第1章 转炉炼钢概述 1
1.1 钢与生铁的区别 1
1.2 炼钢的基本任务 1
1.3 氧气转炉炼钢 2
1.3.1 氧气转炉炼钢法的发展 2
1.3.2 我国氧气转炉的发展概况 4
1.3.3 氧气转炉炼钢法的工艺概述 5
1.3.4 氧气转炉炼钢法的特点 6
1.4 转炉炼钢的主要技术经济指标 7
第2章 金属材料基本知识 9
2.1 物质形态 9
2.2 力学性能 10
2.2.1 屈服强度 11
2.2.2 抗拉强度 11
2.2.3 伸长率 12
2.2.4 断面收缩率 12
2.2.5 弯曲试验 12
2.2.6 冲击值 12
2.2.7 硬度 12
2.3 铁的同素异晶（构）转变 13
2.4 合金的结构 13
2.4.1 合金 13
2.4.2 固溶体 14
2.4.3 金属化合物 15
2.4.4 机械混合物 16
2.5 铁碳合金状态图 17
2.5.1 铁碳合金状态图上的特性 17
2.5.2 铁碳合金状态图中的相 18
2.5.3 合金状态图中的线 19
2.5.4 铁碳合金状态图中的区域 19
2.5.5 铁碳合金状态图中的重要转变 19
2.5.6 铁碳合金成分-组织-性能之间的关系 20
2.6 钢的热处理工艺 21
2.6.1 退火 24
2.6.2 正火 24
2.6.3 淬火 24
2.6.4 回火 25
2.6.5 表面热处理 25
2.7 钢的分类 26
2.7.1 按用途分类 26
2.7.2 按化学成分分类 27
2.7.3 按显微组织分类 27
2.7.4 按品质分类 27
2.8 钢的编号 28
第3章 物理化学基础知识 31
3.1 热力学定律 31
3.1.1 理想气体状态方程 31
3.1.2 热力学第一定律 31
3.1.3 热力学第二定律 34
3.2 溶液 35
3.2.1 理想溶液 35
3.2.2 稀溶液 36
3.2.3 真实溶液和活度 36
3.3 化学反应的方向和限度 40
3.3.1 化学反应平衡常数的表示法 40
3.3.2 外在因素对平衡的影响——平衡移动 41
3.4 化合物的稳定性 42
3.5 化学反应动力学 44
3.5.1 反应速率 44
3.5.2 多相反应和扩散 44
3.6 表面现象 45
第4章 热工基础 47
4.1 流体力学原理 47
4.1.1 流体的基本物性 47
4.1.2 理想流体和实际流体 48
4.1.3 稳定流动和不稳定流动 49
4.1.4 流体静力学基本方程 49
4.1.5 管内流型与雷诺数 49
4.1.6 流体流动的连续方程式 50
4.1.7 流体流动具有的能量 51
4.1.8 柏努利方程式 52
4.1.9 压头损失与气体输送 53
4.2 传热原理 55
4.2.1 稳定态导热 56
4.2.2 对流给热 61
4.2.3 辐射传热 64
第5章 转炉炼钢原理 73
5.1 金属熔体 73
5.1.1 金属熔体的结构 73
5.1.2 熔铁的物理性质 73
5.2 炼钢熔渣 75
5.2.1 熔渣的来源和组成 75
5.2.2 熔渣的作用 76
5.2.3 熔渣物理性质 76
5.2.4 熔渣化学性质 78
5.3 气体射流与熔体的相互作用 80
5.3.1 顶吹氧气射流 80
5.3.2 底吹气体射流 86
5.4 硅、锰的氧化和还原 87
5.4.1 硅的氧化 87
5.4.2 锰的氧化 88
5.5 碳的氧化 89
5.5.1 碳氧反应在炼钢中的作用 89
5.5.2 碳氧反应的热力学 89
5.5.3 碳氧反应的动力学 91
5.6 钢液脱磷 94
5.6.1 磷对钢性能的影响 94
5.6.2 碱性氧化脱磷 95
5.6.3 影响炉渣脱磷的主要因素 97
5.6.4 回磷 99
5.7 钢液脱硫 99
5.7.1 硫对钢性能的影响 99
5.7.2 脱硫反应 101
5.7.3 原料含硫量对脱硫的影响 103
5.7.4 气化去硫 103
5.8 钢液脱氧 103
5.8.1 钢中氧的危害性 104
5.8.2 脱氧的目的和任务 104
5.8.3 各元素的脱氧能力和特点 105
5.8.4 脱氧产物的上浮与排除 109
5.8.5 常用的脱氧方法 111
5.9 去除钢中的非金属夹杂物 112
5.9.1 钢中非金属夹杂物的来源 113
5.9.2 钢中非金属夹杂物的分类 113
5.9.3 夹杂物对钢性能的影响 117
5.9.4 减少钢中夹杂物的途径 118
5.10 去除钢中气体 120
5.10.1 氢的来源及其对钢质量的影响 120
5.10.2 氮的来源及其对钢质量的影响 124
5.10.3 钢液脱气 127
第6章 转炉炼钢用原材料 130
6.1 主原料 130
6.1.1 铁水 130
6.1.2 废钢 133
6.1.3 生铁块 134
6.2 辅原料 134
6.2.1 造渣剂 134
6.2.2 冷却剂 139
6.3 铁合金 140
6.4 其他材料 143
6.4.1 增碳剂 143
6.4.2 焦炭 143
6.4.3 氧气 143
6.5 铁水预处理 143
6.5.1 铁水炉外脱硫 143
6.5.2 铁水炉外脱硅 148
6.5.3 铁水炉外脱磷 150
6.5.4 铁水同时脱硫与脱磷 153
第7章 氧气顶吹转炉炼钢工艺 155
7.1 一炉钢的吹炼过程 155
7.1.1 一炉钢的操作过程 155
7.1.2 金属液成分的变化规律 156
7.1.3 熔渣成分的变化规律 160
7.1.4 熔池温度的变化规律 161
7.2 装入制度 164
7.2.1 装入制度内容及依据 164
7.2.2 装入制度类型 165
7.2.3 装入操作 166
7.3 造渣制度 166
7.3.1 炉渣的形成 167
7.3.2 泡沫渣 169
7.3.3 造渣方法 170
7.3.4 渣料加入量确定 171
7.3.5 渣料加入时间 174
7.4 供氧制度 174
7.4.1 氧枪喷头 175
7.4.2 供氧制度中的几个工艺参数 175
7.4.3 氧枪操作 182
7.5 温度制度 183
7.5.1 出钢温度的确定 184
7.5.2 热量来源与热量支出 184
7.5.3 冷却剂的种类及其冷却效应 188
7.5.4 生产实际中的温度控制 191
7.6 终点控制和出钢 195
7.6.1 终点的标志 195
7.6.2 终点控制方法 196
7.6.3 终点判断方法 197
7.6.4 出钢 201
7.7 脱氧及合金化制度 205
7.7.1 脱氧剂的加入量 205
7.7.2 脱氧操作 207
7.7.3 合金化的一般原理 209
7.8 吹损及喷溅 210
7.8.1 吹损的组成及分析 210
7.8.2 喷溅 212
7.9 操作事故与处理 214
7.9.1 低温钢 214
7.9.2 高温钢 216
7.9.3 喷枪粘钢 216
7.9.4 化学成分不合格 216
7.9.5 回炉钢 218
7.10 物料平衡和热平衡计算 218
7.10.1 计算的原始数据 219
7.10.2 物料平衡计算 220
7.10.3 热平衡计算 225
7.11 顶吹转炉计算机自动控制 228
7.11.1 转炉自动控制系统 228
7.11.2 静态控制与动态控制 230
第8章 顶底复合吹炼转炉 233
8.1 氧气底吹转炉炼钢法 233
8.1.1 氧气底吹转炉设备 233
8.1.2 熔池反应的基本特点 235
8.1.3 “底吹转炉”与“顶吹转炉”的比较 238
8.2 氧气顶底复吹转炉炼钢法 239
8.2.1 概述 239
8.2.2 顶底复合吹炼法的种类 240
8.2.3 复合吹炼底部供气元件 240
8.2.4 复吹的底吹气体 246
8.2.5 顶底复吹转炉的冶金特点 249
第9章 转炉炉衬与长寿技术 252
9.1 转炉用耐火材料 252
9.1.1 转炉用耐火材料的演变 252
9.1.2 转炉内衬用砖 252
9.1.3 转炉出钢口用砖 255
9.1.4 复吹转炉底部供气砖 256
9.1.5 对炉衬砖的砌筑的要求 256
9.2 炉衬寿命及影响因素 256
9.2.1 炉衬的损坏 256
9.2.2 提高炉衬寿命的措施 259
9.3 溅渣护炉技术 269
9.3.1 熔渣的性质 269
9.3.2 溅渣护炉的机理 272
9.3.3 溅渣层的蚀损机理 275
9.3.4 溅渣护炉工艺 278
9.3.5 复吹转炉溅渣护炉工艺 284
9.3.6 溅渣操作程序 285
9.3.7 溅渣时间与溅渣频率 286
9.3.8 炉底上涨的原因及防止措施 287
9.4 开新炉操作 288
9.4.1 开炉前的准备工作 288
9.4.2 炉衬的烧结过程 289
9.4.3 炉衬的烘烤 289
9.4.4 开新炉第1炉钢吹炼操作 291
附录1 转炉炼钢工（中级）理论知识复习题 293
附录2 转炉炼钢工（中级）理论知识复习题参考答案 309
参考文献 326