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1 金属学与物理化学基础知识1

1.1 物质组成与物质形态1

1.2 金属学与热处理知识1

1.2.1 力学性能1

1.2.2 晶体与非晶体3

1.2.3 铁的同素异构转变4

1.2.4 钢的组织6

1.2.5 铁碳相图8

1.2.6 铁碳合金成分—组织—性能之间的关系11

1.2.7 铁碳相图在钢铁生产中的应用11

1.2.8 热处理知识12

1.3 物理化学基本知识14

1.3.1 气体状态方程14

1.3.2 化学基础知识15

1.3.3 炼钢反应热效应16

1.3.4 质量守恒与能量守恒18

1.3.5 化学反应速度及影响因素19

1.3.6 化学平衡及影响因素20

1.3.7 分解压22

1.3.8 反应自由能24

1.3.9 溶液的蒸气压25

1.3.10 表面现象27

1.3.11 扩散现象29

2 钢铁生产流程基础知识32

2.1 钢铁的地位32

2.2 钢与铁33

2.3 钢铁业的发展33

2.4 钢铁生产流程34

2.5 炼铁生产35

2.6 炼钢生产及炼钢基本任务36

2.6.1 工业化炼钢方法36

2.6.2 铁水预处理41

2.6.3 转炉炼钢42

2.6.4 炉外精炼46

2.6.5 钢水浇注71

2.7 轧钢生产82

2.7.1 轧钢过程82

2.7.2 轧钢生产工艺82

2.7.3 晶粒细化与控轧控冷85

3 耐火材料基础知识88

3.1 耐火材料的化学组成和矿物组成89

3.2 耐火材料的主要性质91

3.2.1 耐火度91

3.2.2 荷重软化温度93

3.2.3 耐压强度93

3.2.4 抗折强度94

3.2.5 热稳定性94

3.2.6 热膨胀性95

3.2.7 导热性95

3.2.8 重烧线变化95

3.2.9 抗渣性96

3.2.10 气孔率96

3.2.11 体积密度98

3.3 钢包99

3.3.1 钢包尺寸的确定99

3.3.2 钢包的结构100

3.3.3 底吹透气砖102

3.3.4 滑动水口103

3.3.5 长水口104

4 炼钢炉渣基础知识107

4.1 炼钢熔渣的作用107

4.2 炼钢熔渣的来源108

4.3 熔渣结构的基本理论109

4.4 熔渣的化学性质110

4.4.1 熔渣碱度110

4.4.2 熔渣氧化性112

4.5 熔渣的物理性质115

4.5.1 熔渣的熔化温度115

4.5.2 黏度116

4.5.3 密度117

4.6 炉渣相图117

4.6.1 二元相图118

4.6.2 三元相图120

5 钢种生产与钢材质量基础知识125

5.1 钢的分类125

5.1.1 按化学成分分类125

5.1.2 按主要质量等级分类126

5.1.3 按钢的用途分类127

5.1.4 按钢的金相组织分类127

5.2 钢号表示127

5.2.1 钢种牌号的代表符号128

5.2.2 我国钢种牌号的表示方法129

5.3 碳和其他元素在钢中的作用133

5.3.1 碳（C）133

5.3.2 硅（Si）134

5.3.3 锰（Mn）135

5.3.4 硫（S）135

5.3.5 磷（P）137

5.3.6 氢（H）139

5.3.7 氮（N）140

5.3.8 氧（O）141

5.3.9 铝（Al）142

5.3.10 铬（Cr）、硼（B）、镍（Ni）、钙（Ca）143

5.3.11 稀土元素（RE）143

5.3.12 钼（Mo）、钨（W）143

5.3.13 铜（Cu）、锡（Sn）、铅（Pb）、砷（As）143

5.3.14 铌（Nb）、钒（V）、钛（Ti）144

5.4 钢种质量的概念及性能检测145

5.4.1 钢的产品质量定义145

5.4.2 钢的性能145

5.4.3 钢质量的影响因素147

5.4.4 钢质量的检验方法147

5.5 质量管理概述150

5.5.1 全面质量管理150

5.5.2 ISO9000族贯标工作151

5.5.3 质量问题的分析统计方法152

5.5.4 因果分析图153

5.5.5 帕累托图154

5.5.6 质量分布图155

5.5.7 六西格玛质量管理158

5.6 品种钢的生产159

5.6.1 高质量钢种的生产159

5.6.2 易切削钢162

5.6.3 钢筋钢163

5.6.4 软线及焊条钢165

5.6.5 冷镦钢166

5.6.6 耐候钢167

5.6.7 齿轮钢168

5.6.8 轴承钢170

5.6.9 船板钢172

5.6.10 重轨钢173

5.6.11 IF钢174

5.6.12 硅钢176

5.6.13 管线钢178

5.6.14 硬线钢180

5.6.15 弹簧钢181

5.6.16 不锈钢182

6 炼钢自动控制基础知识186

6.1 自动控制基础知识187

6.1.1 自动控制系统的组成187

6.1.2 自动控制要求的条件189

6.2 基础自动化级检测原理189

6.2.1 重量检测190

6.2.2 温度检测192

6.2.3 结晶定碳原理196

6.2.4 钢流下渣检测196

6.2.5 副枪测量熔池液面高度原理196

6.2.6 红外碳硫分析仪的原理196

6.2.7 测定熔池钢液氧含量的原理197

6.2.8 测定钢液氢含量的原理197

6.2.9 声纳化渣检测装置198

6.2.10 连铸中间包钢水液位检测199

6.2.11 连铸结晶器钢水液位检测199

6.2.12 连铸结晶器漏钢预报201

6.2.13 结晶器热交换检测201

6.2.14 连铸二冷区铸坯表面温度测量201

6.2.15 连铸机辊缝测量装置202

6.2.16 结晶器开口度与倒锥度测量202

6.2.17 连铸坯长检测202

6.2.18 铸坯表面缺陷检测203

6.3 转炉炼钢自动控制类型204

6.3.1 终点温度成分检测装置204

6.3.2 转炉炼钢终点自动控制模型207

6.3.3 炼钢全自动控制208

6.4 连铸自动控制类型209

6.4.1 中间包液面控制209

6.4.2 结晶器液面控制209

6.4.3 开浇控制210

6.4.4 结晶器冷却水流量自动控制210

6.4.5 二冷水控制210

6.5 自动控制的新发展211

6.5.1 自动化的三电系统211

6.5.2 电力传动的特点和发展趋势211

6.5.3 现场总线系统211

6.5.4 人工智能技术211

7 炼钢厂的环境保护214

7.1 政策法规214

7.1.1 环境与环境保护214

7.1.2 京都议定书215

7.1.3 国内相关法规215

7.2 烟气、烟尘的性质217

7.2.1 烟气的特征217

7.2.2 烟尘的特征218

7.3 烟气净化回收系统主要设备218

7.3.1 烟气净化系统的主要设备218

7.3.2 煤气回收系统的主要设备223

7.4 风机与放散烟囱226

7.4.1 风机226

7.4.2 放散烟囱227

7.5 净化回收系统简介227

7.5.1 OG净化回收系统227

7.5.2 LT净化回收系统230

7.6 二次除尘系统及厂房除尘234

7.6.1 二次除尘系统234

7.6.2 厂房除尘236

7.7 烟气及烟尘的综合利用237

7.7.1 回收煤气的利用237

7.7.2 烟尘的利用237

7.7.3 回收蒸汽237

7.8 钢渣及含尘污水处理系统237

7.8.1 钢渣处理系统237

7.8.2 含尘污水处理系统238

7.9 炼钢厂的噪声治理240

7.10 连铸车间内环境保护241

7.10.1 二冷区蒸汽治理241

7.10.2 车间内通风降温241

7.10.3 氧化铁皮的处理241

附录 元素周期表244

参考文献245