钢铁冶金学（炼铁部分）

目录

1概论

1.1钢铁工业在国民经济中的地位

1.2中国钢铁工业的概况

1.3钢铁联合企业中的炼铁生产

1.4高炉冶炼过程概述

1.4.1高炉炼铁工艺流程及炉内主要过程

1.4.2含铁原料及其他辅助原料

1.4.3高炉燃料

1.4.4耐火材料

1.4.5高炉产品

1.4.6高炉冶炼的主要技术经济指标

习题和思考题

2铁矿粉造块

2.1粉矿造块的意义和作用

2.2造块的基础理论

2.3烧结过程

2.3.1一般工艺过程

2.3.2烧结过程的主要反应

2.3.3烧结过程中的固结

2.3.4烧结过程中的传输现象

2.3.5烧结工艺

2.4球团过程

2.4.1生球成型

2.4.2生球干燥

2.4.3球团矿的焙烧固结

2.4.4球团工艺

2.4.5特种造块方法

2.5烧结矿和球团矿的质量检验

2.5.1冷态物理机械性能

2.5.2热态及还原条件下的物理机械性能

2.5.3冶金性能

2.6高炉炉料结构

2.6.1高碱度烧结矿的冶金性能

2.6.2酸性氧化球团矿的冶金性能

2.6.3高碱度烧结矿配加酸性球团矿组成的综合炉料的冶金性能

参考文献和建议阅读书目

习题和思考题

3高炉冶炼过程的物理化学

3.1蒸发、分解与气化

3.1.1蒸发

3.1.2结晶水分解

3.1.3碳酸盐分解

3.1.4析碳反应

3.1.5气化

3.2还原过程

3.2.1铁的氧化物及其特性

3.2.2铁氧化物还原的热力学

3.2.3气固相还原反应的动力学

3.2.4其他元素的还原

3.2.5炉缸中液态渣铁间的氧化还原反应――耦合反应

3.3炉渣

3.3.1炉渣在高炉冶炼过程中的作用

3.3.2造渣过程简述

3.3.3终渣的主要理化性能

3.3.4炉渣去硫

3.3.5炉渣排碱

3.4碳的气化反应

3.4.1固体碳气化的一般规律

3.4.2风口前碳的燃烧

3.4.3燃烧带以外碳的气化

3.5生铁的形成

3.5.1渗碳反应

3.5.2其他少量元素的溶入

参考文献和建议阅读书目

习题和思考题

4高炉冶炼过程中的传输现象

4.1高炉中的动量传输

4.1.1煤气流经固体散料层的一般规律

4.1.2逆流运动中散料的有效质量

4.1.3散料的流态化

4.1.4充液散料层的流体力学现象

4.1.5高炉过程中的炉料下降

4.2高炉内的热量传输

4.2.1传热方程

4.2.2水当量

4.2.3高炉上下部热交换

4.2.4高炉条件下的传热方式和给热系数

参考文献和建议阅读书目

习题和思考题

5高炉冶炼能量利用

5.1高炉冶炼能量利用指标

5.1.1燃料比

5.1.2焦比

5.1.3直接还原或间接还原发展程度

5.1.4燃料中的碳素在高炉内氧化程度或利用程度

5.1.5高炉内热能利用程度

5.1.6氢利用率

5.2高炉能量利用计算分析

5.2.1生产高炉的计算

5.2.2设计高炉的计算

5.2.3物料及热平衡计算举例

5.2.4理论焦比计算

5.3高炉能量利用图解分析

5.3.1铁的直接还原度与碳消耗[rd－w（C）]图解

5.3.2里斯特操作线图解

5.3.3理查特（Reichardt）区域热平衡图解分析

参考文献和建议阅读书目

习题和思考题

6高炉炼铁工艺

6.1高炉炼铁生产的原则

6.2高炉操作制度

6.2.1装料制度

6.2.2送风制度

6.2.3造渣制度

6.2.4热制度

6.2.5炉况判断

6.3高压操作

6.3.1高压操作系统

6.3.2高压操作对高炉冶炼的影响

6.4高风温操作

6.4.1高风温对高炉冶炼的影响

6.4.2高炉接受高风温的条件

6.4.3高风温的取得

6.5喷吹补充燃料

6.5.1喷吹燃料对高炉冶炼的影响

6.5.2置换比与喷吹量

6.6富氧和综合鼓风操作

6.6.1富氧对高炉冶炼的影响

6.6.2富氧鼓风操作特点

参考文献和建议阅读书目

习题和思考题

7高炉冶炼过程数学模型概述

7.1数学模型及其功用与分类

7.2高炉冶炼过程的特点

7.3高炉冶炼过程模型及控制模型概述

7.4人工智能高炉专家系统概述

7.4.1人工智能（AI）

7.4.2专家系统（ES）

7.4.3人工智能高炉冶炼专家系统

参考文献和建议阅读书目

习题和思考题

8非高炉炼铁

8.1直接还原

8.1.1直接还原概况

8.1.2气基直接还原法

8.1.3煤基直接还原法

8.1.4直接还原铁的性质与应用

8.2熔融还原法

8.2.1一步法熔融还原

8.2.2二步法熔融还原

参考文献和建议阅读书目

主要符号表

本书引用的主要参考文献

2100433B

《钢铁冶金学:炼铁部分》(第2版)系钢铁冶金专业《钢铁冶金学》（炼钢部分）课程的教学用书。按照钢铁冶金专业教学计划和本门课程教学大纲的要求，《钢铁冶金学:炼铁部分》(第2版)重点阐述炼钢过程的基本理论和工艺，主要内容包括含铁原料的造块、炼铁原理、工艺操作及高炉作业的能量利用分析，并结合钢铁工业的最新发展，对数学模型、高炉过程自动控制及非高炉法炼铁（包括直接还原及熔融还原）作了简要介绍。

建有科技部与上海市共建“现代冶金和材料制备”国家重点实验室培育基地、上海市科委直属的“上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室”，并设有冶金学博士后科研流动站，本学科师资力量雄厚，学术梯队结构合理，仪器装备精良，科研条件为国内前列水平，在钢铁冶金基础理论研究和重大新技术的开发方面成果丰硕显著。（上海大学）本学科点的主要研究方向有：

(1)钢铁冶金过程制氢技术；

(2) 特殊物理场下冶金和材料制备过程；

(3) 炼钢和二次精炼新技术及纯净钢和特种钢研究；

(4)冶金熔体物理化学及数据库；

(5)铁和铁合金的熔炼新技术；

( 6)金属材料的高新制备技术；

(7)金属连铸凝固技术；

(8)冶金中的传输理论与过程数模及仿真。

全书共分为13章，内容包括：绪论，高炉原料，高炉炼铁原理，高炉炼铁工艺，高炉炼铁设备，非高炉炼铁，铁合金生产，炼钢基本原理，炼钢原材料，氧气转炉炼钢，电弧炉炼钢，铁水预处理与钢水炉外精炼和连续铸钢。

本书可作为高等学校钢铁冶金专业本科生或研究生的教材，也可供从事钢铁生产的工程技术人员、管理人员以及相关专业的师生参考。

本标准规定了钢铁企业炼铁工序水系统优化的术语和定义、水系统现状调查程序、水系统优化程序、水系统优化指标计算方法。 本标准适用于钢铁企业高炉炼铁工序生产水系统优化。