1 绪论 1
1.1 冶金基本概念 1
1.1.1 冶金方法 1
1.1.2 主要冶金过程简介 1
1.2 钢铁工业 2
1.2.1 钢铁工业在国民经济中的重要地位与作用 2
1.2.2 新一代钢铁材料主要特征 3
1.2.3 钢与生铁的区别 3
1.2.4 现代钢铁冶炼的发展历程 4
1.2.5 我国钢铁工业的…发展 5
1.3 现代钢铁生产工艺流程 6
1.3.1 长流程与短流程 6
1.3.2 炼钢过程工序功能的分解与集成 8
1.3.3 绿色冶金的基本流程 9
1.4 钢铁主要产品及副产品 11
1.4.1 钢铁冶炼主要产品 11
1.4.2 钢铁冶炼副产品 14
1.5 钢铁生产技术经济指标 16
1.5.1 高炉生产主要技术经济指标 16
1.5.2 炼钢生产主要技术经济指标 17
复习思考题 20
2 高炉炼铁原料 21
2.1 铁矿石 21
2.1.1 天然矿物 21
2.1.2 铁矿石的分类及特性 22
2.1.3 铁矿石质量评价 23
2.1.4 铁矿石的准备处理 25
2.2 高炉熔剂 27
2.2.1 熔剂的作用 27
2.2.2 熔剂的种类 27
2.2.3 对碱性熔剂的质量要求 27
2.3 高炉燃料 27
2.3.1 焦炭 28
2.3.2 喷吹煤粉 31
2.3.3 喷吹其他燃料 33
2.4 铁矿粉造块 34
2.4.1 铁矿粉造块的意义 34
2.4.2 铁矿粉造块的联结力 34
2.5 烧结矿的生产过程 35
2.5.1 烧结矿生产的工艺流程 35
2.5.2 抽风式烧结过程概述 36
2.5.3 烧结过程主要化学反应 37
2.5.4 烧结矿的质量指标 38
2.5.5 烧结过程中的固相反应 39
2.5.6 烧结过程液相生成与冷却结晶 42
2.5.7 烧结矿的矿物组成及结构 46
2.5.8 强化烧结的技术措施 47
2.5.9 烧结厂生产技术经济指标 50
2.5.10 烧结生产设备 52
2.5.11 烧结新工艺 52
2.6 球团矿生产 55
2.6.1 球团矿质量指标 55
2.6.2 生球形成 57
2.6.3 球团焙烧固结 58
2.6.4 球团焙烧设备及工艺特点 60
复习思考题 63
3 高炉炼铁原理 64
3.1 高炉内还原过程与生铁的形成 64
3.1.1 高炉内基本现象和基本规律 64
3.1.2 炉料的蒸发、挥发、分解与气化 66
3.1.3 铁氧化物还原反应的热力学 69
3.1.4 非铁元素的还原 78
3.1.5 直接还原和间接还原 81
3.1.6 铁氧化物还原反应的动力学 84
3.1.7 生铁的形成与渗碳过程 86
3.2 高炉炉渣与脱硫 87
3.2.1 高炉渣的来源 88
3.2.2 高炉渣的成分与作用 88
3.2.3 高炉渣的性质及其影响因素 89
3.2.4 高炉内的成渣过程 94
3.2.5 高炉内的脱硫& 9 5
3.3 燃料燃烧及煤气在高炉内的变化 99
3.3.1 风口前的燃烧反应 99
3.3.2 理论燃烧温度与炉缸内的温度分布 101
3.3.3 高炉内的煤气运动 105
3.3.4 高炉内的热交换 108
3.4 高炉内炉料的运动 109
3.4.1 炉料的下降与力学分析 110
3.4.2 料柱的透气性 112
3.4.3 高炉上部的调剂 113
复习思考题 114
4 高炉炼铁工艺 115
4.1 高炉炼铁概述 115
4.1.1 高炉炼铁生产过程 115
4.1.2 高炉炼铁的基本原则 116
4.2 高炉操作制度 119
4.2.1 装料制度 119
4.2.2 送风制度&二 123
4.2.3 造渣制度 125
4.2.4 炉缸热制度 126
4.2.5 高炉冷却制度 127
4.3 炉况判断 127
4.3.1 正常炉况 127
4.3.2 异常炉况 129
4.4 开炉、休风、停炉 130
4.4.1 开炉 130
4.4.2 休风 131
4.4.3 高炉停炉 132
4.5 炼铁技术的发展 132
4.5.1 高炉大型化 132
4.5.2 精料 133
4.5.3 高压操作 133
4.5.4 高风温 133
4.5.5 喷吹燃料及综合鼓风 134
4.5.6 炉顶煤气余压发电 134
4.5.7 高炉长寿技术 135
4.5.8 高炉中心加焦技术 135
4.5.9 冶炼低硅生铁 137
4.5.10 含钦物料护炉技术 141
复习思考题 144
5 高炉炼铁设备 145
5.1 高炉本体 145
5.1.1 高炉内型 145
5.1.2 高炉炉衬 146
5.1.3 高炉冷却设施 148
5.1.4 高炉基础 152
5.1.5 高炉金属结构 152
5.1.6 炉顶装料装置 153
5.2 原料供应系统 154
5.2.1 原料的卸车、贮存与运输 155
5.2.2 贮矿槽、焦槽 155
5.2.3 槽下供料 155
5.2.4 炉顶上料系统 155
5.3 送风系统 156
5.3.1 高炉鼓风机 156
5.3.2 热风炉系统 156
5.4 煤气净化除尘系统 158
5.4.1 除尘的基本原理 158
5.4.2 常用除尘设备 158
5.5 渣铁处理系统 160
5.6 高炉喷吹系统 161
5.6.1 喷煤工艺及设备 161
5.6.2 喷煤技术的发展 163
5.6.3 烟煤喷吹的安全措施 164
复习思考题 165
6 非高炉炼铁 166
6.1 概述 166
6.1.1 直接还原法与熔融还原法 166
6.1.2 非高炉炼铁的发展及特点 167
6.1.3 非高炉炼铁的方法及分类 167
6.2 直接还原法简介 168
6.2.1 希尔法 168
6.2.2 Midrex法（竖炉法） 169
6.2.3 Fior法（流态化法） 170
6.2.4 SL-RN法（回转窑法） 171
6.3 熔融还原法 172
6.3.1 一步熔融还原法 172
6.3.2 二步熔融还原法 174
6.4 非高炉炼铁的技术经济指标 176
6.4.1 直接还原法炼铁的主要技术经济指标 176
6.4.2 熔融还原法炼铁的主要技术经济指标 178
复习思考题 179
7 铁合金生产 180
7.1 铁合金生产概述 180
7.1.1 铁合金的用途 180
7.1.2 铁合金的分类 180
7.1.3 铁合金的生产方法 181
7.1.4 铁合金生产技术的发展趋势 181
7.2 铁合金生产的基本原理 182
7.2.1 铁合金冶炼的本质 182
7.2.2 还原剂的选择 183
7.3 铁合金的生产方法 185
7.3.1 高炉法 185
7.3.2 电炉法 185
7.3.3 炉外法（金属热法） 186
7.3.4 真空碳还原法 187
7.3.5 氧气转炉法 187
7.4 硅、锰、铬系铁合金的生产 187
7.4.1 硅系铁合金 187
7.4.2 锰系铁合金 190
7.4.3 铬系铁合金 195
复习思考题 197
8 炼钢基本原理 198
8.1 炼钢基本任务 198
8.2 炼钢炉渣 199
8.2.1 炼钢炉渣的作用、来源、分类与组成 199
8.2.2 炼钢炉渣的主要性质 200
8.2.3 造渣 202
8.3 炼钢熔池中元素的氧化次序 204
8.3.1 炼钢熔池中氧的来源及铁液中元素的氧化方式 204
8.3.2 炼钢熔池中元素的氧化次序 205
8.4 炼钢过程的基本反应 206
8.4.1 碳氧化反应 206
8.4.2 硅的氧化和还原 207
8.4.3 锰的氧化和还原 207
8.4.4 脱磷反应 208
8.4.5 脱硫反应 210
8.4.6 钢液的脱氧与合金化 211
8.5 钢中气体 215
8.5.1 钢中的氮 215
8.5.2 钢中的氢 219
8.5.3 常压下的钢液脱气 222
8.6 钢中的非金属夹杂物 224
8.6.1 非金属夹杂物的分类 224
8.6.2 减少钢中非金属夹杂物的途径 227
复习思考题 229
9 炼钢原材料 230
9.1 金属料 230
9.1.1 铁水 230
9.1.2 生铁块 231
9.1.3 废钢 232
9.1.4 直接还原铁 232
9.1.5 碳化铁 233
9.1.6 铁合金 233
9.2 炼钢辅助材料 233
9.2.1 造渣材料 233
9.2.2 氧化剂 235
9.2.3 冷却剂 236
9.2.4 增碳剂 236
9.2.5 炼钢用气体 236
9.3 炼钢用耐火材料 237
9.3.1 耐火材料的分类 237
9.3.2 耐火材料的主要性质 238
9.3.3 耐火材料损毁的原因及防止措施 238
复习思考题 239
10 氧气转炉炼钢 241
10.1 氧气顶吹转炉炼钢法 243
10.1.1 氧气顶吹转炉炼钢特点 243
10.1.2 一炉钢的冶炼过程 243
10.1.3 转炉吹炼过程金属成分的变化规律 243
10.1.4 熔渣成分的变化规律 249
10.1.5 熔池温度的变化规律 250
10.1.6 氧气顶吹转炉炼钢工艺 251
10.1.7 氧气顶吹转炉炼钢过程自动控制 263
10.1.8 氧气顶吹转炉炼钢主要设备 267
10.2 底吹氧气转炉炼钢法 279
10.2.1 底吹氧气转炉结构特点 280
10.2.2 底吹氧气转炉炉内反应 280
10.3 顶底复合吹炼转炉炼钢法 283
10.3.1 顶底复吹转炉炼钢法的类型 283
10.3.2 底部供气元件的类型及特点 284
10.3.3 底部供气元件的寿命 284
10.3.4 顶底复吹转炉内的反应 286
10.3.5 复吹转炉的冶金特点 289
10.3.6 复合吹炼转炉少渣冶炼 289
复习思考题 291
11 电弧炉炼钢 292
11.1 电弧炉炼钢概述 292
11.1.1 电弧炉炼钢特点 292
11.1.2 电弧炉炼钢技术的发展 294
11.1.3 电弧炉炼钢操作方法 295
11.2 传统电弧炉炼钢工艺过程 298
11.2.1 原料 298
11.2.2 补炉 298
11.2.3 装料 299
11.2.4 炉料的熔化冶炼 300
11.2.5 钢液的氧化期冶炼 303
11.2.6 钢液的还原期冶炼 311
11.3 现代电弧炉炼钢冶炼工艺 313
11.3.1 现代电弧炉的功能演化 313
11.3.2 超高功率电弧炉冶炼工艺 314
11.3.3 UHP电弧炉炼钢多元化的能量利用技术 319
11.3.4 直流电弧炉 323
11.3.5 电弧炉炼钢的节能降耗技术 326
11.4 电弧炉炼钢设备 329
11.4.1 电弧炉的机械设备 330
11.4.2 电炉电气设备 335
复习思考题 337
12 铁水预处理与钢水炉外精炼 338
12.1 概述 338
12.2 铁水炉外预处理 339
12.2.1 铁水炉外预脱硅处理 339
12.2.2 铁水炉外预脱硫处理 341
12.2.3 铁水预脱磷处理 344
12.2.4 铁水同时脱硫脱磷预处理 346
12.3 钢水炉外精炼 348
12.3.1 炉外精炼简介 348
12.3.2 炉外精炼的理论基础 352
12.3.3 炉外精炼技术的选择 361
12.4 炉外精炼方法简介 362
12.4.1 钢包炉精炼法（LF（V）法） 362
12.4.2 真空吹氢脱气法（VD）法） 364
12.4.3 循环真空脱气法（RH法） 365
12.4.4 真空提升脱气法（DH法） 367
12.4.5 ASEA-SKF钢包精炼法 368
12.4.6 真空吹氧脱碳法（VOD法） 369
12.4.7 电弧加热钢包脱气法（VAD法） 370
12.4.8 氢氧脱碳法（AOD法） 371
12.4.9 CAS法及CAS-OB法 372
12.4.10 钢包喷射冶金 374
12.4.11 喂线法 375
复习思考题 376
13 连续铸钢 377
13.1 概述 377
13.1.1 连铸技术的发展概况 377
13.1.2 连铸机的机型与分类 378
13.1.3 连铸机的基本参数 379
13.1.4 连续铸钢的优越性 381
13.2 连铸机的主要设备 381
13.2.1 钢包 381
13.2.2 中间包 383
13.2.3 中间包车 387
13.2.4 结晶器 388
13.2.5 二次冷却装置 393
13.2.6 拉坯矫直装置 395
13.2.7 引锭装置 396
13.2.8 辊缝测量装置 397
13.2.9 铸坯切割装置 398
13.2.10 铸坯输出装置 399
13.3 钢液凝固理论 399
13.3.1 金属的结晶条件 400
13.3.2 钢液的结晶 403
13.3.3 铸坯凝固过程中的应力 407
13.3.4 连铸坯的凝固 408
13.3.5 铸坯在二冷区的凝固 411
13.3.6 连铸坯的凝固结构及控制 413
13.4 连铸工艺 414
13.4.1 钢水的准备 414
13.4.2 开浇操作 416
13.4.3 正常浇注操作 417
13.4.4 冷却制度的控制 418
13.4.5 保护浇注及液面控制 420
13.4.6 多炉连浇技术 420
13.4.7 停浇操作 420
13.4.8 连铸坯的精整 420
13.4.9 连续铸钢的技术经济指标 420
13.4.10 中间包冶金 422
13.4.11 保护渣 422
13.5 连铸坯质量 422
13.5.1 连铸坯的纯净度 423
13.5.2 连铸坯表面质量 423
13.5.3 连铸坯内部质量 426
13.5.4 连铸坯形状缺陷 428
13.6 薄板坯连铸连轧技术 429
13.6.1 薄板坯连铸工艺的优点 429
13.6.2 薄板坯连铸连轧的关键技术 429
13.6.3 典型的薄板坯连铸连轧工艺设备技术 430
13.6.4 我国的薄板坯连铸连轧技术 431
13.7 薄带连铸技术 431
13.7.1 双辊薄带连铸机 432
13.7.2 单辊薄带连铸机 432
13.7.3 Eurostrip薄带连铸机 432
13.7.4 双带式薄板坯连铸技术 433
复习思考题 433
参考文献 435