烧结球团理论与工艺（第二版）_张汉泉主编_9787122310057

《烧结球团理论与工艺》（第二版）主要介绍了烧结球团的基本任务、铁矿原料基本知识、现代主要铁矿造块方法烧结和球团基本理论、主要工艺及设备，具体包括烧结球团原料和燃料、铁矿烧结基本理论、烧结矿成矿机理及矿物组成、烧结工艺、铁矿球团生产现状、造球、球团焙烧固结、链箅机-回转窑球团工艺、带式焙烧机、压团造块与复合造块、烧结矿和球团矿质量评价。再版增加了近年来发展迅猛的带式机球团法和目前在粉状冶金废料中广泛使用的压团造块法。本书可作为普通大专院校矿物加工工程专业本科生的教材，也可作为冶金、化工和材料等专业本科生的参考书和冶金企业工程技术人员、管理人员的培训教材。

矿物加工工程专业是实践性非常强的工科专业，国家教育部大力提倡应用型人才培养，各高校积极开展卓越工程师培养计划、专业综合改革等本科教学工程建设，在此背景下，化学工业出版社会同贵州大学、武汉理工大学、华北理工大学、武汉科技大学、武汉工程大学、东北大学、昆明理工大学的专家教授，规划出版一套应用型本科规划教材。随着现代高炉炼铁向着高产、低耗、长寿目标发展和钢铁冶炼新流程的迅速兴起，对入炉炉料的要求越来越高，高炉合理炉料结构的研究越来越受重视，人造熟料在钢铁工业中的使用和作用越来越显得迫切和重要，已成为一种不可或缺的高炉炉料。世界上最先进的高炉炼铁指标是由使用100%球团矿的瑞典SSAB创造的，目前先进的钢铁工厂设计也采用50%球团矿 50%烧结矿的炉料结构。通过将酸性球团矿与高碱度烧结矿合理搭配的高炉用料，可以进一步优化高炉炉料结构，提高高炉利用系数，使炼铁生产达到增产节焦、降低成本、改善环境的目的，是我国冶金行业发展的主要趋势。因此，我国60%开设矿物加工工程专业的高校已把烧结球团理论与工艺作为矿物加工工程专业选修课。本书开拓专业视野,立足应用型人才培养，以工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力培养为核心，主要介绍烧结球团的基本任务、铁矿原料基本知识、现代主要铁矿造块方法烧结和球团基本理论、主要工艺及设备，烧结矿和球团矿生产的基本技术与实践操作方法。再版增加了近年来发展迅猛的带式机球团法和目前在粉状冶金废料利用中广泛使用的压团造块法。本书由张汉泉主编，罗立群副主编，张泽强主审，研究生路漫漫、付金涛、刘承鑫担任了编写相关工作。在编写过程中,编者参考了兄弟院校、科研单位和厂矿企业的工作成果，已统一列在参考文献中；并且得到了国家自然科学基金［人工磁铁精矿成球性能及氧化动力学研究(51474161)］的资助和武汉工程大学教务处的大力支持，在此一并致以最诚挚的谢意。本书可作为普通大专院校矿物加工工程专业本科生的教材，也可作为冶金、化工和材料等专业本科生的参考书和冶金企业工程技术人员、管理人员的培训教材。由于编者水平所限，不当之处，敬请各位读者批评指正。编者2018年11月于武汉

第1章绪论1

1.1烧结、球团在钢铁工业中的地位1

1.2现代高炉精料方针2

1.2.1合理的高炉炉料结构2

1.2.2提高入炉矿品位4

1.2.3提高烧结矿强度4

1.2.4提高球团矿强度5

1.2.5铁矿石的冶金性能5

1.3烧结球团发展趋势5

1.3.1含铁品位不断提高6

1.3.2设备大型化6

1.3.3大力发展球团矿7

思考题9

第2章烧结球团原料和燃料10

2.1天然铁矿石10

2.2人工磁铁矿15

2.3铁矿石碱度16

2.4二次含铁原料17

2.5熔剂17

2.5.1烧结用熔剂17

2.5.2球团添加剂18

2.6球团粘结剂19

2.6.1无机粘结剂19

2.6.2有机粘结剂23

2.7燃料24

2.7.1煤24

2.7.2焦炭27

2.7.3气体燃料27

2.7.4液体燃料28

思考题28

第3章铁矿烧结基本理论29

3.1铁矿烧结生产的发展29

3.2烧结过程燃料燃烧与传热规律31

3.2.1烧结料层燃料燃烧基本原理31

3.2.2固体燃料燃烧动力学32

3.2.3烧结料层中燃烧带33

3.2.4固体燃料特性及用量对烧结过程的影响35

3.2.5烧结料层中的温度分布36

3.3烧结过程的物理化学原理43

3.3.1水分在烧结过程中的行为与作用43

3.3.2固体物料的分解45

3.4烧结料层的气体力学58

3.4.1烧结料层的透气性58

3.4.2烧结过程中料层结构的变化61

3.4.3气体通过散料层的阻力损失计算61

3.4.4烧结过程透气性变化规律62

3.4.5烧结料层各带阻力分析63

3.4.6改善烧结料层透气性的途径63

思考题66

第4章烧结矿成矿机理及矿物组成67

4.1烧结成矿机理67

4.1.1烧结过程固相反应67

4.1.2烧结过程液相的形成与结晶72

4.1.3烧结过程中的液相体系74

4.2烧结矿的矿物组成与结构78

4.2.1烧结矿的矿物组成与结构79

4.2.2烧结矿的矿物组成和结构对其性能的影响84

4.2.3影响烧结矿矿物组成与结构的因素87

4.2.4提高烧结矿质量的途径91

思考题93

第5章烧结工艺94

5.1原料准备95

5.1.1原料接收95

5.1.2原料储存与混匀96

5.2配料97

5.3混合制粒98

5.4混合料烧结102

5.4.1布料102

5.4.2烧结点火与保温104

5.4.3烧结106

5.5烧结矿处理108

5.5.1烧结矿的破碎筛分109

5.5.2烧结矿的冷却109

5.5.3烧结矿的整粒112

5.6新型烧结技术113

5.6.1低温烧结法113

5.6.2小球烧结法114

5.6.3厚料层烧结116

5.6.4双层烧结117

5.6.5燃料分加技术117

5.6.6涂层（分流）制粒技术118

5.6.7烧结强力混合与制粒新技术119

思考题119

第6章铁矿球团生产现状120

6.1球团法先进造块法120

6.2国外球团发展状况120

6.3我国球团生产状况与资源需求122

6.4我国高炉对球团矿的要求126

6.5球团与烧结的比较129

第7章造球131

7.1球团原料特征131

7.2原料准备133

7.2.1配料133

7.2.2混匀134

7.2.3脱水工艺136

7.2.4润磨与高压辊磨工艺137

7.3成球理论基础139

7.3.1颗粒成球机理139

7.3.2水在成球过程中的作用140

7.3.3成球过程146

7.3.4成球动力学150

7.4影响成球的因素153

7.4.1原料水分153

7.4.2原料准备方式及添加量156

7.4.3原料的粒度、粒度组成和表面特性157

7.4.4添加剂的影响158

7.4.5工艺设备参数对造球的影响161

7.4.6操作工艺条件对造球的影响164

7.5造球设备165

7.5.1圆盘造球机165

7.5.2圆筒造球机167

思考题170

第8章球团焙烧固结171

8.1生球干燥171

8.1.1生球干燥机理171

8.1.2干燥过程生球强度的变化173

8.1.3影响生球干燥的因素173

8.1.4生球爆裂温度的影响因素175

8.1.5提高生球破裂温度的途径177

8.2球团焙烧固结机理180

8.2.1球团焙烧过程180

8.2.2球团预热氧化181

8.2.3球团焙烧的固结机理184

8.2.4铁矿球团固结的形式187

8.2.5球团矿矿物组成和显微结构190

8.3影响球团焙烧过程的因素191

8.3.1焙烧温度191

8.3.2加热速度192

8.3.3焙烧时间193

8.3.4焙烧气氛193

8.3.5燃料性质194

8.3.6球团冷却方式和冷却速度194

8.3.7生球尺寸194

8.3.8硫含量195

8.4球团焙烧过程中有害杂质的去除195

8.5球团矿质量进步196

思考题197

第9章链箅机-回转窑球团工艺198

9.1链箅机-回转窑球团工艺198

9.1.1回转窑199

9.1.2链箅机202

9.1.3环式冷却机206

9.2链箅机-回转窑球团工艺控制209

9.2.1烘炉和试车209

9.2.2工艺过程210

9.2.3链箅机-回转窑工艺形式212

9.2.4回转窑开炉213

9.2.5常见工艺事故分析及预防214

9.3链箅机-回转窑球团质量控制218

9.4链箅机-回转窑球团新技术219

9.4.1实现链箅机均匀布料的新途径219

9.4.2回转窑前部网孔通入二次风技术220

9.4.3回转窑液压驱动系统220

9.5典型厂例220

9.5.1鞍钢球团厂220

9.5.2武钢矿业公司鄂州球团厂221

思考题225

第10章带式焙烧机226

10.1带式机球团226

10.2带式机球团工艺过程及主要参数228

10.3风流系统、风量平衡、成品系统232

10.3.1风量平衡233

10.3.2热量平衡233

10.3.3实例分析234

10.3.4成品系统235

10.4带式焙烧机主要工艺类型235

10.4.1McKee型带式焙烧机236

10.4.2Lurjie-Delef型带式焙烧机237

10.5主要设备及结构特点240

10.5.1布料设备240

10.5.2焙烧机结构241

10.5.3工艺风机247

10.6带式焙烧机的操作与控制248

10.6.1开车前的准备248

10.6.2生产操作249

10.6.3工艺风机操作252

10.6.4发生停水事故252

10.6.5焙烧机速度计算与控制252

10.7包钢624m2大型带式球团焙烧机252

10.8带式焙烧机球团厂主要技术经济指标253

思考题255

第11章压团造块与复合造块256

11.1压团256

11.2冷压球团成型机理256

11.3冷压球团粘结剂258

11.4压团工艺258

11.5冷压球团干燥261

11.6冷压球团工艺及设备261

11.7复合造块262

思考题266

第12章烧结矿和球团矿质量评价267

12.1烧结矿理化性能267

12.1.1化学成分及其稳定性267

12.1.2粒度组成与筛分指数267

12.1.3烧结矿强度267

12.2球团矿理化性能269

12.2.1生球质量标准及检验方法269

12.2.2成品球团质量要求及标准271

12.3烧结矿和球团矿冶金性能274

12.3.1还原性274

12.3.2低温还原粉化性276

12.3.3还原膨胀性277

12.3.4高温软熔特性278

思考题280

参考文献281

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