冶金过程热力学PDF电子书下载

第一章　氧化还原的基本规律 1

1-1　研究氧化还原规律的必要性和重要性 1

1-2　氧化还原是矛盾的对立统一 3

1-3　氧化物标准生成自由能△F°与温度T关系图及其运用 4

1-4　分解压与氧位 10

1-5　直接还原与间接还原 11

1-6　溶于铁液中的元素氧化的标准自由能△F°图 12

1-7　直接氧化和间接氧化 18

1-8　绘制△F°与T关系图应注意的问题 22

1-9　△F°作为判断化学反应方向性依据的局限性 25

1-10　等温方程式与活度 27

一、等温方程式的推导 27

二、元素的活度相互作用系数 29

三、炉渣氧化物的活度 30

1-11　等温方程式的具体运用 39

一、高炉内CO还原FeO问题 39

二、Si还原MgO问题 41

三、Mn还原SiO2问题 43

第二章　选择性氧化与还原 47

2-1　选择性还原——从红土矿提取钴和镍 47

2-2　铬的选择性氧化——含铬铁水吹炼的去铬保碳 54

一、铬的氧化物 54

二、含铬铁水的吹炼 57

2-3　碳的选择性氧化——奥氏体不锈钢冶炼的去碳保铬 62

一、奥氏体不锈钢冶炼发展史的三个阶段 62

二、理论计算 63

三、分析讨论 65

四、各种高碳真空吹炼法简介 68

2-4　钒的选择性氧化——含钒铁水的吹炼 70

一、钒的选择性氧化 70

二、提钒工艺简介 73

2-5　铌的选择性氧化——含铌铁水的吹炼 74

2-6　硅、锰的氧化还原 76

一、硅、锰、碳的氧化顺序 76

二、冶炼过程中硅、锰的还原 77

第三章　铜、镍冶金的熔锍吹炼 82

3-1　热力学基本数据 82

3-2　铜、镍火法冶金简介 86

一、铜、镍火法冶炼现行流程 86

二、铜、镍熔锍吹炼的基本区别 86

3-3　熔锍吹炼的热力学分析 89

3-4　吹炼冰镍的若干问题 98

一、热源问题 98

二、炉子转速问题 99

三、供氧制度 100

四、开吹与停吹温度 100

五、还原NiO问题 101

六、脱氧即减少溶于镍液中的氧含量问题 101

第四章　氯化冶金 105

4-1　氯化冶金原理 105

4-2　固体氯化剂 117

4-3　添加剂的作用 121

4-4　氯化冶金应用的实例 122

一、自高钛渣提取金属钛 123

二、自黄铁矿烧渣回收有色金属并造球为炼铁原料 125

第五章　化学迁移反应 129

5-1　羰基法的热力学分析 129

5-2　工业上的羰基法 133

5-3　碘化法 136

第六章　相图 140

6-1　二元相图小结 140

6-2　组成规则及杠杆规则 145

一、组成规则 145

二、杠杆规则 146

6-3　晶体偏析及化学偏析 147

6-4　三元体系浓度三角形的性质 148

6-5　直线规则与重心规则 149

一、直线规则 149

二、重心规则 150

6-6　简单的共晶型三元相图 152

一、立体图及平面投影图 152

二、冷却组织及相对量 153

三、等温线及等温截面 154

6-7　简单的带有包晶反应及固溶体的三元相图 155

6-8　CaO-FeO-SiO2三元相图 159

第七章　炉渣 164

7-1　炉渣在冶炼过程中的作用 164

7-2　炉渣的结构 164

一、液体炉渣结构的分子理论 165

二、液体炉渣结构的离子理论 165

7-3　炉渣的碱度 168

7-4　炉渣的氧化性 171

7-5　成渣及快速造渣的理论分析 173

一、成渣的条件 173

二、石灰的熔化溶解过程 175

三、快速造渣途径的理论分析 178

四、炉渣返干的分析 180

7-6　造渣实践 181

一、石灰加入量的计算 181

二、炉渣量的计算 182

三、造渣工艺——三种操作方法 183

四、快速造渣的措施 185

第八章　脱硫反应 187

8-1　钢铁中硫的来源及其危害性 187

8-2　炼钢型炉渣分子理论的脱硫 189

8-3　炼钢型炉渣离子理论的脱硫 191

一、计算硫分配比公式的推导 191

二、硫分配比的计算实例 194

三、分析讨论 197

8-4　高炉型炉渣的脱硫 199

8-5　从硫化物容量计算硫分配比 202

8-6　提高炉渣脱硫效率的措施 203

一、硫分配比和脱硫率 203

二、影响脱硫效率的因素 204

三、回硫问题 205

8-7　沉淀脱硫 206

一、钙、镁、锆、稀土等金属的沉淀脱硫 206

二、锰能否沉淀脱硫问题 206

8-8　炉外脱硫 208

8-9　气化脱硫 210

第九章　脱磷反应 214

9-1　钢铁中磷的来源及其危害性 214

一、磷的来源及去除 214

二、磷对钢铁性能的影响 214

三、磷在铁液中和液态炉渣中存在的形式 215

9-2　脱磷反应热力学 216

一、气化脱磷能不能进行 216

二、脱磷是钢水与炉渣间的界面反应 217

三、脱磷反应的热力学分析 218

四、脱磷反应达到平衡时钢水含［P］量的计算 220

9-3　关于磷分配比 221

9-4　提高脱磷效率的措施 222

一、从磷分配比看影响脱磷效率的因素 222

二、脱磷率和磷分配比 226

三、提高脱磷效率的小结 227

9-5　回磷问题 228

9-6　炼钢实践中脱磷和脱碳的相互关系 230

第十章　钢水凝固过程 236

10-1　沉淀脱氧 236

一、脱氧常数 236

二、重量％脱氧平衡曲线最低值的理论分析 239

三、复合脱氧剂 242

10-2　无非金属夹杂物的脱氧 244

一、扩散脱氧 244

二、真空下气相脱氧 245

10-3　凝聚相晶核生成理论 245

一、均相成核 245

二、异相成核 248

三、脱氧产物的成核 249

10-4　气泡成核理论 252

一、气泡承受的压力 252

二、CO气泡生成是异相成核反应 254

10-5　偏析现象 256

一、偏析公式 256

二、微区偏析与宏区偏析 261

10-6　钢锭凝固过程中的综合分析 262

一、温度的影响 262

二、偏析的影响 265

三、凝固过程中气孔生成的分析 267

四、半镇静钢生成条件的分析 270

第十一章　热力学参数状态图 280

11-1　化合物生成自由能△F°对T关系图 280

11-2　化学反应的自由能△F对T关系图 282

11-3　化学反应的自由能△F对RlnJ关系图 286

11-4　化学反应的1gK对1/T关系图 289

11-5　化学反应的lgK对lgpo2关系图 291

11-6　焙烧反应的lgpso2对lgpo2关系图 293

11-7 电化学反应的电位E对pH关系图 297

第十二章 自由能计算 304

12-1　化合物标准生成自由能 304

一、用定积分法求化合物的标准生成自由能 304

二、带有相变过程的化合物的标准生成自由能 306

三、用不定积分法求化合物的标准生成自由能 309

四、由△F°与T的多项式求二项式 310

12-2　化学反应的标准自由能 312

一、由物质的标准生成自由能及溶解自由能求化学反应的标准自由能 312

二、由化学反应的平衡常数K求标准自由能 313

三、由电化学反应的电动势求标准自由能 314

四、由自由能函数求化学反应的标准自由能 315

12-3　相变自由能 317

12-4　溶解自由能 318

一、活度的两种标准态 318

二、标准溶解自由能 319

三、两种标准态的活度比 320

四、两种标准态的活度系数γ与f的相互关系 322

五、参考态和标准态 324

六、活度的相互作用系数 327

七、活度采用两种标准态的意义 330

12-5　离子的标准自由能 331

附录　单位转换表及有用常数表 335