鐵合金冶金工程

內容介紹

內容簡介

本書從冶金反應工程學的角度，側重論述了鐵合金生產工藝及相關的

基礎理論。作者在書中重點討論了物料造塊、焙燒、燒結、反應過程催化、

固態和熔態還原、脫磷和爐外精煉等單元操作中的重要傳輸現象和過程的

反應動力學特徵。電爐是本書重點介紹的鐵合金提煉設備，書中詳細討論

了電爐參數和冶煉過程的關係，同時對自焙電極、真空爐、搖包和迴轉窯

的操作和控制做了系統解析。

作者介紹

作者簡介

戴維，1942年出生，遼寧

省瀋陽市人。1969年由東北工

學院（現東北大學）理學系冶

金物理化學專業畢業後，分配

到吉林鐵合金廠工作，先後任

技術員、工程師、高級工程師

和研究所所長，現任吉林鐵合

金廠副總工程師，兼任《鐵合

金》雜誌總編。1981年赴瑞典

皇家工學院理論冶金系進修兩

年多，獲得相當於副博士的學

位。多年來，在承擔企業生產

技術和管理工作的同時，參加

過多項鐵合金新產品和工藝的

開發工作，其中有鉻、錳鐵合

金爐外精煉和合金粉料研製等

項目。結合現場科技開發工作，

同時從事鐵合金冶煉的基礎理

論研究工作，先後在國內外學

術會議和刊物上發表論文近30

篇。

作者簡介

舒莉，1946年出生於

江蘇省南京市。1969年畢

業於東北工學院（現東北

大學）理學系冶金物理化

學專業。畢業後進入吉林

鐵合金廠，長期從事鐵合

金生產技術和管理工作。

先後擔任過技術員、工程

師、高級工程師，現任吉

林鐵合金廠技術處處長。

在擔任生產技術和管理工

作的同時，多次參加我國

鐵合金的國標、廠標以及

有關鐵合金生產規程的制

定工作，並多次參加鐵合

金新品種及相關工藝的開

發工作。先後在國內外學

術會議和刊物上發表論文

20餘篇。

作品目錄

目錄
1鐵合金生產的電冶金理論基礎
1.1鐵合金電爐概論
1.1.1鐵合金電爐分類
1.1.2礦熱爐設備組成概述
1.2礦熱爐中的電弧現象
1.2.1電弧生成機理
1.2.2電弧性質
1.2.3電弧傳熱過程
1.2.4直流電弧
1.2.5等離子弧
1.3礦熱爐電路分析
1.3.1爐膛內部導電方式
1.3.2爐內電流迴路解析
1.3.3電爐操作電阻
1.3.4電爐電抗和諧波
1.3.5電爐電流的互動作用
1.4礦熱爐的電氣特性
1.4.1電壓圓圖和電流圓圖
1.4.2特定電壓級下電爐特性曲線
1.4.3特性曲線組和恆電阻曲線
1.5三相電爐各相功率不平衡現象
1.5.1各相電極功率不平衡對冶煉操作的影響
1.5.2影響電爐功率平衡的因素
1.5.3電極功率不平衡的監測和預防
1.6電爐的經濟運行
1.6.1變壓器的經濟運行
1.6.2電爐運行條件的改進
1.6.3鐵合金電爐的經濟負荷運行
參考文獻
2礦熱爐的參數和模型
2.1電爐的熔煉特性
2.1.1反應區模型
2.1.2電爐功率分布模型
2.1.3電極插入深度
2.1.4爐膛溫度和爐膛功率密度
2.1.5電爐的熱穩定性
2.2電極的載流能力
2.3礦熱爐參數的數學關係
2.3.1安德列公式和凱里法
2.3.2珀森公式
2.3.3威斯特里方法
2.3.4幾種方法的比較
2.3.5爐膛內部各部位的電壓梯度
2.3.6相似方法
2.4埋弧電爐的數學模型
2.4.1莫克拉姆模型
2.4.2電導池常數模型
2.4.3海斯模型
2.4.4有渣法電爐爐料內電流分布模型
參考文獻
3原料的冶金性能和預處理工藝
3.1碳質還原劑的冶金性能
3.1.1碳質還原劑的石墨化性能
3.1.2碳質還原劑的導電性
3.1.3碳質還原劑的反應性
3.1.4鐵合金生產專用還原劑
3.2礦石和爐料的冶金性能
3.2.1爐料的導電性
3.2.2爐料的透氣性
3.2.3鉻礦石的礦物結構和冶金性能的評價
3.2.4錳礦的冶金特性
3.2.5矽石的熱穩定性
3.3粉礦成球工藝
3.3.1冷壓塊和碳酸化球團工藝
3.3.2蒸汽養生球團
3.3.3熱壓塊工藝
3.3.4成型機理和常用粘結劑
3.3.5球團的性能和測試方法
3.3.6影響球團性能的主要因素
3.3.7使用球團礦對冶煉工藝的影響
3.4焙燒工藝過程
3.4.1焙燒過程的單元操作
3.4.2焙燒過程的傳質和傳熱
3.5燒結工藝
3.5.1礦石燒結機理
3.5.2錳礦燒結
3.5.3鉻礦燒結
3.5.4豎爐燒結球團工藝
3.6迴轉窯的工程原理
3.6.1迴轉窯內物料的停留和運動
3.6.2迴轉窯的工作特性
3.6.3迴轉窯的基本操作
3.7固態還原工藝
3.7.1鉻礦球團預還原工藝和機理
3.7.2爐膛旋轉爐（RHF）直接還原工藝
3.7.3鉻礦直接還原工藝
3.7.4鎳鐵直接還原工藝
參考文獻
4碳熱還原過程
4.1矽和矽鐵的冶金過程及其模型
4.1.1SiO－C三元系
4.1.2無渣法電爐爐膛結構
4.1.3矽還原過程的傳質和傳熱
4.1.4矽還原過程動力學
4.1.5矽的生產過程的化學量模型
4.1.6矽和矽鐵電爐的動態模型
4.1.7矽鐵電爐兩段爐體技術
4.2固態和熔態還原過程
4.2.1固態還原的基本原理
4.2.2鉻礦的固態還原
4.2.3鐵和矽的熔態還原動力學
4.2.4錳還原的動力學
4.3埋弧電爐有渣法冶煉機理163
4.3.1有渣法電爐的爐膛結構
4.3.2焦炭層
4.3.3爐渣性質對埋弧電爐運行的影響
4.3.4合金元素和雜質元素含量的控制
4.3.5一步法矽鉻合金冶煉
4.4矽鈣合金熔煉過程
4.4.1Si－Ca－C－O四元系的相關係
4.4.2CaC2生成機理
4.4.3矽鈣合金生成機理
4.5冶金過程的催化作用
4.5.1冶金反應的催化現象
4.5.2還原過程的催化反應機制
4.6碳熱還原工藝新技術
4.6.1空心電極技術
4.6.2等離子爐和直流電爐
4.6.3熔態還原工藝
參考文獻
5鐵合金的精煉技術
5.1電矽熱法精煉技術的進步
5.1.1中低碳錳鐵精煉和純淨錳鐵生產
5.1.2熱兌法（波倫法）生產微碳鉻鐵
5.2鐵合金的氧氣吹煉
5.2.1氧氣吹煉基本原理
5.2.2氧氣吹煉工藝參數
5.2.3中碳錳鐵的吹煉工藝
5.3鐵合金的爐外精煉
5.3.1渣洗精煉法
5.3.2氧化精煉技術
5.3.3爐外降碳
5.4鐵合金降磷
5.4.1氧化脫磷
5.4.2固相脫磷
5.4.3還原脫磷
5.4.4影響降磷率的因素
5.5搖包反應器解析
5.5.1搖包內液體的運動狀態
5.5.2搖包運動對傳質作用的影響
5.5.3搖包參數的確定
參考文獻
6真空冶金和氮化冶金
6.1真空還原過程
6.1.1氧化鉻的真空還原機理
6.1.2鉻的真空冶煉
6.1.3真空冶煉的供熱原理
6.1.4真空系統的設計
6.2真空精煉
6.2.1鐵合金中的氣體
6.2.2液態鐵水的真空精煉
6.2.3固態鐵合金的真空精煉
6.3鐵合金的氮化
6.3.1氮化物的穩定性和滲氮工藝
6.3.2氮化過程動力學
6.3.3鉻鐵的氮化
6.3.4矽和矽鐵的氮化
6.3.5錳鐵和其它鐵合金的氮化
參考文獻
7電極
7.1碳素材料的基本性能
7.1.1密度
7.1.2強度
7.1.3碳素材料的質量熱容、熱導率和線膨脹係數
7.1.4碳素材料的彈性模量
7.1.5抗熱震性
7.1.6電阻率
7.2電極的分類
7.2.1石墨電極和碳電極
7.2.2自焙電極
7.3自焙電極的燒結
7.3.1自焙電極的燒結過程
7.3.2自焙電極的燒結熱量
7.3.3自焙電極燒結特性
7.4自焙電極內部的溫度分布、應力分布和數學模型
7.4.1自焙電極內部的溫度分布
7.4.2自焙電極內部的應力分布
7.4.3自焙電極的數學模型
7.5電極的維護使用
7.5.1電極消耗
7.5.2降低石墨電極消耗的措施
7.5.3自焙電極的接長和下放
7.5.4電極事故及處理
7.6埋弧電爐的開爐
7.6.1新開爐電極焙燒
7.6.2開爐過程的加料
7.6.3出鐵時間的確定
7.6.4合金成分的控制
參考文獻
8鐵合金爐爐襯及耐火材料
8.1常用耐火材料的性質
8.1.1耐火材料的分類及結構
8.1.2常用耐火材料的技術要求
8.1.3常用耐火材料的主要性質
8.2鐵合金生產中耐火材料的侵蝕機理
8.2.1鎂質爐襯侵蝕機理
8.2.2碳質爐襯的損毀機理
8.3鐵合金電爐爐襯設計
8.3.1爐襯設計
8.3.2爐襯的熱傳遞
8.3.3爐襯的冷卻技術
8.4爐襯的砌築和維護
8.4.1爐襯砌築
8.4.2爐襯的使用和維護
8.4.3金屬爐襯的形成及維護
8.4.4爐襯損毀的監測
參考文獻
術語索引
中外文名稱對照

鐵合金冶金工程

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