钢铁冶金概论PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 钢铁工业 1

1.1.1 钢铁工业的发展 1

1.1.2 钢铁工业对国民经济的作用 2

1.2 钢铁生产过程 4

1.3 钢铁产品及副产品 5

1.3.1 钢铁产品 5

1.3.2 钢铁工业副产品 8

1.4 钢铁工业能源及能耗 10

1.4.1 能源及其分类 10

1.4.2 钢铁生产用能源 10

1.4.3 钢铁工业能耗 12

1.4.4 节能途径 13

1.5 钢铁工业的环境保护 13

1.5.1 钢铁工业的环境现状 13

1.5.2 钢铁工业的主要污染物 14

1.5.3 钢铁工业的绿色制造和循环经济 16

参考文献 18

第2章 高炉炼铁原料 19

2.1 铁矿石 19

2.1.1 矿物、矿石和岩石 19

2.1.2 铁矿石资源及利用 19

2.1.3 铁矿石的分类及主要特性 23

2.1.4 铁矿石的要求 23

2.2 铁矿石的开采 27

2.2.1 矿山建设的重要性 27

2.2.2 采矿方法 27

2.2.3 采矿技术发展 32

2.2.4 采矿对环境的影响 33

2.3 高炉炼铁辅助原料 34

2.3.1 熔剂 34

2.3.2 锰矿石及其他含铁原料 36

2.3.3 燃料 38

参考文献 38

第3章 高炉原料的加工处理 39

3.1 铁矿石的富选 39

3.1.1 铁矿石富选概述 39

3.1.2 选前加工处理 40

3.2 铁矿石的选矿 44

3.3 铁矿粉造块 47

3.3.1 铁矿粉烧结生产 47

3.3.2 球团矿生产 51

3.4 煤的焦化 56

3.4.1 高炉炼铁对焦炭的质量要求 56

3.4.2 焦炭的生产过程 57

3.4.3 焦化厂的车间组成 58

参考文献 58

第4章 高炉炼铁原理 60

4.1 高炉炼铁特点 60

4.1.1 高炉炼铁特点 60

4.1.2 高炉炉内的状况 61

4.2 蒸发、分解和气化反应 61

4.2.1 水分的蒸发与分解反应 61

4.2.2 挥发物的挥发 62

4.2.3 碳酸盐的分解 62

4.2.4 气化反应 63

4.2.5 析碳反应 63

4.3 还原过程和生铁的形成 63

4.3.1 基本概念 63

4.3.2 高炉内铁氧化物的还原 64

4.3.3 高炉内非铁元素的还原 66

4.3.4 生铁的生成与渗碳过程 69

4.4 高炉炉渣与脱硫 69

4.4.1 高炉炉渣来源与成分 69

4.4.2 炉渣碱度 70

4.4.3 成渣过程 71

4.4.4 生铁脱硫 71

4.5 高炉风口区碳素的燃烧 72

4.5.1 燃料燃烧 72

4.5.2 回旋区及燃烧带 72

4.6 炉料和煤气的运动 73

4.6.1 炉料运动 73

4.6.2 煤气的运动 74

4.7 高炉生产主要技术经济指标 76

参考文献 78

第5章 高炉结构及其附属设备 80

5.1 高炉本体 80

5.1.1 高炉炉型 80

5.1.2 高炉炉体结构 81

5.2 高炉附属设备 90

5.2.1 高炉上料和装料设备 90

5.2.2 送风系统设备 94

5.2.3 铁渣系统设备 97

5.2.4 煤气除尘设备 100

5.2.5 喷煤系统 101

参考文献 103

第6章 高炉冶炼操作 105

6.1 高炉基本操作制度 105

6.1.1 炉缸热制度 105

6.1.2 送风制度 106

6.1.3 装料制度 108

6.1.4 造渣制度 109

6.1.5 基本制度之间的关系 110

6.1.6 冶炼制度的调整 111

6.2 炉况判断 111

6.2.1 炉况判断依据 111

6.2.2 正常炉况 111

6.2.3 特殊炉况 112

6.3 开炉、休风、停炉 114

6.3.1 开炉 114

6.3.2 休风 115

6.3.3 停炉 115

6.4 高炉炼铁的环境保护 116

6.4.1 高炉炼铁煤气及烟气净化 116

6.4.2 高炉炼铁废水处理 118

6.4.3 高炉炉渣处理 119

6.5 高炉炼铁技术的发展 120

6.5.1 高炉大型化 120

6.5.2 高炉测控现代化 120

6.5.3 高炉生产高效化 122

6.5.4 高炉设备现代化 123

参考文献 124

第7章 非高炉炼铁 125

7.1 非高炉炼铁概述 125

7.1.1 非高炉炼铁的发展 125

7.1.2 非高炉炼铁原料及燃料 127

7.1.3 非高炉炼铁产品种类及应用 129

7.2 直接还原 129

7.2.1 气基直接还原 129

7.2.2 煤基直接还原 134

7.2.3 电热直接还原 137

7.3 熔融还原 139

7.3.1 COREX法 139

7.3.2 FINEX T艺 140

7.3.3 HISMELT技术 140

7.3.4 ELRED流程 141

参考文献 143

第8章 铁合金生产 144

8.1 概述 144

8.1.1 铁合金的生产方法 144

8.1.2 铁合金生产主要技术经济指标 147

8.2 矿热炉及电极 148

8.2.1 矿热炉 148

8.2.2 电极 151

8.3 硅铁生产 155

8.3.1 硅铁的用途 155

8.3.2 硅铁的冶炼 155

8.4 锰铁生产 159

8.4.1 锰铁用途 159

8.4.2 锰铁的冶炼 160

8.5 铬铁生产 162

8.5.1 铬铁用途 162

8.5.2 铬铁合金生产 163

参考文献 166

第9章 炼钢基本原理 167

9.1 炼钢任务 167

9.2 炼钢炉渣 170

9.2.1 熔渣的物理性质 171

9.2.2 熔渣的化学性质 175

9.2.3 表面性质 180

9.3 炼钢过程的基本反应 183

9.3.1 熔池中元素的氧化反应次序及氧势图 183

9.3.2 锰、硅的氧化和还原反应 184

9.3.3 碳的氧化还原反应 186

9.3.4 脱磷反应 189

9.3.5 脱硫反应 191

9.3.6 脱氧反应 193

9.3.7 钢中气体 195

9.3.8 钢中非金属夹杂物 197

参考文献 197

第10章 炼钢用原材料 198

10.1 金属料 198

10.1.1 铁液 198

10.1.2 废钢 209

10.1.3 铁合金 211

10.2 辅助材料 212

10.2.1 造渣材料 213

10.2.2 氧化剂 215

10.2.3 冷却剂 215

10.2.4 增碳剂 216

10.2.5 炼钢用气 216

参考文献 217

第11章 氧气转炉炼钢 218

11.1 氧气顶吹转炉炼钢 219

11.1.1 氧气顶吹转炉炼钢的冶金特征 219

11.1.2 氧气顶吹转炉炼钢的主要设备 219

11.1.3 冶炼一炉钢的操作过程 229

11.1.4 转炉吹炼过程中金属成分的变化 231

11.1.5 转炉吹炼过程中熔渣成分的变化 236

11.1.6 转炉吹炼过程中熔池温度的变化 236

11.1.7 炼钢工艺制度 237

11.1.8 氧气顶吹转炉的自动控制 259

11.2 氧气底吹转炉炼钢 260

11.2.1 氧气底吹转炉的冶金特点 261

11.2.2 氧气底吹转炉的设备 261

11.2.3 氧气底吹转炉炼钢的熔池变化 262

11.2.4 氧气底吹转炉和顶吹转炉的比较 264

11.3 顶底复合吹炼转炉 265

11.3.1 顶底复合吹炼法的种类及其特征 265

11.3.2 顶底复合吹炼转炉的冶金特点 266

11.3.3 底吹气体及供气元件类型 267

11.3.4 顶底复吹转炉内的反应 270

11.4 氧气转炉的新技术 274

11.4.1 溅渣护炉 274

11.4.2 长寿复吹转炉炼钢工艺 275

11.5 氧气转炉炼钢的环境保护 276

11.5.1 烟气及烟尘的综合利用 276

11.5.2 烟气净化回收的防爆与防毒 277

11.5.3 二次除尘系统及厂房除尘 278

11.5.4 钢渣及含尘污水处理系统 281

参考文献 282

第12章 电炉炼钢 284

12.1 电弧炉炼钢概述 284

12.2 电弧炉炼钢设备 285

12.2.1 电弧炉的构造 285

12.2.2 炉体的金属构件 286

12.3 电弧炉冶炼工艺 288

12.3.1 补炉 288

12.3.2 装料 289

12.3.3 熔化期 290

12.3.4 氧化期 291

12.3.5 还原期 294

12.3.6 出钢 296

12.4 电弧炉炼钢新技术 296

12.4.1 超高功率电弧炉 296

12.4.2 直流电弧炉 297

12.4.3 偏心炉底出钢 298

12.4.4 Consteel工艺 299

12.5 其他电炉炼钢方法 300

12.5.1 感应炉炼钢 300

12.5.2 真空感应炉炼钢 301

12.5.3 电渣重熔 303

12.5.4 真空电弧炉熔炼 305

12.5.5 电子束炉熔炼 305

12.5.6 等离子炉熔炼 306

参考文献 308

第13章 炉外精炼 309

13.1 绪论 309

13.1.1 炉外精炼技术的发展历程 309

13.1.2 炉外精炼的概念 309

13.1.3 炉外精炼方法的分类 310

13.1.4 炉外精炼技术的发展趋势 310

13.2 常用的炉外精炼技术 311

13.2.1 渣洗 311

13.2.2 渣洗的精炼效果及其影响因素 315

13.2.3 搅拌 315

13.2.4 加热 318

13.2.5 真空 321

13.2.6 喷射冶金 322

13.2.7 喂丝 329

13.3 LF钢包精炼 332

13.3.1 LF精炼法的基本含义 332

13.3.2 LF的设备构成 333

13.3.3 LF法的功能及特点 334

13.3.4 LF炉精炼工艺技术 335

13.3.5 LFV真空装置及工艺 336

13.3.6 LF的冶金效果 337

13.4 DH精炼 337

13.4.1 DH法脱气工作原理 337

13.4.2 DH法的操作工艺 338

13.4.3 选定DH法主要工艺参数 339

13.4.4 DH法的冶金效果 340

13.5 RH法 340

13.5.1 RH的基本原理 340

13.5.2 RH主要设备 341

13.5.3 RH法冶金特点 344

13.5.4 RH法的冶金效果 346

13.6 AOD氩氧精炼 346

13.6.1 AOD法设备及其特点 347

13.6.2 AOD法的操作工艺 348

13.6.3 AOD法的主要优缺点 350

13.6.4 AOD法的精炼效果 351

参考文献 351

第14章 钢的浇注 352

14.1 模铸 352

14.1.1 模铸方法及特点 352

14.1.2 模铸设备 353

14.1.3 镇静钢钢锭 356

14.1.4 镇静钢浇注工艺 359

14.1.5 沸腾钢及半镇静钢钢锭 361

14.2 连续铸钢 364

14.2.1 连铸机的类型及其特点 364

14.2.2 连铸机的设备 366

14.2.3 连续铸钢生产工艺 373

14.2.4 铸坯的质量 376

14.3 连铸新技术 379

14.3.1 高效连铸 379

14.3.2 近终形连铸技术 380

参考文献 381

第15章 钢材的轧制工艺 383

15.1 轧钢概述 383

15.1.1 轧钢品种及应用 383

15.1.2 轧钢设备 384

15.2 钢坯、型材、线材的生产 387

15.2.1 钢坯生产 387

15.2.2 型钢生产 388

15.2.3 线材生产 389

15.3 板带材生产 392

15.3.1 中厚板生产 393

15.3.2 热连轧带钢 396

15.3.3 冷轧板带材 399

15.4 钢管生产 401

15.4.1 热轧无缝钢管 402

15.4.2 冷加工钢管 405

参考文献 407

第16章 钢铁材料的用途 408

16.1 钢铁材料在交通领域的应用 408

16.1.1 汽车行业 408

16.1.2 轨道交通 408

16.1.3 航空航天 409

16.1.4 船舶 409

16.2 钢铁材料在能源领域的应用 409

16.3 钢铁材料在建筑行业的应用 409

16.4 钢铁材料在通信行业的应用 410

16.5 钢铁材料在国防上的应用 410

参考文献 411