• 书名：炼铁原料制备与环保

• 丛书名：普通高等教育“十四五”规划教材

• ISBN：978-7-5240-0270-3

• 出版社：冶金工业出版社有限公司

• 定价：66

• 作者：龙红明

• 出版时间：2025-09-12

内容简介

全书共分6章，主要内容包括：炼铁原料种类、质量要求、制备工艺，烧结工艺物理化学变化、烧结过程成矿原理、烧结生产工艺及设备，球团工艺流程、球团的焙烧理论、球团生产工艺及设备，炼铁原料制备智能化、智能配矿、烧结矿成分在线调控模型、混合料智能控水、烧结自动布料、烧结智能点火、基于图像识别的物料粒度在线分析，炼铁原料制备过程烟气污染物治理、烟气来源与特点、烟气污染物种类及排放标准，烧结球团固废利用与协同处置其他固废、烟气脱硫灰的利用、除尘灰的利用、废SCR催化剂的利用。

编辑推荐

本书可作为高等院校冶金工程、资源循环科学与工程等专业的重要教材，亦可作为钢铁企业技术人员、科研人员及政策制定者参考资料，助力行业实现绿色制造、智能制造与资源循环的协同发展。

目录

第一章 绪论 1

1.1 炼铁原料种类及其作用 1

1.1.1 含铁原料 1

1.1.1.1 铁矿石 1

1.1.1.2 其他含铁原料 3

1.1.2 燃料 4

1.1.3 熔剂 5

1.1.4 粘结剂 6

1.1.4.1 无机粘结剂 6

1.1.4.2 有机粘结剂 6

1.1.4.3 复合粘结剂 6

1.1.5 添加剂 7

1.2 炼铁原料质量要求 7

1.2.1 含铁原料质量评价 7

1.2.1.1 铁矿粉 7

1.2.1.2 烧结矿 9

1.2.1.3 球团矿 17

1.2.2 燃料质量评价. 22

1.2.2.1 固体燃料 22

1.2.2.2 气体燃料 22

1.2.3 熔剂质量评价. 23

1.3 炼铁原料制备工艺. 24

1.3.1 烧结工艺. 24

1.3.1.1 烧结目的及意义 24

1.3.1.2 烧结的历史及发展 24

1.3.1.3 烧结工艺概述及流程 25

1.3.2 球团工艺. 26

1.3.2.1 球团目的及意义 26

1.3.2.2 球团历史及发展 27

1.3.2.3 球团工艺概述及流程 27

1.3.2.4 球团发展方向及趋势 28

1.3.3 压团工艺. 29

1.3.3.1 压团目的及意义 29

1.3.3.2 压团历史及发展 29

1.3.3.3 压团工艺概述及流程 30

1.3.3.4 压团工艺发展方向及趋势 31

1.3.4 焦化工艺. 32

1.3.4.1 焦化目的及意义 32

1.3.4.2 焦化历史及发展 32

1.3.4.3 焦化工艺概述及流程 33

1.3.4.4 焦化发展方向及趋势 33

1.4 炼铁原料制备的发展趋势. 34

1.5 参考文献 36

第二章 烧结工艺. 39

2.1 烧结过程概述. 39

2.2 烧结工艺物理化学变化 40

2.2.1 烧结过程概述. 40

2.2.1.1烧结矿层. 41

2.2.1.2燃烧层. 42

2.2.1.3预热层. 42

2.2.1.4干燥层. 42

2.2.1.5过湿层. 42

2.2.1.6原始料层. 42

2.2.2 烧结过程燃料燃烧与传热规律 42

2.2.2.1 烧结料层燃料燃烧基本原理 42

2.2.2.2 烧结料层中温度分布和热交换 44

2.2.3 水分在烧结过程中的作用与行为 47

2.2.3.1水分的蒸发. 47

2.2.3.2 水分在烧结过程中的作用 48

2.2.3.3水汽的冷凝. 48

2.2.3.4 防止烧结料层过湿的主要措施 50

2.2.4 烧结过程固体物料的分解. 51

2.2.4.1 结晶水的分解 51

2.2.4.2 碳酸盐的分解 52

2.2.4.3 氧化物的分解 54

2.2.5 铁氧化物的还原及氧化. 56

2.2.5.1铁氧化物的还原. 56

2.2.5.2 低价铁氧化物的氧化 58

2.2.6. 烧结过程有害元素的脱除 63

2.2.6.1硫的去除. 63

2.2.6.2氟的去除. 68

2.2.6.3 砷的去除 68

2.2.6.4 铅、锌、钾、钠的去除 69

2.2.7 烧结料层的透气性 69

2.2.7.1透气性概述. 69

2.2.7.2 烧结料层透气性变化规律 70

2.2.7.3 改善烧结料层透气性的途径 72

2.3 烧结过程成矿原理. 79

2.3.1 烧结过程固相反应 79

2.3.1.1固相反应的一般类型及特点. 79

2.3.1.2固相反应在烧结过程中的作用. 82

2.3.2烧结过程的液相形成与冷凝 83

2.3.2.1液相的生成. 83

2.3.2.2 液相的冷凝 85

2.3.2.3 烧结过程的主要液相 86

2.3.3 烧结矿的矿物组成、结构及其对烧结矿质量的影响. 93

2.3.3.1烧结矿的矿物组成、结构及其性质. 93

2.3.3.2 影响烧结矿矿物组成和结构的因素 95

2.3.3.3烧结矿的矿物组成和结构对其质量的影响. 97

2.4 烧结生产工艺及设备 101

2.4.1原料准备及处理. 103

2.4.1.1原料接收与储存. 103

2.4.1.2原料处理. 103

2.4.2 烧结配料. 109

2.4.2.1配料的目的与方法. 109

2.4.2.2 配料计算 111

2.4.3 混合与制粒. 116

2.4.3.1 混合与制粒的目的 116

2.4.3.2 混合与制粒工艺 116

2.4.3.3混匀效率与制粒效果的评价. 117

2.4.3.4影响混合与制粒的因素. 118

2.4.4 混合料烧结. 119

2.4.4.1混合料布料. 120

2.4.4.2点火与保温. 122

2.4.4.3烧结. 124

2.4.5 烧结矿处理. 130

2.4.5.1烧结矿破碎. 131

2.4.5.2烧结矿的冷却. 132

2.4.5.3烧结矿的整粒. 133

2.5烧结矿质量评价（参考第一章1.2.1.2）. 135

2.6 烧结新（工艺）技术 135

2.6.1 高铁低硅烧结新技术. 135

2.6.1.1高铁低硅烧结固结机理. 136

2.6.1.2强化高铁低硅烧结的技术措施. 136

2.6.1.3高铁低硅烧结矿高炉冶炼效果. 139

2.6.2 球团烧结新工艺 139

2.6.3复合造块烧结新工艺 143

2.6.4 低温烧结法. 147

2.6.4.1低温烧结法原理. 147

2.6.4.2低温烧结工艺基本要求. 147

2.6.4.3实现低温烧结的生产措施. 148

2.6.4.4低温烧结技术的应用. 149

2.6.5 厚料层烧结技术 149

2.6.6 热风烧结工艺 150

2.6.6.1热风烧结原理. 150

2.6.6.2热风烧结工艺因素分析. 151

2.6.6.3热风烧结技术的应用. 153

2.6.7 富氧烧结工艺 155

2.6.7.1富氧烧结原理. 155

2.6.7.2富氧烧结的研究与应用. 156

2.6.8 双层烧结工艺 156

2.6.8.1双层烧结原理. 156

2.6.8.2 双层烧结的研究与应用 156

2.6.9 还原烧结工艺 157

2.6.10 高配比褐铁矿烧结技术. 158

2.6.10.1褐铁矿的主要特性及对烧结生产的影响. 158

2.6.10.2提高褐铁矿烧结比例的技术措施. 159

2.6.11 强化烧结添加剂（助燃剂）技术应用. 162

2.6.12 氢质气体喷吹 162

2.6.12.1烧结料面喷吹工艺. 163

2.6.11.2喷吹机理. 164

2.6.13 高铝铁矿烧结 165

2.7 参考文献 166

第三章 球团工艺. 168

3.1球团工艺概述. 168

3.1.1球团法与烧结法的比较及优势. 168

3.1.2球团生产存在的问题 169

3.2球团矿生产的工艺流程. 172

3.3球团成球理论. 173

3.3.1水分在细磨物料中的形态及作用. 173

3.3.1.1细磨物料成球过程. 174

3.3.1.2细磨物料成球的影响因素. 175

3.3.2生球的干燥 177

3.3.2.1生球的干燥机理. 178

3.3.2.2影响生球干燥的影响. 178

3.3.2.3提高生球爆裂温度的手段. 179

3.4球团的焙烧理论. 179

3.4.1球团焙烧过程概述. 180

3.4.1.1球团预热. 180

3.4.1.2球团焙烧. 181

3.4.1.3影响球团焙烧过程的因素. 183

3.5球团生产工艺及设备. 185

3.5.1球团生产工艺. 185

3.5.2球团矿焙烧工艺及设备 186

3.5.2.1竖炉法. 186

3.5.2.2链篦机-回转窑法. 188

3.5.2.3带式焙烧机法. 191

3.5.3主要球团焙烧工艺比较 192

3.6球团质量评价. 193

3.6.1生球质量检测. 193

3.6.2成品球质量检测. 194

3.6.2.1成品球的冷态性能. 194

3.6.2.2成品球的高温还原性能. 196

3.7球团新技术 200

3.7.1新型球团粘结剂. 200

3.7.2粉矿磨矿近零膨润土成球技术. 202

3.7.3高比例赤铁矿的应用 203

3.7.4智能造球技术. 204

3.7.5低硅熔剂性球团技术 204

第四章 炼铁原料制备智能化 206

4.1 自动化和信息化 206

4.1.1 基础自动化和信息化的意义 206

4.1.2 自动化简介. 207

4.1.2.1 自动化的分级 207

4.1.2.2 基础自动化的构成和原理 207

4.1.3 信息化简介. 208

4.1.4 工业自动化和信息化的发展历程 208

4.1.5 自动化和信息化案例. 209

4.2 智能配矿 212

4.2.1 配矿过程概述 212

4.2.2 常规配矿生产方法与不足. 213

4.2.3 智能配矿意义与优点. 213

4.2.4 智能配矿算法 214

4.2.5 应用案例. 217

4.3 烧结矿成分在线调控模型. 218

4.3.1 成分在线调控的必要性. 218

4.3.2 成分在线调控的控制逻辑. 219

4.3.3 感知层简介. 220

4.3.3.1 成分检测方法 220

4.3.3.2 成分预测 222

4.3.4 决策层简介. 223

4.3.5 执行层简介. 224

4.3.6 应用案例. 224

4.4 混合料智能控水 226

4.4.1 混合料控水的意义 226

4.4.2 混合料测水方法对比. 226

4.4.3 混合料水分调控原理. 229

4.4.3.1调控难点. 229

4.2.3.2水分调控方法. 229

4.4.4 水分调控应用案例 230

4.5 烧结自动布料 232

4.5.1 均匀布料与偏析布料的意义 232

4.5.2 自动布料的技术原理. 233

4.5.3 布料控制策略 234

4.5.4 自动布料技术的应用案例. 236

4.6 烧结智能点火 240

4.6.1 烧结点火简介 240

4.6.2 烧结点火控制的意义. 240

4.6.3 智能点火控制策略 241

4.4.3.1 点火温度控制 241

4.4.3.2 点火空燃比优化 242

4.6.4 智能点火技术的应用实例. 243

4.7 漏风在线监测 245

4.7.1 漏风治理的意义 245

4.7.2 漏风关键位置和成因. 246

4.7.3 漏风检测方法 246

4.7.4 氧化锆测氧技术 247

4.8 烧结终点控制 250

4.8.1 烧结终点控制的意义. 250

4.8.2 影响终点位置的因素. 250

4.8.3 烧结终点的准确度量. 251

4.8.4 烧结终点的控制模型. 252

4.9 基于机尾断面的烧结质量监测 255

4.9.1 机尾断面热图像识别的意义 255

4.9.2 质量预测原理 256

4.9.2.1 机尾图像采集 256

4.9.2.2 关键帧捕捉 257

4.9.2.3 图像预处理 258

4.9.2.4 特征提取 260

4.9.2.5 烧结矿质量预测 261

4.9.3 基于机尾断面的质量预测案例 262

4.10 基于图像识别的物料粒度在线分析 266

4.10.1 粒度在线分析的意义. 266

4.10.2 粒度识别系统 266

4.10.3 图像识别算法研究进展. 267

4.10.4 粒度识别应用案例. 267

4.10.4.1 生球粒径检测流程 267

4.10.4.2 轮廓分割效果 269

4.10.4.3 误差分析 271

4.11 参考文献 272

第五章 炼铁原料制备过程烟气污染物治理 275

5.1 烟气来源与特点 275

5.1.1 烧结烟气. 275

5.1.2 氧化球团烟气 275

5.2 烟气污染物种类及排放标准 276

5.2.1 烟气污染物种类 276

5.2.1.1 二氧化硫 276

5.2.1.2 氮氧化物 277

5.2.1.3 一氧化碳 277

5.2.1.4 微细颗粒物 277

5.2.1.5 二噁英 279

5.2.1.6 其他污染物 282

5.2.2 排放标准. 284

5.3 烟气污染物治理 286

5.3.1 颗粒物治理. 286

5.3.1.1 常规除尘技术 286

5.3.1.2 团聚技术 287

5.3.2 二氧化硫治理 289

5.3.2.1 过程减排 289

5.3.2.2 末端减排 290

5.3.3 氮氧化物治理 297

5.3.3.1 低NOx燃烧技术. 297

5.3.3.2 过程NOx控制技术. 297

5.3.3.3 烟气脱硝技术 299

5.3.4 一氧化碳治理 301

5.3.4.1 源头消减 301

5.3.4.2 过程减排 301

5.3.4.3 末端处理 303

5.3.5 二噁英治理. 304

5.3.5.1 二噁英生成机理 304

5.3.5.2 源头削减 304

5.3.5.3 过程控制 305

5.3.5.4 末端治理 308

5.3.7 其他污染物减排 310

5.3.7.1 VOCs有机挥发物治理 310

5.3.7.2 HF和HCl治理. 312

5.3.7.3 重金属治理 314

5.4 参考文献 315

第六章 烧结球团固废利用与协同处置其他固废 318

6.1 烟气脱硫灰的利用. 318

6.1.1 脱硫灰的特点 318

6.1.1.1 元素组成 319

6.1.1.2 物相组成 319

6.1.1.3 微观形貌 320

6.1.1.4 粒径分布 320

6.1.2 脱硫灰氧化改性 321

6.1.2.1 火法氧化改性 321

6.1.2.2 湿法氧化改性 322

6.1.2.3 氧化改性方法优缺点 323

6.1.2.4 改性后的脱硫灰在建材中的应用 323

6.1.3 脱硫灰高附加值利用. 324

6.1.3.1 脱硫灰制备硫酸钙晶须 324

6.1.3.2 制备橡胶填料 324

6.2 除尘灰的利用 325

6.2.1 除尘灰的特点 325

6.2.1.1 化学成分组成 326

6.2.1.2 物相组成 326

6.2.1.3 粒度组成 326

6.2.2 除尘灰的利用 327

6.2.2.1 厂内循环处理工艺 327

6.2.2.2 火法处理工艺 328

6.2.2.3 火法-湿法联合处理新工艺 330

6.3 废SCR催化剂的利用. 332

6.3.1 废SCR催化剂的特点 332

6.3.2 废催化剂的利用 334

6.3.2.1 废催化剂活性再生 334

6.3.2.2 废催化剂无害化处置 335

6.3.2.3 废催化剂资源化利用 337

6.4 烧结协同处置其他固废 341

6.4.1 其他固废的分类与特点. 342

6.4.1.1 有机固废分类与特点 342

6.4.1.2 无机固废的分类与特点 343

6.4.2 其他固废在烧结过程中应用 347

6.4.2.1 生物质烧结研究 347

6.4.2.2 城市有机固废烧结研究 350

6.4.2.3 焚烧飞灰的烧结研究 355

6.4.2.4 市政污泥的烧结研究 357

6.5 参考文献 358