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1 概述1

1.1 炼钢的基本任务1

1.1.1 去除杂质1

1.1.2 调整钢的成分7

1.1.3 调整钢液温度8

1.2 钢的分类及其对性能的要求8

1.2.1 钢的分类8

1.2.2 对钢的性能要求9

1.2.3 新一代钢铁材料主要特征12

1.2.4 钢铁工业在国民经济中的重要地位与作用12

1.3 现代炼钢法的发展历程13

1.4 炼钢炉内的主要反应14

1.5 现代钢铁生产工艺流程15

1.5.1 长流程与短流程15

1.5.2 炼钢过程工序功能的分解与集成16

1.6 炼钢技术经济指标17

1.6.1 生产率17

1.6.2 质量19

1.6.3 品种19

1.6.4 消耗19

1.6.5 成本与利润20

1.7 我国钢铁工业的发展21

1.7.1 近代钢铁工业状况21

1.7.2 中国钢铁工业的发展战略21

思考题23

2.1 金属料24

2.1.1 铁水24

2 炼钢用原材料24

2.1.2 废钢26

2.1.3 生铁28

2.1.4 直接还原铁29

2.1.5 碳化铁30

2.1.6 铁合金30

2.2 造渣材料34

2.2.1 石灰34

2.2.3 白云石37

2.2.4 合成造渣剂37

2.2.2 萤石37

2.2.5 菱镁矿38

2.2.6 火砖块38

2.3 氧化剂、冷却剂和增碳剂38

2.3.1 氧化剂38

2.3.2 冷却剂39

2.3.3 增碳剂39

2.4 铁水预处理39

2.4.1 铁水预脱硫工艺39

2.4.2 铁水预脱硅工艺48

2.4.3 铁水预脱磷工艺51

2.4.4 铁水预处理提钒55

2.5.2 电炉钢铁料结构57

2.5.1 转炉钢铁料结构57

2.4.5 铁水预处理提铌57

2.5 合理钢铁料结构57

思考题58

3 气体射流及其与熔池的相互作用59

3.1 气体射流的状态与特征59

3.1.1 顶吹供氧的射流59

3.1.2 底吹供气的射流64

3.2 气体射流与熔池之间的相互作用66

3.2.1 顶吹氧射流与熔池的相互作用66

3.2.2 底吹气体对熔池的作用73

思考题77

4 转炉炼钢方法及其冶金特点78

4.1.1 吹炼过程操作工序79

4.1 氧气顶吹转炉炼钢法79

4.1.2 转炉吹炼过程中金属成分的变化规律80

4.1.3 熔渣成分的变化规律86

4.1.4 熔池温度的变化规律87

4.1.5 氧气顶吹转炉炼钢法的特点88

4.2 氧气底吹转炉炼钢法89

4.2.1 氧气底吹转炉设备90

4.2.2 熔池反应的基本特点91

4.2.3 “底吹转炉”与“顶吹转炉”的比较94

4.3 氧气顶底复吹转炉炼钢法94

4.3.1 顶底复吹转炉炼钢工艺类型95

4.3.2 复吹转炉的底吹气体和供气元件95

4.3.3 复吹转炉内的冶金反应105

4.3.4 冶金特点109

思考题110

5 转炉炼钢冶炼工艺111

5.1 装入制度111

5.1.1 装入量的确定111

5.1.2 装入制度112

5.1.3 装料次序112

5.2 供气制度112

5.2.1 供氧制度112

5.2.2 复合吹炼的底部供气119

5.3 造渣制度123

5.3.1 炉渣的形成123

5.3.2 造渣方法130

5.3.3 白云石造渣131

5.3.4 渣料加入量确定132

5.3.5 渣料加入时间133

5.3.6 吹损与喷溅133

5.4 温度控制135

5.4.1 出钢温度的确定136

5.4.2 热量来源和热量消耗137

5.4.3 冷却剂的种类及其冷却效应138

5.4.4 温度控制139

5.5 终点控制和出钢142

5.5.1 终点的标志142

5.5.2 终点经验控制与判断143

5.5.3 自动控制147

5.5.4 出钢159

5.6.1 不同钢种的脱氧162

5.6 脱氧及合金化制度162

5.6.2 脱氧方法164

5.6.3 合金的加入原则165

5.6.4 脱氧操作166

5.6.5 合金加入量的确定166

5.6.6 钢的微合金化168

5.7 复吹转炉少渣冶炼与强化冶炼177

5.7.1 复吹转炉少渣冶炼177

5.7.2 复吹转炉强化冶炼工艺技术178

思考题180

6.1 转炉炉衬181

6.1.1 转炉内衬用砖181

6 转炉炉衬与长寿技术181

6.1.2 转炉出钢口用砖182

6.1.3 复吹转炉底部供气用砖182

6.1.4 对炉衬砖的砌筑要求183

6.2 炉衬寿命183

6.2.1 炉衬损坏的原因183

6.2.2 炉衬砖的蚀损机理183

6.2.3 提高转炉炉龄的措施184

6.3 溅渣护炉技术186

6.3.1 溅渣护炉的机理187

6.3.2 溅渣层的蚀损机理189

6.3.3 溅渣护炉工艺191

6.4.2 开新炉前的准备工作198

6.4.1 转炉停炉操作198

6.4 转炉停炉与开新炉198

6.4.3 炉衬的烘烤199

6.4.4 开新炉操作200

思考题201

7 电弧炉炼钢设备202

7.1 电弧炉的机械设备202

7.1.1 电弧炉炉体装置202

7.1.2 电炉倾动机构205

7.1.3 电极升降机构206

7.1.4 炉顶装料系统207

7.2 电弧炉的电气设备208

7.2.1 电弧炉的主电路208

7.2.2 电弧炉电控设备219

7.2.3 电弧炉电气特性与供电优化221

思考题225

8 电弧炉炉衬及维护226

8.1 电弧炉炉衬结构与砌筑226

8.1.1 炉底的结构与砌筑226

8.1.2 炉壁的结构与砌筑227

8.1.3 炉盖的结构与砌筑227

8.2 水冷炉衬227

8.2.1 水冷挂渣炉壁228

8.2.2 水冷炉盖230

8.3 炉衬的维护231

8.3.1 影响炉衬寿命的主要因素231

8.3.2 炉衬的正常维护232

8.4.1 烘炉233

8.4 烘炉与补炉233

8.4.2 补炉235

思考题237

9 电弧炉炼钢冶炼工艺238

9.1 电弧炉炼钢概述238

9.1.1 电弧炉炼钢特点238

9.1.2 电弧炉炼钢的发展239

9.2 电弧炉冶炼方法240

9.2.1 氧化法240

9.2.2 返回吹氧法242

9.2.3 不氧化法242

9.3.1 装料243

9.3 传统电弧炉炼钢冶炼工艺243

9.3.2 熔化期245

9.3.3 氧化期250

9.3.4 还原期261

9.4 现代电弧炉炼钢冶炼工艺273

9.4.1 现代电弧炉炼钢工艺及其流程273

9.4.2 强化冶炼技术概述273

9.4.3 废钢预热275

9.4.4 超高功率电弧炉279

9.4.5 直流电弧炉294

9.4.6 新型电弧炉304

思考题307

10.1.2 熔炼操作308

10.1.1 真空感应炉308

10.1 真空感应熔炼法308

10 特种冶金308

10.1.3 熔炼特点310

10.2 电渣重熔法310

10.2.1 设备组成311

10.2.2 冶金特点312

10.2.3 工艺过程313

10.2.4 优质大钢锭制备317

10.2.5 冶金质量318

10.3 真空电弧重熔法318

10.3.1 设备组成318

10.3.2 熔炼过程319

10.4.2 设备组成320

10.4.1 工作原理320

10.4 电子束熔炼法320

10.4.3 熔炼工艺321

10.5 等离子弧熔炼法321

10.5.1 等离子弧和等离子枪321

10.5.2 等离子熔炼炉322

思考题324

11 炼钢二次资源的综合利用325

11.1 绿色制造的主要概念325

11.2 炼钢生产过程的排放与综合利用326

11.2.1 烟气净化及回收利用326

11.2.2 钢渣处理及利用338

11.2.3 污水处理及利用343

思考题348

参考文献349