簡明鋼鐵冶金學(xué)教程

0　緒論1

1　現(xiàn)代高爐煉鐵 3

1.1 高爐煉鐵概述 3

1.1.1 高爐本體及主要構(gòu)成 3

1.1.2 高爐煉鐵生產(chǎn)流程 5

1.1.3 高爐冶煉產(chǎn)品 6

1.1.4 高爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 7

1.2 高爐煉鐵原料 8

1.2.1 鐵礦石 8

1.2.2 熔劑 11

1.2.3 高爐燃料 12

1.3 燒結(jié)與球團 14

1.3.1 燒結(jié)礦 14

1.3.2 球團礦 20

1.4 高爐煉鐵基礎(chǔ)理論 26

1.4.1 高爐內(nèi)還原過程 26

1.4.2 直接還原與間接還原 29

1.4.3 鐵礦還原動力學(xué) 30

1.4.4 滲碳和生鐵的形成 32

1.4.5 造渣與脫硫 33

2　高爐爐料和煤氣運動 39

2.1 爐缸反應(yīng) 39

2.1.1 爐缸燃燒反應(yīng)機理 39

2.1.2 爐缸燃燒反應(yīng)過程 40

2.1.3 下部調(diào)劑原理 42

2.1.4 風(fēng)口區(qū)理論燃燒溫度 43

2.2 煤氣運動 44

2.2.1 煤氣上升過程中的變化 44

2.2.2 高爐熱交換 45

2.3 爐料運動 47

2.3.1 爐料下降 47

2.3.2 高爐料柱壓差 47

2.3.3 改善料柱透氣性 48

2.3.4 上部調(diào)劑原理 50

3　高爐強化冶煉 53

3.1 精料 53

3.1.1 精料的要求 53

3.1.2 人造富礦的發(fā)展方向 54

3.1.3 提高人造富礦的高溫冶金性能 54

3.1.4 合理爐料結(jié)構(gòu) 56

3.2 高壓操作 59

3.3 高風(fēng)溫 60

3.3.1 高風(fēng)溫的影響 61

3.3.2 高風(fēng)溫的獲得 61

3.4 噴吹燃料 62

3.4.1 噴吹燃料對高爐冶煉的影響 62

3.4.2 置換比與噴吹量 63

3.4.3 限制噴吹量的因素 64

3.5 富氧鼓風(fēng)操作 65

3.5.1 富氧對高爐冶煉的影響 65

3.5.2 富氧鼓風(fēng)操作特點 65

4　煉鋼基礎(chǔ)理論 67

4.1 煉鋼用原材料 67

4.1.1 金屬料 67

4.1.2 非金屬料 69

4.1.3 氧化劑 71

4.2 煉鋼的基本任務(wù) 71

4.2.1 鋼中的磷 71

4.2.2 鋼中的硫 71

4.2.3 鋼中的氧 72

4.2.4 鋼中的氣體 72

4.2.5 鋼中的非金屬夾雜 73

4.2.6 鋼的成分 73

4.3 煉鋼過程中的主要反應(yīng) 74

4.3.1 鋼液的主要性質(zhì) 74

4.3.2 熔渣的主要性質(zhì) 77

4.3.3 碳氧化反應(yīng) 80

4.3.4 鋼液的脫磷 80

4.3.5 鋼液的脫硫 81

4.3.6 鋼液的脫氧 82

4.3.7 氫、氮的反應(yīng) 84

4.3.8 硅、錳的氧化和還原反應(yīng) 85

5　主要煉鋼方法 87

5.1 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法 87

5.1.1 頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法 87

5.1.2 底吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法 98

5.1.3 側(cè)吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法 98

5.1.4 頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼法 100

5.2 電爐煉鋼 101

5.2.1 電爐煉鋼發(fā)展前景 101

5.2.2 電爐煉鋼設(shè)備 102

5.2.3 電爐煉鋼冶煉工藝 103

5.3 爐外處理 110

5.3.1 爐外處理的基本手段 110

5.3.2 鐵水預(yù)處理技術(shù) 113

5.3.3 鋼水二次精煉方法 116

5.3.4 爐外精煉發(fā)展趨勢 124

6　鋼的連續(xù)澆鑄126

6.1 概述 126

6.2 連鑄機的主要設(shè)備 127

6.2.1 連鑄機的基本參數(shù) 127

6.2.2 鋼包 129

6.2.3 中間包 129

6.2.4 結(jié)晶器 131

6.2.5 二次冷卻系統(tǒng) 132

6.2.6 拉坯矯直裝置 132

6.2.7 引錠裝置 133

6.2.8 鑄坯切割裝置 133

6.2.9 出坯系統(tǒng)的各種設(shè)備 134

6.3 連鑄坯的凝固 134

6.3.1 連鑄坯的凝固特征 134

6.3.2 連鑄坯的凝固結(jié)構(gòu) 136

6.3.3 連鑄坯冷卻過程中的相變和應(yīng)力 136

6.4 連鑄操作工藝 137

6.4.1 連鑄鋼液的準(zhǔn)備 137

6.4.2 澆鑄前的準(zhǔn)備 138

6.4.3 澆鋼操作 139

6.4.4 拉速的控制 142

6.4.5 冷卻水控制 142

6.4.6 保護澆鑄 143

6.4.7 保護渣 143

6.4.8 中間包覆蓋劑 146

6.5 連鑄坯質(zhì)量 146

6.5.1 連鑄坯的純凈度 147

6.5.2 連鑄坯表面質(zhì)量 148

6.5.3 連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量 151

6.5.4 連鑄坯形狀缺陷 153

6.6 薄板坯連鑄連軋 154

6.6.1 薄板坯連鑄工藝的優(yōu)點 155

6.6.2 薄板坯連鑄連軋的關(guān)鍵技術(shù) 156

6.6.3 典型的薄板坯連鑄連軋技術(shù) 157

參考文獻 160 2100433B

本書介紹了煉鐵、煉鋼和連鑄過程的新工藝、新設(shè)備和新技術(shù),主要內(nèi)容包括現(xiàn)代高爐煉鐵工藝概述、高爐原料的加工處理、高爐煉鐵原理、高爐強化冶煉操作、煉鋼基本原理、煉鋼用原材料、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼、爐外精煉、鋼的連鑄工藝等方面。

本書可作為高等學(xué)校材料、機械等非鋼鐵冶金專業(yè)本科生或?qū)？粕慕滩?也可供從事鋼鐵生產(chǎn)的工程技術(shù)人員以及管理人員參考。

1　緒論

1.1　冶金基本概念

1.1.1　冶金方法

1.1.2　主要冶金過程簡介

1.2　鋼鐵工業(yè)

1.2.1　鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位與作用

1.2.2　新一代鋼鐵材料主要特征

1.2.3　鋼與生鐵的區(qū)別

1.2.4　現(xiàn)代鋼鐵冶煉的發(fā)展歷程

1.2.5　我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展

1.3　現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)工藝流程

1.3.1　長流程與短流程

1.3.2　煉鋼過程工序功能的分解與集成

1.3.3　綠色冶金的基本流程

1.4　鋼鐵主要產(chǎn)品及副產(chǎn)品

1.4.1　鋼鐵冶煉主要產(chǎn)品

1.4.2　鋼鐵冶煉副產(chǎn)品

1.5　鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

1.5.1　高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

1.5.2　煉鋼生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

復(fù)習(xí)思考題

2　高爐煉鐵原料

2.1　鐵礦石

2.1.1　天然礦物

2.1.2　鐵礦石的分類及特性

2.1.3　鐵礦石質(zhì)量評價

2.1.4　鐵礦石的準(zhǔn)備處理

2.2　高爐熔劑

2.2.1　熔劑的作用

2.2.2　熔劑的種類

2.2.3　對堿性熔劑的質(zhì)量要求

2.3　高爐燃料

2.3.1　焦炭

2.3.2　噴吹煤粉

2.3.3　噴吹其他燃料

2.4　鐵礦粉造塊

2.4.1　鐵礦粉造塊的意義

2.4.2　鐵礦粉造塊的聯(lián)結(jié)力

2.5　燒結(jié)礦的生產(chǎn)過程

2.5.1　燒結(jié)礦生產(chǎn)的工藝流程

2.5.2　抽風(fēng)式燒結(jié)過程概述

2.5.3　燒結(jié)過程主要化學(xué)反應(yīng)

2.5.4　燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)

2.5.5　燒結(jié)過程中的固相反應(yīng)

2.5.6　燒結(jié)過程液相生成與冷卻結(jié)晶

2.5.7　燒結(jié)礦的礦物組成及結(jié)構(gòu)

2.5.8　強化燒結(jié)的技術(shù)措施

2.5.9　燒結(jié)廠生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

2.5.10　燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備

2.5.1l　燒結(jié)新工藝

2.6　球團礦生產(chǎn)

2.6.1　球團礦質(zhì)量指標(biāo)

2.6.2　生球形成

2.6.3　球團焙燒固結(jié)

2.6.4　球團焙燒設(shè)備及工藝特點

復(fù)習(xí)思考題

3　高爐煉鐵原理

3.1　高爐內(nèi)還原過程與生鐵的形成

3.1.1　高爐內(nèi)基本現(xiàn)象和基本規(guī)律

3.1.2　爐料的蒸發(fā)、揮發(fā)、分解與氣化

3.1.3　鐵氧化物還原反應(yīng)的熱力學(xué)

3.1.4　非鐵元素的還原

3.1.5　直接還原和間接還原...

3.1.6　鐵氧化物還原反應(yīng)的動力學(xué)

3.1.7　生鐵的形成與滲碳過程

3.2　高爐爐渣與脫硫

3.2.1　高爐渣的來源

3.2.2　高爐渣的成分與作用

3.2.3　高爐渣的性質(zhì)及其影響因素

3.2.4　高爐內(nèi)的成渣過程

……

4　高爐煉鐵工藝

5　高爐煉鐵設(shè)備

6　非高爐煉鐵

7　鐵合金生產(chǎn)

8　煉鋼基本原理

9　煉鋼原材料

10　氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼

11　電弧爐煉鋼

12　鐵水預(yù)處理與鋼水爐外精煉

13　連續(xù)鑄鋼

參考文獻2100433B

全書共分為13章，內(nèi)容包括：緒論，高爐原料，高爐煉鐵原理，高爐煉鐵工藝，高爐煉鐵設(shè)備，非高爐煉鐵，鐵合金生產(chǎn)，煉鋼基本原理，煉鋼原材料，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼，電弧爐煉鋼，鐵水預(yù)處理與鋼水爐外精煉和連續(xù)鑄鋼。

本書可作為高等學(xué)校鋼鐵冶金專業(yè)本科生或研究生的教材，也可供從事鋼鐵生產(chǎn)的工程技術(shù)人員、管理人員以及相關(guān)專業(yè)的師生參考。

《鋼鐵冶金學(xué):煉鐵部分》(第2版)系鋼鐵冶金專業(yè)《鋼鐵冶金學(xué)》（煉鋼部分）課程的教學(xué)用書。按照鋼鐵冶金專業(yè)教學(xué)計劃和本門課程教學(xué)大綱的要求，《鋼鐵冶金學(xué):煉鐵部分》(第2版)重點闡述煉鋼過程的基本理論和工藝，主要內(nèi)容包括含鐵原料的造塊、煉鐵原理、工藝操作及高爐作業(yè)的能量利用分析，并結(jié)合鋼鐵工業(yè)的最新發(fā)展，對數(shù)學(xué)模型、高爐過程自動控制及非高爐法煉鐵（包括直接還原及熔融還原）作了簡要介紹。