鐵合金生產工藝與設備

前言

本書是按照教育部高職高專人才培養(yǎng)目標和教學規(guī)格應具有的知識與能力結構和素質要求，依據冶金行業(yè)“十一五”高職教材出版規(guī)劃，在總結近幾年高職鐵合金課程的教學經驗，并征求相關企業(yè)技術人員意見的基礎上編寫而成的。在編寫過程中，根據高職高專辦學理念及人才培養(yǎng)目標，力求體現職業(yè)技術教育特色，注重教材的針對性，以職業(yè)（崗位）需求為依據，理論教學內容以“必需、夠用”為標準；為突出高職教育特點，加強了實踐性教學內容，注重學生職業(yè)技能和動手能力的培養(yǎng)，著重生產實際、生產實例的介紹，力求理論聯系實踐，并注意吸收國內外有關先進的技術成果和生產經驗，充實了必要的基礎知識和基本操作技能方面的內容。本書可作為高等職業(yè)技術教育冶金技術專業(yè)教學用書，也可用于鋼鐵冶金企業(yè)職工培訓或供相關領域的工程技術人員參考。鐵合金品種繁多，本書以硅、錳、鉻系合金生產為主，系統(tǒng)闡述了礦熱爐、電極、爐襯及各主要品種的生產工藝和常見事故的處理，還敘述了鉬鐵、鈦鐵、釩鐵、鎢鐵及稀土鐵合金的冶煉、車間概況、主要技術指標、環(huán)境保護與綜合利用等。在編寫過程中，選用了國內同行編寫的有關文獻中的部分內容，在此向文獻作者表示感謝。本書由貴州師范大學材料與建筑工程學院劉衛(wèi)、吉林電子信息職業(yè)技術學院王宏啟任主編。參加本書編寫工作的有：貴州師范大學材料與建筑工程學院丁彤（第1、7、9章）、劉衛(wèi)（緒論、第2、5、6、lO章），內蒙古機電職業(yè)技術學院石富（第3、4、12章），吉林電子信息職業(yè)技術學院王宏啟（第8、11、13章）。

內容概要

本書以硅、錳、鉻系合金生產工藝為主，系統(tǒng)介紹了鐵合金冶煉的基本原理及生產設備，礦熱爐的電熱原理與基本參數，車間布置及電極、爐襯，鉬鐵、鈦鐵、釩鐵、鎢鐵、稀土鐵合金的冶煉工藝及鐵合金生產的環(huán)境保護與綜合利用。    本書可供高等職業(yè)技術院校教學之用，亦可作為職業(yè)技術培訓教材，還可供相關領域的工程技術人員參考。

書籍目錄

緒論1  鐵合金冶煉的基本原理  1.1  鐵合金冶煉的本質  1.2  選擇性還原理論在鐵合金中的廣泛應用    1.2.1  選擇性還原與鐵合金生產的關系    1.2.2  選擇還原計算舉例  1.3  用氧化物生成自由能與溫度關系圖作指導選擇還原劑    1.3.1  碳質還原劑及其特點    1.3.2  金屬還原劑    1.3.3  氧化精煉是鐵合金冶煉中的新概念  復習思考題2  電極和爐襯  2.1  電極    2.1.1  電極的分類、性能及其用途    2.1.2  自焙電極的制作    2.1.3  自焙電極的燒結    2.1.4  自焙電極的接長和下放    2.1.5  自焙電極常見事故及其處理    2.1.6  電極的消耗  2.2  電爐爐襯    2.2.1  耐火材料的種類、要求及其選擇    2.2.2  爐襯的砌筑    2.2.3  鐵合金電爐烘爐、開爐、停爐和洗爐  復習思考題3  鐵合金車間及主要設備  3.1  鐵合金車間概述    3.1.1  鐵合金廠的布置和運輸    3.1.2  生產規(guī)模的確定    3.1.3  車間組成與布置    3.1.4  精煉電爐車間的布置    3.1.5  鐵合金生產的技術經濟指標  3.2  礦熱爐機械設備    3.2.1  礦熱爐概述    3.2.2  爐體    3.2.3  電極系統(tǒng)    3.2.4  液壓系統(tǒng)    3.2.5  排煙罩及通風裝置  3.3  礦熱爐供電系統(tǒng)    3.3.1  供電系統(tǒng)組成    3.3.2  礦熱爐變壓器    3.3.3  短網  3.4  鐵合金電爐的電氣控制    3.4.1  供電自動控制    3.4.2  工廠電能需要量控制    3.4.3  電極壓放自動控制    3.4.4  電爐功率調節(jié)    3.4.5  電極深度的控制    3.4.6  上料控制及稱量控制    3.4.7  過程計算機控制  復習思考題4  礦熱爐的電熱原理與基本參數  4.1  礦熱爐中的電弧現象    4.1.1  電弧生成機理　　4.1.2　電孤特性　　4.1.3　電孤傳熱過程　4.2　礦熱爐電路分析　　4.2.1　爐內電流回路　　4.2.2　電爐操作電阻　　4.2.3　電爐電抗和諧波　　4.2.4　電爐電流的交互作用　4.3　礦熱爐的電氣特性　　4.3.1　電流圓圖　　4.3.2　特定電壓級下電爐的特性曲線　　4.3.3　特性曲線組和恒電阻曲線　　4.3.4　三相電爐各相功率不平衡現象　　4.3.5　功率不平衡的監(jiān)測和預防　　4.3.6　電爐的經濟運行　4.4　鐵合金電爐參數計算及選擇　　4.4.1　電爐參數的簡易計算法    ……5  硅系合金的冶煉6  錳系合金的冶煉7  鉻系合金的冶煉8  鉬鐵的冶煉9  鈦鐵的冶煉10  釩鐵的冶煉11  鎢鐵的冶煉12  稀土鐵合金的冶煉13  環(huán)境保護與綜合利用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1 鐵合金冶煉的基本原理1.3　用氧化物生成自由能與溫度關系圖作指導選擇還原劑鐵合金冶煉過程是爐料在高溫下進行復雜的物理化學變化的過程，各種不同的氧化物有自己的化學性質和化學行為。前節(jié)討論了根據氧化物的還原度（分解壓力）推導出選擇性還原的規(guī)律。但還原什么氧化物，應采用什么樣的還原劑，要在什么溫度下進行，采用什么冶煉方法和冶煉設備？這些要從元素生成氧化物的標準摩爾吉布斯自由能與溫度的關系來判斷和選擇，決定充當還原劑的元素或被還原的可能性。在物理化學課程中已介紹了氧化物的標準吉布斯自由能和溫度的關系圖，這里結合鐵合金冶煉來討論一下還原劑的選擇問題。圖1．5是一個溫度范圍更寬、適合鐵合金冶煉使用的△G時與r的關系圖，從圖中可以看出，除碳生成CO反應之外，所有氧化物的標準吉布斯自由能變△Ge的負值都是隨溫度的升高而減小，即氧化物的穩(wěn)定性隨溫度的升高而降低。而只有CO的標準吉布斯自由能變化隨溫度升高而負值增大，即其穩(wěn)定性增大。所以，碳可以做所有金屬氧化物的還原劑，只是不同氧化物反應開始溫度不同而已。穩(wěn)定性小的氧化物開始反應的溫度低；穩(wěn)定性大的氧化物開始反應的溫度高。如圖1—5所示，圖的左半部CO與NiO、CoO、FeO、P2O5的交點處在低于800℃的范圍內，說明用碳還原它們開始反應溫度低于800℃；在圖的右半部，CO線與cr2O3、MnO、V2O3、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgO、CaO線的交點所處范圍內溫度較高，如Cr2O5，被碳還原開始反應溫度為1247℃，CaO被碳還原開始反應溫度為2145℃，所以選擇碳作為鐵合金冶煉的主要還原劑。

編輯推薦

《鐵合金生產工藝與設備》以硅、錳、鉻系合金生產為主，系統(tǒng)闡述了礦熱爐、電極、爐襯及各主要品種的生產工藝和常見事故的處理，還敘述了鉬鐵、鈦鐵、釩鐵、鎢鐵及稀土鐵合金的冶煉、車間概況、主要技術指標、環(huán)境保護與綜合利用等。在編寫過程中，選用了國內同行編寫的有關文獻中的部分內容，在此向文獻作者表示感謝。

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