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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