氧气转炉炼钢过程的解析与控制PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

氧气转炉炼钢过程的解析与控制PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

1氧气转炉炼钢反应特点1

1.1 炼钢反应的宏观结构（渣、金属液、气相的乳化与混合）1

1.1.1 氧气转炉炼钢过程的基本特征1

1.1.2 泡沫渣的生成与乳化反应3

参考文献6

1.2 熔池的氧化7

1.2.1 熔池氧化过程的机理7

1.2.2 熔池的传氧方式10

1.2.3 氧流在炉渣和金属中的宏观分配16

1.2.4 炉渣的氧化性及其影响因素19

参考文献20

1.3 金属滴在铁质渣中的氧化行为20

参考文献26

1.4 金属滴中碳还原渣中氧化铁的动力学26

1.4.1 金属滴中碳还原渣中FeO的动力学分析28

1.4.2 S＞0.01%时的FeO还原模型36

1.4.3 低[S]含量下的FeO还原模型38

参考文献41

1.5 炉渣的氧化性状态41

1.5.1 氧化铁活度42

1.5.2 渣中Fe3＋/Fe 2＋比及其变化规律65

参考文献85

1.6 控制炉渣氧化性的因素和手段87

1.6.1 影响炉渣氧化性的因素87

1.6.2 炉渣（TFe）的控制模型93

参考文献100

1.7 如何更好地创建（TFe）控制模型101

1.7.1 吹炼前、中期控制炉渣（TFe）含量的第一方程和第二方程如何建立101

1.7.2 吹炼后期和终点控制炉渣（TFe）含量的第一方程和第二方程如何建立103

1.7.3 全程控制炉渣（TFe）含量的模型如何建立104

参考文献105

1.8 炉渣氧分压、氧化铁活度和TFe含量的检测及新得出的lgpo2公式105

参考文献109

附录 Fe 3＋/Fe 2＋和Fe2O3/FeO的回归分析结果110

2 射流、相似原理和射流与熔池的相互作用118

2.1 射流119

2.1.1 亚音速湍流自由射流119

2.1.2 具有伴随流的亚音速湍流自由射流124

2.1.3 超音速湍流自由射流129

2.1.4 具有伴随流的超音速湍流自由射流139

2.1.5 非工况下超音速湍流自由射流143

2.1.6 具有中心孔的四孔喷枪的射流特性147

2.1.7 喷头结构和操作参数对射流特性的影响151

2.1.8 氧气射流在实际转炉中的情况157

2.1.9 底吹射流160

参考文献166

2.2 相似原理168

2.2.1 实验研究的任务和相似原理的价值168

2.2.2 相似的定义和概念168

2.2.3 单值条件170

2.2.4 流动的力学相似171

2.2.5 黏性流体流动的力学相似准数172

2.2.6 量纲分析法185

2.2.7 相似准数在实验研究中的应用190

参考文献195

2.3 射流与熔池相互作用下的熔池运动动力学195

2.3.1 顶吹氧气射流冲击熔池深度的实验研究196

2.3.2 底吹氧气转炉的熔池运动动力学236

2.3.3 顶吹、底吹和复吹转炉熔池搅拌强度的实验研究244

参考文献253

3 硅、锰的氧化反应256

3.1 硅和锰在熔池中的氧化256

参考文献260

3.2 锰氧化反应平衡研究260

3.2.1 锰在铁液和Fet O- MnO渣系间的平衡分配260

3.2.2 锰在铁液与FeO-MnO-MOx （MOx = PO2.5 ，SiO2，Al2O3，MgO，CaO）三元熔渣间的平衡分配265

3.2.3 锰在铁液和多元渣系间的平衡分配269

参考文献279

3.3 硅、锰氧化还原动力学281

3.3.1 锰的氧化反应动力学281

3.3.2 锰的还原反应动力学290

3.3.3 硅的氧化反应动力学299

参考文献305

3.4 硅、锰在氧气转炉中对冶金特性的影响305

3.4.1 铁水硅含量对脱磷的影响306

3.4.2 铁水含锰量对造渣的影响313

3.4.3 铁水含锰量和渣中MnO含量对脱磷的影响314

参考文献323

3.5 元素的同时氧化和反应偏离平衡程度324

3.5.1 元素的同时氧化条件和炉渣一次氧化产物中的氧在元素之间的分配324

3.5.2 元素i的氧化过程偏离平衡的程度327

参考文献330

4 脱磷反应331

4.1 磷的氧化反应热力学331

4.1.1 磷的氧化条件331

4.1.2 磷与硅、锰的耦合氧化333

4.1.3 碳和磷的选择性氧化336

参考文献337

4.2 磷容量及其在脱磷中的地位338

4.2.1 磷容量338

4.2.2 Lp与Cp（或C PO 3- 4）等因素的关系341

参考文献342

4.3 磷酸盐容量C PO 3- 4的实验研究342

4.3.1 熔剂成分对C PO 3- 4的影响343

4.3.2 氧分压对C PO 3- 4的影响347

4.3.3 温度对C PO 3- 4的影响347

参考文献348

4.4 磷的活度系数f P349

参考文献349

4.5 脱磷的氧分压P O2349

参考文献351

4.6 磷在渣和碳饱和的铁液间的平衡分配比（LP）351

4.6.1 炉渣成分的影响351

4.6.2 PO2的影响356

4.6.3 温度的影响356

4.6.4 LP的半经验式358

参考文献360

4.7 钢液氧化脱磷的平衡研究361

4.7.1 脱磷平衡经验公式361

4.7.2 温克勒-启普曼经验式361

4.7.3 巴拉耶瓦经验式362

4.7.4 李远洲对脱磷分配比表达式的见解367

4.7.5 李远洲对P2O5活度系数γ P2O5表达式的见解397

参考文献410

4.8 脱磷反应动力学412

4.8.1 磷氧化反应动力学412

4.8.2 冶金过程的弥散相（金属滴和渣滴或粉粒）与熔体（渣池和金属熔池）间的宏观动力学422

4.8.3 钢渣乳化的去磷动力学424

4.8.4 喷粉去磷的动力学425

参考文献432

4.9 顶底复吹转炉脱磷最佳化工艺模型的探讨432

4.9.1 试验条件432

4.9.2 试验结果和讨论433

4.9.3 小结441

参考文献441

4.10 氧气转炉最佳化脱磷工艺模型的探讨442

4.10.1 吹炼前期最佳化脱磷工艺模型443

4.10.2 拉碳脱磷的控制模型447

4.10.3 冶炼低碳钢的终点脱磷控制模型452

4.10.4 优化炼钢工艺的微机智能系统初步方案456

4.10.5 小结459

参考文献459

5 脱硫反应461

5.1 顶吹氧气转炉的脱硫行为461

5.1.1 试验装置和条件461

5.1.2 试验结果和讨论462

5.1.3 小结467

参考文献468

5.2 顶吹氧气转炉的气化脱硫率和终点脱硫能力468

5.2.1 气化脱硫率ηs·g及其影响因素468

5.2.2 影响Ls的因素及其作用和地位471

5.2.3 影响ns的因素及其作用和地位475

5.2.4 小结475

参考文献476

5.3 顶吹氧气转炉的脱硫最佳化工艺静态控制模型的探讨476

5.3.1 最佳化脱硫工艺的设计研究476

5.3.2 最佳化脱硫工艺的设计478

5.3.3 最佳化脱硫工艺的计算机智能系统485

5.3.4 小结485

参考文献487

6 脱碳反应488

6.1 碳的氧化反应488

6.1.1 不同研究者的实验结果488

6.1.2 碳氧反应平衡常数Kc-o489

6.1.3 碳氧化反应的热效应492

6.2 金属熔池中碳的氧化动力学492

6.2.1 氧化过程的机理和速度492

6.2.2 钢液脱碳过程的动力学493

6.3 熔池中碳氧化反应过程的分析496

6.4 熔炼的温度制度对钢水含氧量的影响497

6.5 转炉一般脱碳模型的建立499

6.5.1 脱碳一般模型499

6.5.2 计算CT（即CB）501

6.5.3 高拉补吹的耗氧分段控制模型502

6.6 脱硅和脱碳的半经验混合模型503

6.6.1 脱碳的传质方程503

6.6.2 脱碳的反应机制504

6.6.3 C＊ A的补充模型506

6.6.4 脱硅对脱碳的影响506

6.6.5 操作因素变化的修正508

7 转炉吹炼过程解析509

7.1 转炉吹炼过程参数的变化509

7.1.1 碳含量的变化509

7.1.2 硅含量的变化509

7.1.3 锰含量的变化509

7.1.4 磷含量的变化510

7.1.5 渣中SiO2质量的变化510

7.1.6 渣中FeO质量的变化510

7.1.7 渣中MnO质量的变化510

7.1.8 渣中P2O5质量的变化510

7.1.9 渣中CaO质量的变化510

7.1.10 废钢熔化速度511

7.1.11 钢水量的变化511

7.1.12 渣量的变化512

7.1.13 钢水温度及变化512

7.1.14 凹坑界面温度（T W）512

7.1.15 吹炼开始时的熔池温度（Tm·i）513

7.1.16 炉气温度的变化514

7.1.17 转炉热平衡收支项515

参考文献516

7.2 硅锰磷碳同时氧化反应的数学模型517

7.2.1 引言517

7.2.2 四个反应物系519

7.2.3 炼钢熔池中熔渣-金属界面处的两相浓度的确定525

7.2.4 体系内存在物质源的扩散方程528

参考文献537

7.3 氧气顶吹转炉炼钢中元素氧化过程的数学模型537

7.3.1 引言537

7.3.2 元素氧化反应数学模型的设想537

7.3.3 元素氧化的数学模型538

参考文献541

8 氧气转炉造渣和石灰熔化特点542

8.1 转炉渣的基本性质和特征542

8.1.1 碱度542

8.1.2 氧化性543

8.1.3 黏度544

8.1.4 渣-金属-气体乳化液和炉渣起泡545

参考文献546

8.2 转炉渣的组成、来源和形成过程546

8.2.1 转炉渣的组成、来源和含量范围546

8.2.2 转炉渣的形成过程547

8.2.3 化学成分的变化548

8.2.4 矿物组成的变化548

参考文献549

8.3 石灰在转炉渣中的溶解动力学550

8.3.1 石灰溶解过程550

8.3.2 石灰溶解机理550

8.3.3 石灰溶解动力学556

8.3.4 影响石灰溶解速度的因素564

参考文献569

8.4 对转炉脱磷碱度和石灰用量公式的商榷570

8.4.1 脱磷炉渣碱度公式571

8.4.2 石灰加入量公式571

8.4.3 白云石加入量公式573

8.4.4 讨论574

8.4.5 小结578

参考文献578

8.5 氧气转炉熔剂的选配579

8.5.1 MgO、A12O3配比的选择580

8.5.2 MnO、CaF2配比的选择591

8.5.3 多种熔剂的配合使用597

8.5.4 小结598

参考文献599

8.6 转炉泡沫渣操作的特性600

8.6.1 泡沫渣在转炉炼钢中的作用600

8.6.2 影响炉渣泡沫化的因素602

8.6.3 吹炼过程中泡沫渣的形成与变化604

8.6.4 泡沫渣的控制605

8.7 转炉最佳化初渣的定义和特性参数606

8.7.1 碱度606

8.7.2 CaO/FeO或CaO/（FeO＋MnO）的最佳比值613

8.7.3 MgO、CaF2和MnO的合理含量616

参考文献618

8.8 转炉终渣的合理类型619

8.8.1 终渣的矿相组成与碱度619

8.8.2 终渣的TFe（或ΣFeO）含量626

8.8.3 终渣的熔剂组分629

8.8.4 小结632

参考文献632

8.9 氧气转炉造渣最佳化工艺模型633

8.9.1 模型结构633

8.9.2 模型应用642

8.9.3 小结643

参考文献643

8.10 炉渣成分、渣量和炉衬寿命的三角关系644

8.10.1 吹炼前期的“三角”关系644

8.10.2 吹炼终期的“三角”关系645

8.10.3 小结647

参考文献648

9 复吹转炉合理的供氧、供气制度649

9.1 复吹转炉顶部供氧和底部供气制度649

9.1.1 复吹转炉顶部供氧压力的选择649

9.1.2 复吹转炉底部供气量的确定651

9.1.3 复吹转炉供氧和供气强度659

9.1.4 不同铁水条件和冶炼钢种的供氧供气制度665

参考文献671

9.2 枪位制度的确定672

9.2.1 枪位制度论述672

9.2.2 吹炼前期枪位的判别准数677

9.2.3 吹炼中期枪位的判别准数686

9.2.4 吹炼后期枪位的判别准数691

参考文献695

9.3 双流复合吹炼的冶金特征696

9.3.1 水力学模型试验696

9.3.2 工业性热调试试验699

9.3.3 小结703

参考文献703

10 喷枪和炉型的设计704

10.1 顶吹喷枪类型和喷头设计704

10.1.1 顶枪类型的选择704

10.1.2 顶枪的喷头设计计算708

参考文献712

10.2 氧气底吹喷枪的设计计算713

10.2.1 风嘴出口压力的选择713

10.2.2 风嘴直径、个数和非圆形截面喷嘴的选择715

10.2.3 单个风嘴供氧量的确定717

10.2.4 喷枪供氧压力和流量的计算721

10.3 多微孔环式风嘴721

10.3.1 提出多微孔环式风嘴的理论依据722

10.3.2 水力学模型试验结果724

10.3.3 风嘴设计说明725

10.3.4 工业性试验结果727

10.4 顶吹转炉合理炉型的设计727

10.4.1 炉子容量的含义728

10.4.2 供氧制度与炉型的关系728

10.4.3 炉型的选择730

10.4.4 炉子主要尺寸参数的确定及其依据731

10.5 氧气底吹转炉的炉型设计739

10.5.1 设计原则739

10.5.2 炉型设计举例740

10.5.3 文献对李远洲公式的评估746

参考文献748

11 转炉热工调控749

11.1 热化学中的几个问题749

11.1.1 转炉成渣热的研究749

11.1.2 生白云石冷却能力的重新评估754

11.1.3 炉衬散热损失及辐射散热损失762

参考文献768

11.2 氧气转炉二次燃烧768

11.2.1 脱碳和二次燃烧的热力学分析769

11.2.2 二次燃烧模型775

参考文献783

12 计算机在转炉中的应用784

12.1 转炉控制技术的发展784

12.1.1 统计模型785

12.1.2 CRM模型786

12.1.3 静态控制模型的改进786

12.1.4 动态控制模型789

12.1.5 吹炼控制的发展791

12.1.6 生产管理与工艺跟踪794

12.2 转炉静态控制模型796

12.2.1 模型中运算公式和操作特征参数的选择797

12.2.2 计算流程图803

12.2.3 静态工艺控制模型计算结果及分析803