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1.1　钢铁工业发展的现状和未来 1

1.1.1　钢铁工业发展现状 1

第1章 绪论 1

1.1.2　非焦煤冶金技术研究内容 3

1.2　非焦煤冶金技术的产生与发展 8

1.2.1　直接还原技术的产生和发展 8

1.2.2　熔融还原技术的产生和发展 25

参考文献 34

2.1　氧化物还原热力学条件 35

第2章 非焦煤冶金热力学与动力学基础 35

2.2　氧化物的间接还原反应 37

2.2.1　CO及H2还原氧化物的热力学 37

2.2.2　间接还原反应机理 44

2.2.3　影响还原速率的因素 48

2.3　氧化物的直接还原反应 51

2.3.1　固体碳还原氧化物的热力学原理 51

2.3.2　固体碳还原氧化铁的平衡图 55

2.3.3　复杂氧化铁的还原 57

2.3.4　铁以外的其他金属氧化物的还原 58

2.3.5　固体氧化物直接还原反应的动力学 61

2.4　金属热还原反应 63

2.5　铁的渗碳及含碳量 66

2.5.1　碳化物及碳势 66

2.5.2　碳在固体Fe-C系中的存在状态 68

2.5.3　CO-CO2气体对铁的渗碳反应 69

2.5.4　CH4对铁的渗碳反应 72

2.5.5　铁的渗碳过程及生铁的含碳量 73

2.6.1　还原反应的分配常数及其影响因素 75

2.6　熔渣中氧化物的还原反应 75

2.6.2　SiO2的还原 77

2.6.3　MnO的还原 79

2.6.4　TiO2的还原 81

2.6.5　其他氧化物的还原 83

2.6.6　结论 87

2.7　冶炼中的脱硫反应 87

2.7.1　气-固相的脱硫反应 87

2.7.2　熔渣-金属液间的脱硫反应 88

2.7.3　熔渣脱流动力学 91

2.8.1　熔融还原过程 92

2.8.2　还原反应动力学 92

2.8　铁浴熔融还原反应 92

参考文献 96

第3章 非焦煤冶金原料及燃料 97

3.1　非焦煤冶金原料 97

3.1.1　含铁原料的化学成分 97

3.1.2　含铁原料的物理性质 99

3.2.1　冶金用煤 101

3.1.3　含铁原料的冶金性能 101

3.2　非焦煤冶金燃料与还原剂 101

3.2.2　冶金还原气 106

参考文献 119

第4章　直接还原工艺流程与主要设备 120

4.1　竖炉直接还原法 120

4.1.1　竖炉法的发展 120

4.1.2　竖炉法的工作原理 121

4.1.3　竖炉法工艺过程 137

4.2　回转窑直接还原法 153

4.2.1　回转窑法的工作原理 154

4.2.2　回转窑法工艺 171

4.2.3　回转窑基本尺寸的确定 189

4.3　罐式直接还原法 192

4.3.1　罐式法工作原理 192

4.3.2　罐式法工艺过程 195

4.4　流化床直接还原法 200

4.4.1　流化床概念 200

4.4.2　铁矿石的流化床还原 210

4.4.3　流化床法工艺过程 212

4.5　其他直接还原法 218

4.5.1　EDR法 218

4.5.2　H？gan？s法 221

4.5.3　转体炉法 222

4.5.4　冷固结球团煤基直接还原新工艺及其应用 225

4.6　直接还原铁的储存、运输和应用 230

4.6.1　直接还原铁的储存和运输 230

4.6.2　直接还原铁的应用 235

参考文献 251

5.1　熔融还原法分类及特点 253

第5章 熔融还原工艺流程与主要设备 253

5.2　熔融还原法基本原理 256

5.2.1　铁氧化物熔融还原反应 256

5.2.2　熔融还原能耗分析 257

5.3　熔融还原法工艺介绍 260

5.3.1　COREX法 260

5.3.2　FINEX法 277

5.3.3　HISMELT法 281

5.3.4　DIOS法 282

5.3.5　COIN法 285

5.3.6　AISI法 286

5.3.7　川崎法 288

5.3.8　SC法 290

5.3.9　ROMELT法 292

5.3.10　CCF法 293

5.3.11　AUSIRON法 294

5.3.12 Hi-QIP法 297

5.3.13 PLASMASMELT法 297

5.3.14 ELRED法 299

5.3.15　INRED法 302

5.3.16　COMBISMELT流程 304

参考文献 305

第6章 其他非焦煤冶金方法 306

6.1　电炉法 306

6.1.1　概述 306

6.1.2　回转窑-电炉法 311

6.1.3　竖炉-电炉法 314

6.2 ITmk3 316

6.3　Iron Carb工艺 319

6.4　粒铁法 321

6.5　生铁水泥法 327

6.6　转鼓炉法 329

6.7　等离子冶金 331

6.7.1　等离子气体及其特性 332

6.7.2　等离子冶金的应用及发展 333

6.8　其他能源炼铁法 334

6.8.1　熔盐电解法的工艺 334

6.8.2　H2作还原剂的工艺 334

6.8.3　喷吹废塑料 336

参考文献 338

第7章 非焦煤冶金新技术——微波冶金 339

7.1　微波加热原理和特点 339

7.1.1　微波加热微观机制 342

7.1.2　微波加热能量传递方程 347

7.2　冶金物料介电性能 353

7.2.1　物料电介质体仿真模型 353

7.2.2　含碳铁矿粉介电常数估计 353

7.3　微波冶金动力学 354

7.3.1　分子轨道跃迁能量 354

7.3.2　CO分子杂化轨道组成和特点 355

7.3.3　微波电离气体的基元过程、荷电粒子的扩散和迁移 357

7.3.4　界面化学吸附 358

7.4　微波加热碳热还原反应 360

7.4.1　相界面颗粒自还原反应传递过程模型 364

7.4.2　微波加热还原含碳铁矿粉动力学研究 369

7.5　微波加热还原-电炉直接炼钢工艺 372

7.5.1　微波体还原优越性 372

7.5.2　微波加热还原冶金工程学研究 373

7.5.3　含碳铁矿粉微波加热还原能耗 376

7.5.4　微波加热还原-电炉直接炼钢工艺流程 378

参考文献 383

第8章 非焦煤冶金技术经济评价 387

8.1　技术经济指标 387

8.2　钢铁生产工艺流程的基本参数及其比较 390

8.3　直接还原技术经济评价 396

8.3.1　世界直接还原铁产量 396

8.3.2　不同直接还原法比较 399

8.3.3　直接还原-电炉流程和高炉-转炉流程的比较 400

8.4.1　熔融还原的产量 405

8.4　熔融还原技术经济评价 405

8.4.2　不同熔融还原法的比较 406

8.4.3　熔融还原和高炉炼铁的比较 409

8.4.4　熔融还原的发展 415

8.5　我国菲焦煤冶金技术经济评价 418

8.5.1　投资比较 418

8.5.2　成本比较 420

8.5.3　能耗比较 423

8.5.4　效益比较 424

参考文献 424