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1　概论1

1.1　钢铁工业在国民经济中的地位1

1.2　中国钢铁工业的概况1

1.3　钢铁联合企业中的炼铁生产2

1.4　高炉冶炼过程概述3

1.4.1　高炉炼铁工艺流程及炉内主要过程4

1.4.2　含铁原料及其他辅助原料6

1.4.3　高炉燃料12

1.4.4　耐火材料17

1.4.5　高炉产品21

1.4.6　高炉冶炼的主要技术经济指标25

习题和思考题30

2　铁矿粉造块31

2.1　粉矿造块的意义和作用31

2.2　造块的基础理论32

2.3　烧结过程32

2.3.1　一般工艺过程32

2.3.2　烧结过程的主要反应33

2.3.3 烧结过程中的固结39

2.3.4　烧结过程中的传输现象46

2.3.5　烧结工艺49

2.4　球团过程56

2.4.1　生球成型57

2.4.2　生球干燥61

2.4.3　球团矿的焙烧固结63

2.4.4　球团工艺64

2.4.5　特种造块方法67

2.5　烧结矿和球团矿的质量检验69

2.5.1　冷态物理机械性能69

2.5.2　热态及还原条件下的物理机械性能70

2.5.3　冶金性能71

2.6　高炉炉料结构72

2.6.1　高碱度烧结矿的冶金性能72

2.6.2　酸性氧化球团矿的冶金性能74

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75

参考文献和建议阅读书目75

习题和思考题75

3　高炉冶炼过程的物理化学77

3.1　蒸发、分解与气化77

3.1.1　蒸发77

3.1.2　结晶水分解77

3.1.3　碳酸盐分解77

3.1.4　析碳反应78

3.1.5　气化78

3.2　还原过程79

3.2.1　铁的氧化物及其特性79

3.2.2　铁氧化物还原的热力学80

3.2.3　气固相还原反应的动力学87

3.2.4　其他元素的还原96

3.2.5　炉缸中液态渣铁间的氧化还原反应——耦合反应103

3.3　炉渣107

3.3.1　炉渣在高炉冶炼过程中的作用107

3.3.2　造渣过程简述109

3.3.3　终渣的主要理化性能109

3.3.4　炉渣去硫119

3.3.5　炉渣排碱127

3.4　碳的气化反应129

3.4.1　固体碳气化的一般规律129

3.4.2　风口前碳的燃烧131

3.4.3　燃烧带以外碳的气化135

3.5　生铁的形成137

3.5.1　渗碳反应137

3.5.2　其他少量元素的溶入139

参考文献和建议阅读书目140

习题和思考题140

4　高炉冶炼过程中的传输现象142

4.1　高炉中的动量传输142

4.1.1　煤气流经固体散料层的一般规律143

4.1.2　逆流运动中散料的有效质量146

4.1.3　散料的流态化148

4.1.4　充液散料层的流体力学现象148

4.1.5　高炉过程中的炉料下降149

4.2　高炉内的热量传输150

4.2.1　传热方程151

4.2.2　水当量152

4.2.3　高炉上下部热交换153

4.2.4　高炉条件下的传热方式和给热系数153

参考文献和建议阅读书目156

习题和思考题156

5　高炉冶炼能量利用157

5.1　高炉冶炼能量利用指标157

5.1.1　燃料比157

5.1.2　焦比157

5.1.3　直接还原或间接还原发展程度157

5.1.4　燃料中的碳素在高炉内氧化程度或利用程度158

5.1.5　高炉内热能利用程度159

5.1.6　氢利用率159

5.2　高炉能量利用计算分析159

5.2.1　生产高炉的计算159

5.2.2　设计高炉的计算166

5.2.3　物料及热平衡计算举例169

5.2.4　理论焦比计算186

5.3　高炉能量利用图解分析193

5.3.1　铁的直接还原度与碳消耗〔rd—w（C）〕图解193

5.3.2　里斯特操作线图解195

5.3.3　理查特（Reichardt）区域热平衡图解分析206

参考文献和建议阅读书目209

习题和思考题209

6　高炉炼铁工艺210

6.1　高炉炼铁生产的原则210

6.2　高炉操作制度212

6.2.1　装料制度212

6.2.2　送风制度218

6.2.3　造渣制度220

6.2.4　热制度220

6.2.5　炉况判断221

6.3　高压操作222

6.3.1　高压操作系统223

6.3.2　高压操作对高炉冶炼的影响224

6.4　高风温操作226

6.4.1　高风温对高炉冶炼的影响226

6.4.2　高炉接受高风温的条件227

6.4.3　高风温的取得229

6.5　喷吹补充燃料230

6.5.1　喷吹燃料对高炉冶炼的影响230

6.5.2　置换比与喷吹量233

6.6　富氧和综合鼓风操作235

6.6.1 富氧对高炉冶炼的影响235

6.6.2　富氧鼓风操作特点236

参考文献和建议阅读书目237

习题和思考题237

7　高炉冶炼过程数学模型概述238

7.1　数学模型及其功用与分类238

7.2　高炉冶炼过程的特点238

7.3　高炉冶炼过程模型及控制模型概述239

7.4　人工智能高炉专家系统概述242

7.4.1　人工智能（AI）242

7.4.2　专家系统（ES）242

7.4.3　人工智能高炉冶炼专家系统242

参考文献和建议阅读书目244

习题和思考题244

8　非高炉炼铁245

8.1　直接还原245

8.1.1　直接还原概况245

8.1.2　气基直接还原法249

8.1.3　煤基直接还原法256

8.1.4　直接还原铁的性质与应用264

8.2　熔融还原法268

8.2.1　一步法熔融还原269

8.2.2　二步法熔融还原271

参考文献和建议阅读书目274

主要符号表275

本书引用的主要参考文献279