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绪论 1

第1篇　炼铁生产 6

1　炼铁原料 6

1.1　铁矿石和熔剂 6

1.1.1　铁矿资源及铁矿石特性 6

1.1.2　高炉冶炼对铁矿石的要求 7

1.1.3　铁矿石的准备和处理 8

1.1.4　熔剂 9

1.2.1 炼焦及焦煤资源 10

1.2.2　高炉冶炼对焦炭质量的要求 10

1.2　燃料 10

复习思考题 12

2　铁矿粉造块 13

2.1　烧结生产 13

2.1.1 烧结基础知识 13

2.1.2　烧结生产工艺 14

2.1.3　烧结生产的主要设备 17

2.2　球团生产 18

2.2.1 球团生产基础知识 18

2.2.2　球团生产工艺 19

复习思考题 20

3.1.1　高炉内各区域的状况 21

3　炼铁原理与工艺 21

3.1　炼铁原理 21

3.1.2　高炉内燃料燃烧 22

3.1.3　煤气和炉料的运动 23

3.1.4　炉料的蒸发、挥发和分解 26

3.1.5　还原反应 27

3.1.6　还原反应动力学 29

3.1.7 生铁的形成和渗碳过程 29

3.1.8　炉渣的组成和作用 30

3.1.11 高炉强化冶炼与节能 31

3.1.10　炉渣去硫 31

3.1.9　炉渣的形成 31

3.2　炼铁生产 32

3.2.1 开炉 33

3.2.2 停炉 33

3.2.3　休风 33

3.2.4　高炉基本操作制度 34

3.2.5 炉况判断 35

3.2.6　炉况处理 36

3.2.7　炉前操作与热风炉操作 38

3.2.8　高炉操作计算机控制 38

复习思考题 41

4　炼铁设备 42

4.1　高炉本体 42

4.1.1 高炉炉型 42

4.1.2　高炉炉衬与高炉冷却 42

4.1.3　高炉基础与高炉金属结构 45

4.1.4　炉顶装料设备 46

4.1.5　探料装置与均压装置 49

4.2　附属设备 50

4.2.1　原料供应系统 50

4.2.2　送风系统 51

4.2.3　喷吹设备 53

4.2.4　煤气处理系统设备 54

4.2.5　渣铁处理系统 57

复习思考题 58

5　炼铁技术进步与发展 59

5.1　炼铁技术的进步 59

5.1.1　高炉冶炼低硅生铁 59

5.1.2　少渣冶炼技术 59

5.1.3　高炉强化冶炼技术不断发展，操作水平不断进步 59

5.1.4　炼铁生产技术的发展方向 59

5.2.2　设备向自动化、高效化、长寿化方向发展 60

5.2.1　炉容大型化 60

5.2　高炉装备水平的进步 60

5.3　非高炉冶炼技术的不断进步 61

5.3.1　直接还原法 61

5.3.2　熔融还原法 61

5.3.3　等离子技术的应用 63

复习思考题 63

6.1　炼钢熔渣 68

6.1.1　熔渣的来源、组成与作用 68

6.1.2　熔渣的化学性质 68

6　炼钢基本原理 68

第2篇　炼钢生产 68

6.1.3　熔渣的物理性质 69

6.2　铁、硅、锰的氧化 70

6.2.1　熔池内氧的来源 70

6.2.2　铁的氧化和杂质的氧化方式 70

6.2.3　硅的氧化 70

6.2.4 锰的氧化 71

6.3　碳的氧化 71

6.3.1　碳氧反应的意义 71

6.3.2　碳的氧化反应 71

6.4.2 回磷 72

6.4.1　脱磷的基本反应和基本条件 72

6.4　脱磷 72

6.5　脱硫 73

6.5.1　脱硫的基本反应和基本条件 73

6.5.2 气化去硫与钢液中元素去硫 73

6.6　脱氧及合金化 73

6.6.1　脱氧的目的和任务 73

6.6.2　各种元素的脱氧能力 74

6.6.3　脱氧方法 74

6.8　钢中的非金属夹杂物 75

6.8.1 钢中非金属夹杂物的来源与分类 75

6.7.1 钢中气体对钢性能的影响 75

6.7.2　钢中气体的来源与减少钢中气体的基本途径 75

6.7　钢中的气体（氮气、氢气） 75

6.8.2　非金属夹杂物对钢性能的影响 76

6.8.3 降低钢中非金属夹杂物的途径 76

复习思考题 76

7　氧气转炉炼钢 77

7.1　炼钢原料 77

7.1.1　金属料 77

7.1.2　非金属料 78

7.2.1 冶炼方法 79

7.2　氧气顶吹转炉炼钢 79

7.2.2　氧气顶吹转炉的氧射流 80

7.2.3　冶炼的五大制度 80

7.2.4　氧气顶吹转炉的计算机控制和自动控制方法 82

7.2.5　氧气顶吹转炉炼钢的特点 83

7.3　顶底复合吹炼转炉炼钢 83

7.3.1 顶底复合吹炼及吹炼法的种类 83

7.3.2　顶底复合吹炼法的主要冶金特征及其优点 84

7.4　氧气顶吹转炉炼钢设备 84

7.4.1　转炉及倾动设备 84

7.4.2　供氧设备 86

7.4.3　供料设备与烟气处理设备 87

复习思考题 88

8　电炉炼钢 89

8.1　碱性电弧炉冶炼工艺 89

8.1.1 冶炼工艺分类 89

8.1.2　碱性电弧炉氧化法冶炼生产 89

8.2　电弧炉主要设备 92

8.2.1 电弧炉炉体结构 92

8.2.2　电弧炉主要机械设备 94

8.2.3 电弧炉主要电气设备 96

复习思考题 97

9.1.2　RH法 98

9.1.1　DH法 98

9　炉外精炼 98

9.1　DH法和RH法 98

9.2　ASEA-SKF法和LF法 99

9.2.1　ASEA-SKF法 99

9.2.2　LF法 100

9.3　VOD法和AOD法 100

9.3.1　VOD法 100

9.3.2　AOD法 101

9.4　其他炉外精炼法 102

9.4.1　钢包吹氩法 102

9.4.2 喷射冶金及合金元素特殊添加法 102

复习思考题 103

9.4.3　合成渣洗 103

10　连续铸钢 104

10.1　钢的结晶和连铸坯凝固结构 104

10.1.1　钢的结晶过程 104

10.1.2　连铸坯的凝固特征和结构特点 105

10.1.3　连铸坯冷却过程中的相变和应力 106

10.2　连铸设备 108

10.2.1　钢液及承载设备 108

10.2.2　成型及冷却设备 110

10.2.5 弧形连铸机的主要工艺参数 111

10.2.3　拉坯矫直设备 111

10.2.4　切割装置及后步工序 111

10.3　连铸生产 112

10.3.1　钢液的准备 112

10.3.2　连铸操作 113

10.4　中间罐冶金与保护浇注 114

10.4.1 中间罐冶金 114

10.4.2　保护浇注 116

10.4.3　保护渣 117

10.5.1　连铸坯的纯净度 118

10.5　连铸坯质量 118

10.4.4 中间罐用保护渣及覆盖剂 118

10.5.2　连铸坯表面缺陷和内部缺陷 119

10.5.3　连铸坯形状缺陷 119

复习思考题 120

11　炼钢新工艺新技术 121

11.1　转炉炼钢新工艺新技术 121

11.1.1　铁水预处理 121

11.1.2　转炉负能炼钢 121

11.2.2　超高功率电弧炉 122

11.2.1 电炉容量大型化 122

11.2　电炉炼钢新工艺新技术 122

11.1.3　转炉溅渣护炉技术 122

11.2.3 电弧炉偏心炉底出钢 123

11.2.4　电弧炉底吹搅拌技术 124

11.2.5 电弧炉氧燃烧嘴技术 124

11.2.6　强化供氧技术 124

11.2.7　直流电弧炉 124

11.3　连续铸钢新工艺新技术 124

11.3.1　高效连铸 124

11.3.2　近终形连铸 124

复习思考题 125

11.3.3　薄板坯连铸连轧 125

第3篇　有色金属冶金 127

12　铝冶金 127

12.1　氧化铝的生产 127

12.1.1　拜耳法生产氧化铝 128

12.1.2　烧结法生产氧化铝 131

12.1.3 化学品氧化铝生产 134

12.2　铝电解 136

12.2.1 铝电解用的原料 137

12.2.3　铝电解槽 138

12.2.2　炭阳极 138

12.2.4　铝电解槽中的电极过程 141

12.2.5 铝电解槽的焙烧和启动 143

12.2.6　铝电解槽的常规作业 144

12.2.7　铸锭 146

12.2.8　烟气净化 147

复习思考题 148

13　镁、钛冶金 149

13.1　镁冶金 149

13.1.1　金属镁的生产方法 149

13.2.1　钛铁精矿的处理 151

13.1.2　镁的精炼 151

13.2　钛冶金 151

13.2.2　粗四氯化钛的精制 152

13.2.3　海绵钛的生产 152

13.2.4　致密钛的生产 153

复习思考题 153

14　铜、铅、锌冶金 154

14.1　铜冶金 154

14.1.1　火法炼铜的基本原理 154

14.1.2　铜熔炼的产物 154

14.1.5　粗铜的火法精炼 155

14.1.4　冰铜的吹炼 155

14.1.3　铜精矿的熔炼 155

14.1.6　粗铜的电解精炼 156

14.2　铅冶金 156

14.2.1 硫化铅精矿的烧结焙烧的目的和方法 157

14.2.2　粗铅的精炼 158

14.3　锌冶金 159

14.3.1　硫化锌精矿的焙烧 160

14.3.2　火法炼锌 160

14.3.3　湿法炼锌 161

复习思考题 162

第4篇　压力加工 165

15　塑性成型基本理论 165

15.1　金属塑性变形的力学条件 165

15.1.1 内力与应力 165

15.1.2　变形 165

15.1.3　塑性变形的力学条件 165

15.2　塑性变形的基本定律 165

15.2.1　体积不变定律 165

15.2.2　最小阻力定律 166

15.3.1 变形量 167

15.3　变形程度的表示方法 167

15.2.3　弹塑性共存定律 167

15.3.2　变形系数 168

复习思考题 168

16　轧制 169

16.1　轧制生产中的基本问题 169

16.1.1　轧制基本方式 169

16.1.2　轧制产品的种类和规格 169

16.1.3　轧制生产的一般工艺过程 170

16.1.4　轧制生产系统的组成 170

16.2.1 变形区及其主要参数 171

16.2　轧制过程的实现 171

16.2.2　咬入条件 172

16.3 中厚板轧制 172

16.3.1 中厚板轧机及布置 173

16.3.2　轧制方法 173

16.3.3　车间布置 174

16.4　热轧板带 176

16.4.1　热连轧板带机组 177

16.4.2　热连轧板带轧制 177

16.4.3　车间布置 178

16.4.4　薄板坯连铸连轧带钢 178

16.5.1 冷轧板带的工艺特点 179

16.5　冷轧板带 179

16.5.2　轧机结构形式及其布置 180

16.5.3　工艺流程 182

16.6　型材轧制 186

16.6.1 轧机类型及其配置 186

16.6.2　轧制方式 187

16.6.3　线材生产 188

16.6.4　车间布置 189

16.7　管材轧制 190

16.7.1　热轧无缝管 191

16.7.2　焊管生产 193

复习思考题 194

17　拉拔、挤压、锻造和冲压 195

17.1　拉拔 195

17.1.1　拔管 195

17.1.2　拉丝 195

17.2　挤压 196

17.3　锻造 197

17.4　冲压 197

复习思考题 198

18.2　耐火材料的分类 200

18.1　耐火材料的定义 200

第5篇　冶金生产用耐火材料 200

18　耐火材料定义、分类、化学与矿物组成 200

18.3　耐火材料的化学与矿物组成 202

18.3.1　化学组成 202

18.3.2　矿物组成 202

复习思考题 203

19.1.1 气孔率 204

19.1.2　吸水率 204

19.1.3　体积密度 204

19.1　耐火材料的宏观组织结构 204

19　耐火材料的主要性能 204

19.2　耐火材料力学性质 205

19.2.1 常温力学性质 205

19.2.2　高温力学性质 206

19.2.3　弹性模量 207

19.3　耐火原料的热学性质 208

19.3.1　热膨胀 208

19.3.2　导热性 208

19.4　耐火材料的高温使用性质 209

19.4.1　荷重软化温度 209

19.4.3　耐热震性 210

19.4.2　高温体积稳定性 210

19.4.4　抗渣性 211

19.5　耐真空性 211

19.6　耐火制品形状规整和尺寸的准确性 211

复习思考题 212

20　耐火材料在冶金生产中的应用 213

20.1　高炉用耐火材料 213

20.1.1　炉底和炉缸 213

20.1.2　风口区和炉腹 214

20.1.3　炉腰和炉身下部 214

20.1.5　炉前用耐火材料 215

20.1.4　炉身上部 215

20.2　热风炉用耐火材料 216

20.2.1 炉体用耐火材料 216

20.2.2　其他部位用耐火材料 216

20.3　转炉用耐火材料 217

20.3.1 各部位炉衬的工作条件和所用耐火材料 217

20.3.2　炉衬的维护 219

20.3.3　炉衬损毁原因 219

20.4　电弧炉用耐火材料 219

20.4.1 炉顶用耐火材料 219

20.4.3　炉底用耐火材料 220

20.4.2 炉壁用耐火材料 220

20.4.4 出钢槽用耐火材料 221

20.5　连续铸钢用耐火材料 221

20.5.1　盛钢桶用耐火材料 221

20.5.2 中间罐用耐火材料 222

20.5.3　整体塞棒用耐火材料 222

20.5.4　滑动水口用耐火材料 222

20.5.5　长水口用耐火材料 223

20.5.6　浸入式水口用耐火材料 223

20.6.1 炉体用耐火材料 224

20.6　加热炉用耐火材料 224

20.5.8　展望 224

20.5.7　定径水口用耐火材料 224

20.6.2　燃烧室用耐火材料 225

20.6.3 炉门和出钢槽用耐火材料 226

20.6.4 陶瓷滑道用耐火材料 226

20.6.5 炉底水冷管绝热用耐火材料 226

20.6.6　烟道与烟囱用耐火材料 226

20.7　炼铝用耐火材料 226

20.7.1 生产氧化铝用耐火材料 226

20.7.2　铝熔炼用耐火材料 227

复习思考题 228

参考文献 230