钢铁冶金学Ⅰ－（炼铁学）
北京科技大学
课程负责人：吴胜利
北京科技大学冶金与生态工程学院
教学委员会副主任、钢铁冶金系教学主任
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1980年毕业于北京钢铁学院冶金系炼铁专业。1980年～1983年在上海第一钢铁厂任高
炉工长。1983年～1986年在北京钢铁学院冶金系钢铁冶金专业攻读硕士学位，并获工学硕
士学位。1986年～1988年在北京钢铁学院冶金系任助教、讲师。1988年获日本政府奖学金
赴日本东北大学(TOHOKU University)攻读博士学位，1991年获日本东北大学工学博士学位，随后作博士后研究工作。1993年学成回国后，先后任北京科技大学副教授、教授，博士生
导师，一级首席教授，日本TOHOKU University客座教授等。
现为本科生、研究生主讲“钢铁冶金学”、“环境工程学”、“冶金资源及环保工程”、“矿
物学原理及应用”、“环境监测及评价”、“现代钢铁冶金技术”等课程。在北京科技大学首届“我爱我师——我心目中最优秀的老师”评选中，被评为“我心目中最优秀的老师”称号。
在科研方面，主要从事“资源高效利用”、“过程环境控制”、“冶金工程炼铁新技术”等方
面的科学研究，先后承担了教育部、国家自然科学基金、宝钢、首钢、武钢、鞍钢、包钢、
马钢、济钢、上钢、石钢、沙钢、南钢、新钢、昆钢、莱钢、邢钢、兴钢、韶钢、宣钢等的
多项科研项目，并接受日本、澳大利亚、巴西等国家相关企业委托，进行了多项国际合作项目，其多项独创性科研成果，达到了国际领先水平，在国内外该领域有高知名度。先后发表
学术论文70余篇。获多项国家专利。
本科生课堂讲授学时分配（99版教学计划）第一章概论2学时5％
第二章铁矿粉造块10学时25％
第三章高炉冶炼过程的物理化学8学时20％
第四章高炉冶炼过程的传输现象4学时10％
第五章高炉冶炼的能量利用6学时15％
第六章高炉炼铁工艺6学时15％
第七章高炉冶炼过程的数学模型概述2学时5％
第八章非高炉炼铁2学时5％
总计40学时100％
教学参考书
1．高炉炼铁原理
澳－比斯瓦斯著齐宝铭、王筱留译，冶金工业出版社2．铁矿粉造块理论及工艺
周取定、孔令坛编，冶金工业出版社
3．高炉冶炼理论与操作
宋建成编，北京科技大学教材科
第一章概论1.1钢铁工业概况
1.1.1国民经济中钢铁工业的地位
1.1.2钢铁工业的发展概况
l二次世界大战后的四十多年中，钢铁工业获得重大发展钢产量：50年代初的2亿吨→90年代的7.4亿吨
l我国
o古代占领先地位（公元前六世纪已广泛使用铁器）；
o近代落后于欧洲国家；
o从1890年（汉阳铁厂投产）→1949年约半个世纪内累计
的钢产量不到200万吨；
o新中国成立后，特别是改革开放以来，钢铁生产有了重大
发展：
1949年 1960年 1976年 1980年
15.8万吨 1840万吨 2045万吨 3703万吨
1986年 1988年 1995年 1996年
5190万吨 5900万吨 9300 万吨突破1亿吨
名列世界第二名列世界第一
1.1.3钢铁生产工艺流程
p钢铁产品
项目生铁钢含碳量高(2.5－4.5%) 低(0.03－1.2%) 杂质(Si、Mn、P、S) 多少硬度高低
脆性大小
韧性小大
加工性只能铸造铸造、锻造均可
焊接性差好
p钢铁企业中的炼铁和炼钢
三种钢铁工艺流程的概念图
1.2.2高炉冶炼的特点及主要过程
1.2.3高炉原料
1.2.4高炉燃料
任何燃料都无法取代焦炭的作用！
→高炉必需用焦炭
l焦炭是用资源贫乏的主焦煤炼制而成的，
炼焦设备投资庞大，炼焦过程污染严重。
→高炉应少用焦炭
高炉喷煤工艺因需而生！l高炉用煤粉
高炉喷煤可用资源丰富的非结焦煤
1.2.5耐火材料
高炉用各种耐火材料性能的比较 项 目 粘土砖 高铝砖碳砖 碳化硅砖石墨－碳化硅砖抗氧化性 优 优 劣 良 一般
抗磨性 一般 优 一般 优 一般 抗CaO侵蚀性 一般 良 优 良 优 抗FeO侵蚀性 一般 一般 一般 良 良 抗铁水侵蚀性 一般 良 劣 优 优
抗碱金属性 劣 良 一般 优 一般
抗热应力 劣 一般 良 优 优
冷却效果 劣 一般 良 良 优
宝钢原1号高炉各部位耐火砖的材质
部 位 耐火砖材质 料线区 普通高铝砖 炉身中上部 粘土砖
炉身下部 刚玉型高铝砖＋粘土砖 炉腰 刚玉型高铝砖＋粘土砖 炉腹 刚玉型高铝砖＋粘土砖 炉缸 碳砖＋陶瓷杯(普通高铝砖) 上部为粘土砖，周边和下部为碳砖，
炉底
最底一层为石墨质碳化硅砖
1.2.6高炉产品
1.2.7高炉主要技术经济指标
全球若干先进高炉的主要指标
企业名称
利用系数(T/M 3·D)
煤比
(kg/T)
风温 (℃) 渣比 (kg/T)
焦比
(kg/T)
中国宝钢集团宝钢分公司
2.277
290 208 1242 269
日本JFE 公司福山厂 2.500 386 89 1050 329 日本新日铁公司大分厂(1号炉) 2.271 352 121 1208 305 日本新日铁公司大分厂(2号炉) 2.260 347 127 1210 306 日本神户制钢加古川厂 2.140 320 201 1181 282 韩国浦项公司光阳厂
2.310
318 181 1206 280 韩国浦项公司浦项厂(3号炉) 2.135
397 106 1105 315
韩国浦项公司浦项厂(4号炉) 2.282 366 145 1115 311
中国台湾中钢公司 2.130 409 85 1160 291 美国钢铁公司加里厂 3.010 318 181 1150 252 德国蒂森公司施维尔根厂 2.200 320 179 1220 248 法国索拉克公司敦克尔克长 2.100 309 170 1170 313 荷兰霍高文公司艾默伊登厂 2.200 336 177 1160 236 意大利LIV A 公司塔兰托厂
2.460
348 133 1200 288
芬兰罗德洛基公司拉赫厂 2.830 340 79(重油)
1080 220