炉外精炼及铁水预处理实用技术手册PDF电子书下载

1概述 1

1.1 炉外精炼和铁水预处理技术的发展历程 1

目录 1

1.2我国炉外处理技术的发展与完善 2

1.3炉外处理技术的发展前景 3

1.4各国主要炉外精炼的方法和装备 4

1.4.1 中国大陆及台湾省 4

1.4.2 日本和韩国 9

1.4.3 欧洲 11

1.4.4美国和加拿大 14

2炉外精炼和铁水预处理的理论与技术基础 16

参考文献 16

2.1 炉外精炼和铁水预处理的理论基础 17

2.1.1常用热力学数据 17

2.1.2常用渣系活度 30

2.1.3钢铁熔体和炉渣熔体常用物理性质 38

2.1.3.1钢铁熔体的物理性质 38

2.1.3.2熔渣的物理性质 42

2.1.4脱氧 48

2.1.4.1脱氧常用热力学数据 48

2.1.4.2炉渣的氧化能力 56

2.1.5.1脱硫常用热力学数据 61

2.1.5脱硫 61

2.1.5.2常用渣系的硫容量 66

2.1.6脱磷 71

2.1.6.1脱磷常用热力学数据 71

2.1.6.2常用渣系的磷容量 76

2.1.7脱硅 79

2.1.8脱碳 81

2.1.9脱氢 93

2.1.9.1 脱氢常用热力学数据 93

2.1.9.2 常用渣系的氢容量 97

2.1.10.1 脱氮常用热力学数据 100

2.1.10脱氮 100

2.1.10.2常用渣系的氮容量 111

2.1.11 夹杂物的变性 111

2.2炉外精炼和铁水预处理的 114

技术基础 114

2.2.1 挡渣 114

2.2.2加热 117

2.2.2.1 电弧加热 117

2.2.2.2铝—氧加热 120

2.2.2.3氧—燃加热 122

2.2.3.1 真空及其度量 124

2.2.3真空 124

2.2.3.2真空泵 125

2.2.3.3 真空泵系统的检漏 126

2.2.3.4 真空处理装置的主要形式 128

2.2.4搅拌 134

2.2.4.1搅拌形式 134

2.2.4.2搅拌工艺 135

2.2.5喷粉和喂线 136

2.2.5.1喷粉 136

2.2.5.2喂线 137

3常用铁水预处理基本工艺及设备 140

参考文献 140

3.1铁水预脱硫工艺 141

3.1.1发展的原因 141

3.1.1.1 提高钢的质量和品种的需要 141

3.1.1.2 优化钢铁冶炼工艺的需要 143

3.1.2铁水脱硫方法 144

3.1.2.1 KR搅拌法 144

3.1.2.2喷吹法 146

3.1.3脱硫工艺技术 147

3.1.3.1脱硫剂 148

3.1.3.2喷吹技术 151

硫量 153

3.1.3.3原始含硫量和目标含 153

3.1.3.4铁水温度与处理过程 154

的温降 154

3.1.3.5脱硫渣的扒除 154

3.1.3.6深脱硫工艺特点 155

3.2铁水预脱硅工艺 155

3.2.1铁水预脱硅的方法 155

3.2.1.1出铁场脱硅 156

3.2.1.2铁水罐脱硅 157

3.2.2.2 影响脱硅的因素 158

3.2.2.1 合适的铁水含硅量 158

3.2.2脱硅工艺 158

3.2.2.3脱硅渣起泡 162

3.2.2.4炉前脱硅的过程控制 162

3.2.2.5脱硅用耐火材料 163

3.3铁水预脱磷工艺 164

3.3.1 铁水预脱磷的处理方法 164

3.3.1.1 铁水包喷吹法 164

3.3.1.2鱼雷罐喷吹法 165

3.3.1.3专用炉处理 167

3.3.2.1 苏打（Na2CO3）脱磷剂 170

3.3.2.2 石灰系（CaO）脱磷剂 170

3.3.2脱磷剂 170

3.3.3石灰系脱磷剂处理时的 172

工艺因素 172

3.3.3.1 脱磷剂用量与熔渣碱度 172

3.3.3.2铁水温度的控制 173

3.3.3.3助熔剂的选择 173

3.3.3.4铁水初始含硅量 175

的要求 175

3.3.4 中磷铁水脱磷 175

3.4.1.1 防止渣中含铁量过高 176

3.4.1 影响同时脱硫率的工艺因素 176

3.4预脱磷过程中同时脱硫 176

3.4.1. 2供氧制度 177

3.4.2分期脱磷脱硫 177

3.5铁水预处理设备 178

3.5.1铁水脱硅设备 178

3.5.1.1 贮粉仓 179

3.5.1.2喷吹罐 180

3.5.1.3贮粉仓卸料溜管 180

3.5.1.4喷枪传动设备 180

3.5.1.5 摆动溜嘴除尘罩 180

3.5.2.1 KR（搅拌法）脱硫的主要设备性能和参数 182

3.5.2铁水脱硫设备 182

3.5.2.2钙基、镁基脱硫的主要设备性能和参数 190

3.5.3铁水三脱设备（全处理 198

设备） 198

3.5.3.1 铁水罐内三脱设备 198

3.5.3.2混铁车内三脱设备 204

参考文献 221

4常用炉外精炼基本工艺及设备 221

4.1 RH 223

4.1.1 RH真空精炼法的发展概况 223

4.1.2.1 钢水循环原理 226

4.1.2 RH真空精炼的钢水循环 226

4.1.2.2循环速度 227

4.1.2.3提高钢水循环速度的 229

方法 229

4.1.3 RH真空室 232

4.1.3.1 RH真空室主体设备 232

4.1.3.2 RH真空室支撑设备 234

4.1.4真空室的加热 236

4.1.4.1煤气烧嘴加热系统 236

4.1.4.2 石墨电极加热系统 237

4.1.5铁合金加料系统 237

4.1.5.1旋转给料器 238

冶金效果 239

4.1.5.2真空料斗和真空电磁振动给料器 239

4.1.6 RH真空精炼的冶金功能和 239

4.1.7 RH真空吹氧技术 241

4.1.7.1 RH-O真空吹氧技术 241

4.1.7.2 RH-OB真空吹氧技术 241

4.1.7.3 RH-KTB真空吹氧技术 242

4.1.7.4 RH多功能喷嘴 242

4.1.8 RH合金化和成分微调 243

4.1.8.1 对合金的要求 243

4.1.8.2合金加入速度 244

4.1.8.3 添加合金的时间 244

4.1.8.6合金收得率 245

4.1.8.4成分的混合 245

4.1.8.5 合金添加量的计算方法 245

4.1.8.7成分微调 246

4.1.9 RH精炼过程的温度控制 246

4.1.9.1钢包容量 246

4.1.9.2 真空室和钢包内衬的加热温度 246

4.1.9.3钢包内渣层厚度 246

4.1.9.4合金和冷却剂、脱硫剂的种类 246

4.1.9.5板坯热浸降温 247

4.1.10 RH脱氢 247

4.1.11.2 降碳量和降氧量的关系 248

4.1.11 RH真空脱碳 248

4.1.11.1 碳氧平衡原理 248

4.1.11.3真空脱碳速度 250

4.1.11.4真空脱碳反应的速度限制性环节 250

4.1.11.5提高脱碳速度的工艺措施 251

4.1.12 RH对［N］的控制 252

4.1.12.1 RH真空精炼过程中的脱氮 252

4.1.12.2 RH真空精炼过程中 253

氮的控制 253

4.1.13 RH轻处理工艺 253

4.1.14.1 RH真空深度脱硫的工艺参数 254

4.1.14 RH真空深度脱硫 254

4.1.14.2 RH真空深度脱硫中的几个问题 255

4.1.14.3 RH真空深度脱硫的效果 255

4.1.15 RH真空精炼周期 255

4.1.15.1 RH真空精炼时间 255

4.1.15.2钢包移动时间 256

4.1.15.3 RH真空精炼周期 257

4.2 LF 257

4.2.1 LF设备简介 257

4.2.2.2 渣层厚度对钢液温度的影响 259

的影响 259

4.2.2.1钢包预热对钢液温度 259

4.2.2 LF精炼过程的温度控制 259

4.2.2.3 合金加入对钢液温度的影响 260

4.2.2.4 吹氩搅拌对钢液温度的影响 261

4.2.2.5 LF过程成渣热及渣钢反应热对钢液温度的影响 261

4.2.2.6电极供热 261

4.2.2.7 LF精炼过程的温度变化及控制精度 262

4.2.3 LF精炼过程的成分控制 262

4.2.4 LF精炼过程的纯净度控制 263

4.2.4.1氧的控制 263

4.2.4.2硫的控制 266

钢液吸氮 267

4.2.4.3 LF精炼过程中防止 267

4.3 VOD 268

4.3.1 VOD法的主要设备 269

4.3.1.1 钢包 271

4.3.1.2真空罐 272

4.3.1.3真空系统 272

4.3.1.4吹氧系统 274

4.3.1.5吹氩系统 274

4.3.1.6加料系统 274

4.3.1.7冶炼过程控制仪表 274

4.3.2.1 吹氧脱碳 275

4.3.2 VOD的基本功能 275

4.3.2.3吹氧升温 277

4.3.2.2去碳保铬 277

4.3.2.4脱气 280

4.3.2.5造渣、脱氧、脱硫、去夹杂 280

4.3.2.6合金化 282

4.3.3 VOD精炼操作工艺 282

4.3.3.1 EF→VOD冶炼不锈钢 282

工艺 282

4.3.3.2 EF→VOD冶炼纯铁及 284

精密合金工艺 284

4.4 VAD 286

4.3.3.3 转炉→VOD冶炼不锈钢工艺 286

4.4.1 VAD法的主要设备及其布置 287

4.4.1.1 真空系统 287

4.4.1.2精炼钢包 288

4.4.1.3加热系统 289

4.4.1.4加料系统 290

4.4.1.5吹氩系统 290

4.4.2.2脱硫 291

4.4.2.1造渣 291

4.4.2 VAD精炼设备的基本功能 291

4.4.1.9动力蒸汽 291

4.4.1.7冷却水系统 291

4.4.1.6测温取样系统 291

4.4.1.8压缩空气系统 291

4.4.2.3脱氧、去夹杂 292

4.4.2.4脱氢 294

4.4.2.5脱氮和增氮 295

4.4.2.6合金化 295

4.4.3VAD操作工艺 295

4.4.3.1 普通电炉与VAD双联操作工艺 295

4.4.3.2转炉与VAD双联 298

4.5.1.1 AOD法的特点 300

4.5 AOD 300

4.5.1 AOD法的特点及发展概况 300

4.5.1.2 AOD法的发展概况 302

4.5.2 AOD法的基本工艺 302

4.5.2.1 AOD法的基本工艺 302

4.5.2.2 顶底复吹AOD法的 303

基本工艺 303

4.5.2.3 AOD炉的设备 305

4.5.2.4 AOD冶炼工艺对炉衬 307

寿命的影响 307

及操作情况举例 308

4.5.2.5各国AOD炉设备参数 308

4.6 ASEA-SKF 309

4.6.1 ASEA-SKF炉的设备 310

4.6.1.1钢包 310

4.6.1.2 电磁感应搅拌器 310

4.6.1.3加热系统 311

4.6.1.4真空密封炉盖 312

4.6.1.5真空泵 312

4.6.1.6铁合金加料系统 312

4.6.1.7钢包车 312

4.6.3.1初炼钢液 314

4.6.3精炼工艺及操作 314

4.6.2 ASEA-SKF炉的布置 314

4.6.3.2初炼炉熔渣的清除 315

4.6.3.3 两种基本精炼操作工艺 315

4.6.3.4脱硫 316

4.6.3.5 真空脱气 316

4.6.3.6真空脱碳 317

4.6.3.7搅拌钢液的作用 317

4.6.4精炼效果 318

4.7 CAS 319

4.7.1概述 319

4.7.2工艺原理 320

4.7.3设备特点 321

4.7.3.1 新日铁八幡钢厂一炼钢CAS-OB装置 321

4.7.3.2 宝钢CAS装置 322

4.7.3.3 武钢罩式升温装置 323

4.7.3.4鞍钢ANS-OB装置 323

4.7.3.5氧枪 323

4.7.3.6 隔离罩（潜罩） 324

4.7.4工艺参数的选择 325

4.7.4.1 发热剂选择的理论依据及其加入量 325

4.7.4.2供氧量与供氧强度 327

4.7.4.3 升温过程钢中元素的变化规律 328

4.7.4.4氧枪枪位的控制 329

4.7.4.5吹氩排渣 329

4.7.5 艺流程 330

4.7.5.1 八幡厂一、三炼钢厂的工艺操作 331

4.7.5.2 宝钢300t钢包CAS 331

工艺操作 331

4.7.5.3武钢二炼钢CAS-OB 332

工艺操作 332

4.7.5.4鞍钢ANS-OB工艺操作 332

4.7.6.1 CAS法的精炼效果 333

4.7.6精炼效果 333

4.7.6.2 CAS-OB法的精炼效果 334

参考文献 335

5典型钢种的炉外精炼 339

5.1 IF钢 339

5.1.1 IF钢的化学成分 340

5.1.1.1 碳含量 341

5.1.1.2钛含量 341

5.1.2.4 RH精炼 342

5.1.2.7 防止增碳 342

5.1.2.6严格的保护浇铸 342

5.1.2.5 残余元素控制 342

5.1 2.2转炉冶炼 342

5.1.2.3 出钢操作 342

5.1.2.1铁水预处理 342

5.1.2 IF钢的生产工艺特点 342

5.1.3 国外IF钢的精炼工艺 343

5.1.3.1 日本川崎制钢 343

5.1.3.2 日本神户制钢 344

5.1.3.3 日本新日铁公司 345

5.1.3.4德国蒂森钢铁公司 346

5.1.3.5 美国内陆钢铁公司 348

5.1.4.1宝钢 349

5.1.4国内IF钢生产技术 349

5.1.4.2鞍钢 350

5.1.4.3武钢 352

5.1.4.4台湾中钢 353

5.2轴承钢 354

5.2.1 轴承钢的生产质量 354

5.2.1.1轴承钢的氧含量 355

5.2.1.2轴承钢的非金属夹杂物 355

5.2.1.3 国外轴承钢中微量元素、残余元素和气体的含量 355

5.2.2.1 轴承钢电炉生产技术 357

5.2.2.2 轴承钢转炉生产技术 357

5.2.2轴承钢的生产工艺 357

5.2.2.3 轴承钢炉外精炼技术 358

5.2.2.4轴承钢连铸工艺 359

5.2.3国外轴承钢的生产企业 361

5.2.3.1 国外轴承钢的生产特点 361

5.2.3.2瑞典 362

5.2.3.3 日本 363

5.2.3.4前苏联 366

5.2.3.5德国 368

5.2.3.6 韩国浦项钢铁厂 369

5.2.3.7 法国Ascometal公司Dunes厂 370

工艺流程 371

5.2.4.1 国内典型的轴承钢 371

5.2.3.8 意大利ABS钢铁厂 371

5.2.4 国内轴承钢生产工艺 371

5.2.4.2上钢五厂 372

5.2.4.3兴澄特钢公司 375

5.2.4.4大冶钢厂 375

5.2.4.5 北满特殊钢公司 376

5.3硬线用钢 376

5.3.1硬线钢的基本质量要求 376

5.3.2硬线钢的基本生产工艺 378

5.3.2.1 硬线钢的电炉冶炼 378

5.3.2.3 硬线钢的炉外精炼 379

5.3.2.2硬线钢的转炉冶炼 379

5.3.2.4硬线钢对连铸工艺 381

的要求 381

5.3.3 国内硬线钢生产工艺 382

5.3.3.1首钢 382

5.3.3.2沙钢 383

5.3.3.3 宝钢 384

5.3.4.2 法国Unimetala公司 386

5.3.4.1 德国蒂森公司 386

5.3.4国外硬线盘条的生产工艺 386

5.3.3.6攀钢 386

5.3.3.5包钢 386

5.3.3.4鞍钢 386

5.3.4.3 日本住友金属工业公司 387

5.3.4.4 日本川崎公司 388

5.3.4.5 日本新日铁公司 388

5.3.4.6美国北极星钢铁公司 388

5.3.4.7 印度Usha Martin公司 389

5.4.2.2 X60管线钢 390

5.4.2.1 X52管线钢 390

5.4.2管线钢的成分 390

5.4.1 管线钢的质量要求 390

5.4石油用管线钢 390

5.3.5 小结 390

5.4.2.3 X65管线钢 393

5.4.2.4 X70管线钢 396

5.4.2.5 X80管线钢 396

5.4.2.6 X100管线钢 399

5.4.2.7 X120管线钢 400

5.4.3管线钢的生产工艺 401

5.4.3.1 转炉冶炼超低硫钢的生产工艺 401

5.4.4.1 宝钢 403

5.4.4 国内管线钢的生产企业 403

5.4.3.3连铸 403

5.4.3.2 电炉冶炼超低碳钢的生产工艺 403

5.4.4.2武钢 404

5.4.4.3鞍钢 405

5.4.4.4舞钢 407

5.4.5 国外管线钢的生产工艺 409

5.4.5.1 日本日新制钢超低硫管线钢的生产工艺 409

5.4.5.2 日本钢管京滨厂 410

5.4.5.3 日本新日铁 411

5.4.5.5德国蒂森钢铁公司 413

5.5齿轮钢 413

5.4.5.4俄罗斯 413

5.5.1齿轮钢技术条件 414

5.5.1.1国家标准 414

5.5.1.2企业内部标准和技术协议 415

5.5.1.3新型齿轮钢技术条件 416

5.5.2 齿轮钢的质量要求与控制措施 418

5.5.2.1 齿轮钢的质量要求 418

5.5.2.2质量控制措施 420

5.5.3 国内齿轮钢的生产工艺 421

5.5.3.1 齿轮钢生产技术要点 421

5.5.3.3 EF→VAD（VHD）冶炼齿轮钢工艺 422

5.5.3.2 LF（/VD）冶炼齿轮钢工艺 422

5.5.3.4 国内齿轮钢生产的企业 423

5.5.4国外齿轮钢的生产工艺 426

5.5.4.1 国外汽车齿轮钢的特点 426

5.5.4.2 日本齿轮钢生产现状 428

5.6不锈钢 430

5.6.1 不锈钢脱碳 430

5.6.1.1 AOD炉脱碳工艺 431

5.6.1.2复吹脱碳AOD法 432

5.6.1.4 VOD炉脱碳工艺 433

5.6.1.5 SS-VOD法 433

5.6.1.3真空AOD法（AOD-VCR） 433

5.6.2不锈钢脱硫 435

5.6.2.1 AOD炉脱硫工艺 435

5.6.2.2 VOD炉脱硫工艺 436

5.6.3不锈钢控氮 436

5.6.3.1 AOD炉生产的氮合金化工艺 436

5.6.3.2 AOD法超低氮不锈钢的冶炼工艺 436

5.6.3.3VOD炉超低氮不锈钢的冶炼工艺 437

5.6.4不锈钢二步法冶炼工艺 437

5.6.4.1 转炉冶炼不锈钢的二步法工艺 438

5.6.4.2芬兰Tormio公司的铬矿粉生产不锈钢二步法工艺 438

5.6.4.3 中国太钢的不锈钢二步法生产工艺 439

5.6.5三步法冶炼不锈钢工艺 440

5.6.5.1川崎用铬矿砂和双转炉冶炼不锈钢三步法工艺 440

5.6.5.2 德国曼内斯曼—德马克不锈钢三步法生产流程 442

5.6.6不锈钢冶炼三步法和二步法的比较 442

5.6.6.1主要特点比较 442

5.6.6.2工艺参数比较 444

5.6.7国内主要不锈钢生产企业 444

5.7重轨用钢 445

5.7.1重轨钢的质量要求 446

5.7.2.1 重轨钢的化学成分 447

5.7.2 国外高质量重轨的生产技术 447

5.7.2.2钢水温度的控制 448

5.7.2.3 重轨钢炉外精炼工艺 448

5.7.2.4重轨钢的连铸 449

5.7.3 国外重轨生产厂家概况 450

5.7.3.1 法国 451

5.7.3.2前苏联 452

5.7.3.3 英国 453

5.7.3.4 日本 454

5.7.3.5 澳大利亚 454

5.7.4.1 国内重轨生产概况 456

5.7.4 国内高质量重轨的生产技术 456

5.7.3.6德国 456

5.7.4.2 国内重轨钢生产厂家简介 457

5.8弹簧钢 462

5.8.1 弹簧钢的质量要求 464

5.8.2超洁净化冶炼技术 464

5.8.2.1 降低夹杂物含量 464

5.8.2.2夹杂物变形处理 465

5.8.3 国外弹簧钢生产工艺 465

5.8.3.1 日本 466

5.8.3.3前苏联 471

5.8.3.2瑞典 471

5.8.3.4巴西 473

5.8.4 国内弹簧钢生产工艺 473

5.8.4.1稀土处理 473

5.8.4.2终脱氧工艺 473

5.8.4.3 国内弹簧钢的生产企业 473

参考文献 477

6炉外处理与炼钢、连铸的合理匹配和车间的工艺布置 477

6.1炉外处理与炼钢、连铸的合理匹配 481

6.1.1合理匹配的必要性 481

6.1.2.2冶炼炉和连铸机的匹配原则 482

6.1.2 匹配原则 482

6.1.2.1 冶炼炉和精炼设备匹配原则 482

6.2典型的铁水预处理车间工艺布置 484

6.2.1 高炉炉前预脱硅的布置 484

6.2.2在炼钢和炼铁车间之间独立设置的铁水预处理间的布置 486

6.2.3在炼钢车间设置铁水预处理装置的布置 490

6.3典型的炉外精炼车间工艺布置 494

6.3.1概述 494

6.3.2有吹氩、合金微调、喷粉、吹氧升温等功能的精炼装置的布置 495

布置 498

6.3.3典型的RH真空精炼装置的 498

6.3.4典型的VOD、VD、VAD炉外 503

精炼装置的布置 503

6.3.5典型的钢包炉（LF）炉外 509

精炼装置的布置 509

7铁水预处理和炉外精炼用耐火材料 509

7.1铁水预处理用耐火材料 513

7.1.1铁水预处理对耐火材料的 513

作用与要求 513

7.1.2铁水预处理用耐火材料基础 513

7.1.2.1 预处理剂对耐火材料的侵蚀作用 513

7.1.2.3 耐火材料抵抗铁水预处理剂侵蚀的性能 514

7.1.2.2相平衡关系 514

7.1.3 高炉出铁沟用耐火材料 515

7.1.3.1 出铁沟耐火材料内衬 515

7.1.3.2耐火材料的应用与性能 515

7.1.3.3 Al2O3-SiC-C浇注料 519

7.1.3.4 Al2O3-MgO浇注料 523

7.1.3.5出铁沟耐火材料内衬的 525

损毁 525

7.1.3.6 出铁沟内衬的施工 527

7.1.3.7 出铁沟内衬喷补维护 528

7.1.4.2耐火材料的应用与性能 530

7.1.4鱼雷混铁罐车用耐火材料 530

7.1.4.1 耐火材料内衬的工作环境 530

7.1.4.3 鱼雷混铁罐车用Al203-SiC-C砖 533

7.1.4.4鱼雷混铁罐车耐火材料内衬的喷补 536

7.1.5铁水预处理喷枪用耐火材料 537

7.1.5.1喷枪耐火材料的工作 537

环境 537

7.1.5.2喷枪耐火材料的应用与性能 538

7.1.5.3 喷枪耐火材料的蚀损 539

7.1.6 KR铁水脱硫搅拌器耐火材料 540

7.1.6.1 KR搅拌器耐火材料的工作环境 540

7.1.6.2 耐火材料的应用与性能 541

7.2.1 炉外精炼对耐火材料的 543

要求 543

7.2.1.1 耐火材料的使用条件 543

7.2炉外精炼用耐火材料 543

7.2.1.2对炉外精炼用耐火材料的要求 545

7.2.2炉外精炼用耐火材料基础 546

7.2.2.1 耐火材料在真空下的稳定性 546

7.2.2.2耐火材料与炉渣的相容性 546

7.2.2.3 耐火材料对钢洁净度的影响 547

7.2.2.4 炉外精炼用主要耐火材料 551

7.2.3.1 RH真空脱气装置用耐火材料的工作环境 560

7.2.3.2 RH真空脱气装置用耐火材料的应用与性能 560

7.2.3 RH真空循环脱气法用耐火 560

材料 560

7.2.3.3 RH真空脱气装置用耐火材料的蚀损 568

7.2.3.4 RH真空脱气装置用耐火材料的热修 569

7.2.4 DH真空脱气法用耐火材料 570

7.2.4.1 DH真空脱气装置用耐火材料的工作环境 571

7.2.4.2 DH真空脱气装置用耐火材料的应用与性能 571

7.2.5 AOD炉用耐火材料 571

7.2.5.1 AOD炉用耐火材料的工作环境 571

7.2.5.2 AOD炉用耐火材料的应用与性能 572

的蚀损 577

7.2.5.3 AOD炉用耐火材料内衬 577

7.2.6 VOD炉用耐火材料 579

7.2.6.1 VOD炉用耐火材料的工作环境 579

7.2.6.2 VOD炉用耐火材料的应用与性能 580

7.2.7 CAS/CAS-OB精炼处理装置用耐火材料 584

7.2.8 炉外精炼钢包内衬用耐火材料 584

7.2.8.1 钢包内衬耐火材料的工作环境 584

7.2.8.3 钢包内衬耐火材料的应用与性能 586

7.2.8.2钢包内衬耐火材料的问题 586

7.2.9钢包吹氩透气砖 596

7.2.9.1 透气砖的工作环境及对透气砖的要求 596

7.2.9.2透气砖的应用与性能 598

7.2.10喷射冶金喷枪用耐火材料 601

7.2.10.1 喷枪用耐火材料的工作环境 601

7.2.10.2 喷枪用耐火材料的应用与性能 601

7.2.10.3 喷枪用耐火材料的蚀损 603

参考文献 604

8.1.2炉外处理自动化的内容 608

8.1.1 炉外处理自动化的作用和必要性 608

8.1.2.1 现代工业自动化系统结构 608

8炉外处理自动化 608

8.1概述 608

8.1.2.2 现代工业自动化的进步 609

8.1.2.3 炉外处理自动化的内容概要 610

8.2主要检测用传感器和仪表 612

8.2.1钢（铁）水温度测量传感器与检测仪表 613

8.2.1.1 浸入式热电偶 613

8.2.1.2 消耗式热电偶 614

8.2.1.3 钢（铁）水温度连续测量 615

传感器与检测仪表 617

8.2.2.1钢水定碳传感器与检测仪表 617

8.2.2钢（铁）水成分分析用的 617

8.2.2.2钢水定氧传感器与检测仪表 618

8.2.2.3 铁水定硅传感器 619

8.2.2.4硫含量的检测 622

8.2.2.5磷含量的检测 622

8.2.2.6锰含量的检测 622

8.2.2.7 钢水中氢含量在线检测 623

8.2.2.8钢（铁）水中全元素的在线检测 624

8.2.2.9 光电直读光谱成分分析仪 624

8.2.3测量温度、成分用取样枪 626

8.2.4脱气槽气体成分分析装置 626

8.2.5鱼雷铁水车、铁水罐等砌体形状等检测 626

8.2.6铁（钢）水液位高度检测 627

8.2.7混铁车车号监测 628

8.2.8铁水运输动态监测 629

8.2.9钢（铁）水重量检测 629

8.2.9.1称重测量传感器 629

8.2.9.2重量测量方法 630

8.2.10钢水中渣的检测 631

8.3基础自动化 632

8.3.1 基础自动化的作用及其内容 632

8.3.2铁水预处理的基础自动化 633

8.3.2.1 高炉前脱硅基础自动化 633

8.3.2.2 喷吹法铁水单脱硫预处理基础自动化 634

8.3.2.3搅拌法铁水单脱硫预处理基础自动化 638

8.3.2.4 喷吹法脱硫、脱磷、脱硅的铁水三脱预处理基础自动化 639

8.3.3 炉外精炼的基础自动化 641

8.3.3.1 真空吹氩脱气装置（VD）的基础自动化 641

8.3.3.2钢包炉真空精炼（LFV）的基础自动化 641

8.3.3.3 VOD精炼炉的基础自动化 642

8.3.3.4 RH真空处理装置基础自动化 643

8.3.3.5 钢包喷粉装置（KIP）基础自动化 650

8.3.3.6 CAS或CAS-OB密封氩吹气成分微调装置基础自动化 652

8.3.3.7 IR-UT钢包冶金站基础自动化 653

8.4.1过程自动化级的作用和目的 655

8.3.3.8 喂线机自动化 655

8.4过程自动化 655

8.4.2过程自动化级的功能 657

8.4.3过程自动化使用的设备 658

8.4.4过程自动化举例 658

8.4.4.1 铁水预处理过程自动化 658

8.4.4.2 RH真空处理装置过程自动化 660

8.5过程控制数学模型和人工智能 663

的应用 663

8.5.1 过程控制数学模型的应用 663

8.5.1.1 LF/VD炉外精炼数学模型 663

8.5.1.2 RH真空精炼数学模型 665

8.5.1.3 CAS-OB精炼数学模型 671

8.5.2人工智能的应用 674

8.5.2.1 LF炉能量输入设定点的人工智能优化系统 675

8.5.2.2 基于人工智能的LF炉钢水温度预报模型 677

8.5.2.3 LF炉氩气串级模糊控制 677

8.5.2.4 LF炉电极升降模糊控制 679

8.5.2.5 LF炉电极升降智能控制系统 680

8.6管理自动化与信息化 681

8.6.1概述 681

8.6.2.3炼钢制造执行系统的主要功能 682

8.6.2.2 炼钢制造执行系统的结构 682

8.6.2炼钢制造执行系统（MES） 682

8.6.2.1 炼钢制造执行系统的目的 682

8.6.2.4炼钢制造执行系统数学模型及其建立 683

8.6.3炼钢制造执行系统（MES）举例 684

8.6.3.1 系统目标 684

8.6.3.2实施要点 684

8.6.3.3 网络结构 684

8.6.3.4体系结构 685

8.6.3.5主要功能 685

8.7.1 宝钢一二期铁水预处理三电自动化系统 688

8.7.2 宝钢三期铁水预处理三电自动化系统 688

8.7典型的炉外处理三电自动化系统 688

8.7.3 宝钢三期计算机铁水监控及管理系统 692

8.7.3.1 工艺简述 692

8.7.3.2系统构成 694

8.7.3.3铁水监控系统主要功能 694

8.7.3.4铁水管理系统主要功能 695

8.7.3.5信息流程 697

8.7.4本钢二炼钢铁水预处理三电自动化系统 697

8.7.4.1工艺简述 697

8.7.4.2 三电自动化系统 698

8.7.5.3 三电自动化系统功能 699

8.7.5.2三电自动化系统结构 699

8.7.5.1工艺简述 699

8.7.5首钢二炼钢脱硫三电自动化系统 699

8.7.6 宝钢二期工程炉外精炼三电自动化系统 700

8.7.7 宝钢三期工程炉外精炼三电自动化系统 701

8.7.7.1 三炼钢（电炉、圆（方）坯连铸）炉外精炼三电自动化系统 701

8.7.7.2 二炼钢炉外精炼三电自动化系统 701

8.7.8包钢新建钢包精炼炉三电自动化系统 706

8.7.8.1 包钢新建钢包精炼炉基础自动化 706

8.7.8.2包钢新建钢包精炼炉过程自动化 708

电自动化系统 709

8.7.9.1 三电自动化系统配置和控制范围 709

8.7.9武钢2号RH真空处理装置三 709

8.7.9.2 自动化系统主要功能 710

8.7.10太钢AOD氩氧炉自动化系统 710

8.7.10.1 AOD氩氧炉自动化系统设备选型 710

8.7.10.2 AOD氩氧炉自动化系统功能 710

8.7.10.3 AOD氩氧炉炉体计算机系统配置 711

8.7.10.4主要控制系统简述 712

8.7.11 国外炉外精炼设备三电自动化系统 713

8.7.11.1 日本大同钢铁公司知多厂钢包精炼炉（LF）三电自动化系统 713

8.7.11.2 美国内陆钢铁公司印第安纳港厂的ASEA精炼炉三电自动化系统 713

8.7.11.3加拿大Dofasco钢铁公司的钢包精炼装置三电自动化系统 715

三电自动化系统 716

8.7.11.4美国LTV钢铁公司印 716

第安纳港厂钢包炉 716

8.7.11.5 美国内陆钢铁公司印第安纳港厂RH-OB精炼装置三电自动化系统 717

8.7.11.6意大利Terni特殊钢厂AOD炉三电自动化系统 718

8.7.11.7德国SMS-DEMAG不锈钢生产线三电自动化系统 719

参考文献 723

附录 725

附录1常用钢号的成分对照表 725

1.1 结构用钢 725

1.1.1碳素结构钢 725

1.1.2低合金高强度结构钢 725

1.1.3合金结构钢 726

1.1.4低淬透性钢 728

1.1.5 易切削钢 728

1.1.6弹簧钢 728

1.1.7轴承钢 729

1.2不锈钢 729

1.3耐热钢 732

1.4高温合金 733

1.4.1 变形高温合金 733

1.4.2铸造高温合金 735

1.5.2合金工具钢 736

1.5.1 碳素工具钢 736

1.5工具钢和硬质合金 736

1.5.3高速工具钢 737

1.5.4硬质合金 738

1.6铸钢 739

1.6.1 一般工程用碳素铸钢 739

1.6.2焊接结构用碳素铸钢、 739

低合金铸钢 739

1.6.3 一般工程与结构用低合金铸钢 739

1.6.4合金铸钢 740

1.6.5 不锈、耐蚀铸钢 740

附录2常用法定计量单位换算 741

2.1 SI词头 741

1.6.6耐热铸钢 741

1.6.7高锰铸钢 741

2.2常用法定计量单位及换算关系 742

2.3不同黏度表示方法及其换算关系 744

2.4不同浓度表示方法及其换算关系 744

2.5相关常数 744

附录3英汉专有名词对照表 745

3.1 常用名词 745

3.2 炉外处理常用英文缩写 750

3.3化学元素 752