矿物直接合金化冶炼合金钢 理论与实践PDF电子书下载

1　矿物直接合金化冶炼合金钢的战略意义 1

1.1　高速工具钢及模具钢的重要性 1

1.1.1 高速工具钢的重要性 1

1.1.2　模具钢的重要性 3

1.1.3　基体钢 3

1.2　各国发展高速工具钢因地制宜的资源战略 4

1.3　我国钨钼钒资源的战略优势 5

1.3.1　钨资源的优势与开发状况 5

1.3.2　钼资源的优势 5

1.3.3　钒资源的优势及利用 5

1.3.4　发挥资源的战略优势 6

1.4　我国高速工具钢、模具钢的生产现状 6

1.4.1 高速工具钢生产现状 6

1.4.2　模具钢生产现状 9

1.5　矿物直接合金化冶炼合金钢 10

参考文献 13

2　矿物直接合金化冶炼合金钢的发展概况 14

2.1　传统工艺流程冶炼工、模具钢存在的问题 14

2.1.1　传统工艺流程 14

2.1.2　存在问题 15

2.2　矿物直接合金化冶炼合金钢工作的开展 16

2.2.1 白钨矿代替钨铁直接合金化的发展 16

2.2.2　钼精矿代替钼铁直接合金化的发展 20

2.2.3　钨、钼混合氧化物矿直接合金化的发展 22

2.2.4　钒氧化物矿及钒渣直接合金化的发展 24

2.3　矿物直接合金化冶炼合金钢存在的问题 26

2.3.1 钨、钼氧化物矿直接合金化存在的问题 26

2.3.2　钒氧化物矿及钒渣直接合金化存在的问题 28

2.4　矿物直接合金化冶炼合金钢的技术对策 29

2.4.1 钨、钼氧化物矿直接合金化的技术对策 29

2.4.2　钒氧化物矿及钒渣直接合金化的技术对策 31

参考文献 33

3　矿物直接合金化冶炼合金钢的基础理论研究 35

3.1 白钨矿直接合金化热力学分析 35

3.1.1　WO3还原热力学数据 35

3.1.2　CaWO4还原热力学数据 40

3.1.3 白钨矿还原热力学状态图 43

3.1.4 白钨矿直接合金化过程实际自由能的计算 51

3.2　氧化钼矿直接合金化热力学分析 59

3.2.1　MoO3还原热力学数据 59

3.2.2　CaMoO4还原热力学数据 64

3.2.3　氧化钼矿还原热力学状态图 67

3.2.4　氧化钼矿直接合金化过程实际自由能的计算 73

3.3　V2O5直接合金化热力学分析 81

3.3.1　钒氧化物还原热力学数据 83

3.3.2　钒氧化物还原热力学状态图 89

3.3.3　钒氧化物矿直接合金化过程实际自由能的计算 92

3.4　白钨矿直接合金化动力学分析 107

3.4.1 白钨矿低温还原反应动力学 107

3.4.2 白钨矿铁浴还原反应动力学 113

3.4.3 白钨矿高温还原反应动力学 116

3.5　氧化钼直接合金化动力学分析 120

3.5.1 氧化钼低温还原反应动力学 120

3.5.2　氧化钼铁浴还原反应动力学 123

3.5.3　氧化钼高温还原反应动力学 127

3.6　钒氧化物直接合金化动力学分析 127

3.6.1　V2O5直接合金化动力学研究方法 128

3.6.2　硅还原V2O5差热曲线及反应产物分析 129

3.6.3　硅还原V2O5反应动力学分析 130

参考文献 133

4　矿物直接合金化冶炼合金钢的关键技术 135

4.1　白钨矿直接合金化的还原剂 135

4.1.1　硅铁还原白钨矿 137

4.1.2　炭粉还原白钨矿 138

4.1.3　硅铁和炭粉混合还原白钨矿 140

4.1.4　碳化硅还原白钨矿 141

4.2　氧化钼挥发的抑制 142

4.2.1 空气中氧化钼挥发的热力学 142

4.2.2　氧化钼的蒸气压 143

4.2.3 空气中氧化钼挥发的动力学 144

4.2.4　氧化钼挥发的抑制方法 146

4.3　同时加入白钨矿和氧化钼的方法 148

4.4　泡沫渣和大沸腾现象 149

4.4.1 炉渣成分对炉渣泡沫化程度影响 150

4.4.2　还原剂配比对炉渣泡沫化程度影响 150

4.4.3　产生气体量对炉渣泡沫化程度的影响 151

4.5　渣量控制 152

4.5.1 白钨矿直接合金化工艺渣量计算 152

4.5.2　氧化钼直接还原工艺渣量计算 156

4.5.3 同时加入白钨矿和氧化钼直接合金化工艺渣量计算 160

4.5.4　渣量控制原则 162

参考文献 163

5　矿物直接合金化冶炼合金钢的设备——反应器 164

5.1 电弧炉EAF 164

5.1.1 电源的选择 164

5.1.2 电弧炉功率 167

5.1.3　电弧炉结构 168

5.1.4 电磁搅拌 170

5.1.5　虹吸出钢 170

5.1.6　电弧炉底吹技术 171

5.2　钢包精炼炉LF 173

5.3　真空精炼炉VD 175

5.3.1 脱氢 176

5.3.2　脱氮 178

5.3.3　脱氧 178

参考文献 180

6　矿物直接合金化冶炼合金钢的工业试验 181

6.1 白钨矿和氧化钼直接合金化冶炼高速钢的工业试验 181

6.1.1 直接合金化冶炼高速钢和传统工艺的对比 181

6.1.2　用钨铁和钼铁冶炼M2高速钢 183

6.1.3　用白钨矿代替钨铁冶炼M2高速钢 185

6.1.4　用氧化钼代替钼铁冶炼M2高速钢 186

6.1.5 完全用白钨矿和氧化钼代替钨铁和钼铁冶炼M2高速钢 187

6.1.6 白钨矿和氧化钼直接合金化对钢材质量的影响 190

6.2　钨钼钒氧化物矿直接合金化冶炼高速钢的工业试验 193

6.2.1　工业试验条件 193

6.2.2　工艺特点 195

6.2.3　工业试验结果 196

参考文献 198

7　矿物直接合金化冶炼合金钢的应用效果及开发前景 200

7.1　应用效果 200

7.1.1 冶炼时间与电耗 200

7.1.2　低倍组织与碳化物不均匀度 201

7.1.3　非金属夹杂物及钢中气体含量 202

7.1.4　经济效益及鉴定意见 202

7.2　高速工具钢及模具钢的集中生产与深加工 203

7.2.1　集中生产与标准生产 203

7.2.2　采用新装备与新技术 204

7.2.3　深加工 204

7.3　应用开发前景 205

7.3.1 变资源出口为成品出口 205

7.3.2　冶炼成本降低 205

7.3.3　开发中西部 206

参考文献 206

附录 207

附录1 作者负责的氧化物矿直接合金化课题组开展的课题 207

附录2　作者负责的氧化物矿直接合金化课题组八年来发表的论文 208

附录3　作者负责的氧化物矿直接合金化课题组八年来的研究成果 210

附录4　作者负责的氧化物矿直接合金化课题组获得的专利及专有技术 211

附录5　氧化物矿直接合金化课题工业化生产规模 213

附录6　“863”计划“熔融还原冶炼高速钢”通过国家验收 213