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1绪论1

1.1 炼铁工艺的发展与现状1

1.1.1 高炉炼铁技术的发展概况1

1.1.2 非高炉炼铁技术的发展概况4

1.1.3 Corex工艺的发展历程和技术现状7

1.1.4 宝钢Corex-3000流程简介12

1.2 煤与焦炭在现代炼铁工艺中的应用现状15

1.2.1 高炉喷煤技术的发展概况15

1.2.2 块煤在Corex炼铁工艺中的应用概况19

1.2.3 焦炭在高炉炼铁中的作用及行为26

1.3 现代炼铁工艺中风口取样技术的应用现状29

1.3.1 高炉风口取样技术简介29

1.3.2 风口焦的主要成分及其对高炉操作的影响31

1.3.3 风口焦的显微组分分析32

2块煤在Corex炼铁工艺中的劣化行为35

2.1 块煤的工业分析35

2.2 块煤的岩相分析37

2.3 块煤的升温特性研究41

2.3.1 低温（300℃）块煤升温过程的特性42

2.3.2 高温（1000℃）块煤升温过程的特性43

2.4 块煤加热的裂解模拟试验45

2.4.1 块煤的失重规律和焦油产率研究45

2.4.2 试验设备及方案52

2.5 球团矿失重规律和金属化率研究53

2.5.1 球团矿与块煤混合加热后的失重规律研究53

2.5.2 球团矿被块煤还原后的金属化率研究55

2.6 块煤裂解后的热态性能研究57

2.6.1 块焦法与粒焦法测定焦炭热态性能的数学关系57

2.6.2 试验结果与数据分析60

2.7 裂解半焦的矿相显微结构分析63

2.8 块煤质量对Corex流程能耗的影响71

2.8.1 Corex流程Rist操作线模型的建立72

2.8.2 操作参数对Corex流程能耗的影响分析78

2.8.3 不同燃料结构下Corex流程能耗的对比82

2.9 本章小结84

3 Corex熔融气化炉风口焦的研究85

3.1 风口取样概述85

3.1.1 风口取样的方法85

3.1.2 风口试样的研究方法86

3.2 风口焦的粒度分布及来源87

3.2.1 风口焦的粒度分布87

3.2.2 风口焦的来源90

3.3 风口焦的透气性指数计算91

3.3.1 风口试样中焦炭、半焦的空隙度91

3.3.2 风口试样中焦炭、半焦的压差参数93

3.3.3 风口焦的透气性指数97

3.3.4 透气性指数的影响因素99

3.4 风口焦的透液性指数计算101

3.4.1 渣的熔化特性温度101

3.4.2 风口焦的透液性指数103

3.4.3 透液性指数的影响因素104

3.5 风口焦的热态性能和矿相结构分析107

3.5.1 风口焦试样的热态性能107

3.5.2 风口焦的矿相显微结构109

3.5.3 利用风口焦的显微结构对其热态性能的预测112

3.6 本章小结115

4焦炭在高炉中的劣化行为116

4.1 焦炭石墨化机理分析116

4.1.1 焦炭的石墨化机理116

4.1.2 石墨化过程的热力学与动力学117

4.2 焦炭的石墨化行为研究121

4.2.1 实验设备121

4.2.2 实验内容及方法121

4.2.3 焦炭石墨化度测定结果与分析123

4.2.4 焦炭石墨化后的微观形貌131

4.3 炉渣对焦炭劣化性能的影响134

4.3.1 实验原料及方法134

4.3.2 焦炭被炉渣侵蚀后的微观形貌研究138

4.3.3 附着UPC焦炭被炉渣侵蚀后的微观形貌研究151

4.4 本章小结162

5高温与负荷对焦炭热行为影响分析163

5.1 实验设备163

5.2 实验过程164

5.2.1 负荷对焦炭溶损的影响164

5.2.2 高温热应力对焦炭质量的影响164

5.2.3 焦炭气孔率测试方法165

5.2.4 焦炭的热性能测试方法166

5.2.5 焦炭显微强度测试方法166

5.3 负荷对焦炭热行为的影响166

5.3.1 负荷对焦炭质量的影响166

5.3.2 负荷后焦炭形貌观察168

5.4 高温热应力对焦炭热行为的影响170

5.4.1 高温热应力对不同种焦炭质量的影响170

5.4.2 高温热应力对不同种焦炭气孔率的影响171

5.4.3 高温后显微结构观察175

5.4.4 高温热应力对不同种焦炭石墨化程度的影响176

5.4.5 高温热应力对不同种焦炭显微强度的影响179

5.5 本章小结180

6高炉风口焦热行为研究181

6.1 风口焦性能测试181

6.2 风口焦显微强度182

6.3 风口焦扫描图片183

6.4 风口焦的石墨化度和粒度分布186

6.4.1 风口焦的石墨化度186

6.4.2 风口焦的粒度189

6.5 高炉风口焦性状影响因素192

6.6 本章小结193

7高炉宽粒径喷煤及提高喷煤比的技术措施194

7.1 高炉喷吹煤粉的粒度分布与组成和工业分析194

7.1.1 高炉喷吹煤粉的粒度分布与组成194

7.1.2 高炉喷吹煤粉的工业分析199

7.2 高炉喷吹煤粉的燃烧特性200

7.2.1 测定煤粉燃烧率的方法200

7.2.2 高炉喷吹煤粉的燃烧率201

7.2.3 煤粉燃烧过程的气体成分203

7.3 高炉喷吹煤粉利用率的研究206

7.3.1 高炉炉尘的碳含量和粒度组成206

7.3.2 高炉炉尘的岩相组成和微观结构217

7.3.3 高炉喷吹煤粉的利用率223

7.4 本章小结238

8高炉用提质煤与普通喷吹煤性能对比分析239

8.1 煤样物化性能综合分析239

8.1.1 工业分析239

8.1.2 元素分析242

8.1.3 可磨性分析244

8.1.4 爆炸性分析246

8.1.5 着火点分析247

8.1.6 燃烧性分析249

8.1.7 反应性分析252

8.1.8 灰分熔融特性253

8.1.9 煤粉流动及喷流特性255

8.1.10 煤粉的发热值研究259

8.1.11 煤粉中灰成分及碱度研究260

8.1.12 煤粉有害元素含量分析260

8.1.13 官能团结构分析261

8.1.14 煤样的碳素结构分析264

8.2 喷吹煤有效发热量的计算266

8.3 煤样灰分对炉渣黏度的影响268

8.3.1 碱度对炉渣黏度的影响269

8.3.2 MgO对炉渣黏度的影响270

8.3.3 Al2O3对炉渣黏度的影响270

8.4 混煤燃烧性能分析271

8.5 本章小结274

参考文献275