钢铁生产概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《钢铁生产概论》按照钢铁大生产工艺流程分三大模块系统地描述了炼铁生产、炼钢生产和轧钢生产的全流程。在炼铁生产模块中主要涉及炼铁技术发展概况、铁矿粉造矿、高炉炼铁和炼铁新技术；在炼钢生产模块中主要涉及炼钢技术发展概况、炼钢任务、炼钢基本原理、氧气转炉炼钢、电弧炉炼钢、炉外精炼、连铸和炼钢新技术；在轧钢生产模块中主要涉及轧钢生产概述、轧制原理、管板型线生产和轧钢新技术。
　　《钢铁生产概论》适合高等学校非冶金专业的学生教学用书，也可作为冶金工程专业的学生进行普及钢铁冶金基本知识的教学用书。对从事冶金行业的管理人员也是一本实用的专业参考书。

内页插图

目录

第一篇 炼铁生产
1 炼铁技术的发展概况
1．1 炼铁工业发展史及生产工艺现状
1．1．1 炼铁工业发展史
1．1．2 炼铁工业现状
1．2 炼铁技术经济指标的发展情况
1．2．1 高炉利用系数和作业率
1．2．2 焦比、煤比和燃料比
1．2．3 热风温度
1．2．4 炼铁工序能耗
1．3 炼铁工业中的先进技术
1．3．1 高炉煤气的全干法除尘
1．3．2 具有我国知识产权的顶燃式热风炉
1．3．3 高炉大型化和流程优化
1．3．4 高炉薄壁炉衬
1．3．5 高炉检测新技术
1．4 炼铁工业的发展动向
1．4．1 炼铁生产工艺
1．4．2 炼铁生产规模
1．5 未来炼铁生产面临的挑战
本章小结
复习思考题
参考文献
2 铁矿粉造矿
2．1 铁矿粉造块的意义和目的
2．2 铁矿粉造块的要求
2．2．1 烧结矿
2．2．2 球团矿
2．3 粉矿造矿的工艺
2．3．1 烧结法造矿
2．3．2 球团法造矿
本章小结
复习思考题
参考文献
3 高炉炼铁
3．1 高炉炼铁概述
3．1．1 高炉炼铁工艺流程及炉内主要过程
3．1．2 含铁原料及其他辅助原料
3．1．3 高炉燃料
3．1．4 高炉产品
3．2 高炉炼铁的生产原则
3．3 高炉冶炼过程的物理化学
3．3．1 蒸发、分解与气化
3．3．2 还原过程
本章小结
复习思考题
参考文献
4 炼铁新技术
4．1 高炉炼铁新技术
4．1．1 高炉大型化和自动化
4．1．2 计算机控制技术
4．1．3 高炉信息化
4．1．4 高炉冶炼低硅生铁
4．1．5 高炉煤气的余压利用
4．1．6 等离子体炼铁
4．1．7 高炉使用金属化炉料
4．1．8 高炉喷吹还原气体
4．1．9 原子能在炼铁中的应用
4．2 非高炉炼铁
4．2．1 非高炉炼铁技术及发展现状
4．2．2 我国发展非高炉炼铁技术的前景
本章小结
复习思考题
参考文献
……

第二篇 炼钢生产
第三篇 轧钢生产

前言/序言

　　本书是按照高等学校冶金工程专业学科目录和冶金工程概论教学大纲编写的普通高等教育“十三五”规划教材。与国内外同类书比较其主要特点有：（1）系统地介绍钢铁生产的现状、最新前沿研究热点问题，利用最新、最充分的数据及事例介绍钢铁工业当前发展概况和今后的发展趋势；（2）采用了最新有关冶金工艺与设备国家标准术语，规范了冶金工程对某一事物的客观描述；（3）增加了每一章的学习要点、本章小结和复习思考题，有利于学生自学与复习，巩固所学内容；（4）深入浅出地引出有关钢铁冶金基本原理、冶金生产工艺流程、特点以及相关的知识以及冶金专业的知识架构等内容；（5）在轧钢生产环节内容有所增强，更加详细、全面、系统。
　　本书共分炼铁生产、炼钢生产和轧钢生产三大模块，分别介绍了炼铁技术发展概况、铁矿粉造矿、高炉炼铁、炼铁新技术、炼钢技术发展概况、炼钢任务、炼钢基本原理、氧气转炉炼钢、电弧炉炼钢、炉外精炼、连铸、炼钢新技术、轧钢生产概述、轧制原理、管材生产、板材生产、型材和线材生产的工艺与设备、轧钢新技术等有关专业知识。
　　本书适合作为高等学校非冶金专业（工科、理科、经管、文法、体育）的学生进行普及钢铁冶金基本知识教学用书，也可作为冶金工程专业的学生入门普及有关知识教学用书，对从事冶金行业的管理人员也是一本实用的专业参考书。
　　本书由太原科技大学孙斌煜教授主编，张芳萍和杨小容副主编。第14章、16-19章由孙斌煜编写，第8-10章、15章由张芳萍编写，第5-7章由杨小容编写，第3、4章由赵爱春编写，第11N13章由李海斌编写，第1、2章由李怡宏编写。在编写过程中，研究生范超、乔东洋、汪宇等同学在图形处理等方面做了大量工作；任志峰博士在复校第8.10章、第15章时提出许多宝贵意见，在此一并表示由衷的感谢。
　　本书在编写和出版过程中，得到了太原重型机械协同创新中心的经费资助，得到太原科技大学重点教研项目（项目编号：201502）和太原科技大学材料科学与工程学院2015年重点教研项目资助，在此表示衷心的感谢。此外，本书在编写过程中还参考了国内外公开发表的文献资料，编者向有关作者和出版社表示诚挚的谢意。责任编辑常国平在本书编辑和出版过程中付出了辛勤的劳动，在此一并表示衷心的感谢。
　　由于编者水平所限，书中难免有不妥之处，敬请广大读者批评、指正。

《钢铁生产概论》内容概要 《钢铁生产概论》一书，深入浅出地系统阐述了现代钢铁生产的全过程，为读者构建了一个全面而深刻的认识框架。本书从原材料的准备出发，层层递进，详细剖析了炼铁、炼钢、轧钢等核心工艺环节，并拓展至生产过程中的环境保护、质量控制、安全生产以及经济运行等多个维度，力求展现钢铁工业的复杂性、精密度与前瞻性。 第一部分：钢铁工业的基石——原材料与准备 本书开篇即聚焦于钢铁生产最根本的要素：原材料。首先，对铁矿石的种类、品质、分布以及其化学成分和物理特性进行了详尽的介绍。理解铁矿石的特性是后续冶炼过程的关键，本书详细讲解了如何根据矿石的特点进行初步的评估和分类。 接着，重点阐述了铁矿石的预处理过程。这包括破碎、筛分、洗选等环节，目的是去除杂质，提高矿石品位，并使其尺寸适应炼铁设备的要求。其中，烧结和球团是提升低品位矿石利用率、改善炼铁操作的重要技术，本书对此进行了详细的工艺流程解析，包括原料配比、强化过程、能源消耗以及成品性能的控制。此外，焦炭作为高炉炼铁的还原剂和燃料，其生产工艺、质量要求（如强度、灰分、硫分等）以及对炼铁过程的影响，也得到了充分的探讨。书中还涉及了辅助原料，如熔剂（石灰石、白云石等）的作用机理、成分要求以及其他辅助材料的使用。 第二部分：炼铁——铁水的诞生 本书的核心内容之一便是炼铁工艺。高炉炼铁作为最主要的生铁生产方式，是本书浓墨重彩描绘的对象。作者详细介绍了高炉的结构组成，包括炉体、炉衬、炉缸、炉喉、炉顶设备等，并解释了各部件的功能及其设计原理。 在工艺流程方面，本书系统讲解了高炉炼铁的各个操作环节：从原料的均匀布料（料柱结构）到热风吹入（送风制度），再到还原反应、熔化与合成等复杂化学物理过程。书中深入剖析了高炉内的气、料、热的相互作用，解释了炉温、炉压、炉况波动的原因及控制方法。对于现代化高炉，本书还着重介绍了强化冶金过程的技术，如富氧顶吹、喷煤、喷粉等，这些技术如何提高产量、降低焦比，并改善生铁质量。 此外，书中也提及了对生铁质量的控制，包括化学成分（碳、硅、锰、磷、硫等）的控制，以及铁水的出炉、扒渣和铸造等操作。对于非高炉炼铁工艺，例如直接还原炼铁，本书也提供了相应的介绍，说明其技术原理、工艺流程以及在特定条件下的应用优势，如利用天然气或煤作为还原剂，避免高炉的焦炭消耗和大规模投资。 第三部分：炼钢——钢铁性能的塑造 从高炉炼出的生铁，其含碳量高，脆性大，难以直接用于多数工程领域。炼钢过程正是要通过脱碳、脱磷、脱硫等一系列净化和合金化处理，将其转变为性能优异的钢。本书对此环节进行了详尽的阐述。 首先，书中详细介绍了炼钢的主要炉型，包括转炉（氧气顶底复吹、底吹）、电弧炉和感应炉。对于转炉炼钢，作者深入讲解了吹氧过程中的冶金原理，包括氧化反应、炉渣的形成与作用、喷溅现象的控制以及终点控制的策略。书中还阐述了钢水的脱磷、脱硫、脱氧等精炼过程，以及钢中杂质元素（如氢、氮、氧、非金属夹杂物）的来源、危害及去除方法。 电弧炉炼钢则侧重于其熔化能力和合金化灵活性。本书分析了电弧炉的电极结构、炉衬材料、炉渣控制以及废钢熔化过程中的能量转化和物质传递。感应炉炼钢则因其加热速度快、污染小等特点，在特种钢生产中应用广泛，本书对其加热原理、炉衬损耗以及感应加热对钢水性能的影响也进行了介绍。 本书还重点介绍了钢水二次精炼技术，如真空脱气（VD, VOD, RH）、钢包吹氩、电渣重熔（ESR）、真空电弧重熔（VAR）等。这些技术对于生产高纯净度、高性能的特种钢至关重要，能够有效改善钢的力学性能、疲劳寿命和耐腐蚀性。 第四部分：轧钢——成材的诞生与形变 炼钢得到的钢水经过铸造（如连续铸钢或模铸）形成钢锭或钢坯后，便进入了轧钢环节，通过塑性变形获得所需的形状、尺寸和组织结构。本书对轧钢工艺进行了全面而细致的介绍。 首先，对轧钢的分类进行了区分，包括热轧和冷轧。热轧是变形温度在钢的再结晶温度以上进行的轧制，主要目的是大幅度改变钢的截面形状。书中详细讲解了热轧工序，如板材轧制（热连轧、宽厚板轧制）、型材轧制（螺纹钢、角钢、槽钢等）、管材轧制（无缝管、焊管）以及线材轧制。对于每种轧制产品，都阐述了其主要的轧机类型（如粗轧机、精轧机、平整机）、轧辊设计、轧制参数（轧制道次、压下量、速度、温度）的控制，以及变形过程中的组织转变和性能变化。 冷轧则是变形温度低于钢的再结晶温度进行的轧制。本书介绍了冷轧的工艺特点，如冷连轧、退火、精整等，并着重分析了冷轧对钢材表面光洁度、尺寸精度以及力学性能（强度、硬度提高，塑性降低）的显著影响。 此外，本书还涵盖了轧后热处理，如正火、退火、淬火、回火等，这些热处理工艺能够进一步优化钢材的内部组织和力学性能，以满足不同的使用要求。 第五部分：钢铁生产的延伸与保障 除了核心的冶炼和轧制工艺，本书还将视野拓展至钢铁生产的全貌，涵盖了生产过程中的重要支撑和管理环节。 质量控制与检测：本书强调了质量控制在钢铁生产中的至关重要性。从原材料的进厂检验，到生产过程中的在线监测，再到成品出厂的严格检测，都进行了详细的说明。这包括化学成分分析（光谱分析、原子吸收光谱等）、力学性能测试（拉伸、弯曲、冲击、硬度）、金相检验（组织形貌、晶粒度）、无损检测（超声波、磁粉、渗透、射线）等多种检测手段及其应用场景。 环境保护与可持续发展：随着全球对环境保护意识的提高，钢铁工业面临着严峻的环保挑战。本书深入探讨了钢铁生产过程中产生的“三废”（废水、废气、废渣）处理技术，例如烟气净化（除尘、脱硫、脱硝）、废水回收利用、高炉灰渣、炼钢炉渣的处理与资源化利用，如制水泥、建材等。书中还介绍了清洁生产理念，绿色钢铁制造技术的发展趋势，以及如何实现钢铁工业的可持续发展。 安全生产与职业健康：钢铁生产作业环境复杂，高温、高压、重型机械设备众多，安全风险极高。本书详细阐述了钢铁企业的安全生产规章制度、风险管理、应急预案，以及电气安全、机械安全、防火防爆、职业健康防护等方面的具体要求和措施。 生产组织与经济运行：钢铁企业作为复杂的工业联合体，其高效运行需要精密的生产组织和管理。本书介绍了钢铁生产的计划调度、成本核算、能耗管理、设备维护与管理等内容，并探讨了钢铁市场的供需关系、价格波动以及企业如何适应市场变化，提高经济效益。 未来发展趋势：最后，本书展望了钢铁工业的未来发展方向，包括智能化生产（工业4.0）、数字化转型、新材料开发（如高强度钢、耐候钢、特种合金钢）、节能减排技术的进一步突破，以及循环经济模式的深入应用等，为读者勾勒出钢铁工业转型升级的蓝图。 总而言之，《钢铁生产概论》是一本内容详实、体系完整、紧跟时代步伐的专业书籍。它不仅为钢铁行业的初学者提供了一个坚实的知识基础，也为行业内的专业人士提供了一次系统性的回顾与提升，更向社会公众揭示了现代钢铁工业背后蕴含的科学技术、管理智慧以及对国民经济和社会发展的重要支撑作用。