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第一章绪论
本章对冶金的基本概念、冶金的分类、钢铁工业在国民工业中的作用、钢铁冶炼的基本流程以及钢铁工业对生态环境的影响等方面进行讲述,同时简要介绍中国钢铁工业的发展情况。
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●1.1冶金的基本概念
本节概述了冶金的概念、冶金的基本分类等。
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●1.2钢铁工业的地位
本节着重钢铁工业在国民经济发展中的关键作用、钢铁材料的力学性能和加工性能等。
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●1.3钢铁冶炼工艺流程
本节重点介绍了生铁与钢的区别和联系、钢铁冶炼的原料和基本流程等。
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●1.4钢铁冶金的发展历史
本节重点介绍钢铁冶炼技术的发展历史,按照国内、国际两条路线分别讲述。
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●1.5中国钢铁行业发展方向
本节从控制产能、提高产品质量、绿色化、智能化等方面分别讲述了中国钢铁行业的发展趋势。
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第二章高炉炼铁
在初步了解了钢铁冶金的基本情况,钢铁生产各工序的任务、原理、设备和工艺,对于长流程的生产,炼铁是钢铁生产的起点,而高炉炼铁是目前炼铁的主要方法,本章简要概述了高炉炼铁的原燃料与产品,主要技术指标,铁矿粉造块的原因、工艺及原理,高炉冶炼原理和工艺设备等。
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●2.1炼铁概述
炼铁过程实质上是将铁从其自然形态—矿石等含铁化合物中还原出来的过程,如何经济高效地获取优质铁水是炼铁的首要任务。本节介绍了炼铁的任务,高炉产品与原燃料和高炉冶炼技术指标。
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●2.2铁矿粉造块
高炉炼铁实际上是将含铁原料中的铁氧化物,经过还原反应后在高炉内冶炼为液态的铁水,但是粉状的含铁原料不能直接加入高炉,需要造块,本节介绍铁矿粉造块的基本概念,铁矿粉混匀作业,烧结过程,烧结设备,球团过程和高炉炉料结构等内容。
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●2.3高炉冶炼原理
铁矿进入高炉后,是如何转变为生铁的呢?本节从高炉反应区,高炉内主要化学反应,高炉造渣过程等三方面来探讨高炉冶炼的基本原理。
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●2.4高炉炼铁工艺设备
要获得优质的铁水,除了要掌握高炉冶炼原理,还要有先进的炼铁设备作为保障。本节先从古代炼铁装备进行介绍,然后引出目前高炉的特点,并详细介绍了高炉本体以外,各附属系统的关键设备。
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第三章铁水预处理
铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前对其进行脱除杂质元素或从铁水中回收有价值元素的一种铁水处理工艺。为了满足优质钢生产要求,满足低磷、超低磷、低硫、超低硫钢等优质钢的生产要求,必须进行铁水预处理工艺。本章介绍了铁水预脱硫、铁水预脱硅、铁水预脱磷的目的意义、原理及方法。
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●3.1铁水预处理技术概述
铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前对其进行脱除杂质元素或从铁水中回收有价值元素的一种铁水处理工艺。本节重点介绍了铁水预处理的概念和定义、铁水预处理的优越性、铁水预处理的发展。
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●3.2铁水预脱硫
硫是铁水预处理工艺中重点需要去除的元素。本节重点介绍了铁水预脱硫的优势、脱硫剂与脱硫反应、铁水预脱硫的方法
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●3.3铁水预脱硅脱磷
硅、磷是铁水预处理工艺中重点需要去除的元素。本节重点介绍了铁水预脱硅、磷的目的和意义、 铁水预脱硅、磷的原理、铁水预脱硅、磷的方法。
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第四章转炉炼钢
转炉炼钢是目前世界上最主要的炼钢方法。本章结合现代转炉工艺特点,对转炉炼钢的原理、转炉设备、转炉冶炼工艺等进行讲述,同时简要介绍转炉炼钢技术的发展情况。
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●4.1转炉炼钢概述
本节概述了炼钢的任务、氧气转炉的发展史、转炉炼钢工艺的分类等。
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●4.2炼钢原理
本节着重介绍了铁液中元素的氧化行为、脱碳反应、脱磷反应、脱硫反应、脱氧反应、钢液脱气、夹杂物去除等。
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●4.3转炉炼钢设备
本节从炉子系统、供气系统、供料系统、烟气处理系统等四个方面简要介绍了转炉炼钢设备。
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●4.4转炉炼钢工艺
本节从出钢后倒渣、加废钢、兑铁水、降氧枪供氧、测温取样、出钢等逐次介绍一炉钢的具体过程。
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第五章电炉炼钢
电炉涉及范围较大,包括电弧炉、感应炉、电渣炉、自耗炉等,一般讲的电炉炼钢主要为电弧炉炼钢。电炉炼钢属短流程炼钢,主要原料为废钢。随着全球废钢量的剧增,目前国内外普遍大力发展电炉炼钢。本章节主要包括电弧炉炼钢简介、电弧炉设备特点以及电弧炉炼钢工艺等。
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●5.1电弧炉炼钢简介
废钢量逐年递增是社会性问题。本节重点介绍电弧炉的特点、消耗原料、发展历程等,期望同学们能了解并对比电弧炉炼钢的优缺点。
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●5.2电弧炉冶炼设备
电弧炉设备较为复杂,为了实现冶炼功能,需要配套较多的辅助设备。那辅助设备包括哪些呢?本节将重点介绍电弧炉设备的构造、分类、炉体、供电系统、供料系统、除尘系统等。
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●5.3电弧炉炼钢工艺
电弧炉炼钢工艺是重点内容,其工艺流程决定产品质量。本节会重点介绍电弧炉炼钢工艺的核心流程,并对电弧炉冶炼过程的熔化期、氧化期和还原期的特点进行分析,此外也对炼钢过程脱硫、脱氧、去夹杂、合金化等进行介绍。
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第六章炉外精炼
炉外精炼是炼钢流程中非常重要的一环,起着举足轻重的作用,作为衔接炼钢和连铸工序的关键环节,炉外精炼在对提高钢水纯净度、脱硫、脱氧、温度调控等方面优势明显。本章包括炉外精炼简介、炉外精炼的基本手段以及炉外精炼工艺。
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●6.1炉外精炼简介
本节重点介绍炉外精炼定义、炉外精炼的发展历程以及炉外精炼的优缺点等。
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●6.2炉外精炼手段
炉外精炼涉及的设备较多,但归纳起来炉外精炼主要包含渣系、真空、搅拌、加热和喷吹五种基本手段。本节重点介绍上述五种基本手段在精炼过程的作用和实现方法。
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●6.3炉外精炼工艺
炉外精炼工艺和精炼设备密不可分。本节以RH循环脱气炉、LF钢包炉以及VD真空脱气炉三个常见精炼炉为例,详细介绍上述三种精炼设备的精炼工艺。最后以普碳钢、结构钢、中碳钢等典型钢种为例,剖析精炼工艺选择路径。
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第七章连续铸钢
连铸是钢铁生产的重要环节,那么完成连铸任务的设备有哪些呢?本章分四部分进行学习,第一部分先介绍连铸概述;第二部分介绍连铸设备;第三部分介绍连铸工艺;第四部分介绍一下铸坯质量。
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●7.1连铸概述
本节概述了连续铸钢的概念、连铸机的构成。连续铸钢是把钢水用连铸机连续浇注、凝固、冷却,然后切割而直接得到铸坯的工艺。连铸机的构成,连铸机包括钢包回转台及中间包、结晶器、二冷区及空冷区装置等。
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●7.2连铸设备
本节着重介绍了连续机的构成,并具体学习了每种设备的用途和工艺参数。
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●7.3连铸工艺
本节系统介绍了从钢包一直到铸坯切割完成过程中的整个连铸工艺,明确了各阶段不同的工艺参数。
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●7.4铸坯质量
本节着重介绍了连铸坯生产中常出现的质量问题,并对其形成机理做了分析介绍。
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第八章总结
通过前面的学习,大家对钢铁生产的工艺、设备已经有了一定的了解。本章以长流程和短流程生产为线索,对前面的学习内容做一个总结。
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●8.1总结-长流程
本节重点回顾了烧结-高炉炼铁-铁水预处理-转炉炼钢-炉外精炼-连铸各生产工序的主要任务和工艺过程。
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●8.2总结-短流程
本节重点回顾了短流程的各工序的主要过程,即电炉炼钢-炉外精炼-连铸各生产工序的主要任务和工艺过程。