内容简介

本书深入讨论了高炉高效低耗炼铁的理论基础与生产实践，概括了影响高炉过程诸因素的14个关系，提出在以降低燃料比为核心、提高高炉产量的操作中，如何处理好各因素、各参数间的关系，找到恰当的平衡点，以期拓宽高炉的操作范围、求得高产的解决方法。第1章系统介绍了评价高炉生产效率的新方法，其中提出的炉缸面积利用系数、炉腹煤气量指数和吨铁炉腹煤气量等新指标，可以避免过去只参考有效容积利用系数带来的片面性。第2章介绍了一套高炉能量分析技术，读者可参考本章提出的经济操作模型，分析不同高炉的利用效率。第3章详细阐述了高炉冶炼过程的气体力学，重点围绕作者提出的“炉腹煤气量控制”理念，对高炉风口回旋区的反应及气体动力学进行了深入分析。第4章围绕铁氧化物的还原机理，结合高炉布料操作，介绍了提高煤气利用率和降低燃料比的一系列有效措施。第5章分析了渣铁的形成过程及其对燃料比和炉缸寿命的影响，为实现高炉高效长寿奠定基础。
本书可供高炉炼铁领域相关科研、生产、设计、教学和管理人员阅读参考。

前言概述

高炉炼铁需要处理好如下几个关系：（1）炉腹煤气量指数与高产、燃料比之间的关系；（2）炉腹煤气量指数与吨铁炉腹煤气量、煤气利用率的关系；（3）鼓风动能与循环区焦炭粉化、炉缸活跃程度之间的关系；（4）炉腹煤气量与料柱透气性的关系；（5）炉腹煤气量指数与高炉下部热量消耗的关系；（6）炉腹煤气量指数与软熔带形式的关系；（7）布料制度、煤气利用率与炉腹煤气量指数的关系；（8）块状带和热储备区的体积与煤气利用率的关系；（9）控制热储备区温度与煤气利用的关系；（10）软熔带渣铁形成与滴落量分布的关系；（11）矿石还原率与初渣中FeO含量的关系；（12）死料堆透液性与渣中FeO含量、死料堆温度之间的关系；（13）死料堆结构、炉缸内铁水流动与炉缸寿命之间的关系；（14）炉缸凝结保护层的形成、消蚀与渣铁进入炉缸的状态、与铁水流动的关系。高炉炼铁是一个复杂的过程，高炉的毛病全靠操作者及时去发现、调理和医治。在抓住主要矛盾的同时，用整体的、全面的、发展的、平衡的、辩证的观点，用矛盾的同一性证明各种关系共处的范围。使用本质现象去解释各项指标，从而把炉腹煤气量指数提升、配套成完整的体系，希望能对我国的高炉生产起到“清浊、小大、短长、疾徐、刚柔、迟速、高下、出入、周疏，以相济也”的作用。在以降低燃料比为核心、提高高炉产量的操作中，必须深入认识炉内过程，处理好各因素、各参数间的关系，找到恰当的平衡点，以期拓宽高炉的操作范围，求得高产。本书不追求内容全面，而着重讨论如何处理好以上这些关系，对于与上述各项的关系内涵或不甚密切的因素，如提高原燃料质量已经在讨论炉内过程中涉及，以及优质、环保等其他重要的方面也没有列入或单独讨论之列。本书的主要目的是提高读者对科学炼铁的认识、加深对高炉过程规律的理解，能够利用书中内容指导处理操作中的问题，对实现精细化管理提供帮助。本书根据我国各类高炉的大量生产数据，采用统计学的方法寻找内在的规律，并参考了许多国内外学者的研究成果，以揭示高炉炉内现象和过程，阐明高炉生产效率指标的内涵，及其与炉内过程之间的关系。本书只是在当代炼铁科研与生产成果的基础上，做了一点规律性、系统化、指标化的工作。在本书编写和内容安排上，评价高炉生产效率的新指标起着脉络主线的作用。本书旨在解决采用单个指标分析问题时容易发生偏颇的问题，而采用相互平衡、相互制约的指标构建成新的体系，有益于对高炉高效冶炼进行全面的评价，并能阐释生产实践中遇到的各种问题。

作者介绍

项钟庸，中冶赛迪工程技术股份有限公司教授级高工，全国工程设计大师。王筱留，北京科技大学教授。张建良，北京科技大家教授，中国金属学会炼铁分会主任。徐万仁，宝钢炼铁主管。'

目录

1评价高炉生产效率的新方法
1.1 科学合理的高炉生产效率评价方法
1.1.1 科学的评价指标
1.1.□ 评价方法的运用
1.1.3 合理选择高炉强化范围
1.□ 评价指标符合高炉炼铁的基本理论
1.□.1 符合高炉物质和能量平衡原理和Rist操作线规律
1.□.□ 降低燃料比必须控制炉腹煤气量指数
1.3 高炉炼铁节能减排与降本增效的根本
1.4 本章小结
参考文献
□降低燃料消耗的理论解析
□.1 高炉生产效率指标与物料平衡和热平衡计算
□.1.1 使用Rist操作模型
□.1.□ 操作线的特征点
□.1.3 降低燃料比的措施
□.1.4 炉身工作效率
□.1.5 利用高炉生产统计数据核算燃料比
□.1.6 图解分析
□.□ □佳化高炉炼铁生产规划
□.□.1 线性规划配料计算
□.□.□ □佳化炼铁生产经济操作模型
□.3 本章小结
参考文献
3高炉冶炼过程的气体力学
3.1 风口循环区和燃烧带
3.1.1 高炉鼓风及燃烧产物
3.1.□ 鼓风动能与风口循环区参数
3.1.3 循环区供料及焦炭的粉化和合适风速
3.1.4 制约风口风速的因素
3.1.5 鼓风和循环区参数对高炉下料的影响
3.1.6 循环区是高炉故障的源头
3.□ 风口燃烧温度和热量
3.□.1 风口前碳素燃烧的温度
3.□.□ 风口前燃烧热量与炉腹煤气量指数
3.□.3 热流比与炉内温度分布
3.3 高炉透气阻力
3.3.1 炉腹煤气量与透气阻力系数
3.3.□ 影响透气阻力的因素
3.3.3 实际炉腹煤气量与透气阻力系数的关系
3.4 软熔带与煤气流动
3.4.1 软化熔融层的气体阻力
3.4.□ 软熔带的形式
3.4.3 软熔带的形状对气流分布的影响
3.4.4 提高炉腹煤气量指数时软熔带状况的推演
3.4.5 炉腹煤气量指数与软熔带的变化的模型实验
3.5 滴落带中渣铁滞留和液泛
3.5.1 渣铁的滞留
3.5.□ 煤气和渣铁通过滴落带焦炭床的阻力
3.5.3 影响渣铁滞留的因素
3.5.4 高炉下部的液泛现象
3.6 炉内应力场、流态化和烧结矿的粉化
3.6.1 炉内应力场的分布
3.6.□ 管道因素及其对炉墙热负荷的影响
3.6.3 高炉上部的流态化现象
3.6.4 烧结矿的低温还原粉化
参考文献
4提高煤气利用率降低燃料比
4.1 生产高炉炉内煤气量与燃料比的关系
4.1.1 煤气在炉内停留时间与燃料比
4.1.□ 煤气利用率是限制高炉强化的重要因素
4.1.3 降低吨铁耗氧量提高煤气利用率降低燃料比
4.□ 影响高炉上部还原反应的因素
4.□.1 高炉上部反应
4.□.□ 炉内热交换和炉身矿石含氧与煤气中CO的分布
4.□.3 热储备区与铁碳平衡及矿石的还原过程
4.3 合理的煤气流分布
4.3.1 装料制度对高炉过程的影响
4.3.□ 装料制度对煤气利用率的影响
4.3.3 中心加焦
4.4 合适的炉腹煤气量指数创造炉内还原的有利条件
4.4.1 炉腹煤气量与温度分布和块状带的体积
4.4.□ 软熔带形式与炉内还原条件
4.5 近年来以降低热储备区温度来提高煤气利用率的研究
4.5.1 小块焦与矿石混合装料
4.5.□ 矿石和焦炭混合装料
4.5.3 含碳矿石和铁焦
4.5.4 使用高反应性焦炭
4.6 本章小结
参考文献
5渣铁形成和流动与炉缸寿命
5.1 熔融还原及滴落带
5.1.1 软熔层的结构
5.1.□ 矿石在软熔层中还原、软化、收缩和软熔的过程
5.1.3 渣铁分离和汇集
5.□ 渣铁的滴落
5.□.1 渣铁滴落量的分布和滴落高度
5.□.□ 滴落时的熔融还原
5.□.3 熔融还原对焦炭劣化的影响
5.3 死料堆及其对铁水流动的影响
5.3.1 死料堆及焦炭的运动和更新
5.3.□ FeO对死料堆内传热的影响
5.3.3 对死料堆的解剖调查和结构
5.3.4 铁水在熔池中的运动
5.4 炉缸寿命与侧壁凝结保护层
5.4.1 炉缸侵蚀与炉缸保护凝结层的形成
5.4.□ 炉缸保护凝结层的显微结构
5.4.3 影响侧壁凝结层形成和稳定的不利因素
参考文献
6结语
后记