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1 绪论1

1.1 冶金基本概念1

1.1.1 冶金方法1

1.1.2 主要冶金过程简介1

1.2 钢铁工业2

1.2.1 钢铁工业在国民经济中的重要地位与作用2

1.2.2 新一代钢铁材料主要特征3

1.2.3 钢与生铁的区别3

1.2.4 现代钢铁冶炼的发展历程4

1.2.5 我国钢铁工业的…发展5

1.3 现代钢铁生产工艺流程6

1.3.1 长流程与短流程6

1.3.2 炼钢过程工序功能的分解与集成8

1.3.3 绿色冶金的基本流程9

1.4 钢铁主要产品及副产品11

1.4.1 钢铁冶炼主要产品11

1.4.2 钢铁冶炼副产品14

1.5 钢铁生产技术经济指标16

1.5.1 高炉生产主要技术经济指标16

1.5.2 炼钢生产主要技术经济指标17

复习思考题20

2 高炉炼铁原料21

2.1 铁矿石21

2.1.1 天然矿物21

2.1.2 铁矿石的分类及特性22

2.1.3 铁矿石质量评价23

2.1.4 铁矿石的准备处理25

2.2 高炉熔剂27

2.2.1 熔剂的作用27

2.2.2 熔剂的种类27

2.2.3 对碱性熔剂的质量要求27

2.3 高炉燃料27

2.3.1 焦炭28

2.3.2 喷吹煤粉31

2.3.3 喷吹其他燃料33

2.4 铁矿粉造块34

2.4.1 铁矿粉造块的意义34

2.4.2 铁矿粉造块的联结力34

2.5 烧结矿的生产过程35

2.5.1 烧结矿生产的工艺流程35

2.5.2 抽风式烧结过程概述36

2.5.3 烧结过程主要化学反应37

2.5.4 烧结矿的质量指标38

2.5.5 烧结过程中的固相反应39

2.5.6 烧结过程液相生成与冷却结晶42

2.5.7 烧结矿的矿物组成及结构46

2.5.8 强化烧结的技术措施47

2.5.9 烧结厂生产技术经济指标50

2.5.10 烧结生产设备52

2.5.11 烧结新工艺52

2.6 球团矿生产55

2.6.1 球团矿质量指标55

2.6.2 生球形成57

2.6.3 球团焙烧固结58

2.6.4 球团焙烧设备及工艺特点60

复习思考题63

3 高炉炼铁原理64

3.1 高炉内还原过程与生铁的形成64

3.1.1 高炉内基本现象和基本规律64

3.1.2 炉料的蒸发、挥发、分解与气化66

3.1.3 铁氧化物还原反应的热力学69

3.1.4 非铁元素的还原78

3.1.5 直接还原和间接还原81

3.1.6 铁氧化物还原反应的动力学84

3.1.7 生铁的形成与渗碳过程86

3.2 高炉炉渣与脱硫87

3.2.1 高炉渣的来源88

3.2.2 高炉渣的成分与作用88

3.2.3 高炉渣的性质及其影响因素89

3.2.4 高炉内的成渣过程94

3.2.5 高炉内的脱硫& 95

3.3 燃料燃烧及煤气在高炉内的变化99

3.3.1 风口前的燃烧反应99

3.3.2 理论燃烧温度与炉缸内的温度分布101

3.3.3 高炉内的煤气运动105

3.3.4 高炉内的热交换108

3.4 高炉内炉料的运动109

3.4.1 炉料的下降与力学分析110

3.4.2 料柱的透气性112

3.4.3 高炉上部的调剂113

复习思考题114

4 高炉炼铁工艺115

4.1 高炉炼铁概述115

4.1.1 高炉炼铁生产过程115

4.1.2 高炉炼铁的基本原则116

4.2 高炉操作制度119

4.2.1 装料制度119

4.2.2 送风制度&二123

4.2.3 造渣制度125

4.2.4 炉缸热制度126

4.2.5 高炉冷却制度127

4.3 炉况判断127

4.3.1 正常炉况127

4.3.2 异常炉况129

4.4 开炉、休风、停炉130

4.4.1 开炉130

4.4.2 休风131

4.4.3 高炉停炉132

4.5 炼铁技术的发展132

4.5.1 高炉大型化132

4.5.2 精料133

4.5.3 高压操作133

4.5.4 高风温133

4.5.5 喷吹燃料及综合鼓风134

4.5.6 炉顶煤气余压发电134

4.5.7 高炉长寿技术135

4.5.8 高炉中心加焦技术135

4.5.9 冶炼低硅生铁137

4.5.10 含钦物料护炉技术141

复习思考题144

5 高炉炼铁设备145

5.1 高炉本体145

5.1.1 高炉内型145

5.1.2 高炉炉衬146

5.1.3 高炉冷却设施148

5.1.4 高炉基础152

5.1.5 高炉金属结构152

5.1.6 炉顶装料装置153

5.2 原料供应系统154

5.2.1 原料的卸车、贮存与运输155

5.2.2 贮矿槽、焦槽155

5.2.3 槽下供料155

5.2.4 炉顶上料系统155

5.3 送风系统156

5.3.1 高炉鼓风机156

5.3.2 热风炉系统156

5.4 煤气净化除尘系统158

5.4.1 除尘的基本原理158

5.4.2 常用除尘设备158

5.5 渣铁处理系统160

5.6 高炉喷吹系统161

5.6.1 喷煤工艺及设备161

5.6.2 喷煤技术的发展163

5.6.3 烟煤喷吹的安全措施164

复习思考题165

6 非高炉炼铁166

6.1 概述166

6.1.1 直接还原法与熔融还原法166

6.1.2 非高炉炼铁的发展及特点167

6.1.3 非高炉炼铁的方法及分类167

6.2 直接还原法简介168

6.2.1 希尔法168

6.2.2 Midrex法（竖炉法）169

6.2.3 Fior法（流态化法）170

6.2.4 SL-RN法（回转窑法）171

6.3 熔融还原法172

6.3.1 一步熔融还原法172

6.3.2 二步熔融还原法174

6.4 非高炉炼铁的技术经济指标176

6.4.1 直接还原法炼铁的主要技术经济指标176

6.4.2 熔融还原法炼铁的主要技术经济指标178

复习思考题179

7 铁合金生产180

7.1 铁合金生产概述180

7.1.1 铁合金的用途180

7.1.2 铁合金的分类180

7.1.3 铁合金的生产方法181

7.1.4 铁合金生产技术的发展趋势181

7.2 铁合金生产的基本原理182

7.2.1 铁合金冶炼的本质182

7.2.2 还原剂的选择183

7.3 铁合金的生产方法185

7.3.1 高炉法185

7.3.2 电炉法185

7.3.3 炉外法（金属热法）186

7.3.4 真空碳还原法187

7.3.5 氧气转炉法187

7.4 硅、锰、铬系铁合金的生产187

7.4.1 硅系铁合金187

7.4.2 锰系铁合金190

7.4.3 铬系铁合金195

复习思考题197

8 炼钢基本原理198

8.1 炼钢基本任务198

8.2 炼钢炉渣199

8.2.1 炼钢炉渣的作用、来源、分类与组成199

8.2.2 炼钢炉渣的主要性质200

8.2.3 造渣202

8.3 炼钢熔池中元素的氧化次序204

8.3.1 炼钢熔池中氧的来源及铁液中元素的氧化方式204

8.3.2 炼钢熔池中元素的氧化次序205

8.4 炼钢过程的基本反应206

8.4.1 碳氧化反应206

8.4.2 硅的氧化和还原207

8.4.3 锰的氧化和还原207

8.4.4 脱磷反应208

8.4.5 脱硫反应210

8.4.6 钢液的脱氧与合金化211

8.5 钢中气体215

8.5.1 钢中的氮215

8.5.2 钢中的氢219

8.5.3 常压下的钢液脱气222

8.6 钢中的非金属夹杂物224

8.6.1 非金属夹杂物的分类224

8.6.2 减少钢中非金属夹杂物的途径227

复习思考题229

9 炼钢原材料230

9.1 金属料230

9.1.1 铁水230

9.1.2 生铁块231

9.1.3 废钢232

9.1.4 直接还原铁232

9.1.5 碳化铁233

9.1.6 铁合金233

9.2 炼钢辅助材料233

9.2.1 造渣材料233

9.2.2 氧化剂235

9.2.3 冷却剂236

9.2.4 增碳剂236

9.2.5 炼钢用气体236

9.3 炼钢用耐火材料237

9.3.1 耐火材料的分类237

9.3.2 耐火材料的主要性质238

9.3.3 耐火材料损毁的原因及防止措施238

复习思考题239

10 氧气转炉炼钢241

10.1 氧气顶吹转炉炼钢法243

10.1.1 氧气顶吹转炉炼钢特点243

10.1.2 一炉钢的冶炼过程243

10.1.3 转炉吹炼过程金属成分的变化规律243

10.1.4 熔渣成分的变化规律249

10.1.5 熔池温度的变化规律250

10.1.6 氧气顶吹转炉炼钢工艺251

10.1.7 氧气顶吹转炉炼钢过程自动控制263

10.1.8 氧气顶吹转炉炼钢主要设备267

10.2 底吹氧气转炉炼钢法279

10.2.1 底吹氧气转炉结构特点280

10.2.2 底吹氧气转炉炉内反应280

10.3 顶底复合吹炼转炉炼钢法283

10.3.1 顶底复吹转炉炼钢法的类型283

10.3.2 底部供气元件的类型及特点284

10.3.3 底部供气元件的寿命284

10.3.4 顶底复吹转炉内的反应286

10.3.5 复吹转炉的冶金特点289

10.3.6 复合吹炼转炉少渣冶炼289

复习思考题291

11 电弧炉炼钢292

11.1 电弧炉炼钢概述292

11.1.1 电弧炉炼钢特点292

11.1.2 电弧炉炼钢技术的发展294

11.1.3 电弧炉炼钢操作方法295

11.2 传统电弧炉炼钢工艺过程298

11.2.1 原料298

11.2.2 补炉298

11.2.3 装料299

11.2.4 炉料的熔化冶炼300

11.2.5 钢液的氧化期冶炼303

11.2.6 钢液的还原期冶炼311

11.3 现代电弧炉炼钢冶炼工艺313

11.3.1 现代电弧炉的功能演化313

11.3.2 超高功率电弧炉冶炼工艺314

11.3.3 UHP电弧炉炼钢多元化的能量利用技术319

11.3.4 直流电弧炉323

11.3.5 电弧炉炼钢的节能降耗技术326

11.4 电弧炉炼钢设备329

11.4.1 电弧炉的机械设备330

11.4.2 电炉电气设备335

复习思考题337

12 铁水预处理与钢水炉外精炼338

12.1 概述338

12.2 铁水炉外预处理339

12.2.1 铁水炉外预脱硅处理339

12.2.2 铁水炉外预脱硫处理341

12.2.3 铁水预脱磷处理344

12.2.4 铁水同时脱硫脱磷预处理346

12.3 钢水炉外精炼348

12.3.1 炉外精炼简介348

12.3.2 炉外精炼的理论基础352

12.3.3 炉外精炼技术的选择361

12.4 炉外精炼方法简介362

12.4.1 钢包炉精炼法（LF（V）法）362

12.4.2 真空吹氢脱气法（VD）法）364

12.4.3 循环真空脱气法（RH法）365

12.4.4 真空提升脱气法（DH法）367

12.4.5 ASEA-SKF钢包精炼法368

12.4.6 真空吹氧脱碳法（VOD法）369

12.4.7 电弧加热钢包脱气法（VAD法）370

12.4.8 氢氧脱碳法（AOD法）371

12.4.9 CAS法及CAS-OB法372

12.4.10 钢包喷射冶金374

12.4.11 喂线法375

复习思考题376

13 连续铸钢377

13.1 概述377

13.1.1 连铸技术的发展概况377

13.1.2 连铸机的机型与分类378

13.1.3 连铸机的基本参数379

13.1.4 连续铸钢的优越性381

13.2 连铸机的主要设备381

13.2.1 钢包381

13.2.2 中间包383

13.2.3 中间包车387

13.2.4 结晶器388

13.2.5 二次冷却装置393

13.2.6 拉坯矫直装置395

13.2.7 引锭装置396

13.2.8 辊缝测量装置397

13.2.9 铸坯切割装置398

13.2.10 铸坯输出装置399

13.3 钢液凝固理论399

13.3.1 金属的结晶条件400

13.3.2 钢液的结晶403

13.3.3 铸坯凝固过程中的应力407

13.3.4 连铸坯的凝固408

13.3.5 铸坯在二冷区的凝固411

13.3.6 连铸坯的凝固结构及控制413

13.4 连铸工艺414

13.4.1 钢水的准备414

13.4.2 开浇操作416

13.4.3 正常浇注操作417

13.4.4 冷却制度的控制418

13.4.5 保护浇注及液面控制420

13.4.6 多炉连浇技术420

13.4.7 停浇操作420

13.4.8 连铸坯的精整420

13.4.9 连续铸钢的技术经济指标420

13.4.10 中间包冶金422

13.4.11 保护渣422

13.5 连铸坯质量422

13.5.1 连铸坯的纯净度423

13.5.2 连铸坯表面质量423

13.5.3 连铸坯内部质量426

13.5.4 连铸坯形状缺陷428

13.6 薄板坯连铸连轧技术429

13.6.1 薄板坯连铸工艺的优点429

13.6.2 薄板坯连铸连轧的关键技术429

13.6.3 典型的薄板坯连铸连轧工艺设备技术430

13.6.4 我国的薄板坯连铸连轧技术431

13.7 薄带连铸技术431

13.7.1 双辊薄带连铸机432

13.7.2 单辊薄带连铸机432

13.7.3 Eurostrip薄带连铸机432

13.7.4 双带式薄板坯连铸技术433

复习思考题433

参考文献435