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 2
1.3 钢铁联合企业中的炼铁生产 4
1.4 高炉冶炼过程概述 6
1.4.1 高炉炼铁工艺流程及炉内主要过程 7
1.4.2 含铁原料及其他辅助原料 10
1.4.3 高炉燃料 18
1.4.4 耐火材料 21
1.4.5 高炉产品 27
1.4.6 高炉冶炼的主要技术经济指标 31
1.5 小结 38
参考文献和建议阅读书目 38
习题和思考题 38
2 铁矿粉造块 39
2.1 粉矿造块的意义和作用 39
2.2 造块的基础理论 40
2.3 烧结过程 41
2.3.1 一般工艺过程 41
2.3.2 烧结过程的主要反应 42
2.3.3 烧结过程中的固结 47
2.3.4 烧结过程中的传输现象 56
2.3.5 铁矿粉自身特性及其对烧结过程的影响 61
2.3.6 烧结工艺 69
2.3.7 国内外烧结新工艺、新技术 84
2.4 球团过程 92
2.4.1 生球成型 93
2.4.2 生球干燥 97
2.4.3 球团矿的焙烧固结 99
2.4.4 球团工艺 103
2.4.5 国内外球团新工艺、新技术 107
2.5 烧结矿和球团矿的质量检验 109
2.5.1 冷态物理力学性能 109
2.5.2 热态及还原条件下的物理力学性能 110
2.5.3 冶金性能 112
2.6 小结 114
参考文献和建议阅读书目 115
习题和思考题 116
3 煤焦化技术及高炉焦炭质量 118
3.1 焦炭的性质及对高炉冶炼的作用 118
3.2 煤成焦基本原理 120
3.3 焦化过程 121
3.3.1 炼焦配煤 122
3.3.2 结焦过程 124
3.3.3 炼焦生产 126
3.3.4 炼焦技术发展方向 129
3.4 焦炭质量与检测 132
3.4.1 焦炭的工业分析 132
3.4.2 焦炭元素分析 132
3.4.3 焦炭的粒度 133
3.4.4 焦炭的冷态强度 133
3.4.5 焦炭的热态性能 135
3.5 焦炭在高炉内的行为 138
3.5.1 焦炭在高炉内的主要反应历程 138
3.5.2 焦炭在高炉内的劣化因素 141
3.6 小结 144
参考文献和建议阅读书目 145
习题和思考题 145
4 高炉冶炼过程的物理化学 146
4.1 蒸发、分解与气化 146
4.1.1 蒸发 146
4.1.2 结晶水分解 146
4.1.3 碳酸盐分解 146
4.1.4 析碳反应 147
4.1.5 气化 148
4.2 还原过程 148
4.2.1 铁的氧化物及其特性 148
4.2.2 铁氧化物还原的热力学 149
4.2.3 铁氧化物气-固相还原反应的动力学 156
4.2.4 其他元素的还原 164
4.2.5 炉缸中液态渣铁间的氧化还原反应——耦合反应 174
4.3 炉渣 179
4.3.1 炉渣在高炉冶炼过程中的作用 179
4.3.2 造渣过程简述 180
4.3.3 终渣的主要理化性能 180
4.3.4 炉渣脱硫 190
4.3.5 炉渣排碱 198
4.3.6 炉渣的镁铝比控制 201
4.4 碳的气化反应 202
4.4.1 固体碳气化的一般规律 202
4.4.2 风口前碳的燃烧 203
4.4.3 燃烧带以外碳的气化 208
4.5 生铁的形成 211
4.5.1 渗碳反应 211
4.5.2 碳饱和度对铁水的影响 213
4.5.3 其他少量元素的溶入 214
4.6 小结 214
参考文献和建议阅读书目 215
习题和思考题 215
5 高炉冶炼过程的传输现象 217
5.1 高炉中的动量传输 218
5.1.1 煤气流经固体散料层的一般规律 218
5.1.2 逆流运动中散料的有效质量 222
5.1.3 散料的流态化 223
5.1.4 充液散料层的流体力学现象 224
5.1.5 高炉过程中的炉料下降 225
5.2 高炉内的热量传输 226
5.2.1 传热方程 227
5.2.2 水当量 228
5.2.3 高炉上下部热交换 229
5.2.4 高炉条件下的传热方式和给热系数 229
5.3 传输现象在高炉冶炼中的应用实例 232
5.3.1 流体力学现象在高炉冶炼中的应用 232
5.3.2 热量传输在高炉冶炼中的应用 238
5.4 小结 241
参考文献和建议阅读书目 241
习题和思考题 242
6 高炉冶炼过程能量利用 243
6.1 高炉冶炼过程能量利用概述 243
6.1.1 高炉冶炼过程的能量来源 243
6.1.2 高炉冶炼过程的能量利用指标 244
6.1.3 能量利用分析方法 247
6.2 高炉冶炼过程能量利用计算分析 247
6.2.1 计算分析内容 248
6.2.2 生产高炉的计算 248
6.2.3 设计高炉的计算 285
6.2.4 理论焦比计算 312
6.3 高炉冶炼过程能量利用图解分析 324
6.3.1 铁的直接还原度与碳消耗（rd-C）图解 324
6.3.2 里斯特（Rist）操作线图解 327
6.3.3 理查特（Reichardt）区域热平衡图解分析 343
6.4 小结 345
参考文献和建议阅读书目 346
习题和思考题 346
7 高炉炼铁工艺 347
7.1 高炉炼铁生产的原则 347
7.2 高炉操作制度 350
7.2.1 装料制度 350
7.2.2 送风制度 358
7.2.3 造渣制度 359
7.2.4 热制度 360
7.2.5 炉况判断及制度调控 361
7.3 高炉低碳、高效冶炼的技术措施 365
7.3.1 精料技术 366
7.3.2 高压操作 373
7.3.3 高风温操作 376
7.3.4 喷吹补充燃料 382
7.3.5 富氧和综合鼓风操作 389
7.3.6 低硅冶炼技术 393
7.3.7 高炉长寿技术 395
7.4 小结 397
参考文献和建议阅读书目 398
习题和思考题 398
8 非高炉炼铁 400
8.1 直接还原 400
8.1.1 直接还原概况 400
8.1.2 气基直接还原法 404
8.1.3 煤基直接还原法 410
8.1.4 煤制气技术 422
8.2 熔融还原 427
8.2.1 熔融还原概况 427
8.2.2 一步法熔融还原 427
8.2.3 二步法熔融还原 434
8.3 非高炉炼铁产品的性质与应用 445
8.3.1 直接还原铁的性质 445
8.3.2 直接还原铁的使用 447
8.3.3 Corex法液态生铁的特点 449
8.4 非高炉炼铁工艺的发展 450
8.4.1 我国非高炉炼铁技术发展现状 450
8.4.2 我国非高炉炼铁技术发展前景与展望 451
8.5 小结 451
参考文献和建议阅读书目 452
习题和思考题 452
9 炼铁工艺智能化、信息化技术 453
9.1 炼铁工艺基础自动化 453
9.1.1 高炉专用检测仪表 453
9.1.2 高炉检测与仿真技术应用 456
9.2 炼铁工艺智能控制 457
9.2.1 料场分堆智能控制 458
9.2.2 原料生产过程的智能控制 459
9.2.3 高炉冶炼过程的智能控制 466
9.2.4 非高炉炼铁过程的智能控制 473
9.3 炼铁工艺信息化 485
9.3.1 钢铁企业信息化功能框架 485
9.3.2 大数据与云计算概述 486
9.3.3 大数据与云计算在钢铁企业的应用 488
9.4 炼铁工艺智能化、信息化发展展望 491
9.5 小结 492
参考文献和建议阅读书目 493
习题和思考题 493
附录 高炉冶炼物料平衡、热平衡计算程序 495
主要符号表 532
