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內 容 提 要本書作為冶金工程專業主干課程“冶金學”鋼鐵冶金部分的配套教材，系統地闡述了鋼鐵冶金過程的基本原理與工藝，介紹了煉鐵、煉鋼和連鑄的新工藝與裝備技術。全書分為煉鐵篇和煉鋼篇。煉鐵篇包括：高爐煉鐵概論、高爐煉鐵原料、高爐煉鐵基礎理論、高爐內煤氣和爐料運動、高爐操作制度與強化冶煉、低碳高爐煉鐵技術和非高爐煉鐵等內容；煉鋼篇包括煉鋼概論、煉鋼基礎理論、煉鋼原料與耐火材料、轉爐煉鋼、電爐煉鋼、爐外處理和連續鑄鋼等內容。本書特別介紹了綠色冶金和智能冶金方面的新技術，如氫冶金、高廢鋼比冶煉、智能煉鋼和鑄軋一體化等。本書可作為高等院校冶金工程專業的教材，也可供從事鋼鐵生產的技術人員、管理人員以及與鋼鐵冶金相關專業的師生參考。

朱苗勇，1965年6月出生，浙江諸暨人，東北大學材料與冶金學院，教授、博士生導師。1994年東北大學鋼鐵冶金專業博士畢業。1999年晉升為教授，2001年獲博士生導師資格。2004年入選教育部首批新世紀優秀人才計劃，2009年獲國家杰出青年科學基金， 2011年享受國務院特殊津貼，2012年入選教育部長江學者特聘教授，2013年入選國家百千萬人才工程、被授予國家有突出貢獻的中青年專家稱號。現任中國金屬學會連鑄分會副主任委員，連鑄工藝技術委員會主任委員，中國金屬學會冶金反應工程分會副主任委員，《Journal Iron and Steel Research，International》編委、《連鑄》副主編。

目錄緒論11高爐煉鐵概論71.1高爐煉鐵生產流程71.2高爐本體及主要構成81.2.1高爐內襯91.2.2高爐冷卻設備101.3高爐附屬系統111.3.1原燃料輸運系統111.3.2爐頂裝料系統111.3.3熱風爐送風系統121.3.4煤氣除塵系統131.3.5出鐵場及渣鐵處理系統151.3.6燃料噴吹系統161.4高爐冶煉產品161.4.1生鐵161.4.2高爐渣181.4.3高爐煤氣181.5高爐技術經濟指標18思考題212高爐煉鐵原料222.1鐵礦石和燃料222.1.1鐵礦石222.1.2熔�282.1.3高爐燃料292.2燒結礦332.2.1燒結礦質量指標332.2.2燒結過程及主要反應352.2.3燒結礦固結機理412.2.4強化燒結過程分析472.2.5燒結新工藝492.3球團礦522.3.1球團礦質量指標522.3.2球團生產過程542.3.3球團新工藝612.4其他固結方法622.4.1壓力造塊法622.4.2黏結劑固結632.4.3其他方法63思考題643高爐煉鐵基礎理論653.1高爐內還原過程653.1.1鐵氧化物的還原653.1.2其他元素的還原693.1.3直接還原與間接還原733.1.4鐵礦還原動力學763.2滲碳和生鐵的形成783.3造渣與脫硫793.3.1造渣的目的和作用793.3.2高爐造渣過程793.3.3高爐渣對冶煉的影響813.3.4高爐脫硫863.4典型有害元素的來源及處理883.4.1堿金屬883.4.2鋅90思考題914高爐內煤氣和爐料運動924.1爐缸反應924.1.1爐缸燃燒反應機理924.1.2爐缸燃燒反應過程944.1.3燃燒帶對高爐冶煉過程的影響954.1.4下部調劑原理964.1.5風口區理論燃燒溫度984.2煤氣運動994.2.1煤氣上升過程中的變化994.2.2高爐熱交換1004.3爐料運動1024.3.1爐料下降1024.3.2高爐料柱壓差1024.3.3改善料柱透氣性1034.3.4改善煤氣流分布1064.3.5上部調劑原理1074.4高爐能量利用分析1094.4.1高爐能量利用計算1094.4.2高爐操作線圖及其應用111思考題1175高爐操作制度與強化冶煉1185.1高爐操作制度1185.1.1熱制度1185.1.2造渣制度1195.1.3裝料制度1195.1.4送風制度1195.1.5冷卻制度1215.2爐況判斷與處理1215.2.1正常爐況1225.2.2異常爐況1225.2.3失常爐況1235.2.4開爐、休風、停爐1245.3高爐強化冶煉1255.3.1精料1265.3.2高壓操作1335.3.3高風溫1375.3.4噴吹燃料1395.3.5富氧鼓風操作1435.4高爐數學模型與專家系統1455.4.1高爐數學模型1455.4.2高爐專家系統1455.4.3高爐專家系統發展趨勢148思考題1486低碳高爐煉鐵技術1496.1CO2排放概述1496.2煉鐵系統節能減排技術1526.2.1燒結節能減排技術1526.2.2球團節能減排技術1566.2.3焦化節能減排技術1576.2.4傳統高爐節能減排技術1606.2.5煉鐵二次資源高效利用技術1626.3低碳高爐煉鐵前沿技術1636.3.1低碳高爐煉鐵技術途徑和基本原理1636.3.2高爐噴吹富氫物質1686.3.3高爐爐頂煤氣循環1766.3.4高爐使用含碳復合爐料1796.3.5二氧化碳捕集與封存技術1816.4我國高爐煉鐵低碳化發展展望1886.4.1我國高爐煉鐵發展現狀1886.4.2我國高爐煉鐵低碳化的發展方向1896.4.3低碳高爐煉鐵技術展望190思考題1917非高爐煉鐵1927.1非高爐煉鐵概述1927.1.1非高爐煉鐵分類1927.1.2非高爐煉鐵技術經濟指標1937.1.3非高爐煉鐵原燃料1947.1.4非高爐煉鐵產品性質及其應用1977.2氣基直接還原及其應用1997.2.1Midrex氣基豎爐工藝1997.2.2HYL氣基豎爐工藝2047.2.3其他氣基直接還原工藝2087.2.4氣基豎爐直接還原應用于特色冶金資源綜合利用2107.3煤基直接還原及其應用2127.3.1回轉窯法2127.3.2轉底爐法2157.3.3其他煤基直接還原工藝2197.3.4煤基還原應用于特色冶金資源綜合利用2217.4熔融還原煉鐵2237.4.1Corex工藝2247.4.2Finex工藝2307.4.3HIsmelt工藝2337.4.4HIsarna工藝2377.5國內外非高爐煉鐵發展及展望2407.5.1國外非高爐煉鐵發展2407.5.2我國非高爐煉鐵發展歷程2447.5.3我國非高爐煉鐵發展展望246思考題2508煉鋼概論2538.1煉鋼發展歷程2538.2我國鋼鐵工業發展狀況2568.3煉鋼的基本任務2578.3.1鋼中的磷2578.3.2鋼中的硫2588.3.3鋼中的氧2598.3.4鋼中的氣體2598.3.5鋼中非金屬夾雜物2608.3.6鋼的成分2658.4鋼的性能2668.4.1鐵碳相圖2668.4.2鋼的力學性能2698.5鋼(材)的分類及編號2748.5.1鋼的分類2748.5.2鋼材的分類2788.5.3鋼的編號278思考題2829煉鋼基礎理論2839.1鋼液物理性質2839.1.1密度2839.1.2熔點2849.1.3黏度2859.1.4表面張力2869.1.5導熱能力2879.2熔渣物理化學性質2889.2.1熔渣的作用、來源和分類2899.2.2熔渣化學性質2909.2.3熔渣物理性質2949.3硅氧化反應2989.4錳氧化反應2999.5碳氧化反應3009.5.1脫碳反應熱力學3009.5.2脫碳反應動力學3029.6鋼液脫磷3039.6.1脫磷反應熱力學3039.6.2脫磷反應動力學3069.7鋼液脫硫3069.7.1脫硫反應熱力學3069.7.2脫硫反應動力學3089.8鋼液脫氧3089.8.1脫氧方式3089.8.2脫氧劑和脫氧能力3099.8.3脫氧反應動力學3109.8.4脫氧合金化3119.9鉻、釩、鈮、鎢的反應3119.9.1鉻的氧化與還原3119.9.2釩的氧化3139.9.3鈮的氧化3139.9.4鎢的氧化3139.10氫和氮的反應3149.10.1鐵液中氫和氮的溶解度3149.10.2影響氫和氮在鋼中溶解度的因素314思考題31510煉鋼原料與耐火材料31610.1金屬料31610.1.1鐵水31610.1.2廢鋼31710.1.3生鐵31810.1.4直接還原鐵31810.1.5碳化鐵31810.1.6鐵合金31910.2非金屬料31910.2.1造渣劑31910.2.2增碳劑32110.3氧化劑32110.4耐火材料32210.4.1耐火材料的主要性能32210.4.2耐火材料的分類32310.4.3耐火材料的損毀與防治325思考題32511轉爐煉鋼32611.1頂吹氧氣轉爐煉鋼32711.1.1轉爐吹煉過程32911.1.2熔池內元素的氧化規律33011.1.3熔池內爐渣成分和溫度的變化規律33211.1.4頂吹氧氣轉爐煉鋼工藝33311.2底吹氧氣轉爐煉鋼35011.2.1底吹氧氣轉爐結構特點35111.2.2底吹氧氣轉爐爐內反應35111.3側吹氧氣轉爐煉鋼35411.3.1全氧側吹轉爐煉鋼冶金過程基本規律35511.3.2全氧側吹轉爐煉鋼法的特點35811.4頂底復合吹煉轉爐煉鋼35911.4.1頂底復吹轉爐煉鋼法的類型36111.4.2底部供氣元件的類型及特點36111.4.3頂底復吹轉爐內的反應36211.4.4頂底復合吹煉轉爐少渣冶煉36411.4.5頂底復吹轉爐底吹布置36611.5氧氣轉爐煉鋼發展趨勢36811.5.1高強度底吹攪拌轉爐冶煉36811.5.2高廢鋼比轉爐冶煉37011.5.3氧氣轉爐智能化煉鋼372思考題37612電爐煉鋼37712.1電爐煉鋼歷史及其發展37712.1.1電爐煉鋼發展歷史37712.1.2電爐煉鋼發展前景37812.2電爐煉鋼設備38012.2.1電爐的大小與分類38012.2.2電爐的機械結構38112.2.3電爐煉鋼的排煙與除塵38412.2.4電爐電氣設備38612.2.5電爐電氣特性及供電制度38812.3電爐煉鋼冶煉工藝39312.3.1電爐冶煉操作方法39312.3.2傳統電爐煉鋼冶煉工藝39412.3.3現代電爐煉鋼冶煉工藝40312.3.4鋼液的合金化41512.4現代電爐煉鋼技術41612.4.1超高功率電爐的發展及其特征41612.4.2超高功率電爐相關技術420思考題42713爐外處理42913.1爐外處理技術概述42913.1.1鐵水預處理技術發展概況43013.1.2鋼液爐外精煉技術發展概況43113.2爐外精煉的基本手段43313.2.1攪拌43313.2.2真空43913.2.3添加精煉劑44113.2.4加熱44313.3鐵水預處理技術44613.3.1鐵水預脫硅44613.3.2鐵水預脫硫44813.3.3鐵水預脫磷45413.3.4鐵水同時脫硫、脫磷45513.3.5鐵水預處理提釩45813.3.6鐵水預處理提鈮45913.4鋼液二次精煉方法46013.4.1鋼包吹氬技術46013.4.2鋼包噴射冶金46113.4.3喂絲技術46213.4.4真空鋼包處理(VD)46313.4.5電弧加熱的真空精煉爐(ASEASKF)46313.4.6真空電弧脫氣精煉爐(VAD)46413.4.7不銹鋼爐外精煉46413.5典型爐外精煉技術46913.5.1LF爐精煉技術46913.5.2RH爐精煉技術47913.6精煉過程的非金屬夾雜物48813.6.1精煉過程夾雜物演變48813.6.2夾雜物去除行為49113.6.3夾雜物變性處理49213.7爐外精煉發展趨勢494思考題49614連續鑄鋼49714.1概述49714.1.1連鑄技術發展概況49714.1.2連鑄的優越性50014.1.3連鑄機的基本機型及其特點50014.2連鑄機的基本參數50214.2.1弧形連鑄機規格表示方法50214.2.2鑄坯斷面尺寸規格50214.2.3連鑄機的弧形半徑50314.2.4拉坯速度50314.2.5液相穴深度和冶金長度50414.2.6連鑄機流數50414.3連鑄機的主要設備50514.3.1鋼包50514.3.2中間包50614.3.3結晶器50814.3.4二次冷卻系統51414.3.5拉坯矯直裝置51714.3.6引錠裝置51814.3.7輥縫測量裝置51914.3.8鑄坯切割裝置51914.3.9出坯系統的各種設備52014.3.10連鑄車間布置52014.4鋼的凝固及連鑄坯的凝固結構52114.4.1鋼凝固結晶的特點52114.4.2成分過冷52214.4.3化學成分偏析52314.4.4凝固收縮52414.4.5連鑄坯的凝固傳熱和結構特點52514.4.6連鑄坯凝固冷卻過程中的相變和受力54114.5連鑄操作工藝54414.5.1連鑄鋼液的準備54414.5.2澆注前的準備54614.5.3澆鋼操作54714.5.4澆注溫度控制54914.5.5拉速的控制54914.5.6冷卻水控制55014.5.7保護澆注55214.5.8中間包覆蓋劑55214.5.9結晶器保護渣55314.6連鑄坯質量55914.6.1連鑄坯的潔凈度55914.6.2連鑄坯表面質量56014.6.3連鑄坯內部質量56714.6.4連鑄坯形狀缺陷57414.7薄板坯連鑄連軋57514.7.1薄板坯連鑄工藝的優點57614.7.2薄板坯連鑄連軋的關鍵技術57714.7.3典型的薄板坯連鑄連軋工藝57914.7.4我國的薄板坯連鑄連軋技術58214.8薄帶連鑄58414.8.1薄帶連鑄技術的優點58514.8.2薄帶連鑄機分類58614.8.3雙輥薄帶連鑄技術58814.9連鑄發展趨勢59114.9.1新一代高效連鑄59114.9.2智能連鑄598思考題600參考文獻602