绪论 1
目录 1
炼铁篇 7
1 现代高炉炼铁工艺 7
1.1 高炉炼铁生产流程 7
1.2 高炉本体及主要构成 8
1.2.1 高炉内衬 9
1.2.2 高炉冷却设备 9
1.2.3 高炉附属系统 9
1.2.4 高炉区域划分 10
1.3 高炉冶炼产品 10
1.3.1 生铁 10
1.3.3 高炉煤气 12
1.4 高炉技术经济指标 12
1.3.2 高炉渣 12
2 高炉炼铁原料 16
2.1 铁矿石和燃料 16
2.1.1 铁矿石 16
2.1.2 熔剂 23
2.1.3 高炉燃料 24
2.2 烧结矿 27
2.2.1 烧结矿质量指标 27
2.2.2 烧结过程及主要反应 29
2.2.3 烧结矿固结机理 35
2.2.4 强化烧结过程分析 41
2.2.5 烧结新工艺 44
2.3 球团矿 45
2.3.1 球团矿质量指标 46
2.3.2 矿粉造球过程 48
2.4.1 压力造块法 55
2.4.2 黏结剂固结 55
2.4 其他固结方法 55
2.4.3 其他方法 56
3 高炉炼铁基础理论 58
3.1 高炉内还原过程 58
3.1.1 铁氧化物的还原 58
3.1.2 其他元素的还原 62
3.1.3 直接还原与间接还原 67
3.1.4 铁矿还原动力学 69
3.2 渗碳和生铁的形成 71
3.3 造渣与脱硫 72
3.3.1 造渣的目的和作用 72
3.3.2 高炉造渣过程 72
3.3.3 高炉渣对冶炼的影响 74
3.3.4 高炉脱硫 79
4.1.1 炉缸燃烧反应机理 83
4.1 炉缸反应 83
4 高炉炉料和煤气运动 83
4.1.2 炉缸燃烧反应过程 85
4.1.3 燃烧带对高炉冶炼过程的影响 86
4.1.4 下部调剂原理 87
4.1.5 风口区理论燃烧温度 89
4.2 煤气运动 90
4.2.1 煤气上升过程中的变化 90
4.2.2 高炉热交换 92
4.3 炉料运动 93
4.3.1 炉料下降 93
4.3.2 高炉料柱压差 94
4.3.3 改善料柱透气性 95
4.3.4 改善煤气流分布 98
4.3.5 上部调剂原理 99
4.4 高炉能量利用计算 102
4.4.1 高炉能量利用计算 102
4.4.2 高炉操作线图及其应用 104
5 高炉强化冶炼 111
5.1 强化高炉冶炼的方向 111
5.2 精料 111
5.2.1 精料的要求 111
5.2.2 人造富矿的发展方向 113
5.2.3 提高人造富矿的高温冶金性能 114
5.2.4 合理炉料结构 117
5.3 高压操作 120
5.3.1 高压操作系统 120
5.3.2 高压操作的影响 121
5.4 高风温 124
5.4.1 高风温的影响 124
5.4.2 高风温的获得 125
5.5 喷吹燃料 126
5.5.1 喷吹燃料对高炉冶炼的影响 126
5.5.2 置换比与喷吹量 128
5.5.3 限制喷吹量的因素 129
5.6 富氧鼓风操作 130
5.6.1 富氧对高炉冶炼的影响 130
5.6.2 富氧鼓风操作特点 131
6 非高炉炼铁 133
6.1 非高炉炼铁概况 133
6.2 直接还原 133
6.2.1 直接还原炼铁法的现状 133
6.2.2 直接还原生产工艺 134
6.3 熔融还原 138
6.3.1 熔融还原炼铁法的现状 138
6.3.2 熔融还原生产工艺 139
炼钢篇 147
7 概述 147
7.1 炼钢的发展历程 147
7.3 炼钢的基本任务 148
7.2 我国钢铁工业的状况 148
7.3.1 钢中的磷 149
7.3.2 钢中的硫 149
7.3.3 钢中的氧 150
7.3.4 钢中的气体 150
7.3.5 钢中的非金属夹杂 151
7.3.6 钢的成分 151
7.4 钢的分类 152
7.4.1 按化学成分分类 152
7.4.2 按冶炼方法和质量水平分类 152
7.4.3 按用途分类 153
8 炼钢的基础理论 155
8.1 钢液的物理性质 155
8.1.1 钢的密度 155
8.1.2 钢的熔点 156
8.1.3 钢液的黏度 156
8.1.4 钢液的表面张力 157
8.1.5 钢的导热能力 159
8.2 熔渣的物理化学性质 160
8.2.1 熔渣的作用、来源、分类与组成 160
8.2.2 熔渣的化学性质 161
8.2.3 熔渣的物理性质 164
8.3 硅、锰的氧化和还原反应 167
8.3.1 硅的氧化和还原 167
8.3.2 锰的氧化和还原 168
8.4 碳氧化反应 169
8.5 钢液的脱磷 171
8.6 钢液的脱硫 174
8.6.1 渣钢间的脱硫反应 174
8.6.2 气化脱硫 176
8.6.3 脱硫反应动力学 176
8.7.1 脱氧的方式 177
8.7.2 脱氧剂和脱氧能力 177
8.7 钢液的脱氧 177
8.7.3 脱氧反应动力学 178
8.7.4 脱氧合金化 179
8.8 铬、钒、铌的氧化 179
8.8.1 铬的氧化与还原 179
8.8.2 钒的氧化 180
8.8.3 铌的氧化 181
8.9 氢、氮的反应 181
8.9.1 铁液中的氢、氮的溶解度 181
8.9.2 影响氢和氮在钢中溶解度的因素 182
9 炼钢用原材料 184
9.1 金属料 184
9.1.1 铁水 184
9.1.3 生铁 185
9.1.4 海绵铁 185
9.1.2 废钢 185
9.1.5 铁合金 186
9.2 非金属料 186
9.2.1 造渣剂 186
9.2.2 增碳剂 188
9.3 氧化剂 188
10 氧气转炉炼钢法 189
10.1.1 一炉钢的吹炼过程和熔池内元素的氧化规律 190
10.1 顶吹氧气转炉炼钢法 190
10.1.2 熔池内炉渣成分和温度的变化规律 193
10.1.3 顶吹氧气转炉炼钢工艺 194
10.2 底吹氧气转炉炼钢法 205
10.2.1 底吹氧气转炉结构特点 206
10.2.2 底吹氧气转炉炉内反应 207
10.3 侧吹氧气转炉炼钢法 210
10.3.1 全氧侧吹转炉炼钢法冶金过程的基本规律 211
10.3.2 全氧侧吹转炉炼钢法的特点与优势 214
10.4 顶底复合吹炼转炉炼钢法 215
10.4.1 顶底复吹转炉炼钢法的类型 216
10.4.2 底部供气元件的类型及特点 216
10.4.3 顶底复吹转炉内的反应 217
10.4.4 顶底复合吹炼转炉少渣冶炼 219
11 电炉炼钢 221
11.1 电炉炼钢的历史及其发展 221
11.1.1 电炉炼钢发展历史 221
11.1.2 电炉炼钢发展前景 222
11.2 电炉炼钢设备 224
11.2.1 电炉的大小与分类 224
11.2.2 电炉的机械结构 225
11.2.3 电炉炼钢的排烟与除尘 228
11.2.4 电炉电气设备 230
11.2.5 电炉电气特性及供电制度 232
11.3.2 传统电炉炼钢冶炼工艺 237
11.3.1 电炉冶炼操作方法 237
11.3 电炉炼钢冶炼工艺 237
11.3.3 现代电炉炼钢冶炼工艺 243
11.3.4 钢液的合金化 246
11.4 现代电炉炼钢技术 248
11.4.1 超高功率电炉的发展及其特征 248
11.4.2 超高功率电炉相关技术 251
11.4.3 废钢预热节能技术 258
11.4.4 直流电弧炉技术 261
11.4.5 高阻抗电弧炉 265
12 炉外处理 268
12.1 炉外处理技术发展概况 268
12.2 炉外处理的基本手段 269
12.2.1 搅拌 269
12.2.2 真空 272
12.2.3 添加精炼剂 272
12.2.4 加热 274
12.3 铁水预处理技术 275
12.3.1 铁水预脱硅 276
12.3.2 铁水预脱硫 278
12.3.3 铁水预脱磷 283
12.3.4 铁水同时脱硫脱磷 285
12.3.5 铁水预处理提钒 289
12.3.6 铁水预处理提铌 291
12.4 钢水二次精炼方法 291
12.4.1 钢包吹氩技术 291
12.4.2 钢包喷射冶金 295
12.4.3 喂线技术 296
12.4.4 循环真空脱气法 297
12.4.5 真空钢包处理 299
12.4.6 电弧加热的真空精炼炉 300
12.4.7 真空电弧脱气精炼炉 300
12.4.8 不锈钢炉外精炼 301
12.5 炉外精炼发展趋势 306
12.5.1 炉外精炼技术的发展趋势 307
12.5.2 尚待解决的问题 307
13 钢的连续浇铸 310
13.1 概述 310
13.1.1 连铸技术发展概况 310
13.1.2 连铸的优越性 311
13.1.3 连铸机的基本机型及其特点 311
13.2 连铸机的主要设备 312
13.2.1 连铸机的基本参数 312
13.2.2 钢包 315
13.2.3 中间包 315
13.2.4 结晶器 317
13.2.5 二次冷却系统 320
13.2.6 拉坯矫直装置 322
13.2.7 引锭装置 323
13.2.10 出坯系统的各种设备 324
13.2.9 铸坯切割装置 324
13.2.8 辊缝测量装置 324
13.2.11 连铸车间布置 325
13.3 钢的凝固及连铸坯的凝固结构 326
13.3.1 钢凝固结晶的特点 326
13.3.2 成分过冷 327
13.3.3 化学成分偏析 328
13.3.4 凝固收缩 329
13.3.5 连铸坯的凝固特征和结构特点 329
13.3.6 连铸凝固传热过程的数学描述 333
13.3.7 连铸坯冷却过程中的相变和应力 336
13.4 连铸操作工艺 337
13.4.1 连铸钢液的准备 337
13.4.2 浇铸前的准备 339
13.4.3 浇钢操作 341
13.4.6 冷却水控制 344
13.4.5 拉速的控制 344
13.4.4 浇铸温度控制 344
13.4.7 保护浇铸 347
13.4.8 保护渣 347
13.4.9 中间包覆盖剂 349
13.5 连铸坯质量 350
13.5.1 连铸坯的纯净度 350
13.5.2 连铸坯表面质量 352
13.5.3 连铸坯内部质量 355
13.5.4 连铸坯形状缺陷 357
13.6 薄板坯连铸连轧 358
13.6.1 薄板坯连铸工艺的优点 358
13.6.2 薄板坯连铸连轧技术的发展历程 359
13.6.3 薄板坯连铸连轧的关键技术 360
13.6.4 典型的薄板坯连铸连轧工艺技术 362
13.6.5 我国的薄板坯连铸连轧技术 364
参考文献 366