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1 钢铁工业还要发展1

1.1 随着人类社会发展钢铁还要增产1

1.2 增产生铁的现实工艺路线2

1.2.1 建新高炉2

1.2.2 铁矿石直接还原2

1.2.3 铁矿石熔融还原2

1.3 高炉炼铁工艺的高效化3

1.4 高炉结构重组是当务之急4

参考文献4

2 高炉高效冶炼的气体力学基础及其分析5

2.1 颗粒填充床内气体运动的基本规律6

2.1.1 颗粒填充床的特征6

2.1.2 颗粒填充床特征影响因素的分析7

2.1.3 颗粒填充床中气体运动的定量描述8

2.2 高炉固相区和软熔带内的气体力学11

2.2.1 固相区内的气体力学11

2.2.2 软熔带内的气体力学24

2.3 高炉下部气液两相流气体力学特性的实验研究33

2.3.1 灌液填料层内的气液两相流动现象33

2.3.2 高炉下部的气液两相流动现象的特点34

2.3.3 高炉下部液体滞留量的实验测定及关系式建立35

2.4 高炉大量喷煤条件下初渣性能的实验研究42

2.4.1 高炉造渣过程42

2.4.2 初渣研究的意义43

2.4.3 初渣性能的实验研究及结果44

2.4.4 武钢高炉增加球团矿配比的工业试验58

2.5 基于高炉下部气体力学的产量模型研究59

2.5.1 基于高炉气体力学的二维产量模型59

2.5.2 基于高炉气体力学的多项式产量模型61

参考文献64

3 高炉高效冶炼的冶金物理化学基础及其应用与分析69

3.1 高炉内铁矿石还原的热力学基本规律69

3.1.1 铁矿石内铁氧化物还原的热力学规律71

3.1.2 铁矿石中少量元素氧化物还原规律76

3.1.3 高炉炉缸内的耦合反应82

3.1.4 高炉内铁矿石还原能达到的煤气利用率ηCo和ηH284

3.2 高炉内铁矿石还原的动力学基本规律86

3.2.1 还原速率的数学模型87

3.2.2 影响还原速率的因素89

3.3 基于高炉冶炼过程热力学和动力学规律91

3.3.1 高炉主要操作指标间的关系91

3.3.2 高炉炼铁吨铁的碳消耗93

3.4 富氢还原性气体还原铁矿石实验研究102

3.4.1 富氢还原实验装置和实验方法103

3.4.2 富氢还原实验方案105

3.4.3 富氢还原实验结果106

3.4.4 富氢还原实验结果分析112

3.4.5 小结117

3.4.6 生产高炉炉内H2的行为118

3.5 高炉高效低碳冶炼的热消耗—热平衡分析120

3.5.1 W厂高炉生产的热平衡121

3.5.2 以热平衡热消耗分析冶炼碳消耗达到高效低碳生产130

3.6 高炉高效低碳冶炼时理论燃烧温度的控制133

3.6.1 理论燃烧温度计算134

3.6.2 理论燃烧温度的控制137

参考文献138

4 高炉高效冶炼的原燃料质量保障139

4.1 高效冶炼要求高炉精料139

4.1.1 精料之“高”140

4.1.2 精料之“熟”144

4.1.3 精料之“稳”145

4.1.4 精料之“匀”146

4.1.5 精料之“小”146

4.1.6 精料之“净”146

4.1.7 精料之“少”147

4.1.8 精料之“好”148

4.2 高炉合理炉料结构149

4.3 高炉精料与降低生铁成本151

4.4 锌对高炉的危害与防治155

4.4.1 锌在钢铁厂内的循环155

4.4.2 锌在高炉内的循环156

4.4.3 锌对高炉的危害156

4.4.4 控制锌在高炉内循环富集的措施157

4.4.5 高锌负荷危害实例分析157

4.5 入炉原燃料质量变差时的应对措施159

参考文献161

5 高炉高效化操作162

5.1 高效操作的高炉设计特点162

5.1.1 高炉本体的高效化设计162

5.1.2 采用长期稳定提供高风温的热风炉系统164

5.1.3 选择无钟炉顶系统164

5.1.4 煤气净化处理采用旋风除尘系统与布袋干法除尘系统164

5.1.5 制粉喷吹系统164

5.2 送风制度的调整（下部调整）164

5.2.1 高炉风口参数的确定165

5.2.2 鼓风参数的选择167

5.2.3 喷吹煤粉179

5.3 高炉装料制度182

5.3.1 批重182

5.3.2 料线183

5.3.3 无钟炉顶的布料功能184

5.3.4 无钟炉顶的布料规律184

5.4 高炉热制度191

5.4.1 热制度的选择191

5.4.2 影响热制度的主要因素191

5.5 造渣制度193

5.5.1 高炉炉渣的主要来源193

5.5.2 炉渣的主要作用194

5.5.3 选择造渣制度原则194

5.5.4 炉渣熔化性对高炉冶炼的影响194

5.5.5 炉渣黏度对高炉冶炼的影响195

5.5.6 炉渣的稳定性195

5.5.7 渣系组分对炉渣性能的影响196

5.5.8 炉渣的脱硫能力198

5.5.9 合理渣系实例198

5.6 维持合理的高炉操作炉型199

5.6.1 入炉原燃料条件的影响200

5.6.2 高炉冷却状况的影响200

5.6.3 高炉操作参数变化的影响200

5.6.4 渣铁排放的影响201

5.6.5 高炉死焦柱行为的影响201

5.6.6 高炉强化程度的影响201

5.7 炉前操作与管理203

5.7.1 炉前操作的任务203

5.7.2 炉前主要设备204

5.7.3 炉前操作平台206

5.7.4 炉前操作参数206

5.7.5 炉前出铁操作207

5.7.6 铁口维护208

5.7.7 铁口异常状况的处理210

5.7.8 高炉渣的处理213

参考文献215

6 高炉长寿技术217

6.1 长寿是高炉高效冶炼的物质基础之一217

6.2 决定高炉寿命的因素217

6.2.1 合理的高炉设计217

6.2.2 优质的高炉结构和耐火材料218

6.2.3 高炉备件的质量218

6.2.4 高炉的原燃料管理219

6.2.5 高炉的操作管理219

6.3 高炉长寿技术是综合性技术220

参考文献220

7 展望221

7.1 21世纪仍将是铁器时代221

7.2 可持续发展是钢铁工业的大方向221