。 　　全書共分9章，即緒論、高爐冶煉中的爐缸反應(yīng)過程、高爐冶煉中的物理化學(xué)反應(yīng)、高爐爐渣性能與理論、高爐內(nèi)爐料和煤氣運動、高爐冶煉能量利用與計算、高爐強化冶煉的內(nèi)容與措施、高爐過程的自動控制、高爐操作制度與調(diào)劑。 　　《煉鐵理論與工藝》可作為從事高爐煉鐵的研究人員和生產(chǎn)技術(shù)人員的參考用書，也可作為高等院校應(yīng)用型本科冶金工程專業(yè)、職業(yè)院校冶金技術(shù)專業(yè)教材及相關(guān)人員技術(shù)培訓(xùn)教材和參考用書。

書籍目錄

1 緒論11．1 煉鐵發(fā)展簡史11．2 我國的煉鐵工業(yè)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀31．3 現(xiàn)代高爐煉鐵工藝流程61．4 高爐產(chǎn)品及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)82 高爐冶煉中的爐缸反應(yīng)過程122．1 燃料燃燒122．1．1 燃燒反應(yīng)及其機理122．1．2 燃料燃燒產(chǎn)物的組分及計算132．1．3 燃料燃燒產(chǎn)物的熱量分布與傳遞142．2 燃燒帶對爐缸工作的影響152．2．1 回旋區(qū)和燃燒帶152．2．2 燃燒帶的煤氣分布172．2．3 影響燃燒帶因素182．2．4 燃燒帶對爐缸工作的影響212．3 煤氣的初始分布對高爐過程的影響252．3．1 煤氣在爐缸內(nèi)的合理分布262．3．2 調(diào)劑煤氣初始分布的一般規(guī)律262．4 煤氣上升過程中的傳熱傳質(zhì)作用282．4．1 煤氣上升過程中體積、成分和溫度的變化292．4．2 高爐熱交換32練習(xí)與思考383 高爐冶煉中的物理化學(xué)反應(yīng)393．1 高爐解剖研究393．1．1 高爐解體研究概況393．1．2 解體研究的新發(fā)現(xiàn)403．1．3 解體研究對煉鐵理論與實踐的重要意義413．2 蒸發(fā)、分解和氣化423．2．1 水分蒸發(fā)與分解423．2．2 碳酸鹽分解433．2．3 燃料揮發(fā)分的揮發(fā)453．2．4 氣化453．3 鐵氧化物還原的熱力學(xué)453．3．1 鐵氧化物的特性463．3．2 鐵氧化物還原條件473．3．3 鐵氧化物還原順序523．4 鐵氧化物的還原反應(yīng)523．4．1 CO還原鐵氧化物523．4．2 用H2還原鐵氧化物563．4．3 用固體碳還原鐵氧化物583．5 直接還原與間接還原的比較623．5．1 高爐內(nèi)直接還原和間接還原的分布633．5．2 直接還原度及其計算633．5．3 直接還原與間接還原比較673．5．4 最低理論焦比計算723．6 鐵礦石還原的動力學(xué)763．6．1 還原過程的組成環(huán)節(jié)及速率特征763．6．2 氧化鐵還原機理783．6．3 鐵礦石還原速率的數(shù)學(xué)模型793．6．4 影響鐵礦石還原速率的因素863．7 非鐵元素的還原873．7．1 錳的還原873．7．2 硅的還原903．7．3 磷的還原943．7．4 釩、鈦的還原943．8 生鐵的形成97練習(xí)與思考994 高爐爐渣性能與理論1004．1 高爐造渣過程概述1004．1．1 高爐爐渣的作用1004．1．2 造渣過程1014．2 爐渣結(jié)構(gòu)和礦物組成1034．2．1 爐渣堿度1034．2．2 高爐爐渣的結(jié)構(gòu)1044．2．3 爐渣的礦物組成1094．3 爐渣的性質(zhì)1134．3．1 爐渣的熔化性能1144．3．2 爐渣的黏度1164．3．3 爐渣的穩(wěn)定性1264．3．4 爐渣表面性質(zhì)1274．4 爐渣脫硫1284．4．1 硫在高爐內(nèi)的行為1284．4．2 硫在煤氣、渣、鐵中的分配1314．4．3 爐渣脫硫及其影響因素1324．4．4 爐外脫硫1364．5 爐渣排堿1404．6 造渣對高爐生產(chǎn)的影響1414．6．1 對高爐順行的影響1424．6．2 對生鐵質(zhì)量的影響1434．6．3 對爐缸熱制度的影響145練習(xí)與思考1455 高爐內(nèi)爐料和煤氣運動1465．1 爐料運動1465．1．1 散料的主要流體力學(xué)參數(shù)1465．1．2 爐料下降及力學(xué)分析1505．1．3 爐料運動1555．2 煤氣運動及影響Δp的因素1605．2．1 煤氣運動特征1605．2．2 煤氣上升過程的阻損1625．2．3 透氣性指數(shù)1675．2．4 煤氣流運動失常1685．3 煤氣流分布及其調(diào)劑1715．3．1 合理的煤氣分布1715．3．2 影響煤氣分布的因素1735．4 爐料和煤氣運動的相互影響184練習(xí)與思考1866 高爐冶煉能量利用與計算1876．1 高爐能量利用指標(biāo)與分析方法1886．1．1 能量利用指標(biāo)1886．1．2 能量利用分析方法1896．2 直接還原度計算1896．3 配料計算1906．3．1 計算準(zhǔn)備及需要確定的已知條件1916．3．2 計算步驟1936．4 物料平衡計算1976．4．1 風(fēng)量計算1976．4．2 煤氣及其體積的計算1986．4．3 編制物料平衡表2006．5 熱平衡計算2016．5．1 熱量收入Q收2016．5．2 熱量支出Q支2026．6 區(qū)域熱平衡計算2056．7 高爐操作線2096．7．1 操作線圖的基本原理2096．7．2 含H2時操作線的表示2136．7．3 操作線的幾個重要性質(zhì)2156．7．4 操作線繪制實例2186．7．5 操作線圖的應(yīng)用2236．7．6 噴吹燃料時操作線圖的修正及實例229練習(xí)與思考2337 高爐強化冶煉的內(nèi)容與措施2347．1 高爐強化的基本內(nèi)容2347．1．1 提高高爐生產(chǎn)率2347．1．2 提高冶煉強度2357．1．3 降低燃料比和焦比2417．2 精料2427．2．1 提高含鐵原料的質(zhì)量2437．2．2 提高焦炭質(zhì)量2517．3 高風(fēng)溫2537．3．1 高風(fēng)溫和降低焦比的關(guān)系2537．3．2 風(fēng)溫與噴吹燃料的關(guān)系2577．3．3 風(fēng)溫與順行的關(guān)系2577．3．4 提高風(fēng)溫的措施2587．4 富氧鼓風(fēng)2617．4．1 富氧率的計算2617．4．2 高爐富氧鼓風(fēng)冶煉特征2627．4．3 富氧鼓風(fēng)對產(chǎn)量、焦比的影響2647．4．4 富氧鼓風(fēng)冶煉操作2657．4．5 富氧鼓風(fēng)工藝和設(shè)備2667．4．6 高爐送、停氧操作程序(鞍鋼)2687．4．7 故障處理和氧氣管道維護及安全規(guī)定2697．5 高壓操作2707．5．1 高壓操作冶煉特征2717．5．2 高壓高爐冶煉的影響2727．5．3 爐頂均壓、放散工藝2747．5．4 爐頂均壓制度2767．5．5 高壓、常壓轉(zhuǎn)換程序2777．5．6 高壓操作2777．5．7 故障處理2787．6 噴吹煤粉2797．6．1 噴吹用燃料2797．6．2 高爐噴吹煤粉的冶煉特征2797．6．3 噴吹高爐的操作特點2867．6．4 置換比與噴吹量2877．6．5 提高噴吹量措施2887．6．6 裂化噴吹2907．6．7 高爐富氧噴煤2917．7 脫濕鼓風(fēng)2967．7．1 鼓風(fēng)濕度對高爐冶煉的影響2977．7．2 對高爐內(nèi)還原的影響2987．7．3 對爐況順行的影響2987．7．4 對焦比的影響2987．7．5 對產(chǎn)量的影響2997．7．6 適宜于采用脫濕鼓風(fēng)的情況2997．7．7 提高風(fēng)機的質(zhì)量流量3007．7．8 脫濕鼓風(fēng)設(shè)備301練習(xí)與思考3038 高爐過程的自動控制3048．1 自動控制的意義3048．2 高爐自動控制類型3058．3 電子計算機控制的一般原理3118．4 高爐數(shù)學(xué)模型表達實例3128．5 國內(nèi)高爐數(shù)學(xué)模型3168．6 檢測技術(shù)3189 高爐操作制度與調(diào)劑3209．1 高爐日常操作3209．1．1 送風(fēng)制度3209．1．2 裝料制度3269．1．3 造渣制度3319．1．4 熱制度3349．1．5 冶煉制度的調(diào)節(jié)3369．2 高爐爐況判斷和調(diào)節(jié)3379．2．1 影響爐況波動的因素3379．2．2 正常爐況象征3379．2．3 異常爐況象征和調(diào)節(jié)3389．2．4 失常爐況及處理3429．2．5 高爐事故處理3529．3 爐前和熱風(fēng)爐操作3549．3．1 爐前操作3549．3．2 熱風(fēng)爐操作370練習(xí)與思考377參考文獻3782 

章節(jié)摘錄

插圖：3高爐冶煉中的物理化學(xué)反應(yīng)3．1高爐解剖研究爐料自高爐爐頂加入爐內(nèi)，在下降過程中與上升煤氣相遇，受熱和還原劑的作用，一些物質(zhì)被揮發(fā)和分解，鐵及某些元素的氧化物被還原，被還原出來的鐵經(jīng)滲碳作用及其他元素的加入，形成液體生鐵；未被還原部分和脈石生成爐渣，最后將液體渣，鐵放出爐外。已用去部分能量的煤氣則從爐頂排出。整個冶煉過程中發(fā)生的物理化學(xué)變化是復(fù)雜交錯、互相影響的。這些變化的發(fā)展方向、反應(yīng)速率和進行程度，影響高爐生產(chǎn)的效率、產(chǎn)品質(zhì)量和物質(zhì)消耗，特別是燃料消耗。以前對高爐內(nèi)發(fā)生的一系列變化，無法直接觀察和判斷，主要依靠儀表和實踐經(jīng)驗來操縱高爐。從20世紀(jì)60年代末開始進行一系列高爐解體研究，取得了巨大成果，使高爐煉鐵理論有重大突破，對高爐生產(chǎn)有很大的促進作用，為強化冶煉、降低消耗、延長高爐壽命等提供了新的依據(jù)。

編輯推薦

《煉鐵理論與工藝》重點介紹鐵礦石在高爐內(nèi)還原形成生鐵的基本原理、高爐冶煉中的爐料和煤氣兩大運動、高爐冶煉工藝計算、高爐強化生產(chǎn)的措施、高爐過程的計算機控制理論以及高爐基本操作制度與調(diào)劑手段等。內(nèi)容點多面寬、深度適中、數(shù)據(jù)新、通俗易懂與實用。

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