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绪论1

1　铁合金冶炼的基本原理6

1.1　铁合金冶炼的本质6

1.2　选择性还原理论在铁合金中的广泛应用7

1.2.1 选择性还原与铁合金生产的关系7

1.2.2　选择还原计算举例9

1.3　用氧化物生成自由能与温度关系图作指导选择还原剂13

1.3.1 碳质还原剂及其特点13

1.3.2　金属还原剂15

1.3.3　氧化精炼是铁合金冶炼中的新概念15

复习思考题16

2　电极和炉衬17

2.1 电极17

2.1.1 电极的分类、性能及其用途17

2.1.2 自焙电极的制作18

2.1.3 自焙电极的烧结21

2.1.4 自焙电极的接长和下放23

2.1.5 自焙电极常见事故及其处理26

2.1.6 电极的消耗28

2.2　电炉炉衬29

2.2.1 耐火材料的种类、要求及其选择29

2.2.2　炉衬的砌筑31

2.2.3　铁合金电炉烘炉、开炉、停炉和洗炉35

复习思考题38

3　铁合金车间及主要设备39

3.1　铁合金车间概述39

3.1.1 铁合金厂的布置和运输39

3.1.2 生产规模的确定40

3.1.3 车间组成与布置40

3.1.4 精炼电炉车间的布置47

3.1.5 铁合金生产的技术经济指标49

3.2　矿热炉机械设备50

3.2.1 矿热炉概述50

3.2.2 炉体51

3.2.3 电极系统52

3.2.4 液压系统55

3.2.5 排烟罩及通风装置58

3.3　矿热炉供电系统59

3.3.1 供电系统组成59

3.3.2　矿热炉变压器61

3.3.3 短网65

3.4　铁合金电炉的电气控制67

3.4.1 供电自动控制67

3.4.2 工厂电能需要量控制68

3.4.3 电极压放自动控制69

3.4.4 电炉功率调节69

3.4.5 电极深度的控制69

3.4.6　上料控制及称量控制70

3.4.7　过程计算机控制71

复习思考题72

4　矿热炉的电热原理与基本参数73

4.1　矿热炉中的电弧现象73

4.1.1 电弧生成机理73

4.1.2 电弧特性73

4.1.3 电弧传热过程75

4.2　矿热炉电路分析76

4.2.1 炉内电流回路76

4.2.2 电炉操作电阻77

4.2.3 电炉电抗和谐波78

4.2.4 电炉电流的交互作用78

4.3　矿热炉的电气特性79

4.3.1 电流圆图79

4.3.2 特定电压级下电炉的特性曲线80

4.3.3 特性曲线组和恒电阻曲线80

4.3.4 三相电炉各相功率不平衡现象81

4.3.5 功率不平衡的监测和预防84

4.3.6 电炉的经济运行84

4.4　铁合金电炉参数计算及选择85

4.4.1 电炉参数的简易计算法85

4.4.2 大型电炉计算程序89

4.4.3　计算程序例解92

4.4.4 电炉全电路分析例解93

4.4.5 电炉特性曲线的绘制96

复习思考题99

5　硅系合金的冶炼100

5.1　硅铁的牌号及用途100

5.2　硅及其化合物的物理化学性质101

5.3　冶炼硅铁的原料103

5.3.1 硅石103

5.3.2　还原剂104

5.3.3　含铁原料105

5.4　硅铁冶炼原理105

5.4.1　硅铁冶炼的基本反应105

5.4.2 炉内温度区和反应状况106

5.5　硅铁冶炼工艺及异常炉况的处理108

5.6　冶炼硅75的物料平衡及热平衡121

5.6.1 炉料计算121

5.6.2 物料平衡125

5.6.3　热平衡计算125

5.6.4　简易配料计算128

5.7　硅铁精炼129

5.7.1 合成渣氧化精炼129

5.7.2　氯化精炼法131

5.8　硅钙合金131

5.8.1 硅钙合金的牌号及用途131

5.8.2　钙及其化合物的物理化学性质131

5.8.3 生产方法及原料132

5.8.4 冶炼过程中的物化反应133

5.8.5 冶炼工艺134

5.9　工业硅137

5.9.1 工业硅的牌号及用途137

5.9.2 生产工业硅的原料137

5.9.3 冶炼原理138

5.9.4 冶炼工艺139

5.9.5 工业硅生产的配料计算144

复习思考题145

6　锰系合金的冶炼146

6.1　锰铁的牌号及用途146

6.2　锰及其化合物的物理化学性质147

6.2.1 锰的主要物理化学性质147

6.2.2　锰化合物的性质147

6.3　锰矿149

6.4　高碳锰铁的冶炼150

6.4.1 冶炼方法150

6.4.2　原料151

6.4.3 冶炼原理152

6.4.4 冶炼工艺153

6.4.5 配料计算155

6.5　锰硅合金的冶炼157

6.5.1 原料157

6.5.2 冶炼原理159

6.5.3 冶炼工艺159

6.5.4 配料计算162

6.6　中低碳锰铁的冶炼163

6.6.1 电硅热法冶炼中低碳锰铁164

6.6.2 电硅热法生产中碳锰铁配料计算167

6.6.3　摇包法、吹氧法冶炼中低碳锰铁169

6.7　金属锰170

6.7.1 冶炼原理171

6.7.2 生产方法172

6.7.3　金属锰的冶炼176

复习思考题178

7　铬系合金的冶炼179

7.1　概述179

7.2　高碳铬铁179

7.2.1 高碳铬铁的牌号及用途179

7.2.2　铬及其化合物的物理化学性质180

7.2.3 高碳铬铁的冶炼工艺与原理180

7.3　硅铬合金185

7.3.1 硅铬合金的牌号及用途185

7.3.2　硅铬合金的性质185

7.3.3　硅铬合金冶炼工艺及原理185

7.4　中低碳铬铁190

7.4.1 中低碳铬铁的牌号及用途190

7.4.2 冶炼方法190

7.4.3　氧气吹炼中低碳铬铁191

7.4.4 电硅热法冶炼中低碳铬铁193

7.5　微碳铬铁196

7.5.1 微碳铬铁的牌号及用途196

7.5.2 电硅热法冶炼微碳铬铁197

7.5.3 热兑法冶炼微碳铬铁201

7.6　真空法微碳铬铁209

7.6.1 真空法微碳铬铁的牌号及用途209

7.6.2　真空法微碳铬铁冶炼原理209

7.6.3 真空法微碳铬铁冶炼的原料210

7.6.4 真空法微碳铬铁冶炼设备210

7.6.5 真空法微碳铬铁冶炼操作210

7.7　金属铬211

7.7.1 金属铬牌号及用途211

7.7.2　铝热法生产金属铬212

复习思考题218

8　钼铁的冶炼219

8.1　钼铁的牌号及用途219

8.2　钼及其化合物的物理化学性质220

8.3　钼矿及其处理221

8.3.1 钼矿221

8.3.2　钼精矿氧化焙烧222

8.4　钼铁的冶炼226

8.4.1 钼铁的冶炼方法226

8.4.2 钼铁的冶炼原理227

8.4.3　硅热法冶炼钼铁228

8.5　硅热法冶炼钼铁的配料计算231

8.5.1 计算的原始条件231

8.5.2　料批组成计算231

8.5.3 热量计算232

复习思考题233

9　钛铁的冶炼234

9.1　钛铁的牌号及用途234

9.1.1 钛铁牌号及化学成分234

9.1.2　钛及其化合物的物理化学性质234

9.2　冶炼钛铁的原材料236

9.2.1 含钛矿物236

9.2.2　铁矿236

9.2.3　硅铁237

9.2.4 铝粒237

9.2.5 石灰237

9.3　钛铁冶炼原理237

9.3.1 用碳还原237

9.3.2　用硅还原237

9.3.3 用铝还原237

9.4　铝热法冶炼钛铁238

9.4.1 冶炼钛铁的配料计算238

9.4.2　冶炼操作过程242

9.4.3 影响钛铁冶炼指标的因素244

9.4.4 应用铝热法冶炼钛铁的实例245

9.5　低铝钛铁、中钛铁及高钛铁的生产246

9.5.1　低铝钛铁生产246

9.5.2 中钛铁冶炼（40％钛铁的生产）247

9.5.3 高钛铁的生产247

9.6　电炉炼钛铁及铝粒的雾化制取248

9.6.1 电炉炼钛铁248

9.6.2　雾化法制取铝粒249

复习思考题249

10　钒铁的冶炼250

10.1　钒铁的牌号及用途250

10.2　钒及其化合物的物理化学性质250

10.3　含钒矿物和钒矿251

10.4　五氧化二钒的制取251

10.4.1　钒渣的制备253

10.4.2　钒渣的焙烧254

10.4.3 钒的浸出256

10.4.4　五氧化二钒浸出液沉淀及熔化铸片257

10.5　钒铁冶炼原理259

10.6　电硅热法生产钒铁260

10.6.1 冶炼设备及原料260

10.6.2 配料计算和各期炉料分配260

10.6.3 冶炼操作261

10.7　铝热法生产钒铁263

10.7.1 原料要求263

10.7.2　配料计算263

10.7.3 冶炼操作264

复习思考题265

11　钨铁的冶炼266

11.1　钨铁的牌号及用途266

11.2　钨及其化合物的物理化学性质266

11.2.1 钨的物理化学性质266

11.2.2 钨化合物的物理化学性质266

11.3　钨矿267

11.4　钨铁的冶炼268

11.4.1 钨铁的冶炼方法268

11.4.2　钨铁冶炼原理269

11.4.3　取铁法生产钨铁270

11.4.4　炉料计算274

复习思考题275

12　稀土铁合金的冶炼276

12.1 概述276

12.1.1 稀土铁合金的应用276

12.1.2　稀土铁合金的分类276

12.1.3　稀土铁合金的组成和性质278

12.1.4 稀土铁合金的生产方法279

12.2　硅热还原法生产稀土硅铁合金280

12.2.1 硅热还原法冶炼稀土硅铁合金的反应热力学280

12.2.2　硅热还原法冶炼稀土硅铁合金的原理284

12.2.3 电弧炉设备285

12.2.4　硅热法冶炼稀土硅铁合金工艺288

12.3　电弧炉冶炼其他稀土铁合金292

12.3.1 硅热还原法冶炼其他稀土铁合金292

12.3.2　铝热还原法冶炼稀土中间合金294

12.3.3 碳化钙、硅还原法冶炼稀土合金296

12.4　碳热还原法冶炼稀土铁合金297

12.4.1 碳热还原法冶炼稀土硅铁合金的原理297

12.4.2 矿热炉冶炼稀土硅铁合金工艺298

12.4.3 矿热炉冶炼其他稀土铁合金299

12.5　熔配法生产稀土中间合金300

12.5.1 坩埚式中频感应电炉300

12.5.2　配料计算301

12.5.3 中频感应炉熔炼稀土中间合金工艺301

复习思考题302

13　环境保护与综合利用304

13.1　废渣的处理及利用304

13.1.1 直接回收利用304

13.1.2　用水淬渣作水泥原料305

13.1.3 用炉渣作铸石305

13.1.4　利用废渣作建筑和筑路材料以及农田肥料305

13.2　废气的处理及利用306

13.2.1 敞口电炉烟气净化306

13.2.2 半封闭电炉回收烟气余热306

13.2.3 封闭式电炉烟气净化和能源回收306

13.2.4 烟尘的综合利用306

13.3　废水的处理及利用307

复习思考题308

参考文献309