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0 绪论1

0.1 氧气转炉炼钢法的发展概况1

0.2 转炉炼钢法的分类5

0.3 氧气转炉炼钢法的特点5

0.4 转炉炼钢发展方向与技术进步目标7

0.4.1 转炉炼钢的发展方向7

0.4.2 转炉炼钢技术进步的目标7

1 钢铁基础知识9

1.1 钢与铁9

1.1.1 钢与生铁9

1.1.2 钢铁生产流程9

1.1.3 金属学基础知识11

1.1.4 热处理知识24

1.2 炼铁生产25

1.3 炼钢生产26

1.3.1 工业化炼钢方法26

1.3.2 炼钢厂浇注生产流程30

1.4 轧钢生产39

1.4.1 轧钢过程39

1.4.2 轧钢生产工艺39

1.4.3 控制轧制、控制冷却43

2 炼钢用原材料45

2.1 主原料45

2.1.1 铁水45

2.1.2 废钢48

2.1.3 生铁块50

2.2 铁水预处理50

2.2.1 铁水炉外脱硫51

2.2.2 铁水炉外脱磷57

2.2.3 铁水炉外脱硅59

2.3 辅原料59

2.3.1 造渣剂59

2.3.2 冷却剂63

2.4 铁合金64

2.5 其他材料67

2.5.1 增碳剂67

2.5.2 钢包渣改质剂67

2.5.3 焦炭68

2.5.4 炼钢厂常用气体68

3 氧气转炉炼钢工艺及基础理论69

3.1 装入制度69

3.1.1 装入制度内容及依据69

3.1.2 装入制度类型71

3.1.3 装入操作71

3.2 顶吹供氧制度及元素氧化72

3.2.1 顶吹供氧制度内容72

3.2.2 喷头的类型及特点72

3.2.3 氧气流出喷嘴后的运动规律75

3.2.4 炼钢过程的氧化反应78

3.2.5 供氧制度中的几个工艺参数86

3.2.6 供氧操作90

3.2.7 氧枪喷头寿命94

3.3 造渣制度及脱磷脱硫96

3.3.1 炼钢炉渣基础知识96

3.3.2 炉渣相图101

3.3.3 造渣方法107

3.3.4 渣料加入量确定108

3.3.5 炼钢脱磷与脱硫反应112

3.3.6 炉渣的形成118

3.3.7 渣料加入时间120

3.3.8 泡沫渣121

3.3.9 渣量计算123

3.3.10 半钢吹炼的造渣125

3.4 温度制度125

3.4.1 热平衡125

3.4.2 出钢温度的确定129

3.4.3 温度控制对策132

3.4.4 温度控制133

3.5 终点控制140

3.5.1 终点的标志140

3.5.2 终点控制方法141

3.5.3 人工判断方法142

3.5.4 挡渣操作145

3.5.5 加钢包渣改质剂或合成渣148

3.6 脱氧合金化及夹杂物排除148

3.6.1 脱氧理论149

3.6.2 脱氧方法152

3.6.3 合金的加入原则153

3.6.4 脱氧操作154

3.6.5 合金加入量的确定157

3.7 吹损及喷溅174

3.7.1 吹损174

3.7.2 喷溅176

3.8 顶底复合吹炼工艺特点180

3.8.1 顶底复合吹炼的特点180

3.8.2 复吹工艺的类型181

3.8.3 复吹的底部供气气源181

3.8.4 底部供气模式182

3.8.5 底部供气元件183

3.8.6 底部供气元件的维护185

3.9 操作事故及处理187

3.9.1 温度不合格187

3.9.2 成分不合格188

3.9.3 回炉钢冶炼190

3.9.4 氧枪粘钢及漏水190

3.9.5 炉衬耐火材料问题191

3.9.6 冻炉193

3.9.7 钢包大翻194

3.9.8 转炉内剩余钢水处理194

3.9.9 连铸水口堵塞194

3.10 物料平衡和热平衡计算195

3.10.1 原始数据196

3.10.2 物料平衡初算（先只用废钢）198

3.10.3 热平衡计算204

3.10.4 物料平衡热平衡终算206

4 耐火材料、转炉炉衬和炉龄211

4.1 耐火材料的化学组成和矿物组成211

4.1.1 酸性耐火材料212

4.1.2 碱性耐火材料212

4.1.3 中性耐火材料212

4.2 耐火材料的主要性质214

4.2.1 耐火度214

4.2.2 荷重软化温度215

4.2.3 耐压强度215

4.2.4 抗折强度216

4.2.5 热稳定性216

4.2.6 热膨胀性216

4.2.7 导热性217

4.2.8 重烧线变化217

4.2.9 抗渣性217

4.2.10 气孔率218

4.2.11 体积密度219

4.3 氧气转炉用耐火材料219

4.3.1 转炉内衬用砖220

4.3.2 转炉出钢口砖222

4.3.3 复吹转炉底部供气用砖222

4.4 炉衬寿命222

4.4.1 炉衬损坏的原因222

4.4.2 炉衬砖的蚀损机理223

4.4.3 影响炉衬寿命的因素224

4.4.4 提高炉龄的措施227

4.5 溅渣护炉技术230

4.5.1 溅渣护炉用熔渣的要求230

4.5.2 溅渣护炉的机理231

4.5.3 溅渣层的蚀损机理232

4.5.4 溅渣护炉工艺234

4.5.5 经济炉龄240

4.6 开新炉操作241

4.6.1 开新炉前的准备工作241

4.6.2 炉衬的烘烤242

4.6.3 开新炉操作243

4.7 炼钢系统其他耐火材料244

4.7.1 铁水预处理容器内衬耐火材料244

4.7.2 炉外精炼用耐火材料245

4.7.3 连铸用耐火材料246

5 炉外精炼248

5.1 炉外精炼的目的和手段248

5.1.1 搅拌248

5.1.2 温度调整251

5.1.3 造渣253

5.1.4 夹杂物变性处理253

5.1.5 真空255

5.2 几种常用的炉外精炼方法256

5.2.1 钢包精炼炉259

5.2.2 CAS、CAS-OB法及CAB法262

5.2.3 VD、VOD、VAD、AOD精炼法266

5.2.4 RH系列精炼方法270

5.2.5 喷粉、喂线、合成渣洗274

6 钢的品种与质量278

6.1 钢的分类278

6.1.1 按化学成分分类278

6.1.2 按质量等级分类279

6.1.3 按钢的用途分类279

6.1.4 按钢的金相组织分类279

6.2 钢种牌号的表示方法280

6.2.1 钢种牌号的代表符号280

6.2.2 我国钢种牌号的表示方法282

6.3 碳和其他元素在钢中的作用286

6.3.1 碳（C）286

6.3.2 硅（Si）286

6.3.3 锰（Mn）287

6.3.4 硫（S）287

6.3.5 磷（P）287

6.3.6 氢（H）288

6.3.7 氮（N）288

6.3.8 氧（O）289

6.3.9 铝（Al）289

6.3.10 铜（Cu）、锡（Sn）、铅（Pb）、砷（As）等元素290

6.3.11 铌（Nb）、钒（V）、钛（Ti）等元素290

6.4 钢种质量的概念及性能检测291

6.4.1 钢的产品质量定义291

6.4.2 钢的性能291

6.4.3 钢质量的决定因素291

6.4.4 钢质量的检验方法291

6.5 质量分析方法293

6.5.1 全面质量管理293

6.5.2 ISO9000族贯标工作295

6.5.3 质量问题的分析统计方法297

6.5.4 因果分析图298

6.5.5 帕累托图299

6.5.6 质量分布图300

6.5.7 六西格玛质量管理306

6.6 转炉钢种的冶炼307

6.6.1 高质量钢种的生产307

6.6.2 易切削钢311

6.6.3 钢筋钢312

6.6.4 软线及焊条钢314

6.6.5 冷镦钢315

6.6.6 耐候钢317

6.6.7 齿轮钢318

6.6.8 轴承钢320

6.6.9 船板钢322

6.6.10 重轨钢324

6.6.11 IF钢326

6.6.12 硅钢327

6.6.13 管线钢329

6.6.14 硬线钢332

6.6.15 弹簧钢333

6.6.16 不锈钢334

7 氧气转炉炼钢车间布置及组成337

7.1 炼钢车间的组成与任务337

7.1.1 炼钢车间的生产流程337

7.1.2 炼钢车间的组成与任务338

7.2 原材料供应系统339

7.2.1 铁水的供应和铁水预处理339

7.2.2 散状材料的供应341

7.2.3 废钢的供应344

7.2.4 铁合金的供应345

7.3 转炉跨的布置346

7.3.1 转炉位置的确定346

7.3.2 转炉跨各层平台标高的确定348

7.3.3 转炉跨厂房尺寸的确定351

7.4 精炼跨的布置352

7.5 浇注跨的布置352

7.5.1 连铸机在炼钢车间内的立面布置353

7.5.2 连铸机在炼钢车间内的平面布置353

7.5.3 连铸机尺寸的确定355

7.6 液压与润滑知识357

7.6.1 转炉炼钢液压系统应用357

7.6.2 转炉炼钢润滑系统应用358

8 转炉炉体结构与倾动机械359

8.1 炉型和计算359

8.1.1 炉型的选择359

8.1.2 炉型的主要参数360

8.1.3 炉型主要尺寸的确定362

8.2 转炉炉体及倾动机构367

8.2.1 炉壳368

8.2.2 托圈和耳轴370

8.2.3 转炉倾动机械378

9 供氧系统382

9.1 氧气转炉炼钢车间供氧382

9.1.1 制氧基本原理382

9.1.2 供氧系统工艺流程383

9.1.3 氧气管道防爆384

9.1.4 车间需氧量计算385

9.1.5 制氧机的选择387

9.2 氧枪的主要参数387

9.2.1 氧枪的构造387

9.2.2 喷头类型的选择与主要尺寸计算388

9.2.3 枪身各层尺寸的确定395

9.2.4 氧枪长度的确定401

9.3 氧枪升降和更换机构402

9.3.1 对氧枪升降和更换机构的要求402

9.3.2 氧枪垂直升降机构403

9.3.3 氧枪横移更换装置405

9.4 氧枪各操作点的控制位置406

10 炼钢厂的环境保护408

10.1 政策法规408

10.1.1 京都议定书408

10.1.2 国内相关法规409

10.2 烟气、烟尘的性质411

10.2.1 烟气的特征411

10.2.2 烟尘的特征412

10.3 烟气净化回收系统主要设备413

10.3.1 湿法净化系统的主要设备413

10.3.2 煤气回收系统的主要设备421

10.4 风机与放散烟囱425

10.4.1 风机425

10.4.2 放散烟囱426

10.5 净化回收系统简介426

10.5.1 OG净化回收系统426

10.5.2 LT净化回收系统428

10.6 二次除尘系统及厂房除尘434

10.6.1 二次除尘系统435

10.6.2 厂房除尘437

10.7 烟气及烟尘的综合利用438

10.7.1 回收煤气的利用438

10.7.2 烟尘的利用438

10.7.3 回收蒸汽439

10.8 净化回收的防爆与防毒439

10.8.1 防爆439

10.8.2 防毒440

10.9 钢渣及含尘污水处理系统441

10.9.1 钢渣处理系统441

10.9.2 含尘污水处理系统442

10.10 炼钢厂的噪声治理444

11 转炉炼钢过程的自动控制446

11.1 转炉炼钢厂自动控制概述446

11.1.1 自动控制的优点446

11.1.2 自动控制的要求447

11.1.3 自动控制组成448

11.2 炼钢自控数据检测451

11.2.1 重量检测451

11.2.2 热电偶测温原理451

11.2.3 结晶定碳原理452

11.2.4 出钢钢流下渣检测452

11.2.5 副枪测量熔池液面高度原理452

11.2.6 红外碳硫分析仪的原理452

11.2.7 测定熔池钢液氧含量的原理453

11.2.8 声纳化渣检测装置453

11.3 终点温度成分检测装置454

11.3.1 副枪454

11.3.2 炉气分析装置456

11.3.3 投弹式热电偶458

11.4 转炉炼钢终点自动控制模型459

11.4.1 静态控制459

11.4.2 动态控制459

11.5 炼钢全自动控制460

11.6 炼钢自动控制发展方向462

11.6.1 炼钢自动化的三电系统462

11.6.2 炼钢电力传动的特点和发展趋势462

11.6.3 现场总线系统462

11.6.4 人工智能技术463

12 炼钢辅助设备464

12.1 钢包车及渣罐车464

12.2 修炉车464

12.2.1 下修式修炉机465

12.2.2 上修式修炉机465

12.3 炉底车468

12.4 喷补机468

12.5 拆炉机469

12.6 激光测厚仪470

13 技术经济指标472

13.1 产量指标472

13.2 质量指标472

13.2.1 铁水预处理比472

13.2.2 转炉钢炉外精炼比472

13.3 品种指标473

13.3.1 连铸比473

13.3.2 转炉优质钢比473

13.3.3 合金钢比473

13.3.4 镇静钢比473

13.4 效益指标474

13.4.1 转炉日历利用系数474

13.4.2 转炉日历作业率474

13.4.3 转炉每炉炼钢时间474

13.4.4 钢铁料消耗474

13.4.5 铁水消耗474

13.4.6 转炉炼钢某种物料消耗475

13.4.7 转炉炉龄475

13.4.8 转炉吹损率475

13.4.9 转炉钢金属料消耗475

13.4.10 连铸机日历作业率476

13.4.11 连铸坯合格率476

13.4.12 合格坯收得率476

13.4.13 连浇炉数476

13.4.14 断流率476

13.4.15 溢漏率477

13.4.16 转炉钢工序单位能耗477

13.4.17 成本477

13.4.18 流动资金占用额478

13.4.19 利润478

附录 元素周期表479

参考文献479