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1 洁净钢发展概述1

1.1 洁净钢基本概念1

1.2 洁净钢生产的用户工程学1

1.3 高品质钢对洁净度的要求2

1.3.1 总氧控制3

1.3.2 硫／磷含量控制4

1.3.3 氮／氢含量控制5

1.3.4 残余元素控制6

1.3.5 夹杂物控制7

1.4 洁净钢生产流程9

1.4.1 传统洁净钢生产流程9

1.4.2 经济洁净钢生产流程11

1.5 洁净钢冶炼新技术12

1.5.1 夹杂物聚合长大机理12

1.5.2 夹杂物在线分析技术12

1.5.3 镁处理夹杂物变性技术14

1.5.4 氮微合金化技术14

1.5.5 无污染脱氧技术15

1.5.6 氧化物冶金技术16

1.6 洁净钢发展展望17

2 铁水预处理与熔剂19

2.1 铁水预处理发展概述19

2.1.1 铁水预处理的冶金学意义19

2.1.2 铁水预处理的优越性19

2.1.3 铁水预处理发展历程20

2.1.4 铁水预处理发展趋势21

2.2 铁水预脱硅与脱硅剂21

2.2.1 预脱硅基本原理22

2.2.2 预脱硅主要方法23

2.2.3 脱硅剂种类及用量24

2.2.4 脱硅渣起泡控制25

2.3 铁水预脱硫及脱硫剂25

2.3.1 预脱硫基本原理26

2.3.2 铁水脱硫剂种类27

2.3.3 铁水预脱硫方法30

2.3.4 预脱硫后防止回硫34

2.4 铁水预脱磷及脱磷剂35

2.4.1 铁水脱磷方式分类35

2.4.2 氧化脱磷35

2.4.3 熔渣中磷酸盐的还原39

2.4.4 还原脱磷39

2.4.5 铁水脱磷剂种类41

2.4.6 传统预脱磷方法42

2.4.7 专用炉脱磷方法43

2.4.8 碳、磷的选择性氧化46

2.5 铁水同时脱磷脱硫47

2.5.1 铁水同时脱磷脱硫原理47

2.5.2 分期脱磷脱硫48

2.6 特殊铁水预处理及相关材料49

2.6.1 铁水预处理提钒49

2.6.2 铁水提钒基本原理50

2.6.3 铁水提钒的方法51

2.6.4 铁水预处理提铌51

2.6.5 铁水提铌方法52

思考题52

3 炼钢工艺与原料54

3.1 现代化炼钢技术的发展54

3.1.1 炼钢的发展历程54

3.1.2 炼钢新技术及发展方向55

3.1.3 炼钢的任务及清洁原料57

3.2 清洁废钢与残余元素控制57

3.2.1 废钢的基本特征57

3.2.2 炼钢对废钢的要求58

3.2.3 废钢预热技术58

3.2.4 钢中残余元素61

3.2.5 废钢脱铜技术66

3.3 直接还原铁在炼钢中的应用69

3.3.1 还原铁的特点69

3.3.2 直接还原铁生产方法70

3.3.3 直接还原铁使用效果72

3.3.4 直接还原铁技术发展方向73

3.4 活性石灰及其冶金效果74

3.4.1 冶金石灰概述74

3.4.2 石灰的化学成分75

3.4.3 石灰的物理性质77

3.4.4 石灰的矿物组成78

3.4.5 石灰活性度和粒度检测79

3.4.6 冶金石灰的技术指标81

3.4.7 石灰在炼钢中的应用81

3.5 炼钢辅助造渣材料88

3.5.1 轻烧白云石88

3.5.2 萤石与复合化渣剂90

3.5.3 铁矾土造渣剂91

3.5.4 造渣材料的加入特征93

3.6 炼钢用冷却剂96

3.6.1 转炉热量来源和消耗96

3.6.2 转炉冶炼过程温度控制97

3.6.3 冷却剂种类及效应98

3.7 炼钢用增碳剂100

3.7.1 转炉终点碳的控制方法100

3.7.2 炼钢增碳剂的性能指标101

3.7.3 炼钢增碳剂分类101

3.7.4 增碳剂脱氮102

3.8 出钢挡渣与炉渣改质103

3.8.1 挡渣出钢的必要性103

3.8.2 挡渣出钢方法104

3.8.3 钢液增氮控制107

3.8.4 出钢炉渣改质108

思考题113

4 钢液脱氧技术114

4.1 钢中氧的危害114

4.2 钢液脱氧原理115

4.2.1 钢液脱氧方式115

4.2.2 脱氧反应热力学116

4.2.3 脱氧反应动力学118

4.3 单一脱氧剂脱氧120

4.3.1 铝脱氧120

4.3.2 硅脱氧122

4.3.3 锰脱氧123

4.3.4 真空碳脱氧124

4.4 复合脱氧剂127

4.4.1 硅-锰复合脱氧128

4.4.2 硅-锰-铝复合脱氧129

4.4.3 铝-镁复合脱氧130

4.4.4 铝-钙复合脱氧133

思考题135

5 炉外精炼与原料136

5.1 钢水炉外精炼概述136

5.1.1 钢水炉外精炼发展历程136

5.1.2 钢水炉外精炼发展方向137

5.2 钢水二次精炼原理与分类138

5.2.1 搅拌法138

5.2.2 合成渣渣洗142

5.2.3 真空精炼144

5.2.4 加热精炼149

5.2.5 喷射冶金152

5.3 典型钢水二次精炼方法158

5.3.1 钢包炉158

5.3.2 RH真空精炼173

5.3.3 不锈钢炉外精炼189

思考题199

6 洁净钢与夹杂物控制201

6.1 钢中夹杂物的危害201

6.1.1 夹杂物的物理性质201

6.1.2 夹杂物与钢的缺陷204

6.2 钢中夹杂物的分类212

6.3 夹杂物来源与产生途径212

6.3.1 脱氧产物与其特征212

6.3.2 二次氧化与夹杂物214

6.3.3 卷渣引起的夹杂物218

6.3.4 耐材脱落与熔损221

6.4 夹杂物的去除方法223

6.4.1 上浮去除法223

6.4.2 吹气去除法225

6.4.3 过滤去除法228

6.4.4 电磁分离去除法233

6.5 夹杂物形态控制234

6.5.1 钢液钙处理技术234

6.5.2 夹杂物塑性化控制242

6.5.3 稀土对钢中夹杂物的变质效果252

思考题257

7 结晶器内钢液流动与保护渣258

7.1 结晶器内钢液流动及表征259

7.1.1 钢液流动形态分类259

7.1.2 钢液最大穿透深度260

7.1.3 液面波动指数261

7.2 结晶器内钢流输送及控制262

7.2.1 塞棒控流262

7.2.2 滑板控流263

7.3 影响结晶器内钢液流动的因素264

7.3.1 结晶器内钢液流场的指标264

7.3.2 控流装置的影响265

7.3.3 浸入式水口参数266

7.3.4 拉坯速度267

7.3.5 水口吹氩267

7.3.6 电磁制动和电磁搅拌268

7.4 钢液流动与铸坯质量270

7.4.1 气泡与夹杂物卷入270

7.4.2 保护渣卷渣271

7.4.3 液面波动272

7.5 浸入式水口结瘤与防止措施274

7.5.1 沉积物特征分析275

7.5.2 水口堵塞机理279

7.5.3 水口结瘤的防止措施282

7.6 结晶器保护渣291

7.6.1 保护渣在结晶器中的行为291

7.6.2 结晶器保护渣的基本功能292

7.6.3 结晶器保护渣理化性质293

7.6.4 渣膜形成与传热控制304

7.6.5 保护渣的润滑功能307

7.6.6 结晶器保护渣对铸坯质量的影响311

思考题320

8 洁净钢与清洁耐火材料321

8.1 耐火材料对钢液洁净度的影响321

8.1.1 耐火材料与钢中氧的关系321

8.1.2 耐火材料与钢中硫的关系328

8.1.3 耐火材料与钢中氢的关系329

8.1.4 耐火材料与钢中磷的关系331

8.1.5 耐火材料与钢液增碳332

8.2 洁净钢生产中耐火材料的损毁机理334

8.2.1 熔渣对耐火材料的侵蚀特征334

8.2.2 耐火材料化学侵蚀速率334

8.2.3 影响耐火材料化学侵蚀的因素335

8.2.4 炉渣、钢液向耐火材料渗透行为341

8.3 洁净钢用耐火材料分类与特征344

8.3.1 耐火材料的分类方法344

8.3.2 铁水预处理用耐火材料346

8.3.3 炉外精炼用耐火材料352

8.3.4 连铸用耐火材料375

8.4 洁净钢耐火材料发展方向393

8.4.1 耐火材料长寿化393

8.4.2 耐火材料清洁化394

8.4.3 耐火材料功能化394

思考题395

参考文献396