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第1章 铁矿造块概论1

1.1 概述1

1.1.1 铁矿造块概念与方法1

1.1.2 铁矿造块的地位与作用2

1.2 世界铁矿造块的发展4

1.2.1 烧结法4

1.2.2 球团法6

1.2.3 压团法8

1.3 我国铁矿造块的发展8

1.3.1 烧结法8

1.3.2 球团法10

1.3.3 我国铁矿造块的现状与展望12

1.4 钢铁冶炼和环境保护对铁矿造块的要求15

1.4.1 冶炼对造块产品质量的要求15

1.4.2 环境保护对造块生产的要求19

1.5 造块生产主要技术经济指标20

1.5.1 设备利用系数20

1.5.2 设备作业率20

1.5.3 产品质量合格率21

1.5.4 物料消耗指标21

1.5.5 工序能耗与生产成本21

1.5.6 劳动生产率21

第2章 铁矿造块原料22

2.1 含铁原料22

2.1.1 天然铁矿石22

2.1.2 二次含铁原料28

2.2 锰矿石29

2.3 熔剂和添加剂31

2.3.1 熔剂31

2.3.2 添加剂31

2.3.3 黏结剂32

2.4 燃料32

2.4.1 固体燃料32

2.4.2 气体燃料33

2.4.3 液体燃料34

2.5 造块生产对原料的要求34

2.5.1 烧结生产对原料的要求34

2.5.2 球团生产对原料的要求36

第3章 烧结过程物理化学基础37

3.1 概述37

3.2 烧结过程中水分的蒸发与冷凝40

3.2.1 水分在烧结过程中的作用40

3.2.2 水分的蒸发40

3.2.3 水汽的冷凝41

3.2.4 防止烧结料层过湿的主要措施43

3.3 烧结过程的气-固反应44

3.3.1 固体物料的分解44

3.3.2 铁氧化物的还原与氧化51

3.3.3 烧结过程中有害元素的行为58

3.4 烧结过程的固-固反应63

3.4.1 固-固反应理论63

3.4.2 烧结过程的固-固反应65

3.5 烧结过程液相的形成67

3.5.1 液相的形成过程67

3.5.2 影响液相量的主要因素68

3.5.3 液相的性质69

3.5.4 液相在烧结过程中的作用71

3.6 液相的冷凝与固结成矿71

3.6.1 结晶过程及其影响因素71

3.6.2 烧结成矿行为与成矿过程72

3.6.3 烧结成矿的铁酸钙理论75

3.6.4 烧结成矿过程的相图分析80

第4章 烧结料层气体运动力学97

4.1 散料的基本参数97

4.1.1 散料的平均直径97

4.1.2 空隙率98

4.1.3 表面积、比表面积、形状系数100

4.1.4 水力学直径101

4.1.5 烧结料层结构参数的变化102

4.2 烧结料层气体运动阻力102

4.2.1 散料层中气体运动的压力降102

4.2.2 烧结料层各带压力损失系数103

4.2.3 烧结料层各带的压力降106

4.3 烧结料层透气性及其变化规律109

4.3.1 单位面积风量109

4.3.2 沃伊斯公式109

4.3.3 烧结过程透气性变化规律110

4.4 提高烧结生产率的途径111

4.4.1 抽风负压的影响111

4.4.2 料层高度的影响112

4.4.3 降低漏风率112

4.4.4 改善烧结料层的透气性113

第5章 烧结料层燃烧与传热规律119

5.1 烧结料层中固体燃料的燃烧119

5.1.1 烧结料层燃料的燃烧特点119

5.1.2 烧结料层燃料燃烧动力学119

5.1.3 烧结废气组成及其影响因素121

5.1.4 烧结料层燃烧带厚度的计算122

5.1.5 燃烧带移动速率及其影响因素124

5.2 烧结料层中的热交换126

5.2.1 烧结料层的热交换特点126

5.2.2 单位空气需要量127

5.2.3 烧结料层温度的分布128

5.3 影响热波移动速率的因素130

5.3.1 气流速率的影响130

5.3.2 固体物料特性的影响130

5.3.3 气体性质的影响131

5.4 热波移动速率的数学解析131

5.4.1 无内部热源时132

5.4.2 有内部热源时133

5.5 传热速率与燃烧速率的匹配134

5.6 烧结料层蓄热及其利用途径136

5.6.1 烧结料层的蓄热现象136

5.6.2 烧结料层蓄热的计算136

5.6.3 烧结料层蓄热特点及利用途径141

第6章 烧结矿矿物组成与微观结构143

6.1 烧结矿主要矿物及其性质143

6.1.1 烧结矿主要矿物143

6.1.2 烧结矿主要矿物的性质145

6.2 烧结矿的结构及其性质147

6.2.1 宏观结构147

6.2.2 微观结构148

6.3 烧结矿组成、结构与其性能的关系150

6.3.1 烧结矿组成、结构与强度的关系150

6.3.2 烧结矿组成、结构与冶金性能的关系151

6.4 影响烧结矿组成、结构和性能的因素151

6.4.1 烧结料碱度的影响151

6.4.2 烧结料配碳量的影响154

6.4.3 烧结料化学成分的影响155

6.4.4 操作制度的影响156

第7章 烧结工艺与技术158

7.1 烧结工艺流程158

7.2 烧结原料准备159

7.2.1 原料接受、贮存及中和159

7.2.2 熔剂和燃料的破碎筛分162

7.3 烧结混合料制备164

7.3.1 配料164

7.3.2 混合与制粒165

7.4 混合料烧结168

7.4.1 布料168

7.4.2 点火170

7.4.3 烧结171

7.5 烧结矿处理175

7.5.1 烧结矿的破碎筛分176

7.5.2 烧结矿的冷却176

7.5.3 烧结矿的整粒178

第8章 铁矿粉成球理论基础180

8.1 水分在成球中的作用180

8.1.1 吸附水的特性及其作用180

8.1.2 薄膜水的特性及其作用181

8.1.3 毛细水的特性及其作用182

8.1.4 重力水的特性及其作用183

8.2 矿粉成球机理184

8.2.1 颗粒黏结机理184

8.2.2 黏结剂与铁矿表面的作用190

8.3 矿粉的成球性能与成球过程192

8.3.1 矿粉成球性能192

8.3.2 矿粉的成球过程195

8.4 影响矿粉成球速率的因素197

8.4.1 原料性质的影响198

8.4.2 水分的影响198

8.4.3 黏结剂的影响199

8.5 影响生球强度的因素199

8.5.1 原料性质的影响199

8.5.2 黏结剂的影响202

第9章 球团固结理论基础205

9.1 生球的干燥205

9.1.1 生球的干燥机理205

9.1.2 干燥过程中生球的行为208

9.1.3 影响生球干燥的因素209

9.2 球团的高温固结212

9.2.1 球团焙烧固结机理212

9.2.2 铁矿球团的固结形式215

9.2.3 影响球团矿固结的因素220

第10章 球团生产工艺与技术226

10.1 球团生产工艺流程226

10.2 球团原料的准备226

10.2.1 含铁原料的准备226

10.2.2 膨润土的准备232

10.3 生球的制备233

10.3.1 配料233

10.3.2 混合233

10.3.3 造球234

10.4 球团的焙烧与冷却241

10.4.1 竖炉工艺241

10.4.2 链箅机-回转窑工艺248

10.4.3 带式焙烧机工艺253

10.4.4 三种球团焙烧工艺的比较258

10.5 球团生产过程质量要求259

10.5.1 生球质量要求259

10.5.2 预热球质量要求260

第11章 压团原理与工艺261

11.1 压团原理261

11.1.1 加压过程中颗粒的位移和变形261

11.1.2 压团过程团块密度变化规律263

11.1.3 压团过程中物料的受力分布263

11.1.4 团块的黏结机理264

11.2 压团设备266

11.2.1 对辊式压团机266

11.2.2 冲压式压团机267

11.2.3 环式压团机268

11.3 压团工艺268

11.3.1 黏结剂的选择268

11.3.2 压团工艺过程269

11.3.3 团块固结方法269

11.4 压团过程影响因素270

11.4.1 物料的天然性质270

11.4.2 添加物270

11.4.3 压团工艺条件271

第12章 铁矿造块方法与技术的发展273

12.1 复合造块法273

12.1.1 复合造块法产生的背景273

12.1.2 复合造块工艺流程与技术特点274

12.1.3 复合造块法的成矿原理276

12.1.4 复合造块法的作用与优势277

12.1.5 复合造块法的工业实践278

12.2 废气循环烧结法279

12.2.1 废气循环烧结的基础279

12.2.2 废气循环模式及分析279

12.2.3 废气循环烧结典型工艺281

12.3 小球团烧结法284

12.3.1 小球团烧结法的原理284

12.3.2 小球团法的工艺流程与特点285

12.3.3 小球团烧结法的工业应用286

12.4 其他烧结方法286

12.4.1 低温烧结法286

12.4.2 还原烧结法288

12.4.3 富氧烧结法289

12.4.4 双层烧结法290

12.4.5 热风烧结法291

12.5 熔剂性团矿的生产294

12.5.1 熔剂性球团矿的发展背景294

12.5.2 碱性熔剂对球团强度的影响294

12.5.3 碱度与含镁熔剂对冶金性能的影响296

12.5.4 熔剂性球团矿的制备技术297

12.5.5 熔剂性球团在我国的生产实践298

12.6 新型球团黏结剂的开发299

12.6.1 有机黏结剂299

12.6.2 复合黏结剂301

第13章 造块生产节能与环境保护303

13.1 烧结节能技术303

13.1.1 烧结余热回收303

13.1.2 降低烧结电耗306

13.1.3 降低烧结燃料消耗307

13.2 烧结球团烟气净化技术309

13.2.1 烟气脱硫309

13.2.2 烟气脱硝313

第14章 造块生产自动控制原理315

14.1 烧结矿化学成分控制315

14.2 烧结过程状态控制317

14.2.1 烧结过程状态的软测量317

14.2.2 烧结过程状态的预报319

14.2.3 烧结过程状态的控制320

14.3 烧结能耗控制321

14.3.1 RC的推算与HZR的测定322

14.3.2 控制机理322

14.4 链算机-回转窑过程控制323

14.4.1 过程模拟模型323

14.4.2 平衡模型326

14.4.3 专家系统327

参考文献331