1 洁净钢发展概述 1
1.1 洁净钢基本概念 1
1.2 洁净钢生产的用户工程学 1
1.3 高品质钢对洁净度的要求 2
1.3.1 总氧控制 3
1.3.2 硫／磷含量控制 4
1.3.3 氮／氢含量控制 5
1.3.4 残余元素控制 6
1.3.5 夹杂物控制 7
1.4 洁净钢生产流程 9
1.4.1 传统洁净钢生产流程 9
1.4.2 经济洁净钢生产流程 11
1.5 洁净钢冶炼新技术 12
1.5.1 夹杂物聚合长大机理 12
1.5.2 夹杂物在线分析技术 12
1.5.3 镁处理夹杂物变性技术 14
1.5.4 氮微合金化技术 14
1.5.5 无污染脱氧技术 15
1.5.6 氧化物冶金技术 16
1.6 洁净钢发展展望 17
2 铁水预处理与熔剂 19
2.1 铁水预处理发展概述 19
2.1.1 铁水预处理的冶金学意义 19
2.1.2 铁水预处理的优越性 19
2.1.3 铁水预处理发展历程 20
2.1.4 铁水预处理发展趋势 21
2.2 铁水预脱硅与脱硅剂 21
2.2.1 预脱硅基本原理 22
2.2.2 预脱硅主要方法 23
2.2.3 脱硅剂种类及用量 24
2.2.4 脱硅渣起泡控制 25
2.3 铁水预脱硫及脱硫剂 25
2.3.1 预脱硫基本原理 26
2.3.2 铁水脱硫剂种类 27
2.3.3 铁水预脱硫方法 30
2.3.4 预脱硫后防止回硫 34
2.4 铁水预脱磷及脱磷剂 35
2.4.1 铁水脱磷方式分类 35
2.4.2 氧化脱磷 35
2.4.3 熔渣中磷酸盐的还原 39
2.4.4 还原脱磷 39
2.4.5 铁水脱磷剂种类 41
2.4.6 传统预脱磷方法 42
2.4.7 专用炉脱磷方法 43
2.4.8 碳、磷的选择性氧化 46
2.5 铁水同时脱磷脱硫 47
2.5.1 铁水同时脱磷脱硫原理 47
2.5.2 分期脱磷脱硫 48
2.6 特殊铁水预处理及相关材料 49
2.6.1 铁水预处理提钒 49
2.6.2 铁水提钒基本原理 50
2.6.3 铁水提钒的方法 51
2.6.4 铁水预处理提铌 51
2.6.5 铁水提铌方法 52
思考题 52
3 炼钢工艺与原料 54
3.1 现代化炼钢技术的发展 54
3.1.1 炼钢的发展历程 54
3.1.2 炼钢新技术及发展方向 55
3.1.3 炼钢的任务及清洁原料 57
3.2 清洁废钢与残余元素控制 57
3.2.1 废钢的基本特征 57
3.2.2 炼钢对废钢的要求 58
3.2.3 废钢预热技术 58
3.2.4 钢中残余元素 61
3.2.5 废钢脱铜技术 66
3.3 直接还原铁在炼钢中的应用 69
3.3.1 还原铁的特点 69
3.3.2 直接还原铁生产方法 70
3.3.3 直接还原铁使用效果 72
3.3.4 直接还原铁技术发展方向 73
3.4 活性石灰及其冶金效果 74
3.4.1 冶金石灰概述 74
3.4.2 石灰的化学成分 75
3.4.3 石灰的物理性质 77
3.4.4 石灰的矿物组成 78
3.4.5 石灰活性度和粒度检测 79
3.4.6 冶金石灰的技术指标 81
3.4.7 石灰在炼钢中的应用 81
3.5 炼钢辅助造渣材料 88
3.5.1 轻烧白云石 88
3.5.2 萤石与复合化渣剂 90
3.5.3 铁矾土造渣剂 91
3.5.4 造渣材料的加入特征 93
3.6 炼钢用冷却剂 96
3.6.1 转炉热量来源和消耗 96
3.6.2 转炉冶炼过程温度控制 97
3.6.3 冷却剂种类及效应 98
3.7 炼钢用增碳剂 100
3.7.1 转炉终点碳的控制方法 100
3.7.2 炼钢增碳剂的性能指标 101
3.7.3 炼钢增碳剂分类 101
3.7.4 增碳剂脱氮 102
3.8 出钢挡渣与炉渣改质 103
3.8.1 挡渣出钢的必要性 103
3.8.2 挡渣出钢方法 104
3.8.3 钢液增氮控制 107
3.8.4 出钢炉渣改质 108
思考题 113
4 钢液脱氧技术 114
4.1 钢中氧的危害 114
4.2 钢液脱氧原理 115
4.2.1 钢液脱氧方式 115
4.2.2 脱氧反应热力学 116
4.2.3 脱氧反应动力学 118
4.3 单一脱氧剂脱氧 120
4.3.1 铝脱氧 120
4.3.2 硅脱氧 122
4.3.3 锰脱氧 123
4.3.4 真空碳脱氧 124
4.4 复合脱氧剂 127
4.4.1 硅-锰复合脱氧 128
4.4.2 硅-锰-铝复合脱氧 129
4.4.3 铝-镁复合脱氧 130
4.4.4 铝-钙复合脱氧 133
思考题 135
5 炉外精炼与原料 136
5.1 钢水炉外精炼概述 136
5.1.1 钢水炉外精炼发展历程 136
5.1.2 钢水炉外精炼发展方向 137
5.2 钢水二次精炼原理与分类 138
5.2.1 搅拌法 138
5.2.2 合成渣渣洗 142
5.2.3 真空精炼 144
5.2.4 加热精炼 149
5.2.5 喷射冶金 152
5.3 典型钢水二次精炼方法 158
5.3.1 钢包炉 158
5.3.2 RH真空精炼 173
5.3.3 不锈钢炉外精炼 189
思考题 199
6 洁净钢与夹杂物控制 201
6.1 钢中夹杂物的危害 201
6.1.1 夹杂物的物理性质 201
6.1.2 夹杂物与钢的缺陷 204
6.2 钢中夹杂物的分类 212
6.3 夹杂物来源与产生途径 212
6.3.1 脱氧产物与其特征 212
6.3.2 二次氧化与夹杂物 214
6.3.3 卷渣引起的夹杂物 218
6.3.4 耐材脱落与熔损 221
6.4 夹杂物的去除方法 223
6.4.1 上浮去除法 223
6.4.2 吹气去除法 225
6.4.3 过滤去除法 228
6.4.4 电磁分离去除法 233
6.5 夹杂物形态控制 234
6.5.1 钢液钙处理技术 234
6.5.2 夹杂物塑性化控制 242
6.5.3 稀土对钢中夹杂物的变质效果 252
思考题 257
7 结晶器内钢液流动与保护渣 258
7.1 结晶器内钢液流动及表征 259
7.1.1 钢液流动形态分类 259
7.1.2 钢液最大穿透深度 260
7.1.3 液面波动指数 261
7.2 结晶器内钢流输送及控制 262
7.2.1 塞棒控流 262
7.2.2 滑板控流 263
7.3 影响结晶器内钢液流动的因素 264
7.3.1 结晶器内钢液流场的指标 264
7.3.2 控流装置的影响 265
7.3.3 浸入式水口参数 266
7.3.4 拉坯速度 267
7.3.5 水口吹氩 267
7.3.6 电磁制动和电磁搅拌 268
7.4 钢液流动与铸坯质量 270
7.4.1 气泡与夹杂物卷入 270
7.4.2 保护渣卷渣 271
7.4.3 液面波动 272
7.5 浸入式水口结瘤与防止措施 274
7.5.1 沉积物特征分析 275
7.5.2 水口堵塞机理 279
7.5.3 水口结瘤的防止措施 282
7.6 结晶器保护渣 291
7.6.1 保护渣在结晶器中的行为 291
7.6.2 结晶器保护渣的基本功能 292
7.6.3 结晶器保护渣理化性质 293
7.6.4 渣膜形成与传热控制 304
7.6.5 保护渣的润滑功能 307
7.6.6 结晶器保护渣对铸坯质量的影响 311
思考题 320
8 洁净钢与清洁耐火材料 321
8.1 耐火材料对钢液洁净度的影响 321
8.1.1 耐火材料与钢中氧的关系 321
8.1.2 耐火材料与钢中硫的关系 328
8.1.3 耐火材料与钢中氢的关系 329
8.1.4 耐火材料与钢中磷的关系 331
8.1.5 耐火材料与钢液增碳 332
8.2 洁净钢生产中耐火材料的损毁机理 334
8.2.1 熔渣对耐火材料的侵蚀特征 334
8.2.2 耐火材料化学侵蚀速率 334
8.2.3 影响耐火材料化学侵蚀的因素 335
8.2.4 炉渣、钢液向耐火材料渗透行为 341
8.3 洁净钢用耐火材料分类与特征 344
8.3.1 耐火材料的分类方法 344
8.3.2 铁水预处理用耐火材料 346
8.3.3 炉外精炼用耐火材料 352
8.3.4 连铸用耐火材料 375
8.4 洁净钢耐火材料发展方向 393
8.4.1 耐火材料长寿化 393
8.4.2 耐火材料清洁化 394
8.4.3 耐火材料功能化 394
思考题 395
参考文献 396