冶金爐渣電子理論

內(nèi)容概要

　　治金爐渣電子理論的基礎(chǔ)是電子化學(xué)勢(shì)原理，依據(jù)爐渣電子理論可以計(jì)算出爐渣組元i活度。冶金工藝的本質(zhì)是氧化還原過(guò)程。在計(jì)算爐渣組元i活度時(shí)，應(yīng)用了具有電子化學(xué)勢(shì)內(nèi)涵的氧分壓；考慮到電子熵，推導(dǎo)出可以判斷鋼液中的i元素被氧化進(jìn)入渣中，或渣中組元i被還原而返回鋼液的熱力學(xué)判據(jù)——氧化還原勢(shì)，它表征了微觀粒子——電子——在i元素的氧化還原過(guò)程的熱力學(xué)特征，使原有的爐渣宏觀熱力學(xué)注入量子力學(xué)和量子統(tǒng)計(jì)理念。氧分壓和氧化還原勢(shì)是冶金工藝原理的基本概念，應(yīng)用這一概念得出：非化學(xué)計(jì)量法；冶金反應(yīng)三相平衡論；氣泡理論在冶金平衡中的應(yīng)用；鐵液溶氧與鐵的氧化還原勢(shì)；研究渣中組元i擴(kuò)散遷移時(shí)，采用氣相氧分壓對(duì)菲克第一定律的修正；氧化還原勢(shì)，對(duì)渣一金界面張力的影響；監(jiān)測(cè)氣相氧分壓的原理。由上述諸多理念，形成了“冶金鋼工藝原理”。在書(shū)中應(yīng)用上述有關(guān)的理論，討論了電爐煉鋼過(guò)程工藝參數(shù)制定，節(jié)能減排，精煉去除鋼液中有害元素i，調(diào)整爐渣成分的理論依據(jù)；完善冶金動(dòng)力學(xué)的若干原理，新工藝流程，改進(jìn)冶金車(chē)間設(shè)計(jì)和冶金設(shè)備。電爐煉鋼工藝原理給出的基礎(chǔ)技術(shù)是根據(jù)冶金工藝任務(wù)的要求，調(diào)整冶金溫度，調(diào)整氣相氧分壓，與氧化還原勢(shì)的關(guān)系。依據(jù)“爐渣電子理論”計(jì)算出氧化還原勢(shì)，給出鋼中i元素氧化還原的熱力學(xué)條件，然后在爐渣和金屬液組成分一定的條件下，運(yùn)用控制或調(diào)整冶金工藝過(guò)程的兩個(gè)主要工藝參數(shù)——鋼液溫度及爐氣氧分壓，達(dá)到實(shí)現(xiàn)金屬液i元素被氧化進(jìn)入渣中，或渣中組元i被還原由爐渣返回金屬液的目的。若金屬液中還存在j元素，為實(shí)現(xiàn)脫出金屬液中的j元素，且同時(shí)要保護(hù)金屬液中的i元素不被氧化，仍可以依據(jù)i元素與j元素給出的相應(yīng)的熱力學(xué)條件，同樣可以用調(diào)整工藝參數(shù)氧分壓和金屬液溫度的工藝參數(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。書(shū)中加入了已在國(guó)內(nèi)外發(fā)表的應(yīng)用“冶金工藝原理”探討爐外精煉技術(shù)爐渣電子理論的相關(guān)文章，它們是我們探索電子化學(xué)勢(shì)原理——?dú)庀嘌醴謮骸⒁苯饻囟?、組成分如何完善冶金工藝參數(shù)歷程的見(jiàn)證。

作者簡(jiǎn)介

徐世錚，1937年1月生，黑龍江哈爾濱人，東北大學(xué)教授。1960年畢業(yè)于東北工學(xué)院（現(xiàn)東北大學(xué)）鋼鐵冶金系，畢業(yè)后留校任教，從事電冶金教學(xué)與科研工作，1992年獲蘇聯(lián)技術(shù)科學(xué)博士學(xué)位，曾任東北大學(xué)電冶金教研室主任、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)特殊鋼學(xué)會(huì)理事。主持“六五”國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目“VHD精煉工藝和鋼種質(zhì)量研究”，并于1988年獲國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。在世界范圍內(nèi)，首次應(yīng)用電子化學(xué)勢(shì)原理討論冶金氧化-還原過(guò)程中氣相氧分壓對(duì)冶金反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的主導(dǎo)作用，推出冶金爐渣活度理論計(jì)算公式，實(shí)現(xiàn)了冶金爐渣組元活度的理論計(jì)算。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文30余篇，1992年起享受政府特殊津貼。

書(shū)籍目錄

第1章 歷史上的爐渣熱力學(xué)1.1 爐渣分子理論1.2 爐渣正規(guī)離子理論1.3 爐渣電子熱力學(xué)函數(shù)理論1.4 元素i在金屬與爐渣間的分配1.5 附注第2章 爐渣電子理論及其應(yīng)用2.1 爐渣電子理論2.1.1 爐渣電子理論簡(jiǎn)介2.1.2 冶金爐渣電子理論及爐渣組元i活度的導(dǎo)出2.1.3 討論2.1.4 小結(jié)2.2 冶金爐渣電子理論的應(yīng)用2.3 對(duì)計(jì)算結(jié)果的討論第3章 冶金工藝原理3.1 非化學(xué)計(jì)量法3.1.1 引言3.1.2 臺(tái)金熱力學(xué)模型3.2 冶金反應(yīng)三相平衡論3.2.1 用化學(xué)計(jì)量法表示冶金過(guò)程反應(yīng)平衡3.2.2 臺(tái)金過(guò)程系統(tǒng)吉布斯自由能變量與冶金反應(yīng)平衡3.2.3 用非化學(xué)計(jì)量法表示冶金反應(yīng)過(guò)程的三相平衡3.2.4 臺(tái)金體系處于平衡狀態(tài)的平衡點(diǎn)3.2.5 本節(jié)小結(jié)3.3 Study on the non-stoichiometric metallurgical process-a model for the bath- smelting process3.3.1 Model3.3.2 Valency of Element i in Slag (Valency Factor)3.3.3 Discussion of Experimental Results3.3.4 Conclusion3.4 氣泡理論在控制冶金反應(yīng)平衡中的應(yīng)用3.4.1 E-F(或UHP-EF)氧化期生成的C-O氣泡3.4.2 LF爐經(jīng)包底透氣磚向鋼液吹人氬氣3.4.3 VD過(guò)程3.5 鐵的氧化還原勢(shì)3.6 鐵液中氧的飽和溶解度3.7 氣相氧分壓對(duì)渣中應(yīng)用菲克第一定律的修正3.8 氧化還原勢(shì)與渣-金界面張力間關(guān)系3.9 冶金過(guò)程對(duì)氣相中氧分壓的監(jiān)測(cè)原理3.9.1 連續(xù)在線測(cè)量爐氣氧分壓法3.9.2 儀器的設(shè)計(jì)3.9.3 有關(guān)pⅠO1，pⅡO2的計(jì)算值3.10 本章小結(jié)第4章 脫碳4.1 脫碳熱力學(xué)4.2 脫碳動(dòng)力學(xué)4.3 氧化還原勢(shì)與脫碳4.3.1 碳氧反應(yīng)的生成物4.3.2 氧化還原勢(shì)與C-O反應(yīng)4.3.3 氣相中的氧分壓Po,決定對(duì)鋼液中i元素的選擇氧化4.4.AOD煉不銹鋼4.4.1 引言4.4.2 AOD法冶煉不銹鋼的工藝參數(shù)的討論4.4.3 中國(guó)及世界上30余年AOD實(shí)踐對(duì)冶金工藝?yán)碚撗芯康膯⑹?.5 應(yīng)用冶金爐渣電子理論研究AOD過(guò)程冶煉不銹鋼脫碳保鉻的原理4.5.1 基本概念4.5.2 AOD過(guò)程的基本冶金反應(yīng)4.5.3 用pO2和氧化還原勢(shì)，討論AOD過(guò)程的脫碳保鉻4.6 AOD法冶煉不銹鋼過(guò)程中Ar／O2值的確定4.7 AOD爐冶煉18-8型不銹鋼吹煉工藝參數(shù)的討論……第5章 脫氫脫氮第6章 脫氧第7章 脫硫第8章 脫磷第9章 鋼的合金化第10章 VHDL精煉原理與工藝參數(shù)回顧與展望后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：2.1爐渣電子理論2.1.1爐渣電子理論簡(jiǎn)介爐渣理論是電爐煉鋼工藝?yán)碚摵图夹g(shù)的重要組成部分。人類(lèi)從事鋼鐵生產(chǎn)實(shí)踐已有三千余年，近代冶金工藝?yán)碚摰难芯繗v史僅有80余年。20世紀(jì)30年代出現(xiàn)爐渣分子理論，50年代有了爐渣離子理論，70年代建立了爐渣電子熱力學(xué)函數(shù)理論等。發(fā)展中的爐渣熱力學(xué)理論，繼承了前者的合理內(nèi)核。諸如，爐渣正規(guī)離子理論，在繼承爐渣分子理論的化學(xué)計(jì)量法與質(zhì)量作用定律的基礎(chǔ)上，將化學(xué)勢(shì)的概念引進(jìn)冶金熱力學(xué)的平衡理論中。爐渣電子熱力學(xué)函數(shù)理論，既繼承前兩類(lèi)理論的合理部分，又運(yùn)用量子力學(xué)與量子統(tǒng)計(jì)原理，指出爐渣正規(guī)離子理論給出的爐渣組元i的活度僅是局部活度。爐渣電子熱力學(xué)函數(shù)理論完成了爐渣組元i化學(xué)勢(shì)的推導(dǎo)，提出氣相氧分壓具有電子化學(xué)勢(shì)內(nèi)涵的論述，并完成爐渣組元i局部活度的理論計(jì)算。20世紀(jì)50年代，冶金工藝過(guò)程開(kāi)始采用氧氣煉鋼，在特殊鋼生產(chǎn)上，采用氧氣、氬氣、氬氧混合氣體、真空精煉技術(shù)、超高功率電爐技術(shù)、連鑄技術(shù)等。其中著重提出的是氧氣煉鋼技術(shù)、氬氧混合氣體精煉不銹鋼技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐，它不僅告別了鐵礦石煉鋼的歷史，重要的是，這一生產(chǎn)實(shí)踐宣告了氣相氧分壓，控制冶金工藝時(shí)代的到來(lái)，成為現(xiàn)代冶金工藝?yán)碚撆c技術(shù)研究的里程碑。正是在上述背景下，結(jié)合教學(xué)、科研和生產(chǎn)實(shí)踐，開(kāi)始了冶金爐渣電子理論的研究。

編輯推薦

《冶金爐渣電子理論》是由東北大學(xué)出版社出版的。

圖書(shū)封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    冶金爐渣電子理論 PDF格式下載

---