鐵礦熱壓含碳球團製備及其應用技術（簡體書）

《現代冶金與材料過程工程叢書：鐵礦熱壓含碳球團製備及其應用技術》共分5篇16章，全面介紹鐵礦熱壓含碳球團的製備及其應用技術，主要內容包括研究背景、熱壓含碳球團的製備及其冶金性能、熱壓含碳球團應用於高爐煉鐵、熱壓含碳球團應用於熔融還原和熱壓含碳球團應用于高鐵三水鋁土礦的綜合利用五個部分，系統研究熱壓含碳球團的冶金性能和還原特性，深入探討其還原機理和反應動力學，綜合分析熱壓含碳球團用於高爐煉鐵、非高爐煉鐵以及特色冶金資源綜合利用的可行性和發展趨勢。
《現代冶金與材料過程工程叢書：鐵礦熱壓含碳球團製備及其應用技術》為目前國內外關於鐵礦熱壓含碳球團較新、綜合、全面的著作，可供冶金工程和資源綜合利用等相關專業的研究人員、工程技術人員以及高校師生閱讀參考。

《鐵礦熱壓含碳球團制備及其應用技術》為目前國內外關于鐵礦熱壓含碳球團較新、綜合、全面的著作，可供冶金工程和資源綜合利用等相關專業的研究人員、工程技術人員以及高校師生閱讀參考。

《現代冶金與材料過程工程叢書》序
前言
第一篇研究背景
第1章煉鐵爐料的發展現狀
1．1鋼鐵產業發展現狀
1．2鐵礦資源及其供應現狀
1．2．1世界鐵礦資源
1．2．2我國鐵礦資源特點及現狀
1．3鋼鐵產業與煤炭資源
1．3．1世界煤炭資源概況
1．3．2我國煤炭資源概況
1．3．3煤炭的分類及作用
1．3．4鋼鐵產業與焦炭資源狀況
1．4高爐煉鐵爐料生產現狀及主要問題
1．4．1燒結礦的主要弊端
1．4．2氧化球團的主要問題
1．5含碳球團
1．5．1含碳球團分類
1．5．2含碳球團還原特性
1．5．3冷固結含碳球團及其應用
1．5．4含碳球團在冶金資源綜合利用的應用現狀
1．5．5熱壓含碳球團
參考文獻

第二篇鐵礦熱壓含碳球團製備及其冶金性能
第2章鐵礦熱壓含碳球團的製備
2．1鐵礦含碳球團
2．1．1熱壓含碳球團
2．1．2熱壓含碳球團性能及應用分析
2．1．3煤的工藝特性對熱壓含碳球團性能的影響
2．2熱壓含碳球團製備
2．2．1熱壓實驗原料
2．2．2熱壓實驗設備
2．3熱壓工藝基準參數的確定
2．4熱壓實驗結果及分析
2．4．1煤種對熱壓含碳球團強度的影響
2．4．2煤的粒度對熱壓含碳球團強度的影響
2．4．3配煤量對熱壓含碳球團強度的影響
2．4．4熱壓溫度對熱壓含碳球團強度的影響
2．4．5熱壓對熱壓含碳球團強度的影響
2．4．6配加熔劑對熱壓含碳球團強度的影響
2．5熱壓參數綜合分析
2．6熱壓含碳球團強度機理探討
2．7與冷固結含碳球團的對比
2．8本章小結
參考文獻

第3章熱壓含碳球團還原性能及還原動力學
3．1還原性概述
3．1．1還原性定義
3．1．2間接還原與直接還原
3．1．3還原過程及其限制環節
3．1．4還原速率影響因素
3．2熱壓含碳球團的還原性
3．2．1熱壓含碳球團還原速率的影響因素
3．2．2含碳球團還原動力學研究現狀
3．2．3熱壓含碳球團還原動力學研究方案
3．3熱壓含碳球團自還原過程還原率計算式的推導和驗證
3．3．1實驗方案
3．3．2實驗原料和設備
3．3．3還原率計算式的推導和驗證
3．3．4小結
3．4氣氛和溫度對熱壓含碳球團還原反應的影響
3．4．1溫度對熱壓含碳球團還原的影響
3．4．2氣氛對熱壓含碳球團還原的影響
3．4．3小結
3．5熱壓含碳球團自還原動力學
3．5．1熱壓含碳球團自還原實驗
3．5．2熱壓含碳球團自還原限制環節分析
3．5．3小結
3．6物性因素對熱壓含碳球團還原性的影響
3．6．1孔隙率的影響
3．6．2配煤粒度的影響
3．6．3配碳量的影響
3．6．4熱壓含碳球團與氧化球團還原性能的比較
3．6．5小結
3．7本章小結
參考文獻

第4章熱壓含碳球團的軟熔滴落性能
4．1軟熔滴落性能研究目的及原理
4．2軟熔滴落性能研究方案
4．3軟熔滴落實驗原料和設備
4．3．1熱壓用料
4．3．2軟熔滴落實驗設備
4．3．3軟熔滴落實驗步驟
4．4鹼度對熱壓含碳球團軟熔滴落性能的影響
4．4．1試樣準備
4．4．2研究結果及分析
4．4．3理論分析
4．4．4小結
4．5配碳量對熱壓含碳球團軟熔滴落性能的影響
4．5．1實驗條件
4．5．2研究結果及分析
4．5．3理論分析
4．5．4與常見煉鐵爐料的比較
4．5．5配碳量影響軟熔滴落性能的小結
4．6本章小結
參考文獻

第5章熱壓含碳球團的高溫冶金性能
5．1低溫還原粉化性能
5．1．1實驗設備
5．1．2實驗步驟
5．1．3實驗結果及分析
5．2熱壓含碳球團高溫還原行為
5．2．1還原行為實驗方案
5．2．2還原行為實驗方法
5．2．3還原行為實驗結果及分析
5．3熱壓含碳球團還原膨脹性能
5．3．1還原膨脹實驗
5．3．2還原膨脹實驗結果及分析
5．4熱壓含碳球團還原冷卻後強度
5．4．1還原率的測定
5．4．2還原實驗步驟
5．4．3還原冷卻後強度實驗結果及分析
5．5熱壓含碳球團高溫強度
5．5．1高溫強度研究方案
5．5．2高溫強度實驗結果
5．5．3熱壓含碳球團高溫強度的機理分析
5．6本章小結
參考文獻

第三篇鐵礦熱壓含碳球團應用於高爐煉鐵
第6章熱壓含碳球團對高爐綜合爐料熔滴性能的影響
6．1引言
6．2實驗目的及原理
6．3實驗過程
6．3．1實驗設備
6．3．2實驗步驟
6．3．3實驗原料
6．3．4綜合爐料化學組成的變化
6．4實驗結果及分析
6．4．1綜合爐料軟化性能的變化
6．4．2綜合爐料熔化性能的變化
6．4．3綜合爐料滴落性能變化
6．4．4綜合爐料最高壓差變化
6．4．5綜合爐料軟熔帶溫度區間變化
6．5機理分析
6．5．1加入熱壓含碳球團對爐料軟化收縮的影響
6．5．2加入熱壓含碳球團對爐料熔化、滴落性能的影響
6．5．3加入熱壓含碳球團對料柱最大壓差的影響
6．6本章小結
參考文獻

第7章高爐使用熱壓含碳球團的數學模擬
7．1多流體高爐數學模型
7．1．1基本框架
7．1．2模型的求解
7．2模擬條件
7．3模擬結果及分析
7．3．1爐內溫度場分佈變化及分析
7．3．2燒結礦和熱壓含碳球團的還原
7．3．3高爐操作指標的變化
7．3．4高爐熱平衡分析
7．4本章小結
參考文獻

第8章高爐使用熱壓含碳球團低溫煉鐵的數學模擬
8．1低溫煉鐵的可行性
8．2模擬方案
8．3結果與討論
8．4本章小結
參考文獻

第9章低溫冶煉條件下爐頂煤氣循環利用的數學模擬
9．1前言
9．2數學模擬方案
9．2．1模擬方法
9．2．2模擬條件
9．3模擬結果與分析
9．3．1物料平衡
9．3．2爐內狀態的變化
9．3．3操作指標的變化
9．3．4熱利用效率分析
9．4本章小結
參考文獻

第四篇鐵礦熱壓含碳球團應用於熔融還原
第10章熔融還原煉鐵技術發展現狀
10．1熔融還原技術研發的重要性
10．2國外熔融還原技術發展的現狀
10．2．1COREX
10．2．2ROMELT
10．2．3HIsmelt
10．2．4AUSMELT
10．2．5DIOS
10．2．6ITmk3
10．2．7Tecnored
10．2．8FINEX
10．2．9CCF
10．2．10REDSMELT
10．2．11HIsarna
10．3我國熔融還原技術發展的現狀
10．4我國熔融還原技術發展的重要性和必要性
參考文獻

第11章鐵礦熱壓含碳球團豎爐熔融還原煉鐵新工藝開發
11．1鐵礦熱壓含碳球團豎爐熔融還原煉鐵新工藝
11．1．1新工藝流程
11．1．2新工藝的特點
11．1．3新工藝開發的意義
11．1．4新工藝開發的步驟
11．2鐵礦熱壓含碳球團豎爐熔融還原熱模型試驗
11．2．1熱模型試驗原料和設備
11．2．2豎爐熱模型試驗參數
11．2．3豎爐熱模型試驗過程
11．2．4豎爐熱模型實驗結果
11．3鐵礦熱壓含碳球團豎爐熔融還原火力模型試驗
11．3．1火力模型探索試驗的工藝流程
11．3．2火力模型試驗設備
11．3．3火力模型工業性探索試驗
11．4本章小結
參考文獻

第12章鐵礦熱壓含碳球團豎爐熔融還原煉鐵的工藝計算
12．1熱壓含碳球團配比計算
12．1．1熱壓含碳球團所用原料
12．1．2配比計算
12．1．3計算結果
12．2豎爐熔融還原配料計算
12．2．1原始條件
12．2．2熱壓含碳球團需要量的計算
12．2．3熔劑需要量的計算
12．2．4爐渣成分的計算
12．3豎爐熔融還原物料平衡計算
12．3．1噴氧量的計算
12．3．2爐頂煤氣成分及數量的計算
12．3．3編制物料平衡
12．4豎爐熔融還原熱平衡計算
12．4．1熱收入計算
12．4．2熱支出計算
12．4．3熱量平衡表
12．5綜合能耗計算
12．6噸鐵成本核算
12．7本章小結
參考文獻

第五篇鐵礦熱壓含碳球團應用于高鐵三水鋁土礦的綜合利用
第13章高鐵鋁土礦資源利用現狀及新工藝提出
13．1鋁土礦資源供應現狀
13．2高鐵鋁土礦資源特點
13．3高鐵鋁土礦利用研究現狀
13．3．1國內高鐵鋁土礦研究現狀
13．3．2國外高鐵鋁土礦研究現狀
13．4熱壓塊金屬化還原選分新工藝的提出
13．5新工藝研究目的及意義
13．6新工藝的研究內容
參考文獻

第14章高鐵三水鋁土礦熱壓含碳球團的製備
14．1研究方案
14．2實驗原料
14．2．1高鐵三水鋁土礦
14．2．2煙煤
14．3熱壓實驗研究
14．3．1熱壓工藝流程
14．3．2配料計算
14．3．3實驗主要設備
14．4實驗結果及分析
14．4．1配碳量對球團抗壓強度的影響
14．4．2礦粉粒度對球團抗壓強度的影響
14．4．3煤粉粒度對球團抗壓強度的影響
14．5本章小結
參考文獻

第15章高鐵鋁土礦熱壓塊金屬化還原選分實驗研究
15．1實驗方案
15．2實驗設備
15．2．1高溫加熱爐
15．2．2磁選管
15．2．3熔劑過濾器
15．3還原選分實驗步驟
15．4還原選分效果考核指標
15．5磁場強度對還原選分指標的影響
15．5．1實驗結果及討論
15．5．2實驗結果機理分析
15．6還原時間對還原選分效果的影響
15．6．1還原時間對還原後球團外部形貌的影響
15．6．2還原時間對球團還原冷卻後強度的影響
15．6．3還原時間對還原後球團內部結構的影響
15．6．4還原時間對還原選分指標的影響
15．6．5實驗結果機理分析
15．7配碳量對還原選分效果的影響
15．7．1配碳量對還原後球團外部形貌的影響
15．7．2配碳量對球團還原冷卻後強度的影響
15．7．3配碳量對還原後球團內部結構的影響
15．7．4配碳量對還原選分指標的影響
15．7．5實驗結果機理分析
15．8還原溫度對還原選分效果的影響
15．8．1還原溫度對還原後球團外部形貌的影響
15．8．2還原溫度對球團還原冷卻後強度的影響
15．8．3還原溫度對還原後球團內部結構的影響
15．8．4還原溫度對還原選分指標的影響
15．8．5實驗結果機理分析
15．9還原溫度為1350℃時還原時間對還原選分效果的影響
15．9．11350℃時還原時間對還原後球團外部形貌的影響
15．9．21350℃時還原時間對球團還原冷卻後抗壓強度的影響
15．9．31350℃時還原時間對還原後球團內部結構的影響
15．9．41350℃時還原時間對還原選分效果的影響
15．9．5實驗結果機理分析
15．10選分產物和選分尾礦特性
15．10．1選分產物
15．10．2選分尾礦
15．11本章小結
參考文獻

第16章高鐵三水鋁土礦碳熱還原相變歷程及熱力學分析
16．1研究方法
16．2相變歷程實驗研究
16．2．1還原相變歷程實驗
16．2．2相變歷程分析
16．3固體碳還原鐵氧化物熱力學
16．4Fe2O3-Al2O3-SiO2體系還原熱力學
16．4．1固相反應熱力學
16．4．2固相反應產物的還原
16．5本章小結
參考文獻

在實驗室條件下，進行了反應氣氛和溫度對熱壓含碳球團還原反應進程影響的研究，由研究結果得出以下結論：
（1）在中性、還原性、弱氧化性氣氛條件下，溫度對熱壓含碳球團的還原反應進程有顯著的影響，溫度越高，熱壓含碳球團還原速率越大；
（2）熱壓含碳球團整個還原反應進程可分為兩個階段，第一階段的還原速率明顯大于第二階段；
（3）在還原溫度約為900℃時，反應氣氛對熱壓含碳球團還原反應速率有很大的影響，還原性氣氛對熱壓含碳球團還原反應速率影響最大；而在還原溫度約為1100℃時，氣氛對熱壓含碳球團還原反應速率的影響趨于減小；
（4）弱氧化性氣氛對熱壓含碳球團還原反應速率的影響較為特殊，在達到最大還原率之后，隨著反應的進行，熱壓含碳氣團的還原率有降低的趨勢，溫度越高，其降低趨勢越顯著。
3.5熱壓含碳球團自還原動力學
鐵礦含碳球團的自還原過程非常復雜，一般認為主要由碳氣化、外擴散、內擴散和界面還原反應等環節組成。前人對含碳球團還原過程動力學進行了大量研究，不同的研究者根據自己的研究結果建立了不同的還原動力學方程，得出了各自條件下的還原限制環節，但都具有一定的局限性。例如，有的研究忽略了內擴散控制環節，有的研究未將外擴散和內擴散加以區分，有的研究僅是定性分析碳氣化反應為限制環節。
對熱壓含碳球團還原動力學行為進行更深入的研究，通過分析還原失重及產物氣體的變化規律，綜合考察碳氣化、界面還原反應和內擴散等可能的限制環節，以更全面地揭示熱壓含碳球團的還原特性和還原規律，闡述其還原機理，為熱壓含碳球團應用于煉鐵提供理論基礎。
3.5.1熱壓含碳球團自還原實驗
圖3—13分別給出了N2氣氛下熱壓含碳球團在不同溫度的還原率及產物氣體中CO與CO2含量的變化趨勢。由圖可知，熱壓含碳球團自還原過程均可分為兩個階段，第一階段還原反應快速進行，還原率變化很快；遠大于第二階段，而第二階段的還原率變化較慢，還原速率趨于減小。溫度對熱壓含碳球團還原過程的影響非常明顯，即溫度是影響熱壓含碳球團還原的重要因素，溫度越高，越有利于熱壓含碳球團。還原反應10min、還原溫度為1150℃時。