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《现代冶金与材料过程工程丛书》序1

第1章 总论1

1.1自然界中的磷及游离态磷的制备1

1.2磷的各种变体及其性质3

1.3磷在钢铁中的存在形态及其对钢铁性能的影响6

1.4高磷铁矿的资源利用10

1.4.1高磷铁矿降磷技术现状11

1.4.2目前高磷铁矿降磷方法存在的问题16

1.5铁水脱磷的途径17

1.5.1铁水预处理脱磷工艺17

1.5.2中高磷铁水脱磷工艺的选择21

参考文献22

第2章 氧化脱磷反应的热力学及动力学25

2.1氧化脱磷反应的平衡研究及热力学25

2.2氧化脱磷反应的机理和动力学31

2.2.1反应过程环节34

2.2.2限制环节分析35

参考文献36

第3章 铁水预处理脱磷38

3.1 铁水预脱磷工艺38

3.1.1铁水炉外预脱磷39

3.1.2转炉内脱磷42

3.2脱磷方式的选择47

3.2.1喷粉法47

3.2.2 KR搅拌法49

3.3脱磷粉剂选择50

3.3.1氧化剂的选择50

3.3.2固定剂的选择50

3.3.3助熔剂的选择51

3.3.4预熔的C a O-F e2 O 3合成渣52

3.4喷粉过程物理模拟及工艺参数优化54

3.4.1喷吹过程的三个重要参数54

3.4.2水模实验研究59

3.4.3喷吹参数的优化78

3.5鱼雷罐喷粉铁水预处理脱磷动力学模型82

3.5.1脱磷数学模型83

3.5.2脱硅数学模型87

3.5.3脱碳反应速率模型88

3.5.4顶渣量的计算89

3.5.5模型计算方法89

3.5.6反应模型的计算结果89

3.6鱼雷罐喷粉铁水预处理温降模型93

3.6.1理论分析93

3.6.2模型的建立100

3.6.3计算结果103

3.6.4结论108

参考文献108

第4章 中高磷铁水转炉生产过程中的脱磷112

4.1中高磷铁水的转炉冶炼工艺112

4.1.1转炉去磷基本原理113

4.1.2炉内各期脱磷工艺114

4.1.3吹炼各期去磷效果118

4.2复吹转炉物理模拟118

4.2.1实验设备118

4.2.2实验基本参数的确定119

4.3复吹转炉冶炼中高磷铁水成渣路线127

4.3.1转炉成渣路线概述127

4.3.2复吹转炉成渣路线分析129

4.3.3复吹转炉最佳成渣路线的探讨133

4.3.4复吹转炉最佳成渣路线的研究134

4.3.5结论135

4.4复吹转炉冶炼中高磷铁水造渣制度135

4.4.1前人的研究成果135

4.4.2冶炼设备及生产工艺138

4.4.3冶炼终点炉渣及钢水成分分析139

4.4.4改善冶炼过程操作的措施142

4.5工业试验144

4.5.1工业试验方案的制定144

4.5.2确定最佳吹炼工艺参数的工业试验144

4.5.3确定复吹转炉最佳造渣制度的工业试验156

4.5.4结论164

4.6回磷现象165

4.6.1钢铁生产中的回磷现象165

4.6.2钢包顶渣改性对回磷控制的影响167

4.6.3钢液氧势对钢液脱磷及回磷转变的影响169

4.6.4熔剂组成对脱磷、回磷的影响170

4.6.5添加氧化铁皮171

参考文献176

第5章 转炉终点磷预测模型178

5.1复吹转炉炼钢过程静态模型181

5.1.1静态模型181

5.1.2复吹转炉炼钢过程静态模型的计算184

5.1.3模型的实现188

5.2复吹转炉炼钢过程机理模型188

5.2.1钢液中各元素氧化反应速率方程189

5.2.2石灰的熔解速度方程204

5.2.3冶炼过程温度变化206

5.2.4炉气成分与温度的计算208

5.2.5一些重要的模型参数的计算211

5.2.6机理模型求解步骤222

5.2.7计算结果与讨论222

5.3基于炉气分析的动态控制227

5.3.1转炉炉气分析技术的概况227

5.3.2转炉炉气分析检测技术的设备组成及工作原理230

5.3.3数学模型的建立237

5.3.4炉气分析模型中相关数据的处理253

5.3.5各模型的计算流程图262

5.3.6炉气成分变化规律及分析263

5.3.7转炉炉气中主要气体成分的变化规律264

5.3.8炉气中CO和CO 2含量的变化规律265

5.3.9炉气中O2的变化规律270

5.3.10炉气中H2的变化规律271

5.3.11炉气中N2和Ar的变化规律272

5.3.12检测的熔池及炉渣的相关数据272

5.3.13熔池中碳含量及脱碳速率的计算结果及讨论274

5.3.14熔池中氧含量的计算结果及讨论278

5.3.15温度的计算结果及讨论279

5.3.16熔池中锰、硅、磷含量的计算结果及讨论280

5.3.17小结289

5.4基于副枪的动态控制290

5.4.1检测技术的发展290

5.4.2各种布置方式的副枪系统比较292

5.4.3副枪动态模型的主要任务295

5.4.4副枪动态模型的主要计算公式296

5.4.5副枪动态模型自学习计算算法298

5.4.6复吹过程模型系数的调整301

5.4.7模型系数的经验调整302

5.4.8目标出钢量的预测302

5.4.9终点磷含量预测303

5.5模糊神经网络模型预报转炉终点磷含量304

5.5.1模糊神经网络技术的出现304

5.5.2模糊神经网络304

5.5.3预测模型的建立308

5.5.4模型的结构308

5.5.5模型参数的选择310

5.5.6模型算法的选择312

5.5.7模型参数的学习318

5.5.8转炉终点磷含量的预测结果及分析318

参考文献322

第6章 高磷转炉渣的综合利用327

6.1国内外钢渣的处理工艺及利用现状327

6.1.1湿法工艺327

6.1.2干法工艺329

6.1.3钢渣水淬工艺331

6.1.4国外几种主要的钢渣处理工艺及装置333

6.1.5钢渣湿法、干法处理技术的比较335

6.2钢渣的理化性能336

6.2.1钢渣的物理化学性质336

6.2.2转炉渣化学性能的理论计算339

6.2.3转炉渣物理性能的理论计算341

6.3转炉钢渣的利用途径342

6.3.1钢渣的国外利用现状342

6.3.2钢渣的国内利用现状343

6.4钢渣磷肥的生产350

6.4.1何谓钢渣磷肥350

6.4.2钢渣磷肥的生产工艺351

6.4.3钢渣磷肥的应用现状351

参考文献352