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第二章高爐煉鐵
2.1高爐煉鐵的工藝流程及主要設(shè)備高爐煉鐵:在高爐中采用還原劑將鐵礦石經(jīng)濟(jì)而高效的還原得到溫度和成分符合要求的液態(tài)生鐵的過程。2023/7/311武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2.1.1幾個(gè)基本概念1礦物:地殼中具有均一內(nèi)部結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及一對(duì)物理、化學(xué)性質(zhì)的天然化合物或自然元素稱為礦物。其中能夠?yàn)槿祟惱玫姆Q為有用礦物。2礦石:在現(xiàn)代的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,能以工業(yè)規(guī)模從中提取金屬、金屬化合物或其它產(chǎn)品的礦物稱為礦石。3礦石的品位:礦石中有用成分的質(zhì)量百分含量,稱為該礦石的品位。4脈石:礦石中沒有用的成分稱為脈石,一般在冶煉過程中需要去除。2023/7/312武漢科技大學(xué)講義—朱誠意5、富礦:含鐵品位>50%的鐵礦石赤鐵礦:理論含鐵量70%
磁鐵礦:理論含鐵量72.4%
菱鐵礦:理論含鐵量48.3%
褐鐵礦:理論含鐵量55.2~66.1%6、貧礦:實(shí)際含鐵量低于理論含鐵量70%的鐵礦石稱貧礦(必須經(jīng)過選礦后使用)7、塊礦和粉礦扣除CO2和結(jié)晶水富礦破碎、篩分塊礦(>5~10mm),上限粉礦(<5mm)供燒結(jié)廠生產(chǎn)燒結(jié)礦大中型高爐<45mm中小型高爐<20~25mm2023/7/313武漢科技大學(xué)講義—朱誠意8、精礦:貧礦經(jīng)過破碎,細(xì)磨,并通過磁選或浮選得到的高品位細(xì)粉狀礦石赤鐵礦細(xì)磨
-200目>60~80%浮選磁鐵礦細(xì)磨
-200目>60~80%磁選褐鐵礦先磁化焙燒后細(xì)磨磁選菱鐵礦細(xì)磨
-200目>60~80%浮選2023/7/314武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2.1.2高爐煉鐵工藝流程及主要設(shè)備一、煉鐵流程及設(shè)備系統(tǒng)高爐煉鐵生產(chǎn)流程比較定型,它由高爐本體及若干輔助系統(tǒng)組成。生產(chǎn)時(shí)從爐頂分批裝入各種爐料,從高爐下部風(fēng)口不斷鼓入熱風(fēng),在連續(xù)熔煉過程中得到液態(tài)渣鐵,定期從爐缸渣鐵口排出爐外,與爐料進(jìn)行一系列作用的煤氣從爐頂溢出。2023/7/315武漢科技大學(xué)講義—朱誠意轉(zhuǎn)爐煉鋼廠礦山高爐鑄造生鐵鑄鐵機(jī)鐵水煉鋼生鐵爐渣高爐煤氣水泥廠放散精礦粉礦塊礦球團(tuán)礦燒結(jié)礦焦化廠焦炭制粉車間煤粉熔劑鼓風(fēng)機(jī)熱風(fēng)爐熱風(fēng)軋鋼廠煉鐵工藝流程圖2023/7/316武漢科技大學(xué)講義—朱誠意由于高爐的效率高、能耗低,所以高爐生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的95%以上。我國(guó)最大的高爐是寶鋼3號(hào)高爐(4350m3)。世界最大高爐達(dá)5000m3以上。
2023/7/317武漢科技大學(xué)講義—朱誠意高爐煉鐵系統(tǒng)(高爐本體和輔助系統(tǒng))2023/7/318武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2023/7/319武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2023/7/3110武漢科技大學(xué)講義—朱誠意二、高爐本體1、高爐本體概述包括高爐爐型、爐襯、冷卻裝置、鋼結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)。高爐爐型均為五段式,圓形工作空間。爐襯耐火材料圍成高爐爐型。爐襯靠冷卻裝置保護(hù),使一代工作爐齡達(dá)10~15年。鋼結(jié)構(gòu)是加固爐體和支撐各種附屬設(shè)備的構(gòu)件。高爐大小以有效容積的立方米數(shù)表示。高爐本體結(jié)構(gòu)仍在不斷向高效、長(zhǎng)壽方向發(fā)展之中。2023/7/3111武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2、高爐爐型概述1)、高爐內(nèi)部及爐墻而形成的工作空間的幾何形狀稱為高爐爐型。爐襯耐火材料圍成高爐爐型。2)、高爐爐型為圓斷面五段式即:爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五部分。即高爐內(nèi)型圖所看到的五部分。2023/7/3112武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2023/7/3113武漢科技大學(xué)講義—朱誠意Schematicofablastfurnace,illustratingsomeofthedefinedterms.h0h6hu(b)死鐵層高度h0(c)高爐有效高度hu(d)爐頭高度h6(e)高爐全高h(yuǎn)(a)料線零位:是測(cè)定料面高度的基礎(chǔ)。鐘式爐頂:大鐘開啟時(shí)大鐘的底邊;無鐘爐頂:爐喉鋼磚的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處或鋼磚頂部h3)、幾個(gè)概念:2023/7/3114武漢科技大學(xué)講義—朱誠意Schematicofablastfurnace,illustratingsomeofthedefinedterms.Topring:爐頂鋼圈(爐頂法蘭)Offtake:排氣管Topcone:高爐爐頭(爐頂錐形部分)Armour(爐喉)鋼磚Stocklinelevel:料線零位Throat:爐喉,Stack:爐身Belly:爐腰Bosh:爐腹Tuyere:鼓風(fēng)口Tuyerebreast:風(fēng)口中心Bustlepipe:圍管Tuyerestock:風(fēng)口支管Hearth:爐缸Ironnotch:出鐵口Cindernotch/emgencyironnotch;出渣口h0h6hu本體結(jié)構(gòu)中英文對(duì)照2023/7/3115武漢科技大學(xué)講義—朱誠意f)高爐有效容積:在有效高度范圍內(nèi)爐型所包括的空間。用Vu表示巨型高爐:Vu>4000m3
大型高爐:Vu>620m3
中型高爐:Vu=255~620m3
小型高爐:Vu<100m3實(shí)踐表明:爐型設(shè)計(jì)合理,能促進(jìn)高爐冶煉指標(biāo)的改善和延長(zhǎng)高爐的使用壽命,故爐型是高爐最基本的工藝參數(shù)?,F(xiàn)代高爐向大型化發(fā)展,合理爐型總的趨勢(shì)是矮胖化。
為使高爐保持合理爐型,還要靠爐體結(jié)構(gòu)或爐墻的合理設(shè)計(jì),并輔以正確的操作制度。2023/7/3116武漢科技大學(xué)講義—朱誠意三、高爐爐襯1、2、2023/7/3117武漢科技大學(xué)講義—朱誠意四、高爐冷卻裝置1)2023/7/3118武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(4)(3)(2)2023/7/3119武漢科技大學(xué)講義—朱誠意五、高爐鋼結(jié)構(gòu)1)2023/7/3120武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(2)2023/7/3121武漢科技大學(xué)講義—朱誠意六、高爐爐基鋼筋混凝土基座2023/7/3122武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2.1.3高爐煉鐵原料及產(chǎn)品一、高爐煉鐵原料1、含鐵原料—Iron-BearingMaterials鐵礦石:1.6~1.8噸/噸鐵,主要成分為Fe3O4,理論含鐵量72.4%;Fe2O3,理論含鐵量70%2023/7/3123武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(1)自然界中主要鐵礦石自然界中鐵元素主要以化合態(tài)存在。主要礦物形式為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦。主要含鐵礦物(ChiefIronBearingMinerals)2023/7/3124武漢科技大學(xué)講義—朱誠意赤鐵礦(主要成分Fe2O3)磁鐵礦(主要成分Fe3O4)
假象“赤鐵礦”:磁鐵礦在自然界中被氧化,化學(xué)成分上已由Fe3O4成為Fe2O3,在結(jié)晶結(jié)構(gòu)上保持磁鐵礦的特征。通常以礦石中全鐵含量與FeO含量的比值判別磁鐵礦受氧化的程度。
2023/7/3125武漢科技大學(xué)講義—朱誠意硫鐵礦(主要成分FeS2)褐鐵礦(主要成分2Fe2O3·3H2O)2023/7/3126武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(2)鐵礦石的評(píng)價(jià)指標(biāo)含鐵品位Fe品位高,脈石含量低,冶煉時(shí)所需熔劑和形成的渣少,用于分離渣鐵所需的能量低。T.Fe>65%,P、S含量低的礦石可直接供直接還原和熔融還原50%<T.Fe<65%,可供高爐使用我國(guó)絕大部分礦石T.Fe含量在30%左右,需富集后才能使用特別注意:入爐礦石除成分要求外,還要滿足一定的粒度要求。2023/7/3127武漢科技大學(xué)講義—朱誠意冶煉1噸生鐵礦石和熔劑消耗量入爐品位礦石消耗量礦石帶入的脈石量熔劑消耗量(%)(kg)(kg)(kg)
60153321845450184052510904023009852050
一般的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是:品位提高1%,焦比降低2%,產(chǎn)量增加3%2023/7/3128武漢科技大學(xué)講義—朱誠意脈石成分及分布鐵礦石中的脈石主要有SiO2、Al2O3、CaO、MgO等金屬氧化物,以酸性氧化物為主。脈石主要參與造渣,幾乎不被還原脈石成分總體要求:酸性氧化物和堿性氧化物質(zhì)量大體相當(dāng)結(jié)構(gòu)和分布對(duì)有用礦物分離的影響:含F(xiàn)e顆粒結(jié)晶粗大,易實(shí)現(xiàn)有用元素的分離富集;含F(xiàn)e顆粒在脈石中呈細(xì)晶粒嵌布時(shí),分離富集耗能大。致密礦物強(qiáng)度好,但過于致密影響其加工和還原性能。2023/7/3129武漢科技大學(xué)講義—朱誠意有害元素含量有害元素是除脈石外的其它在高爐中可被還原的化合物。常見的有S、P,少見的有堿金屬(K、Na等)及Cu、Pb、Zn、F、As等。S、P、Cu、As易還原為元素進(jìn)入生鐵,對(duì)鐵及鋼材質(zhì)量產(chǎn)生影響堿金屬(K、Na等)、Pb、Zn、F不能入生鐵,但對(duì)爐襯產(chǎn)生破壞,有的揮發(fā)并在爐內(nèi)循環(huán)造成結(jié)瘤事故或污染環(huán)境高爐生產(chǎn)常需限制有害元素多的礦石的入爐比2023/7/3130武漢科技大學(xué)講義—朱誠意有益元素有些與鐵伴生的元素易還原進(jìn)入生鐵,并能改善鋼材的性能,如Cr、Ni、V、Nb等。具有單獨(dú)分離價(jià)值的伴生元素如Ti、稀土元素礦石的還原性指礦石在爐內(nèi)被煤氣還原的難易程度。赤鐵礦較不如磁鐵礦,還原性較好;菱鐵礦、褐鐵礦因在受熱過程中出現(xiàn)分解,呈現(xiàn)疏松多孔結(jié)構(gòu),易還原。礦石的高溫性能礦石在還原過程中和還原后不因強(qiáng)度降低出現(xiàn)破碎,以免礦粉堵塞煤氣流通孔造成冶煉困難礦石的軟融溫度要求高,溫度區(qū)間不宜過寬2023/7/3131武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(3)高爐煉鐵的含鐵原料燒結(jié)礦:高堿度燒結(jié)礦和自熔性燒結(jié)礦球團(tuán)礦:酸性球團(tuán)礦和自熔性球團(tuán)礦塊礦:磁鐵礦、赤鐵礦碎鐵
——高爐生產(chǎn)以人造富礦為主2023/7/3132武漢科技大學(xué)講義—朱誠意鐵礦粉燒結(jié)過程2023/7/3133武漢科技大學(xué)講義—朱誠意a、燒結(jié)的定義將各種粉狀鐵,配入適宜的燃料和熔劑,均勻混合,然后放在燒結(jié)機(jī)上點(diǎn)火燒結(jié)。在燃料燃燒產(chǎn)生高溫和一系列物理化學(xué)變化作用下,部分混合料顆粒表面發(fā)生軟化熔融,產(chǎn)生一定數(shù)量的液相,并潤(rùn)濕其它未融化的礦石顆粒。冷卻后,液相將礦粉顆粒粘結(jié)成塊。這一過程叫是燒結(jié),所得到的塊礦叫燒結(jié)礦。堿度:爐渣中CaO與SiO2的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之比。2023/7/3134武漢科技大學(xué)講義—朱誠意b、燒結(jié)礦種類(1)酸性燒結(jié)礦或低堿度(非熔劑性)燒結(jié)礦:燒結(jié)配料中不加熔劑或只少量加入熔劑,燒結(jié)礦的堿度為自然堿度,高爐用酸性燒結(jié)礦時(shí)需要大量加入石灰石。(2)自熔性燒結(jié)礦:燒結(jié)混合料中添加一定數(shù)量的熔劑,使燒結(jié)礦堿度控制在R=1.0~1.3。高爐使用自熔性燒結(jié)礦時(shí)可不加或只加少量熔劑。(3)高堿度燒結(jié)礦:混合料中加入過量熔劑,使燒結(jié)礦堿度遠(yuǎn)高于正常高爐渣堿度(R>1.6)高堿度燒結(jié)礦的堿度決定于:a)燒結(jié)礦的冶金性能;b)酸性爐料的入爐比例。2023/7/3135武漢科技大學(xué)講義—朱誠意c、抽風(fēng)燒結(jié)原理燒結(jié)原理2023/7/3136武漢科技大學(xué)講義—朱誠意d、燒結(jié)工藝流程2023/7/3137武漢科技大學(xué)講義—朱誠意e、燒結(jié)過程的主要反應(yīng)
燃燒反應(yīng)、分解反應(yīng)、還原與再氧化反應(yīng)、氣化反應(yīng)固相反應(yīng)和液相粘結(jié)形成一定強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦低熔點(diǎn)固相產(chǎn)物是液相形成的前提粘結(jié)相主要有鐵橄欖石、鈣鐵橄欖石、硅灰石、硅酸二鈣、硅酸三鈣、鐵酸鈣、鈣鐵灰石及少量反應(yīng)不全的游離石英和石灰。2023/7/3138武漢科技大學(xué)講義—朱誠意圖燒結(jié)過程示意圖
I—燒結(jié)礦層:II—燃燒層:III—預(yù)熱層:IV—燒結(jié)料層:V—墊底料層
1—冷卻,再氧化;2—冷卻,再結(jié)晶;3—固體碳燃燒液相形成;
4—固相反應(yīng)氧化,還原,分解;5—去水;6—水分凝結(jié)2023/7/3139武漢科技大學(xué)講義—朱誠意球團(tuán)生產(chǎn)過程和球團(tuán)礦
將準(zhǔn)備好的原料(細(xì)磨精礦或其他細(xì)磨粉狀物料、添加劑等),按一定比例經(jīng)過配料、混勻制成一定尺寸的小球,然后采用干燥焙燒或其他方法使其發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化而硬化固結(jié).這一過程即為球團(tuán)生產(chǎn)過程.其產(chǎn)品即為球團(tuán)礦。球團(tuán)礦分酸性球團(tuán)礦和堿性球團(tuán)礦。由于酸性球團(tuán)礦生產(chǎn)操作較易控制,且品位高,強(qiáng)度好,同時(shí)高爐冶煉也需要酸性球團(tuán)與高堿度燒結(jié)礦配臺(tái)使用。因此,目前世界各國(guó)以生產(chǎn)酸性球團(tuán)礦為主。球團(tuán)法于1912年提出。2023/7/3140武漢科技大學(xué)講義—朱誠意球團(tuán)生產(chǎn)的工藝過程大體可分為配料、混合、造球、焙燒及成品處理等工序,其工藝流程見圖1。Fig.Schematicdiagramofthetravelinggratesystemforproducingpellets.2023/7/3141武漢科技大學(xué)講義—朱誠意Fig.Ballingdrummixer.Fig.Induceddraftrotaryorcircularsintercoolersshowninprocessofconstruction.2023/7/3142武漢科技大學(xué)講義—朱誠意Fig.Twodisc-typepelletizingmachines.Orefinesarefedtothediscsbythebeltconveyors(behindtheoperator).Asthediscsrotate,thereisaballingactionthatcausesthefinestoagglomerateintopellet-likemassesthataredischargedfromthediscsovertheirlipatthebottomontotothebeltconveyorshownatfloorlevelthatcarriesthepelletstothebinsofthesintermachine.2023/7/3143武漢科技大學(xué)講義—朱誠意為保證球團(tuán)礦質(zhì)量,在焙燒過程中應(yīng)保證氧化氣氛,控制升溫速度,達(dá)到球團(tuán)固結(jié)的最佳溫度并保持足夠的高溫時(shí)間,保證再結(jié)晶充分進(jìn)行。在冷卻過程中應(yīng)控制好冷卻速度。Fig.
Fourtypesofironoreagglomerates.Thebriquettesatthelowerrightwereproducedbyhotorebriquetting.2023/7/3144武漢科技大學(xué)講義—朱誠意3、鏈篦機(jī)一回轉(zhuǎn)窯法它是由鏈篦機(jī)、回轉(zhuǎn)窯和冷卻機(jī)組合成的焙燒工藝(見圖)。生球的干燥、脫水和預(yù)熱過程在鏈篦機(jī)上完成,高溫焙燒在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行,而冷卻則在冷卻機(jī)上完成。
圖鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯焙燒球團(tuán)示意圖
1—布料器;2—鏈篦機(jī);3—干燥室;4—預(yù)熱室;5—回轉(zhuǎn)窯;6—冷卻機(jī);7—振動(dòng)給料器;8—冷卻風(fēng)機(jī);9—抽煙機(jī);10—多管除塵器;11—燃燒器2023/7/3145武漢科技大學(xué)講義—朱誠意我國(guó)鋼鐵企業(yè)的原料供應(yīng)一般都十分復(fù)雜:有以進(jìn)口粉礦為主的,也有以國(guó)產(chǎn)鐵精礦為主的,還有各種各樣的地方小鐵礦所產(chǎn)的鐵礦石。原料品種多,化學(xué)成分和冶金性能變化大,穩(wěn)定性和均勻性差。爐料結(jié)構(gòu)即高爐生產(chǎn)中酸性爐料、堿性爐料及塊礦所占的比例。世界上高爐的合理爐料結(jié)構(gòu)不是單一模式,它決定于礦源和煉鐵成本。根據(jù)我國(guó)的現(xiàn)實(shí)情況,高爐的合理爐料結(jié)構(gòu)應(yīng)該是高堿度燒結(jié)礦配加酸性球團(tuán)礦,或高堿度燒結(jié)礦配加酸性球團(tuán)礦和塊礦,或高堿度燒結(jié)礦配加塊礦六、高爐爐料結(jié)構(gòu)2023/7/3146武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2燃料——fuels(1)(冶金)焦炭成分固定碳:80~85%灰份(SiO2占45~50%,Al2O3占15~30%)揮發(fā)份CO、CO2、CH4、N2、H2作用燃燒產(chǎn)生熱量燃燒后產(chǎn)生CO作為還原劑支撐料柱,使料層透氣2023/7/3147武漢科技大學(xué)講義—朱誠意高爐冶煉對(duì)焦炭質(zhì)量的要求強(qiáng)度:通過轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)測(cè)定固定C和灰分含量:良好的冶金焦應(yīng)固定C高,灰分低高爐實(shí)踐證明,灰分升高1%,焦比升高2%,高爐產(chǎn)量下降3%硫:焦炭帶入的硫含量占冶煉單位質(zhì)量生鐵所需原料總硫量的80%。焦中的硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高0.1%,高爐焦比增加1.2%~2.0%揮發(fā)份:要求揮發(fā)分質(zhì)量適當(dāng),主要防止揮發(fā)分過高2023/7/3148武漢科技大學(xué)講義—朱誠意成分和性能的穩(wěn)定性以及粒度焦炭成分和性能的波動(dòng)對(duì)高爐冶煉行程的穩(wěn)定不利,影響高爐生產(chǎn)效率及燃料消耗對(duì)焦炭粒度的要求是在保證高爐順行的前提下,盡量采用小粒度焦炭。焦炭的粒度比礦石的平均粒度大3~5倍,控制在40~60mm。水分波動(dòng)會(huì)引起焦炭負(fù)荷波動(dòng)反應(yīng)性和熱強(qiáng)度反應(yīng)性是指焦炭與CO2氣體反應(yīng)而氣化的難易程度,熱強(qiáng)度是指反應(yīng)后的強(qiáng)度對(duì)高爐用焦來說希望反應(yīng)性小些,熱強(qiáng)度高些我國(guó)有專門的冶金焦炭技術(shù)指標(biāo)。2023/7/3149武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(2)(噴吹)煤粉代替部分焦炭,降低生產(chǎn)成本高爐冶煉對(duì)煤粉的要求固定碳含量高,灰分含量低,硫含量低可磨性好:制備成適合噴吹工藝的細(xì)粒煤粉時(shí)能耗少,對(duì)輸送設(shè)備磨損小粒度細(xì):保證煤粉在風(fēng)口前完全氣化爆炸性弱:確保在制備和輸送過程中人身及設(shè)備安全燃燒和反應(yīng)性好:燃燒不完全會(huì)影響噴煤效果并且未燃煤粉會(huì)使料柱透氣性變差,影響爐況順行;要求煤粉的反應(yīng)性好2023/7/3150武漢科技大學(xué)講義—朱誠意通常情況下,生產(chǎn)1噸鋼鐵須消耗大約0.5噸焦炭,而生產(chǎn)1噸焦炭大致需要1.3噸精煤,其中需肥精煤(工業(yè)味精)0.4噸。我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量中,煉焦煤的比例較高,占27%。2023/7/3151武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(3)天然氣:我國(guó)的天然氣儲(chǔ)量很小,僅占世界總儲(chǔ)量的1.2%。我國(guó)鋼鐵工業(yè)基本上不考慮使用天然氣作為一次能源。產(chǎn)量最高的前3個(gè)國(guó)家是:前蘇聯(lián)、美國(guó)和加拿大。(4)石油:我國(guó)的石油儲(chǔ)量很小,僅占世界總儲(chǔ)量的3%。我國(guó)鋼鐵工業(yè)基本上不考慮使用天然氣作為一次能源。產(chǎn)量最高的前3個(gè)國(guó)家是:沙特、前蘇聯(lián)和美國(guó)。2023/7/3152武漢科技大學(xué)講義—朱誠意3熔劑—Fluxes熔劑主要包括石灰石:主要成份CaCO3白云石:CaCO3·MgCO3螢石:CaF2硅石:SiO2錳礦:MnO2作用降低脈石和焦炭灰份的熔點(diǎn),使?fàn)t渣具有良好的流動(dòng)性,使?fàn)t渣具有一定的脫硫能力;特殊熔劑在刷洗爐墻粘結(jié)物、爐缸堆積、爐況不順行時(shí)短時(shí)使用以造成低黏度和低熔點(diǎn)爐渣。在我國(guó)蘊(yùn)藏量很大,各省基本都有質(zhì)量好的礦山。遼寧省大石橋地區(qū)有質(zhì)量一流的鎂沙資源2023/7/3153武漢科技大學(xué)講義—朱誠意4鼓風(fēng)作用燃燒焦炭和煤粉,產(chǎn)生熱量和還原劑風(fēng)溫1100~1300°C,鼓風(fēng)物理熱占高爐熱量總收入的20%左右國(guó)內(nèi)噸鐵爐料消耗情況:
鐵礦石:1.6~1.8t/t熔劑:0~400kg/t
焦炭:250~500kg/t煤粉:100~250kg/t
鼓風(fēng):1700~2200Nm3/t2023/7/3154武漢科技大學(xué)講義—朱誠意二、高爐煉鐵的產(chǎn)品1、生鐵(鐵水)高爐鐵水溫度為1450~1550oC,主要用來煉鋼主要成分為Fe,還有C和少量雜質(zhì)(Si,Mn,P,S)。(1)煉鋼生鐵高爐生產(chǎn)的生鐵產(chǎn)品中80~90%為煉鋼生鐵,它是由Fe、C和少量雜質(zhì)(Si<1.25%,Mn,P,S)組成。煉鋼生鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2023/7/3155武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(2)鑄造生鐵高爐生產(chǎn)的生鐵產(chǎn)品中有10~15%含硅(>1.25%)較高的鑄造生鐵和少量鐵合金,5%左右。鑄造生鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2023/7/3156武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(3)鐵合金鐵合金多用電爐生產(chǎn),多用作煉鋼脫氧劑和合金添加劑高爐生產(chǎn)的生鐵產(chǎn)品中有5%左右的高碳鐵合金,其中包括錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵鐵合金是高能耗產(chǎn)品,我國(guó)除了可自給有余外,每年還大量出口到周邊國(guó)家,如日本等高碳錳鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2023/7/3157武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2、煤氣用途高爐生產(chǎn)的副產(chǎn)品煤氣,可以給本廠(70%以上燒熱風(fēng)爐)或其他廠(燒結(jié)廠、煉焦廠、煉鋼廠或軋鋼廠等)作為氣體燃料,也可以用來發(fā)電或城市取暖。成分CO、CO2、N2、H2、CH4產(chǎn)量2000m3/t左右(2560kg/t)冶煉不同鐵種時(shí)煤氣發(fā)熱量及成分不盡相同。2023/7/3158武漢科技大學(xué)講義—朱誠意3、爐渣產(chǎn)量:200~500kg/t用途高爐爐渣經(jīng)高壓水急冷后成為水淬渣,是制造水泥的好原料,消耗占高爐渣量的70%。緩冷后破碎后代替天然碎石料鋪路,消耗總渣量不到10%液體爐渣經(jīng)處理后,用作輕質(zhì)混凝土骨料,在建筑上用作防熱、隔音,或作為絕熱材料溫度比鐵水高50~100℃,出爐時(shí)溫度一般為1400~1550℃,熱含量1680~1900kJ/kg,未找到合適的潛熱利用方法2023/7/3159武漢科技大學(xué)講義—朱誠意主要成分SiO2(32~42%)、CaO(35~44%)、MgO(4~13%)Al2O3(6~16%)及少量MnO、FeO、SR=1.0~1.25包鋼高爐渣含CaF2、K2O、Na2O及RExOy;攀鋼高爐渣含V2O5;酒鋼高爐渣含BaO4、爐塵產(chǎn)量20~100kg/t用途少量高爐塵送燒結(jié)廠使用。作副產(chǎn)品2023/7/3160武漢科技大學(xué)講義—朱誠意2.1.4高爐生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一、有效容積利用系數(shù)(?u)高爐每立方米有效容積每天生產(chǎn)的合格鐵水量(t/m3·d)二、焦比(K)冶煉一噸生鐵消耗的干焦或綜合焦炭量(kg/t)(1)入爐焦比ηu=高爐每天的合格生鐵量P高爐有效容積VuK=每天裝入高爐的干焦炭量高爐每天出鐵量2023/7/3161武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(2)折算入爐焦比生鐵折算系數(shù):以生產(chǎn)煉鋼生鐵為標(biāo)準(zhǔn)(折算系數(shù)為1),將其它各種牌號(hào)的生鐵按冶煉的難易程度折合為煉鋼生鐵的數(shù)值
K折
=每天裝入高爐的干焦炭量合格生鐵折合產(chǎn)量2023/7/3162武漢科技大學(xué)講義—朱誠意三、煤比(或油比)冶煉一噸生鐵消耗的煤粉量或重油(kg/t)四、噴煤率每天噴入高爐的煤粉量與高爐每天消耗的燃料量之比,即煤比與燃料比之比M=每天噴入高爐的煤粉量高爐每天出鐵量×100%噴煤率=每天噴入高爐的煤粉量高爐每天消耗的燃料量
=×100%煤比燃料比燃料比=焦比+煤比(或油比)2023/7/3163武漢科技大學(xué)講義—朱誠意五、綜合焦比(1)置換比KΣ=每天裝入高爐的焦炭量+每天噴入高爐的煤粉量×置換比高爐每天出鐵量R=K0-K1+ΣΔKMR—噴吹的輔助燃料置換比K0—未噴吹輔助燃料前的實(shí)際平均焦比K1—噴吹輔助燃料后的平均入爐焦比ΣΔK—其他各種因素對(duì)實(shí)際焦比影響的代數(shù)和2023/7/3164武漢科技大學(xué)講義—朱誠意(2)噴吹率六、折算綜合焦比K折算
=每天裝入高爐的焦炭量+每天噴入高爐的煤粉量×置換比高爐每天出鐵量×生鐵折算系數(shù)噴吹率=噴吹燃料總量總?cè)剂舷牧俊?00%2023/7/3165武漢科技大學(xué)講義—朱誠意七、冶煉強(qiáng)度高爐每立方米有效容積每天消耗的(干)焦炭量(焦比一定的情況下)八、綜合冶煉強(qiáng)度I=高爐每天消耗的焦炭量高爐的有效容積IΣ=高爐每天消耗的焦炭量+高爐每天消耗的煤粉量×置換比高爐有效容積?u=I/K或?u=I∑/K∑2023/7/3166武漢科技大學(xué)講義—朱誠意九、爐缸燃燒強(qiáng)度每平方米爐缸截面積每天消耗的焦炭量十、焦炭負(fù)荷一批爐料=礦批+焦批十一、休風(fēng)率規(guī)定的日歷作業(yè)時(shí)間=日歷時(shí)間-計(jì)劃大中修及封爐時(shí)間爐缸燃燒強(qiáng)度=每天高爐消耗的焦炭量爐缸截面積焦炭負(fù)荷==礦批焦批每批爐料中的鐵礦石+錳礦石每批爐料中的焦炭量休風(fēng)率=高爐休風(fēng)時(shí)間規(guī)定的日歷作業(yè)時(shí)間×100%2023/7/3167武漢科技大學(xué)講義—朱誠意十二、生鐵合格率十三、煉鐵工序能耗每月、年或季度內(nèi)高爐生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)以及直接為煉鐵生產(chǎn)服務(wù)的附屬系統(tǒng)所消耗的各種能源的實(shí)際消耗量,扣除回收利用的能源,并折算成標(biāo)準(zhǔn)煤(7000Kcal或29300kJ/t)后與該段時(shí)間內(nèi)生鐵產(chǎn)量之比。我國(guó)重點(diǎn)企業(yè)的煉鐵工序能耗約500kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t鐵,噸鋼綜合能耗800~1000kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t鋼。生鐵合格率=合格生鐵產(chǎn)量生鐵總產(chǎn)量(包括不合格生鐵)×100%2023/7/3168武漢科技大學(xué)講義—朱誠意思考題:一、概念題料線零位高爐有效容積高爐有效容積利用系數(shù)焦比綜合冶煉強(qiáng)度二、問答題高爐內(nèi)型由哪幾部分構(gòu)成?煉鋼生鐵和鑄造生鐵有什么不同?什么是鐵礦石的理論含鐵量??2023/7/3169武漢科技大學(xué)講義—朱誠意MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像
Mallard1980磁共振裝置商品化1989
0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科
2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)(磁體)梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng):前者用于空間編碼和選層,后者施加特定頻率的射頻脈沖,使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置:各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng):完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等
人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下,H核進(jìn)動(dòng)雜亂無章,磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后,H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列(正負(fù)方向),正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后,少數(shù)正向排列(低能態(tài))的H核合成總磁化矢量M,即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中,產(chǎn)生能量
三、弛豫(Relaxation)回復(fù)“自由”的過程
1.
縱向弛豫(T1弛豫):
M0(MZ)的恢復(fù),“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫
吸收RF光子能量(共振)低能態(tài)1H高能態(tài)1H
放出能量(光子,MRS)T1弛豫時(shí)間:
MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間
T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間:MXY喪失2/3所需的時(shí)間;T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像
所謂的加權(quán)就是“突出”的意思
T1加權(quán)成像(T1WI)----突出組織T1弛豫(縱向弛豫)差別
T2加權(quán)成像(T2WI)----突出組織T2弛豫(橫向弛豫)差別。
磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒(ms)范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒(ms)范圍
在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多
如何觀看MR圖像:首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?;虍惓5乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn),通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)--圖像空間分辨力,對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源(一)層面的選擇1.MXY產(chǎn)生(1H共振)條件
RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z(GZ)
GZ→B0→ω
不同頻率的RF
特定層面1H激勵(lì)、共振
3.層厚的影響因素
RF的帶寬↓
GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼
M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω
各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同(相位不同)〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換
GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同
GY----MXY旋進(jìn)相位不同(不影響MXY大?。?/p>
↓某一層面不同的體素,有不同頻率、相位
MRS(FID)第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE--T1W長(zhǎng)TR長(zhǎng)TE--T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是:多層、多回波的SE(spinecho,自旋回波)技術(shù)磁共振掃描時(shí)間參數(shù):TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù):層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波(SE),快速自旋回波(FSE)梯度回波(FE)反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR),脂肪抑制(STIR)、水抑制(FLAIR)高級(jí)序列水成像(MRCP,MRU,MRM)血管造影(MRA,TOF2D/3D)三維成像(SPGR)彌散成像(DWI)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波(SE)必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波(FSE)必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波(GE)成像速度快對(duì)出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR)水抑制(FLAIR)抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR)脂肪抑制(STIR)抑制脂肪信號(hào)判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影(MRA)無需造影劑TOF法PC法MIP投影動(dòng)靜脈分開顯示水成像(MRCP,MRU,MRM)含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對(duì)小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波(SPGR) 早期診斷腦梗塞
彌散成像MRI的設(shè)備一、信號(hào)的產(chǎn)生、探測(cè)接受1.磁體(Magnet):靜磁場(chǎng)B0(Tesla,T)→組織凈磁矩M0
永磁型(permanentmagnet)常導(dǎo)型(resistivemagnet)超導(dǎo)型(superconductingmagnet)磁體屏蔽(magnetshielding)2.梯度線圈(gradientcoil):
形成X、Y、Z軸的磁場(chǎng)梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)(radio-frequencesystem,RF)
MR信號(hào)接收二、信號(hào)的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī),等等;MRI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1、軟組織分辨力強(qiáng)(判斷組織特性)2、多方位成像3、流空效應(yīng)(顯示血管)4、無骨骼偽影5、無電離輻射,無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證
體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入:固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人,早期妊娠,高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對(duì)較差空間分辨較差(體部,較同等CT)費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時(shí)間較長(zhǎng)1.病人必須去除一切金屬物品,最好更衣,以免金屬物被吸入磁體而影響磁場(chǎng)均勻度,甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體(皮膚)不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線,防止病人灼傷。3.紋身(紋眉)、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉,因其可能會(huì)引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞,以防聽力損傷。掃描注意事項(xiàng)顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形(AVM)等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化(MS)等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤(髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外),椎骨腫瘤(轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性)2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離,各種原因椎管狹窄,術(shù)后改變,5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S),脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對(duì)縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好,對(duì)肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動(dòng)脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤,心包其他病變其他(如先心、各種心肌病等)較超聲心動(dòng)圖無優(yōu)勢(shì),應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變,提供鑒別信息胰腺腫瘤,有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等,先天畸形腫瘤的定位(臟器上下緣附近)、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤,MRCP,MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段--鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選:1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?,早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤)2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷(膝、髖關(guān)節(jié))3.形狀復(fù)雜部位的檢查(脊柱、骨盆等)軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報(bào)告界面報(bào)告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn),止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題,處理不當(dāng),將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%~16%,僅次于呼吸道感染和泌尿道感染,居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難,醫(yī)生的夢(mèng)魘
預(yù)防手術(shù)部位感染(surgicalsiteinfection,SSI)
手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染?★哪些情況需要抗生素預(yù)防?★怎樣選擇抗生素?★什么時(shí)候開始用藥?★抗生素要用多長(zhǎng)時(shí)間?定義:指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類:切口淺部感染切口深部感染器官/腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染
指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染,并至少具備下述情況之一者:
1.切口淺層有膿性分泌物
2.切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌
3.具有下列癥狀體征之一:紅熱,腫脹,疼痛或壓痛,因而醫(yī)師將切口開放者(如培養(yǎng)陰性則不算感染)
4.由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI
注意:縫線膿點(diǎn)及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染
指術(shù)后30天內(nèi)(如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi))發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染,并至少具備下述情況之一者:
1.切口深部流出膿液
2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動(dòng)打開,且具備下列癥狀體征之一:①體溫>38℃;②局部疼痛或壓痛
3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷,發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫
4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染
注意:感染同時(shí)累及切口淺部及深部者,應(yīng)列為深部感染
二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官/腔隙感染
指術(shù)后30天內(nèi)(如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi))、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染,通過手術(shù)打開或其他手術(shù)處理,并至少具備以下情況之一者:
1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物
2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌
3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫
4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染
★人工植入物:指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官/腔隙感染
不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有:
腹部:腹腔內(nèi)感染(腹膜炎,腹腔膿腫)生殖道:子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管:靜脈或動(dòng)脈感染三、SSI的發(fā)生率美國(guó)1986年~1996年593344例手術(shù)中,發(fā)生SSI15523次,占2.62%英國(guó)1997年~2001年152所醫(yī)院報(bào)告在74734例手術(shù)中,發(fā)生SSI3151例,占4.22%中國(guó)?SSI占院內(nèi)感染的14~16%,僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位:非腹部手術(shù)為2%~5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人:入住ICU的機(jī)會(huì)增加60%再次入院的機(jī)會(huì)是未感染者的5倍SSI與切口類型:清潔傷口 1%~2%清潔有植入物 <5%可染傷口<10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率:三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別(%)切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別:三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫,瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù),器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān),其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染
——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素(1)病人因素:高齡、營(yíng)養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素(2)術(shù)前因素:術(shù)前住院時(shí)間過長(zhǎng)用剃刀剃毛、剃毛過早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差(術(shù)前未很好沐?。?duì)有指征者未用抗生素預(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素(3)手術(shù)因素:手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時(shí)間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時(shí)間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多,SSI機(jī)會(huì)越大五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素(4)SSI危險(xiǎn)指數(shù)(美國(guó)國(guó)家醫(yī)院感染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制定):病人術(shù)前已有≥3種危險(xiǎn)因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時(shí)間超過該類手術(shù)的特定時(shí)間(T)
(或一般手術(shù)>2h)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法根據(jù)指南使用預(yù)防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術(shù)前住院時(shí)間維持手術(shù)患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預(yù)防/治療預(yù)防
在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療
在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥
防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用139預(yù)防和治療性抗菌素使用目的:清潔手術(shù):防止可能的外源污染可染手術(shù):減少粘膜定植細(xì)菌的數(shù)量污染手術(shù):清除已經(jīng)污染宿主的細(xì)菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用140需植入假體,心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征:可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口(Contaminatedwound)清潔傷口(Cleanwound)但存在感染風(fēng)險(xiǎn)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有:婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用
理想的給藥時(shí)間?目前還沒有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時(shí)機(jī)研究顯示:切皮前45~75min給藥,SSI發(fā)生率最低,且不建議在切皮前30min內(nèi)給藥影響給藥時(shí)間的因素:所選藥物的代謝動(dòng)力學(xué)特性手術(shù)中污染發(fā)生的可能時(shí)間病人的循環(huán)動(dòng)力學(xué)狀態(tài)止血帶的使用剖宮產(chǎn)細(xì)菌在手術(shù)傷口接種后的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)
手術(shù)過程
012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細(xì)菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用146術(shù)后給藥,細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)無改變
手術(shù)過程抗生素血腫血漿六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用Antibioticsinclot
手術(shù)過程
血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術(shù)前給藥,可以有效抑制細(xì)菌在手術(shù)傷口的生長(zhǎng)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用148ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時(shí)間切開后時(shí)間予以抗生素切開六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用不同給藥時(shí)間,手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時(shí)間感染數(shù)(%)相對(duì)危險(xiǎn)度(95%CI)早期(切皮前2-24h)36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術(shù)前(切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術(shù)期(切皮后3h內(nèi))2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術(shù)后(切皮3h以上)48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)
5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用結(jié)論:抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導(dǎo)開始時(shí)給藥,預(yù)防SSI效果好150六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用切口切開后,局部抗生素分布將受阻必須在切口切開前給藥?。?!抗菌素應(yīng)在切皮前45~75min給藥六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?有效安全殺菌劑半衰期長(zhǎng)相對(duì)窄譜廉價(jià)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用抗生素的選擇原則:各類手術(shù)最易引起SSI的病原菌及預(yù)防用藥選擇六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用
手術(shù)最可能的病原菌預(yù)防用藥選擇膽道手術(shù)革蘭陰性桿菌,厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或
(如脆弱類桿菌)頭孢曲松闌尾手術(shù)革蘭陰性桿菌,厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟;
(如脆弱類桿菌)+甲硝唑結(jié)、直腸手術(shù)革蘭陰性桿菌,厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或
(如脆弱類桿菌)頭孢噻肟;+甲硝唑泌尿外科手術(shù)革蘭陰性桿菌頭孢呋辛;環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術(shù)革蘭陰性桿菌,腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或
B族鏈球菌,厭氧菌頭孢噻肟;+甲硝唑莫西沙星(可單藥應(yīng)用)注:各種手術(shù)切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用單次給藥還是多次給藥?沒有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關(guān)閉后給藥沒有益處多數(shù)指南建議24小時(shí)內(nèi)停藥沒有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)或術(shù)中出血量較大時(shí)可重復(fù)給藥細(xì)菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時(shí)從十?dāng)?shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時(shí)機(jī)不同,用藥期限也應(yīng)不同短時(shí)間預(yù)防性應(yīng)用抗生素的優(yōu)點(diǎn):六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負(fù)擔(dān)可以選用單價(jià)較高但效果較好的抗生素減少護(hù)理工作量藥品消耗增加抗菌素相關(guān)并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA(耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)定植六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用延長(zhǎng)抗菌素使用的缺點(diǎn):六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?正確的給藥方法:六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用應(yīng)靜脈給藥,2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個(gè)體差異,不能保證血液和組織的藥物濃度,不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h,若手術(shù)超過34h,應(yīng)給第2個(gè)劑量,必要時(shí)還可用第3次可能有損傷腸管的手術(shù),術(shù)前用抗菌藥物準(zhǔn)備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無確切預(yù)防效果,不予提倡不應(yīng)將日常全身性應(yīng)用的抗生素應(yīng)用于傷口局部(誘發(fā)高耐藥)必要時(shí)可用新霉素、桿菌肽等抗生素緩釋系統(tǒng)(PMMA—青大霉素骨水泥或膠原海綿)局部應(yīng)用可能有一定益處六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用不提倡局部預(yù)防應(yīng)用抗生素:時(shí)機(jī)不當(dāng)時(shí)間太長(zhǎng)選藥不當(dāng),缺乏針對(duì)性六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防用藥易犯的錯(cuò)誤:在開刀前45-75min之內(nèi)投藥按最新臨床指南選藥術(shù)后24小時(shí)內(nèi)停藥擇期手術(shù)后一般無須繼續(xù)使用抗生素大量對(duì)比研究證明,手術(shù)后繼續(xù)用藥數(shù)次或數(shù)天并不能降低手術(shù)后感染率若病人有明顯感染高危因素或使用人工植入物,可再用1次或數(shù)次小結(jié)預(yù)防SSI干預(yù)方法
——正確的脫毛方法用脫毛劑、術(shù)前即刻備皮可有效減少SSI的發(fā)生手術(shù)部位脫毛方法與切口感染率的關(guān)系:備皮方法 剃毛備皮 5.6%
脫毛0.6%備皮時(shí)間 術(shù)前24小時(shí)前 >20%
術(shù)前24小時(shí)內(nèi) 7.1%
術(shù)前即刻 3.1%方法/時(shí)間 術(shù)前即刻剪毛 1.8%
前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像
Mallard1980磁共振裝置商品化1989
0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科
2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間PART02MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)(磁體)梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng):前者用于空間編碼和選層,后者施加特定頻率的射頻脈沖,使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置:各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng):完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等
人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下,H核進(jìn)動(dòng)雜亂無章,磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后,H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列(正負(fù)方向),正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后,少數(shù)正向排列(低能態(tài))的H核合成總磁化矢量M,即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中,產(chǎn)生能量
三、弛豫(Relaxation)回復(fù)“自由”的過程
1.
縱向弛豫(T1弛豫):
M0(MZ)的恢復(fù),“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫
吸收RF光子能量(共振)低能態(tài)1H高能態(tài)1H
放出能量(光子,MRS)T1弛豫時(shí)間:
MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間
T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間:MXY喪失2/3所需的時(shí)間;T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像
所謂的加權(quán)就是“突出”的意思
T1加權(quán)成像(T1WI)----突出組織T1弛豫(縱向弛豫)差別
T2加權(quán)成像(T2WI)----突出組織T2弛豫(橫向弛豫)差別。
磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒(ms)范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒(ms)范圍
在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多
如何觀看MR圖像:首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正常或異常的所在部位---即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn),通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)--圖像空間分辨力,對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源(一)層面的選擇1.MXY產(chǎn)生(1H共振)條件
RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z(GZ)
GZ→B0→ω
不同頻率的RF
特定層面1H激勵(lì)、共振
3.層厚的影響因素
RF的帶寬↓
GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼
M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω
各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同
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