煉鋼學

前言

近十年來，我國的鋼鐵工業(yè)持續(xù)高速增長，取得了舉世矚目的成就。全國產鋼能力從十多年前的1億噸，發(fā)展到目前的6億噸左右。鋼鐵生產流程的主流裝備已經達到國際先進水平并立足于國內制造。鋼鐵材料實物質量的穩(wěn)定提高、產品結構的進一步優(yōu)化需要大批鋼鐵冶金的應用型人才。因此，本著理論聯系實際、強調基本理論與實踐相結合、重視工藝操作、注重實用性、突出應用的原則，在認真研究了冶金工程專業(yè)教學大綱的基礎上，為提高學生理論分析能力和培養(yǎng)實際操作能力而編寫本書。本書是冶金行業(yè)“十一五”規(guī)劃教材。根據冶金工程專業(yè)特點，本書重點介紹了煉鋼原理、煉鋼原材料、氣體射流與熔池的作用、轉爐煉鋼工藝制度、復吹轉爐煉鋼、濺渣護爐、煉鋼生產計算機控制、電爐煉鋼、現代電爐煉鋼技術等內容。鐵水預處理和爐外精煉、連續(xù)鑄鋼的相關內容則在另外兩本規(guī)劃教材《爐外處理》、《連續(xù)鑄鋼》中介紹，三本教材可以配套使用。本書由雷亞、楊治立、任正德、孫亞琴、周書才編著。全書共12章，其中，第1、6、9、12章由雷亞編寫，第2章由周書才編寫，第3～5章由孫亞琴編寫，第7、8章由楊治立編寫，第10、11章由任正德編寫，全書由雷亞統(tǒng)稿。鄭沛然審閱了全稿，并提出許多建設性的意見和建議，使本書的內容更加嚴謹。同時，在本書編寫過程中得到，臺金同行的大力支持，引用了他們部分公開發(fā)表的資料，編者在此表示衷心的感謝。由于時間緊迫、經驗不足，加之編者水平有限，書中如有不妥和疏漏之處，懇請讀者批評指正。

內容概要

　　《煉鋼學》根據冶金工程專業(yè)特點，介紹了煉鋼原理、煉鋼原材料、氣體射流與熔池的作用以及轉爐煉鋼工藝制度、復吹轉爐煉鋼、濺渣護爐、煉鋼生產計算機控制、電爐煉鋼、現代電爐煉鋼技術等內容?！　　稛掍搶W》在吸收冶金類相關教材精華的基礎上，注重教材內容的針對性和實用性，未介紹一些與冶金原理、冶金傳輸課程重復的內容，充分照顧到應用型本科學生的實際接受能力，強調應用型人才的培養(yǎng)目標，面向現場應用；加強了與專業(yè)關系密切的內容，緊密結合鋼鐵冶金前沿新技術補充有關內容，將最新科研成果融入《高等學校規(guī)劃教材·煉鋼學》體系中，充實和豐富了教學內容?！　　稛掍搶W》是冶金行業(yè)“十一五”應用型本科學校冶金工程類專業(yè)規(guī)劃教材，也可作為冶金工程技術人員參考書。

書籍目錄

1 概論1.1 煉鋼的發(fā)展過程1.2 我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展1.2.1 鋼產量的迅速增加1.2.2 現代化煉鋼生產流程的建立1.2.3 鋼純凈度的大幅度提高1.2.4 煉鋼技術的重大創(chuàng)新1.3 國外鋼鐵工業(yè)的發(fā)展思考題2 煉鋼的基礎理論2.1 鋼液的物理性質2.1.1 鋼的密度2.1.2 鋼的熔點2.1.3 鋼液的黏度2.1.4 鋼液的表面張力2.1.5 鋼的導熱能力2.2 爐渣的物理化學性質2.2.1 爐渣的作用與組成2.2.2 爐渣的化學性質2.2.3 爐渣的物理性質2.3 熔融金屬中的煉鋼反應2.3.1 反應的物理化學特征2.3.2 單一元素脫除雜質時各組成的變化和控制2.3.3 兩種元素脫除一種雜質時的分析2.4 爐渣和鋼液之間的反應2.4.1 渣量在煉鋼過程中的作用2.4.2 渣量和脫氧的關系2.4.3 鋼渣界面反應2.5 硅、錳的氧化和還原反應2.5.1 硅的氧化和還原2.5.2 錳的氧化與還原2.6 鋼液脫碳2.6.1 氧氣的溶解2.6.2 鋼液中碳的溶解2.6.3 鋼液的脫碳反應2.7 鋼液的脫磷2.7.1 磷對鋼材性能的影響2.7.2 氧化脫磷2.7.3 還原脫磷2.8 鋼液的脫硫2.8.1 金屬熔體中的脫硫2.8.2 爐渣脫硫2.8.3 氣化脫硫2.8.4 脫硫量的確定2.8.5 脫硫反應動力學2.9 鋼液的氧化與脫氧2.9.1 鋼液中元素的氧化2.9.2 鋼液的脫氧2.10 鉻、釩、鈮的氧化2.10.1 鉻的氧化2.10.2 釩的氧化2.10.3 鈮的氧化2.11 氫、氮的反應2.11.1 氣體對鋼的危害2.11.2 氫、氮的溶解度2.11.3 煉鋼過程中氣體的溶解2.11.4 影響氫和氮在鋼中溶解度的因素2.11.5 鋼液的脫氣反應和工藝參數的關系2.12 煉鋼過程中鋼液的攪拌2.12.1 電磁攪拌2.12.2 氣體攪拌2.12.3 RH真空攪拌2.12.4 鋼液出鋼過程中的攪拌功和比攪拌功率思考題3 煉鋼原材料3.1 金屬料3.1.1 鐵水3.1.2 廢鋼3.1.3 生鐵3.1.4 直接還原鐵3.1.5 鐵合金3.2 造渣材料3.2.1 石灰3.2.2 鎂質石灰3.2.3 白云石3.2.4 螢石3.2.5 合成造渣劑3.2.6 菱鎂礦3.2.7 火磚塊3.3 氧化劑、冷卻劑和增碳劑3.3.1 氧化劑3.3.2 冷卻劑3.3.3 增碳劑思考題4 氣體射流與熔池的相互作用4.1 氣體射流的狀態(tài)與特征4.1.1 頂吹供氧的射流4.1.2 底吹供氣的射流4.2 氣體射流與熔池的相互作用4.2.1 頂吹氧射流與熔池的相互作用4.2.2 底吹氣體對熔池的作用4.2.3 復合吹煉氣體對熔池的攪拌思考題5 氧氣頂吹轉爐煉鋼工藝5.1 氧氣轉爐煉鋼工藝概述5.1.1 吹煉過程操作工序5.1.2 轉爐吹煉過程中金屬成分的變化規(guī)律5.1.3 轉爐吹煉過程中熔渣成分的變化規(guī)律5.1.4 轉爐吹煉過程中熔池溫度的變化規(guī)律5.2 裝入制度5.2.1 裝入量的確定5.2.2 裝入制度類型5.2.3 裝料次序5.3 供氧制度5.3.1 供氧制度的內容5.3.2 氧槍5.3.3 供氧參數5.3.4 供氧操作5.4 造渣制度5.4.1 造渣的定義、目的和要求5.4.2 爐渣的形成5.4.3 石灰的溶解機理及影響石灰溶解速度的因素5.4.4 快速成渣的措施5.4.5 成渣路線5.4.6 造渣方法5.4.7 渣料加入量計算5.4.8 渣料加入時間5.4.9 泡沫渣5.5 溫度制度5.5.1 熱量來源與熱量支出5.5.2 出鋼溫度的確定5.5.3 冷卻劑的種類及其冷卻效應5.5.4 吹煉過程的溫度控制5.6 終點控制和出鋼5.6.1 終點的標志5.6.2 終點控制方法5.6.3 人工判斷方法5.6.4 出鋼5.7 脫氧與合金化5.7.1 脫氧目的5.7.2 脫氧劑的選擇原則5.7.3 脫氧方法5.7.4 脫氧操作5.7.5 合金加入量的計算5.8 吹損與噴濺5.8.1 吹損5.8.2 噴濺思考題6 氧氣底吹轉爐和頂底復合吹煉轉爐煉鋼6.1 氧氣底吹轉爐煉鋼6.1.1 氧氣底吹轉爐的發(fā)展6.1.2 氧氣底吹轉爐設備6.1.3 熔池反應的基本特點6.1.4 工藝操作6.2 頂底復合吹煉轉爐的冶金特點……7 濺渣護爐8 轉爐煉鋼計算機控制9 電弧爐煉鋼設備10 電弧爐煉鋼冶煉工藝11 現代電弧爐煉鋼技術12 其他冶煉方法參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：據報道，全世界2008年產鋼13.297億噸。到目前為止，氧氣轉爐仍然是煉鋼的主要方法，其中轉爐鋼及電爐鋼產量占90％。近20余年，全世界電爐煉鋼取得了突飛猛進的發(fā)展。20世紀80年代中期，歐洲各國、美國、日本、韓國、馬來西亞、中國等國家紛紛建設超高功率電爐煉鋼一爐外精煉一連鑄一連軋四位一體的短流程生產線。近年來，電爐鋼比例與日俱增，電弧爐煉鋼工藝發(fā)展很快，在美國、意大利等國，電弧爐煉鋼產量已超過氧氣轉爐煉鋼產量。21世紀電爐煉鋼工藝的基本指導思想是高效、節(jié)能、低消耗、環(huán)保。為了達到這一目標，現代電爐發(fā)展了諸多先進技術，如電爐的超高功率化、強化供氧、廢鋼預熱、人工智能優(yōu)化供電等技術，大大提高了電爐的生產率，降低了電耗和電極消耗，節(jié)省了能源，降低了生產成本，改善了熔池的攪拌性能和冶金性能。當前，轉爐煉鋼仍然是世界煉鋼的主要方法，最近20年來，轉爐煉鋼技術的進步主要是采用了轉爐鐵水預處理、長壽轉爐、長壽復吹、復吹轉爐強化冶煉等先進技術，使轉爐的爐齡、冶煉時間等指標大大提高。為了滿足市場的需求，要求轉爐生產技術進一步發(fā)展，重點應解決以下問題：全面推廣鐵水脫硫預處理工藝，基本實現100％鐵水脫硫；盡快解決目前轉爐回硫較嚴重的問題，充分發(fā)揮鐵水預處理的效果；在大、中型轉爐上推廣高效復吹轉爐冶煉技術；進一步提高轉爐的生產能力；開發(fā)和推廣轉爐全自動吹煉技術及轉爐冶煉高合金鋼生產工藝。

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