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第一章　氧化还原的基本规律1

1-1　研究氧化还原规律的必要性和重要性1

1-2　氧化还原是矛盾的对立统一3

1-3　氧化物标准生成自由能△F°与温度T关系图及其运用4

1-4　分解压与氧位10

1-5　直接还原与间接还原11

1-6　溶于铁液中的元素氧化的标准自由能△F°图12

1-7　直接氧化和间接氧化18

1-8　绘制△F°与T关系图应注意的问题22

1-9　△F°作为判断化学反应方向性依据的局限性25

1-10　等温方程式与活度27

一、等温方程式的推导27

二、元素的活度相互作用系数29

三、炉渣氧化物的活度30

1-11　等温方程式的具体运用39

一、高炉内CO还原FeO问题39

二、Si还原MgO问题41

三、Mn还原SiO2问题43

第二章　选择性氧化与还原47

2-1　选择性还原——从红土矿提取钴和镍47

2-2　铬的选择性氧化——含铬铁水吹炼的去铬保碳54

一、铬的氧化物54

二、含铬铁水的吹炼57

2-3　碳的选择性氧化——奥氏体不锈钢冶炼的去碳保铬62

一、奥氏体不锈钢冶炼发展史的三个阶段62

二、理论计算63

三、分析讨论65

四、各种高碳真空吹炼法简介68

2-4　钒的选择性氧化——含钒铁水的吹炼70

一、钒的选择性氧化70

二、提钒工艺简介73

2-5　铌的选择性氧化——含铌铁水的吹炼74

2-6　硅、锰的氧化还原76

一、硅、锰、碳的氧化顺序76

二、冶炼过程中硅、锰的还原77

第三章　铜、镍冶金的熔锍吹炼82

3-1　热力学基本数据82

3-2　铜、镍火法冶金简介86

一、铜、镍火法冶炼现行流程86

二、铜、镍熔锍吹炼的基本区别86

3-3　熔锍吹炼的热力学分析89

3-4　吹炼冰镍的若干问题98

一、热源问题98

二、炉子转速问题99

三、供氧制度100

四、开吹与停吹温度100

五、还原NiO问题101

六、脱氧即减少溶于镍液中的氧含量问题101

第四章　氯化冶金105

4-1　氯化冶金原理105

4-2　固体氯化剂117

4-3　添加剂的作用121

4-4　氯化冶金应用的实例122

一、自高钛渣提取金属钛123

二、自黄铁矿烧渣回收有色金属并造球为炼铁原料125

第五章　化学迁移反应129

5-1　羰基法的热力学分析129

5-2　工业上的羰基法133

5-3　碘化法136

第六章　相图140

6-1　二元相图小结140

6-2　组成规则及杠杆规则145

一、组成规则145

二、杠杆规则146

6-3　晶体偏析及化学偏析147

6-4　三元体系浓度三角形的性质148

6-5　直线规则与重心规则149

一、直线规则149

二、重心规则150

6-6　简单的共晶型三元相图152

一、立体图及平面投影图152

二、冷却组织及相对量153

三、等温线及等温截面154

6-7　简单的带有包晶反应及固溶体的三元相图155

6-8　CaO-FeO-SiO2三元相图159

第七章　炉渣164

7-1　炉渣在冶炼过程中的作用164

7-2　炉渣的结构164

一、液体炉渣结构的分子理论165

二、液体炉渣结构的离子理论165

7-3　炉渣的碱度168

7-4　炉渣的氧化性171

7-5　成渣及快速造渣的理论分析173

一、成渣的条件173

二、石灰的熔化溶解过程175

三、快速造渣途径的理论分析178

四、炉渣返干的分析180

7-6　造渣实践181

一、石灰加入量的计算181

二、炉渣量的计算182

三、造渣工艺——三种操作方法183

四、快速造渣的措施185

第八章　脱硫反应187

8-1　钢铁中硫的来源及其危害性187

8-2　炼钢型炉渣分子理论的脱硫189

8-3　炼钢型炉渣离子理论的脱硫191

一、计算硫分配比公式的推导191

二、硫分配比的计算实例194

三、分析讨论197

8-4　高炉型炉渣的脱硫199

8-5　从硫化物容量计算硫分配比202

8-6　提高炉渣脱硫效率的措施203

一、硫分配比和脱硫率203

二、影响脱硫效率的因素204

三、回硫问题205

8-7　沉淀脱硫206

一、钙、镁、锆、稀土等金属的沉淀脱硫206

二、锰能否沉淀脱硫问题206

8-8　炉外脱硫208

8-9　气化脱硫210

第九章　脱磷反应214

9-1　钢铁中磷的来源及其危害性214

一、磷的来源及去除214

二、磷对钢铁性能的影响214

三、磷在铁液中和液态炉渣中存在的形式215

9-2　脱磷反应热力学216

一、气化脱磷能不能进行216

二、脱磷是钢水与炉渣间的界面反应217

三、脱磷反应的热力学分析218

四、脱磷反应达到平衡时钢水含［P］量的计算220

9-3　关于磷分配比221

9-4　提高脱磷效率的措施222

一、从磷分配比看影响脱磷效率的因素222

二、脱磷率和磷分配比226

三、提高脱磷效率的小结227

9-5　回磷问题228

9-6　炼钢实践中脱磷和脱碳的相互关系230

第十章　钢水凝固过程236

10-1　沉淀脱氧236

一、脱氧常数236

二、重量％脱氧平衡曲线最低值的理论分析239

三、复合脱氧剂242

10-2　无非金属夹杂物的脱氧244

一、扩散脱氧244

二、真空下气相脱氧245

10-3　凝聚相晶核生成理论245

一、均相成核245

二、异相成核248

三、脱氧产物的成核249

10-4　气泡成核理论252

一、气泡承受的压力252

二、CO气泡生成是异相成核反应254

10-5　偏析现象256

一、偏析公式256

二、微区偏析与宏区偏析261

10-6　钢锭凝固过程中的综合分析262

一、温度的影响262

二、偏析的影响265

三、凝固过程中气孔生成的分析267

四、半镇静钢生成条件的分析270

第十一章　热力学参数状态图280

11-1　化合物生成自由能△F°对T关系图280

11-2　化学反应的自由能△F对T关系图282

11-3　化学反应的自由能△F对RlnJ关系图286

11-4　化学反应的1gK对1/T关系图289

11-5　化学反应的lgK对lgpo2关系图291

11-6　焙烧反应的lgpso2对lgpo2关系图293

11-7 电化学反应的电位E对pH关系图297

第十二章 自由能计算304

12-1　化合物标准生成自由能304

一、用定积分法求化合物的标准生成自由能304

二、带有相变过程的化合物的标准生成自由能306

三、用不定积分法求化合物的标准生成自由能309

四、由△F°与T的多项式求二项式310

12-2　化学反应的标准自由能312

一、由物质的标准生成自由能及溶解自由能求化学反应的标准自由能312

二、由化学反应的平衡常数K求标准自由能313

三、由电化学反应的电动势求标准自由能314

四、由自由能函数求化学反应的标准自由能315

12-3　相变自由能317

12-4　溶解自由能318

一、活度的两种标准态318

二、标准溶解自由能319

三、两种标准态的活度比320

四、两种标准态的活度系数γ与f的相互关系322

五、参考态和标准态324

六、活度的相互作用系数327

七、活度采用两种标准态的意义330

12-5　离子的标准自由能331

附录　单位转换表及有用常数表335