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1 概述 1

1.1 炼钢的基本任务 1

1.1.1 去除杂质 1

1.1.2 调整钢的成分 7

1.1.3 调整钢液温度 8

1.2 钢的分类及其对性能的要求 8

1.2.1 钢的分类 8

1.2.2 对钢的性能要求 9

1.2.3 新一代钢铁材料主要特征 12

1.2.4 钢铁工业在国民经济中的重要地位与作用 12

1.3 现代炼钢法的发展历程 13

1.4 炼钢炉内的主要反应 14

1.5 现代钢铁生产工艺流程 15

1.5.1 长流程与短流程 15

1.5.2 炼钢过程工序功能的分解与集成 16

1.6 炼钢技术经济指标 17

1.6.1 生产率 17

1.6.2 质量 19

1.6.3 品种 19

1.6.4 消耗 19

1.6.5 成本与利润 20

1.7 我国钢铁工业的发展 21

1.7.1 近代钢铁工业状况 21

1.7.2 中国钢铁工业的发展战略 21

思考题 23

2.1 金属料 24

2.1.1 铁水 24

2 炼钢用原材料 24

2.1.2 废钢 26

2.1.3 生铁 28

2.1.4 直接还原铁 29

2.1.5 碳化铁 30

2.1.6 铁合金 30

2.2 造渣材料 34

2.2.1 石灰 34

2.2.3 白云石 37

2.2.4 合成造渣剂 37

2.2.2 萤石 37

2.2.5 菱镁矿 38

2.2.6 火砖块 38

2.3 氧化剂、冷却剂和增碳剂 38

2.3.1 氧化剂 38

2.3.2 冷却剂 39

2.3.3 增碳剂 39

2.4 铁水预处理 39

2.4.1 铁水预脱硫工艺 39

2.4.2 铁水预脱硅工艺 48

2.4.3 铁水预脱磷工艺 51

2.4.4 铁水预处理提钒 55

2.5.2 电炉钢铁料结构 57

2.5.1 转炉钢铁料结构 57

2.4.5 铁水预处理提铌 57

2.5 合理钢铁料结构 57

思考题 58

3 气体射流及其与熔池的相互作用 59

3.1 气体射流的状态与特征 59

3.1.1 顶吹供氧的射流 59

3.1.2 底吹供气的射流 64

3.2 气体射流与熔池之间的相互作用 66

3.2.1 顶吹氧射流与熔池的相互作用 66

3.2.2 底吹气体对熔池的作用 73

思考题 77

4 转炉炼钢方法及其冶金特点 78

4.1.1 吹炼过程操作工序 79

4.1 氧气顶吹转炉炼钢法 79

4.1.2 转炉吹炼过程中金属成分的变化规律 80

4.1.3 熔渣成分的变化规律 86

4.1.4 熔池温度的变化规律 87

4.1.5 氧气顶吹转炉炼钢法的特点 88

4.2 氧气底吹转炉炼钢法 89

4.2.1 氧气底吹转炉设备 90

4.2.2 熔池反应的基本特点 91

4.2.3 “底吹转炉”与“顶吹转炉”的比较 94

4.3 氧气顶底复吹转炉炼钢法 94

4.3.1 顶底复吹转炉炼钢工艺类型 95

4.3.2 复吹转炉的底吹气体和供气元件 95

4.3.3 复吹转炉内的冶金反应 105

4.3.4 冶金特点 109

思考题 110

5 转炉炼钢冶炼工艺 111

5.1 装入制度 111

5.1.1 装入量的确定 111

5.1.2 装入制度 112

5.1.3 装料次序 112

5.2 供气制度 112

5.2.1 供氧制度 112

5.2.2 复合吹炼的底部供气 119

5.3 造渣制度 123

5.3.1 炉渣的形成 123

5.3.2 造渣方法 130

5.3.3 白云石造渣 131

5.3.4 渣料加入量确定 132

5.3.5 渣料加入时间 133

5.3.6 吹损与喷溅 133

5.4 温度控制 135

5.4.1 出钢温度的确定 136

5.4.2 热量来源和热量消耗 137

5.4.3 冷却剂的种类及其冷却效应 138

5.4.4 温度控制 139

5.5 终点控制和出钢 142

5.5.1 终点的标志 142

5.5.2 终点经验控制与判断 143

5.5.3 自动控制 147

5.5.4 出钢 159

5.6.1 不同钢种的脱氧 162

5.6 脱氧及合金化制度 162

5.6.2 脱氧方法 164

5.6.3 合金的加入原则 165

5.6.4 脱氧操作 166

5.6.5 合金加入量的确定 166

5.6.6 钢的微合金化 168

5.7 复吹转炉少渣冶炼与强化冶炼 177

5.7.1 复吹转炉少渣冶炼 177

5.7.2 复吹转炉强化冶炼工艺技术 178

思考题 180

6.1 转炉炉衬 181

6.1.1 转炉内衬用砖 181

6 转炉炉衬与长寿技术 181

6.1.2 转炉出钢口用砖 182

6.1.3 复吹转炉底部供气用砖 182

6.1.4 对炉衬砖的砌筑要求 183

6.2 炉衬寿命 183

6.2.1 炉衬损坏的原因 183

6.2.2 炉衬砖的蚀损机理 183

6.2.3 提高转炉炉龄的措施 184

6.3 溅渣护炉技术 186

6.3.1 溅渣护炉的机理 187

6.3.2 溅渣层的蚀损机理 189

6.3.3 溅渣护炉工艺 191

6.4.2 开新炉前的准备工作 198

6.4.1 转炉停炉操作 198

6.4 转炉停炉与开新炉 198

6.4.3 炉衬的烘烤 199

6.4.4 开新炉操作 200

思考题 201

7 电弧炉炼钢设备 202

7.1 电弧炉的机械设备 202

7.1.1 电弧炉炉体装置 202

7.1.2 电炉倾动机构 205

7.1.3 电极升降机构 206

7.1.4 炉顶装料系统 207

7.2 电弧炉的电气设备 208

7.2.1 电弧炉的主电路 208

7.2.2 电弧炉电控设备 219

7.2.3 电弧炉电气特性与供电优化 221

思考题 225

8 电弧炉炉衬及维护 226

8.1 电弧炉炉衬结构与砌筑 226

8.1.1 炉底的结构与砌筑 226

8.1.2 炉壁的结构与砌筑 227

8.1.3 炉盖的结构与砌筑 227

8.2 水冷炉衬 227

8.2.1 水冷挂渣炉壁 228

8.2.2 水冷炉盖 230

8.3 炉衬的维护 231

8.3.1 影响炉衬寿命的主要因素 231

8.3.2 炉衬的正常维护 232

8.4.1 烘炉 233

8.4 烘炉与补炉 233

8.4.2 补炉 235

思考题 237

9 电弧炉炼钢冶炼工艺 238

9.1 电弧炉炼钢概述 238

9.1.1 电弧炉炼钢特点 238

9.1.2 电弧炉炼钢的发展 239

9.2 电弧炉冶炼方法 240

9.2.1 氧化法 240

9.2.2 返回吹氧法 242

9.2.3 不氧化法 242

9.3.1 装料 243

9.3 传统电弧炉炼钢冶炼工艺 243

9.3.2 熔化期 245

9.3.3 氧化期 250

9.3.4 还原期 261

9.4 现代电弧炉炼钢冶炼工艺 273

9.4.1 现代电弧炉炼钢工艺及其流程 273

9.4.2 强化冶炼技术概述 273

9.4.3 废钢预热 275

9.4.4 超高功率电弧炉 279

9.4.5 直流电弧炉 294

9.4.6 新型电弧炉 304

思考题 307

10.1.2 熔炼操作 308

10.1.1 真空感应炉 308

10.1 真空感应熔炼法 308

10 特种冶金 308

10.1.3 熔炼特点 310

10.2 电渣重熔法 310

10.2.1 设备组成 311

10.2.2 冶金特点 312

10.2.3 工艺过程 313

10.2.4 优质大钢锭制备 317

10.2.5 冶金质量 318

10.3 真空电弧重熔法 318

10.3.1 设备组成 318

10.3.2 熔炼过程 319

10.4.2 设备组成 320

10.4.1 工作原理 320

10.4 电子束熔炼法 320

10.4.3 熔炼工艺 321

10.5 等离子弧熔炼法 321

10.5.1 等离子弧和等离子枪 321

10.5.2 等离子熔炼炉 322

思考题 324

11 炼钢二次资源的综合利用 325

11.1 绿色制造的主要概念 325

11.2 炼钢生产过程的排放与综合利用 326

11.2.1 烟气净化及回收利用 326

11.2.2 钢渣处理及利用 338

11.2.3 污水处理及利用 343

思考题 348

参考文献 349