高炉炼铁工艺及计算

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出版者:冶金工业出版社
作者:
出品人:
页数:534
译者:
出版时间:1991-12
价格:55.00
装帧:平装
isbn号码:9787502408497
丛书系列:
图书标签:
  • 学习
  • 高炉炼铁
  • 炼铁工艺
  • 冶金工程
  • 钢铁冶金
  • 高炉技术
  • 工艺计算
  • 热力学
  • 化学冶金
  • 矿冶工程
  • 工业工程
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具体描述

《高炉炼铁工艺及计算》是一本专注于钢铁冶金领域,特别是高炉炼铁核心技术的专业书籍。本书深入浅出地剖析了高炉炼铁从原料准备到产品产出的完整工艺流程,并着重于炼铁过程中关键参数的计算与应用。 内容概述: 本书的编写旨在为冶金工程专业学生、研究人员以及钢铁行业的技术人员提供一个全面、系统、实用的学习和参考平台。其核心内容涵盖了以下几个主要方面: 高炉炼铁基础理论: 详细阐述了高炉炼铁的化学原理、热力学基础以及物质传递过程。重点讲解了还原反应、熔化反应、造渣反应以及气液固三相之间的传热传质机理,为理解复杂的炼铁过程打下坚实的基础。 高炉结构与工作原理: 全面介绍了高炉的组成部分,包括炉体结构(炉缸、炉身、炉喉、炉帽等)、风口、出铁口、出渣口等,并详细阐述了它们的功能和设计要点。深入剖析了高炉内部的温度分布、压力分布以及气流、料流的运动规律,揭示了高炉作为一个复杂化学反应器的运行机理。 炼铁原料与准备: 详述了高炉炼铁所需的主要原料,包括铁矿石(原矿、精矿、烧结矿、球团矿)、燃料(焦炭)和熔剂(石灰石、白云石等)。对各种原料的化学成分、物理性能、粒度要求以及它们的制备和预处理工艺(如烧结、球团、焦化)进行了详细介绍,强调了原料质量对炼铁过程和产品质量的重要影响。 高炉操作技术: 深入探讨了高炉操作的各个环节,包括送风制度(风温、风量、风压)、配料制度(生铁、焦炭、熔剂的比例)、炉料下降与透气性、炉缸传热与操作、炉衬保护与维护等。详细介绍了影响高炉稳定运行的关键操作参数,并提供了优化操作、提高效率、降低能耗的策略和方法。 炼铁过程的计算与模拟: 这是本书的一大特色。书中系统地讲解了与高炉炼铁相关的各项计算方法,涵盖了: 物质衡算: 根据原料组成和消耗,计算铁、碳、氧化物、还原剂等的消耗量和产出量。 热量衡算: 分析高炉内的热量来源和消耗,计算炉内温度、热效率等。 还原计算: 评估氧化铁的还原程度,分析还原剂的利用率。 造渣计算: 根据熔剂的加入量,计算炉渣的化学组成、性质(如熔点、黏度)及其对炼铁过程的影响。 透气性计算: 评估炉料的透气性,预测和解决“大、小、稳、结”等操作问题。 经济技术指标计算: 计算铁水产量、焦比、生铁成本、能源消耗等关键经济技术指标。 过程模拟与优化: 介绍常用的高炉过程模拟模型和软件应用,帮助读者理解如何通过模拟来预测和优化操作。 高炉产品与质量控制: 介绍了高炉生产的生铁(球墨铸铁、铸造生铁、炼钢生铁)的化学成分、物理性能及其应用领域。重点讲解了影响生铁质量的因素,以及如何通过优化操作和控制来保证生铁质量的稳定性和优越性。 高炉的节能降耗与环境保护: 关注现代钢铁工业可持续发展的需求,探讨了高炉炼铁过程中的节能降耗措施,如强化喷吹技术、利用余热余压、优化燃料结构等。同时,也介绍了高炉炼铁产生的废气、废水、废渣的处理技术和环保要求。 《高炉炼铁工艺及计算》以严谨的科学态度、翔实的专业知识和实用的技术方法,为读者构建了一个完整的高炉炼铁知识体系。本书内容紧密结合生产实践,理论与计算并行,有助于读者深入理解高炉炼铁的奥秘,提高分析问题和解决问题的能力,为推动高炉炼铁技术的进步和发展贡献力量。

作者简介

目录信息

目录
第一章 高炉炼铁基本理论
第一节 高炉内的基本状况
一、炉内状况的描述
二、炉内冶炼过程
三、炉内煤气流分布
第二节 炉料还原过程
一、铁氧化物还原热力学
二、铁氧化物还原动力学
三、直接还原度
四、直接还原与间接还原的发展程度
五、硅、锰、硫、磷、碱金属及其它元
素的还原
六、渗碳
第三节 炉料在高温中的性状变化
及造渣
一、炉料受热分解
二、矿石高温性能变化及软化、熔融、
滴落过程
三、造渣过程及成渣理论
第四节 高炉气体动力学
一、流体动力学的基础理论
二、散料层中气体的流动
三、炉内煤气流动特点及分析
四、高炉气体动力学的理论计算与模拟
试验
第五节 高炉内的热量利用和热平

一、风口前燃料燃烧反应和理论燃烧温

二、高炉内的热交换
三、高炉热平衡
四、理论最低燃料比
第二章 炼铁原、燃料
第一节 精料与炉料结构合理化
一、原料性能对高炉冶炼过程的影响
二、精料
三、炉料结构合理化
第二节 烧 结 矿
一、烧结矿的矿物组成、显微结构
二、烧结矿的碱度与烧结矿的冶金性能
第三节 球团矿
一、球团矿的矿物组成
二、球团矿的特性及其在高炉内的行为
第四节 天然铁矿石及锰矿石
一、天然铁矿石
二、天然锰矿石
第五节 熔剂
一、石灰石(CaCOa)
二、白云石
三、硅石
第六节 辅助原料
一、各种碎铁
二、轧钢皮及各种渣
三、洗炉剂
第七节 焦炭
一、焦炭在高炉内的作用和变化
二、焦炭的性质与高炉对焦炭质量的要

第三章 高炉炉体结构与维护
第一节 炉体结构
一、鞍钢高炉炉体结构的演变
二、高炉炉体的破损调查、研究和结构
发展
三、炉体冷却
四、高炉内型
第二节 炉体维护
一、重视控制煤气流和炉体监测工作
二、炉体灌浆和喷补
三、采用含钛矿石维护炉体
第四章 热 风 炉
第一节 热风炉燃料及燃烧计算
一、热风炉燃料
二、燃烧计算
第二节 各种因素对热风温度的影响
一、拱顶温度
二、废气温度
三、热风炉工作周期
四、蓄热面积与格子砖重量
五、其它因素
第三节 提高热风炉理论燃烧温度
一、配用高热值煤气
二、预热助燃空气或煤气
三、空气过剩系数对理论燃烧温度的影响
四、煤气含水量对理论燃烧温度t理的
影响
第四节 热平衡及热效率
一、热风炉热平衡基础参数的计算
二、热平衡计算
第五节 热风炉操作
一、燃烧制度
二、送风制度
三、热风炉换炉操作
四、高炉休风、送风时的热风炉操作
五、助燃空气预热系统的操作
第六节 热风炉事故及处理
第七节 热风炉烘炉、保温及凉炉
一、烘炉目的及方法
二、烘炉实例
三、硅砖热风炉的维护保温
四、热风炉凉炉
五、日本小仓高炉硅砖热风炉凉炉试验
第八节 热风炉寿命
一、热风炉破损及其原因
二、热风炉炉壳晶间应力腐蚀及预防措施
第九节 热风炉耐火材料
一、理化性能指标
二、蓄热室格子砖的热工特性
第五章 炉前操作
第一节 出渣
一、出渣时间的确定及上、下渣比
二、渣口及渣沟
三、出渣操作及渣口维护
四、出渣事故及处理措施
第二节出铁
一、每昼夜出铁次数的确定
二、出铁工作指标
三、铁口、铁沟、撇渣器及下渣沟
四、出铁操作及铁口维护
五、出铁事故及处理措施
第三节 特殊情况的炉前操作
一、开炉
二、长期休风及复风
三、停炉
四、直吹管烧穿
五、风口灌渣
六、风口大量烧坏或个别风口连续烧坏
第四节 炉前常用的不定形耐火材料
一、原料
二、炮泥
三、铺沟泥
四、撇渣器泥料
五、铁口泥套泥料
第六章 高炉冶炼操作
第一节 基本规律与调节控制手段
一、基本规律
二、操作制度和调节手段
三、“下部调节是基础,上、下部调节
相结合”是基本准则
第二节 炉况判断
一、判断炉况的方法
二、高炉操作的计算机控制
第三节 下部调节
一、适宜的风口面积和合理的送风制度
二、回旋区适宜的理论燃烧温度
三、日常操作调节
第四节 上部调节
一、钟式炉顶布料
二、无钟炉顶布料
三、炉顶布料实测结果
四、装料制度的作用
五、矿、焦混装
第五节 负荷调节
一、变料的有关计算
二、负荷调整
第六节 造渣制度
一、我国高炉渣性能
二、炉渣与排碱
三、国外某些厂的高炉渣性能
第七节 富氧鼓风和综合鼓风
一、富氧鼓风的特点
二、富氧鼓风对主要技术指标的影响
三、综合鼓风
四、富氧 与喷煤
五、富氧鼓风设施
第八节 冶炼铸造生铁
一、影响生铁含硅量的主要因素及冶炼
操作制度
二、几项新工艺
三、高纯铸造生铁
第九节 冶炼低硅炼钢生铁
一、冶炼低硅生铁的途径
二、铁水预脱硅
第十节 炉外脱硫
一、炉外脱硫的意义
二、脱硫剂及其脱硫机理与使用特点
三、脱硫工艺
四、脱硫场地选择
第十一节 影响高炉焦比和产量的
因素
一、炉顶高压操作的效果
二、富氧鼓风的增产效果
三、减风、休风影响产量的计算
四、提高风温节省焦炭量的计算
五、碱性熔剂影响焦比的计算
六、焦炭含硫量影响焦比的计算
七、焦炭灰分影响焦比的计算
八、矿石含硫量影响焦比的计算
九、矿石含铁量变化1%影响焦比的计算
十、生铁含硅量变化0.1%影响焦比的
计算
十一、一线化碳利用率(ηco)的计算
十二、氢利用率(ηH)的计算
十三、高炉内还原度的计算
十四、喷吹燃料置换比计算
十五、影响焦比和产量的因素
十六、校正焦比
第七章 高炉冶炼过程失常及事故的
处理
第一节 低料线
第二节 管道行程和崩料
一、原因、征兆和处理措施
二、实例
第三节 悬料
一、原因、征兆和处理方法
二、实例
第四节 炉缸堆积(包括风口灌渣)
一、炉缸堆积的征兆、原因和处理
二、风口灌渣
第五节 大凉及炉缸冻结
一、原因、征兆和处理方法
二、实例及参考意见
第六节 高炉结瘤
一、原因和征兆
二、预防及处理
三、实例
第七节 中部炉墙结厚
一、原因和征兆
二、预防及处理
三、实例
第八节 上部炉衬脐落
一、征兆及处理措施
二、实例
第九节 炉缸、炉底烧穿
一、原因、征兆及预防
二、实例
第十节 其它事故处理
一、水压降低或停水
二、停电
三、停风
第八章 开炉、 停炉、封妒、休风、
复风及煤气操作
第一节 开炉
一、新建或大修后高炉开炉
二、中修后高炉开炉
第二节 停炉
一、碎焦停炉
二、石灰石停炉
三、砾石停炉
四、空料线停炉
第三节 封炉
一、封炉焦比
二、封炉操作
第四节 休风、复风
一、短期休风和复风
二、长期休风和复风
三、特殊休风
第五节 煤气安全操作
一、煤气的输出与引入
二、驱尽煤气系统中的残余煤气
三、特殊情况的煤气安全操作
四、煤气事故实例
第九章 高炉炼铁综合计算
第一节 原始资料
一、收集和整理必要的原始资料
二、各种人炉物料的化学成分
三、生产数据整理
第二节 高炉配料计算
一、高炉配料联合计算
二、简易配料计算
第三节 物料平衡与热平衡
一、物料平衡
二、热平衡
第四节 理论最低碳比计算
一、计算所需条件
二、氢还原FeO的还原度rH
三、作为发热剂需要的碳量
四、作为还原剂需要的碳量
五、理论最低碳比
第五节 高炉操作线的计算和应用
一、操作线作法实例
二、操作线图的应用
三、喷吹燃料时的操作线计算与实例
第十章 高炉冶炼锰铁
第一节 高炉锰铁
第二节 高炉锰铁原料
一、锰矿石及其分类
二、冶炼锰铁对锰矿石的要求
三、锰矿石的处理
四、焦炭、熔剂、附加物
第三节 锰铁冶炼操作
一、高炉冶炼锰铁的特点
二、提高锰的回收率
三、高炉操作制度
四、开炉与停炉
五、炉前操作
六、富锰渣冶炼
第四节 有关计算
第五节 环保与综合利用
一、锰尘及锰烟
二、污水处理
三、综合利用
第十一章 附录
一、常用面积、体积计算公式
二、元素的物理性质
三、常用氧化物的若干物理性质
四、各种物质的密度和热学性能
五、空气及煤气的饱和水蒸气含量
六、水和水蒸气的物理参数
七、各种物料的堆密度和堆角
八、标准筛
九、各种耐火砖的主要特性
十、化合物的生成热
十一、高炉冶炼过程的主要化学反应
十二、某些物质的标准生成热、自由能
和熵
十三、某些反应的标准自由能
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
十五、铁氧化物还原反应的平衡气相成

十六、有关元素与化合物的比热容
十七、比热容与温度的关系
十八、生铁、炉渣及烧结矿的�
十九、各种元素在炉渣中的损失(μ)及
挥发损失(λ)
二十、燃料在空气中的着火温度
二十一、常用燃料的发热值QDw
二十二、煤和煤粉的若干性质
二十三、生铁标准
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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坦白说,我对技术书籍一向抱着审慎的态度,很多所谓的“权威著作”读起来干巴巴的,充满了过时的理论和脱离实际的假设。然而,《高炉炼铁工艺及计算》却给了我一个全新的阅读体验。这本书的亮点在于其前瞻性,它没有沉溺于上世纪的经典理论而止步不前,而是勇敢地将大数据分析和人工智能在炼铁过程优化中的初步应用也纳入了讨论范围。虽然这些内容目前还处于探索阶段,但作者敢于触碰这些前沿话题,并且能用现有的工艺知识体系去解释它们如何可能融入,这展现了作者深厚的行业洞察力和广阔的视野。特别是关于“炉料性质对还原反应动力学的影响”这一块,作者引用了最新的粒度分布模型,这对于我们优化球团和块矿配比决策时,提供了极其坚实的理论支撑。这本书的份量很足,但读起来一点也不觉得累赘,因为每一页都充满了对行业未来发展的思考。

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这本书的实用性简直是无可挑剔的,它几乎可以作为我们炼铁车间现场技术人员的“应急手册”。我最喜欢的部分是关于“炉衬侵蚀与寿命评估”的章节,我们车间前段时间因为操作波动导致炉衬局部区域的烧损速度明显加快,传统的方法只能事后补救。这本书里提供的基于炉内温度场和化学腐蚀速率的动态评估模型,让我们能够提前预警潜在的风险点。更重要的是,书中的计算部分,所有公式都有清晰的单位说明和变量定义,这在实际工作中极其重要,避免了因为单位混乱而导致的计算错误。我甚至把书里附带的几个关键计算表格(比如休风降温速率计算表)打印出来,贴在了值班室的墙上,成了我们日常巡检和异常处理的参考标准。这是一本真正把“计算”融入“工艺”的实践指导书,而不是堆砌公式的理论集合。

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这本《高炉炼铁工艺及计算》的书简直是为我们这些在钢铁行业摸爬滚打的工程师们量身定做的宝典!我手里拿着这本书,感觉就像是终于找到了一个能把理论和实践完美结合的向导。书中的内容翔实得让人咋舌,特别是关于炉内复杂化学反应的阐述,简直是深入骨髓。我记得有一次我们遇到了一个高炉热负荷不稳定的难题,试了很多方法都没能彻底解决。后来翻开这本书,书中关于炉衬寿命预测和热负荷调控的章节,一下子点亮了我的思路。作者不仅仅停留在传统的冶金学知识层面,而是引入了大量的现代计算模拟方法,比如有限元分析在炉衬侵蚀预测上的应用,这在以往的教材里是很少见的。更让我惊喜的是,书中的案例分析部分,每一个都贴近实际生产中的痛点,讲解得条理清晰,让人一看就懂,再一想就明白了背后的科学原理。这本书的价值,绝不仅仅在于传授知识,更在于培养一种解决实际问题的系统性思维。对于任何想在钢铁冶金领域深耕的人来说,这本书都是一份不可或缺的工具箱。

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读完这本书后,我最大的感受就是它极大地提升了我对高炉操作的“宏观掌控力”。以前总感觉自己像个操作工,对炉子的脾气只能凭经验去猜,今天热了明天冷了,总是被动应对。但这本《高炉炼铁工艺及计算》彻底改变了我的看法。它用严谨的数学模型和流体力学原理,把高炉这个庞然大物内部的流动、传热和传质过程,描绘得像一幅精细的工程蓝图。我特别欣赏作者在“煤气流场分布均匀性”这一章节的处理方式,它不仅仅告诉你“要均匀”,而是告诉你“如何通过调整风口形状和送风方式来实现均匀”,并且给出了具体的计算公式和设计参数范围。这种从“知其然”到“知其所以然”的飞跃,对于我们这些需要对生产结果负责的人来说,简直是醍醐灌顶。这本书的排版和图表制作也非常专业,那些复杂的等温线图和浓度分布图,即便初次接触也显得直观易懂,充分体现了作者在教学方法上的深厚功力。

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作为一名资深的研究人员,我通常需要查阅大量的文献来构建我的研究框架,但自从有了这本《高炉炼铁工艺及计算》,我发现自己查阅外部资料的频率大大降低了。这本书的编排逻辑非常符合工程学习的认知规律,它从最基础的反应物料特性讲起,逐步深入到炉内复杂的物理化学过程,最后回归到设备的设计和操作控制。这种由浅入深、层层递进的结构,让复杂的知识点被有效地“打包”和消化。我尤其推崇作者在处理“炉渣化学”这部分时的深度和广度,它不仅仅讲解了渣铁反应的热力学平衡,还详细分析了不同碱度渣系对脱硫效率和炉衬保护的双重影响,并给出了不同操作条件下的优化区间建议。这本书的参考文献列表本身就是一份高质量的行业阅读清单,体现了作者严谨的治学态度。这本书不仅是工具书,更是一部能启发创新思维的著作。

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