《现代冶金与材料过程工程丛书》序 1
第1章 总论 1
1.1自然界中的磷及游离态磷的制备 1
1.2磷的各种变体及其性质 3
1.3磷在钢铁中的存在形态及其对钢铁性能的影响 6
1.4高磷铁矿的资源利用 10
1.4.1高磷铁矿降磷技术现状 11
1.4.2目前高磷铁矿降磷方法存在的问题 16
1.5铁水脱磷的途径 17
1.5.1铁水预处理脱磷工艺 17
1.5.2中高磷铁水脱磷工艺的选择 21
参考文献 22
第2章 氧化脱磷反应的热力学及动力学 25
2.1氧化脱磷反应的平衡研究及热力学 25
2.2氧化脱磷反应的机理和动力学 31
2.2.1反应过程环节 34
2.2.2限制环节分析 35
参考文献 36
第3章 铁水预处理脱磷 38
3.1 铁水预脱磷工艺 38
3.1.1铁水炉外预脱磷 39
3.1.2转炉内脱磷 42
3.2脱磷方式的选择 47
3.2.1喷粉法 47
3.2.2 KR搅拌法 49
3.3脱磷粉剂选择 50
3.3.1氧化剂的选择 50
3.3.2固定剂的选择 50
3.3.3助熔剂的选择 51
3.3.4预熔的C a O-F e2 O 3合成渣 52
3.4喷粉过程物理模拟及工艺参数优化 54
3.4.1喷吹过程的三个重要参数 54
3.4.2水模实验研究 59
3.4.3喷吹参数的优化 78
3.5鱼雷罐喷粉铁水预处理脱磷动力学模型 82
3.5.1脱磷数学模型 83
3.5.2脱硅数学模型 87
3.5.3脱碳反应速率模型 88
3.5.4顶渣量的计算 89
3.5.5模型计算方法 89
3.5.6反应模型的计算结果 89
3.6鱼雷罐喷粉铁水预处理温降模型 93
3.6.1理论分析 93
3.6.2模型的建立 100
3.6.3计算结果 103
3.6.4结论 108
参考文献 108
第4章 中高磷铁水转炉生产过程中的脱磷 112
4.1中高磷铁水的转炉冶炼工艺 112
4.1.1转炉去磷基本原理 113
4.1.2炉内各期脱磷工艺 114
4.1.3吹炼各期去磷效果 118
4.2复吹转炉物理模拟 118
4.2.1实验设备 118
4.2.2实验基本参数的确定 119
4.3复吹转炉冶炼中高磷铁水成渣路线 127
4.3.1转炉成渣路线概述 127
4.3.2复吹转炉成渣路线分析 129
4.3.3复吹转炉最佳成渣路线的探讨 133
4.3.4复吹转炉最佳成渣路线的研究 134
4.3.5结论 135
4.4复吹转炉冶炼中高磷铁水造渣制度 135
4.4.1前人的研究成果 135
4.4.2冶炼设备及生产工艺 138
4.4.3冶炼终点炉渣及钢水成分分析 139
4.4.4改善冶炼过程操作的措施 142
4.5工业试验 144
4.5.1工业试验方案的制定 144
4.5.2确定最佳吹炼工艺参数的工业试验 144
4.5.3确定复吹转炉最佳造渣制度的工业试验 156
4.5.4结论 164
4.6回磷现象 165
4.6.1钢铁生产中的回磷现象 165
4.6.2钢包顶渣改性对回磷控制的影响 167
4.6.3钢液氧势对钢液脱磷及回磷转变的影响 169
4.6.4熔剂组成对脱磷、回磷的影响 170
4.6.5添加氧化铁皮 171
参考文献 176
第5章 转炉终点磷预测模型 178
5.1复吹转炉炼钢过程静态模型 181
5.1.1静态模型 181
5.1.2复吹转炉炼钢过程静态模型的计算 184
5.1.3模型的实现 188
5.2复吹转炉炼钢过程机理模型 188
5.2.1钢液中各元素氧化反应速率方程 189
5.2.2石灰的熔解速度方程 204
5.2.3冶炼过程温度变化 206
5.2.4炉气成分与温度的计算 208
5.2.5一些重要的模型参数的计算 211
5.2.6机理模型求解步骤 222
5.2.7计算结果与讨论 222
5.3基于炉气分析的动态控制 227
5.3.1转炉炉气分析技术的概况 227
5.3.2转炉炉气分析检测技术的设备组成及工作原理 230
5.3.3数学模型的建立 237
5.3.4炉气分析模型中相关数据的处理 253
5.3.5各模型的计算流程图 262
5.3.6炉气成分变化规律及分析 263
5.3.7转炉炉气中主要气体成分的变化规律 264
5.3.8炉气中CO和CO 2含量的变化规律 265
5.3.9炉气中O2的变化规律 270
5.3.10炉气中H2的变化规律 271
5.3.11炉气中N2和Ar的变化规律 272
5.3.12检测的熔池及炉渣的相关数据 272
5.3.13熔池中碳含量及脱碳速率的计算结果及讨论 274
5.3.14熔池中氧含量的计算结果及讨论 278
5.3.15温度的计算结果及讨论 279
5.3.16熔池中锰、硅、磷含量的计算结果及讨论 280
5.3.17小结 289
5.4基于副枪的动态控制 290
5.4.1检测技术的发展 290
5.4.2各种布置方式的副枪系统比较 292
5.4.3副枪动态模型的主要任务 295
5.4.4副枪动态模型的主要计算公式 296
5.4.5副枪动态模型自学习计算算法 298
5.4.6复吹过程模型系数的调整 301
5.4.7模型系数的经验调整 302
5.4.8目标出钢量的预测 302
5.4.9终点磷含量预测 303
5.5模糊神经网络模型预报转炉终点磷含量 304
5.5.1模糊神经网络技术的出现 304
5.5.2模糊神经网络 304
5.5.3预测模型的建立 308
5.5.4模型的结构 308
5.5.5模型参数的选择 310
5.5.6模型算法的选择 312
5.5.7模型参数的学习 318
5.5.8转炉终点磷含量的预测结果及分析 318
参考文献 322
第6章 高磷转炉渣的综合利用 327
6.1国内外钢渣的处理工艺及利用现状 327
6.1.1湿法工艺 327
6.1.2干法工艺 329
6.1.3钢渣水淬工艺 331
6.1.4国外几种主要的钢渣处理工艺及装置 333
6.1.5钢渣湿法、干法处理技术的比较 335
6.2钢渣的理化性能 336
6.2.1钢渣的物理化学性质 336
6.2.2转炉渣化学性能的理论计算 339
6.2.3转炉渣物理性能的理论计算 341
6.3转炉钢渣的利用途径 342
6.3.1钢渣的国外利用现状 342
6.3.2钢渣的国内利用现状 343
6.4钢渣磷肥的生产 350
6.4.1何谓钢渣磷肥 350
6.4.2钢渣磷肥的生产工艺 351
6.4.3钢渣磷肥的应用现状 351
参考文献 352