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1 铁合金概述1

1.1 铁合金的简史、用途、分类和发展1

1.1.1 铁合金工业的简单历史1

1.1.2 铁合金的用途1

1.1.3 铁合金的分类2

1.1.4 铁合金工业发展和对策3

1.2 铁合金生产方法4

1.2.1 铁合金生产过程4

1.2.2 铁合金的生产方法4

1.3 铁合金冶炼的基本原理7

1.3.1 铁合金生产的任务7

1.3.2 还原剂还原法制取铁合金反应的通式8

1.3.3 反应的热效应8

1.3.4 反应的标准自由能变化△GΘ11

1.3.5 氧化物的稳定性12

1.3.6 平衡常数14

1.3.7 化学反应速率16

1.3.8 氧化法生产低碳合金的原理17

1.3.9 真空法冶炼微碳合金的原理17

1.4 铁合金车间及主要设备18

1.4.1 铁合金厂总图布置和运输18

1.4.2 铁合金车间组成和生产规模的确定18

1.4.3 矿热炉主要机械设备20

1.4.4 供电设备24

1.4.5 铁合金电炉的电气控制26

思考题32

2 矿热炉熔池及炉衬砌筑33

2.1 矿热炉概述33

2.1.1 矿热炉的容量、类型和结构33

2.1.2 温度场34

2.2 矿热炉的电气工作参数34

2.2.1 电压34

2.2.2 电流35

2.2.3 功率35

2.2.4 熔池电阻37

2.3 反应区几何尺寸37

2.3.1 反应区的主要尺寸37

2.3.2 影响反应区体积大小的因素38

2.4 熔池主要参数及其计算39

2.4.1 无渣熔池参数及其计算39

2.4.2 有渣熔池参数及其计算42

2.4.3 多渣熔池参数及其计算45

2.5 炉衬及其砌筑45

2.5.1 炉衬材料的性能45

2.5.2 耐火材料的选择原则46

2.5.3 铁合金生产常用耐火材料47

2.5.4 铁合金电炉的砌筑47

2.6 铁合金电炉的烘炉和开炉冶炼50

2.6.1 烘炉50

2.6.2 新炉开炉冶炼52

思考题53

3 电极及其使用54

3.1 电极的作用、分类及其性能54

3.1.1 电极的作用及其要求54

3.1.2 电极的简史55

3.1.3 电极的分类55

3.1.4 电极消耗量55

3.1.5 电极的主要性能56

3.2 自焙电极的制作57

3.2.1 电极壳57

3.2.2 电极糊58

3.3 自焙电极的烧结60

3.3.1 焙烧电极的热量来源60

3.3.2 自焙电极的烧结过程61

3.3.3 电极在烧结过程中物理化学变化61

3.4 自焙电极的接长和下放63

3.4.1 电极壳的接长63

3.4.2 添加电极糊63

3.4.3 电极的下放64

3.5 自焙电极的事故及其处理65

3.5.1 硬断及其处理65

3.5.2 漏糊及其处理66

3.5.3 软断及其处理67

3.5.4 悬料及其处理68

3.5.5 过烧及其处理68

3.6 空心电极的使用69

思考题69

4 硅系铁合金70

4.1 硅的主要物理化学性质70

4.1.1 硅的物理性质70

4.1.2 硅的化学性质70

4.2 硅铁73

4.2.1 硅铁的牌号和用途73

4.2.2 原料及其要求74

4.2.3 硅铁冶炼基本原理80

4.2.4 硅铁冶炼操作83

4.3 工业硅89

4.3.1 工业硅的牌号和用途89

4.3.2 生产设备90

4.3.3 原材料及其要求91

4.3.4 工业硅冶炼操作91

4.4 硅钙合金94

4.4.1 钙的主要物理化学性质94

4.4.2 硅钙合金的牌号和用途95

4.4.3 生产设备、原材料和生产方法96

4.4.4 二步法生产硅钙合金97

4.4.5 混合加料法97

4.4.6 分层加料法100

思考题102

5 锰系铁合金103

5.1 锰的主要物理化学性质103

5.1.1 锰的主要物理性质103

5.1.2 锰的化学性质103

5.2 锰铁的牌号和用途105

5.2.1 锰铁的牌号105

5.2.2 锰铁的用途105

5.3 锰矿及其冶炼前的准备106

5.3.1 含锰矿物和锰矿石106

5.3.2 锰矿资源107

5.3.3 冶炼锰合金对锰矿的要求108

5.3.4 锰矿造块109

5.4 富锰渣110

5.4.1 富锰渣的生产方法和用途110

5.4.2 高炉冶炼富锰渣111

5.4.3 电炉冶炼富锰渣114

5.5 高碳锰铁116

5.5.1 高碳锰铁的生产方法及特点116

5.5.2 原料及其要求117

5.5.3 冶炼高碳锰铁的基本原理119

5.5.4 高碳锰铁冶炼操作120

5.5.5 高炉冶炼高碳锰铁124

5.6 锰硅合金125

5.6.1 锰硅合金的牌号和用途125

5.6.2 锰硅合金的生产方法126

5.6.3 原料126

5.6.4 冶炼锰硅合金的基本原理128

5.6.5 冶炼操作129

5.7 中低碳锰铁132

5.7.1 中低碳锰铁的用途132

5.7.2 生产方法132

5.7.3 原料133

5.7.4 中低碳锰铁冶炼基本原理134

5.7.5 电硅热法冶炼中低碳锰铁操作135

5.7.6 纯氧顶吹转炉法冶炼中、低碳锰铁136

5.7.7 炉外精炼法冶炼中、低碳锰铁137

5.7.8 摇包法生产中低碳锰铁实例139

5.8 金属锰141

5.8.1 金属锰的牌号和生产方法141

5.8.2 电硅热法生产金属锰142

5.9 氮化锰铁145

5.9.1 氮化锰铁的牌号和用途145

5.9.2 生产方法145

5.9.3 冶炼工艺146

思考题146

6 铬系铁合金147

6.1 铬的主要物理化学性质147

6.1.1 铬的主要物理性质147

6.1.2 铬的主要化学性质147

6.2 铬铁的牌号和用途149

6.2.1 铬铁的牌号149

6.2.2 铬铁的用途149

6.3 铬矿150

6.3.1 铬矿石150

6.3.2 化学成分151

6.3.3 物理性能153

6.4 高碳铬铁153

6.4.1 生产方法153

6.4.2 原料154

6.4.3 高碳铬铁冶炼的基本原理154

6.4.4 冶炼操作155

6.5 硅铬合金159

6.5.1 硅铬合金的牌号、用途和生产方法159

6.5.2 原料160

6.5.3 硅铬合金冶炼的基本原理160

6.5.4 熔炼操作161

6.5.5 炉外降碳162

6.6 中低碳铬铁163

6.6.1 生产方法163

6.6.2 原料164

6.6.3 吹氧法冶炼中低碳铬铁的基本原理165

6.6.4 熔炼操作165

6.6.5 炉龄169

6.7 微碳铬铁169

6.7.1 生产方法169

6.7.2 原料170

6.7.3 熔炼基本原理170

6.7.4 冶炼操作171

6.7.5 波伦法（热兑法）冶炼微碳铬铁174

6.7.6 真空固态脱碳法冶炼微碳铬铁175

6.7.7 氮化铬铁177

6.8 金属铬178

6.8.1 金属铬的牌号和生产方法178

6.8.2 氧化铬的生产179

6.8.3 炉外法冶炼183

思考题184

7 钼铁185

7.1 钼的主要物理化学性质185

7.1.1 钼的主要物理性质185

7.1.2 钼的主要化学性质185

7.2 钼铁的简史、牌号和用途186

7.2.1 钼铁发展的简单历史186

7.2.2 钼铁的牌号186

7.3 钼矿及采选187

7.4 钼精矿的氧化焙烧188

7.4.1 焙烧原理188

7.4.2 焙烧工艺190

7.5 钼铁的生产方法194

7.6 钼铁冶炼原理194

7.6.1 电炉碳还原积块法冶炼钼铁的基本原理194

7.6.2 炉外金属热还原法冶炼钼铁的基本原理195

7.7 炉外法生产钼铁196

7.7.1 原料及其要求196

7.7.2 熔炼操作197

7.7.3 提高钼的回收率201

7.8 铝粒的生产202

7.8.1 铝锭202

7.8.2 卧式喷铝工艺202

7.8.3 竖式喷铝工艺204

思考题204

8 钛铁205

8.1 钛的主要物理化学性质205

8.1.1 钛的主要物理性质205

8.1.2 钛的主要化学性质205

8.2 钛铁的牌号和用途206

8.2.1 钛铁的牌号206

8.2.2 用途207

8.3 钛的主要矿物207

8.4 钛铁的生产方法及其原理207

8.4.1 碳还原法207

8.4.2 铝热法208

8.5 铝热法生产钛铁210

8.5.1 原材料及其准备210

8.5.2 配料操作211

8.5.3 冶炼操作211

8.5.4 精整及包装212

8.5.5 钛铁锭的化学成分偏析与取样212

8.5.6 影响钛铁生产技术经济指标的因素213

思考题216

9 钨铁217

9.1 钨的主要物理化学性质217

9.1.1 钨的主要物理性质217

9.1.2 钨的主要化学性质217

9.2 钨铁的牌号和用途218

9.2.1 钨铁的牌号218

9.2.2 钨铁的用途219

9.3 钨矿219

9.4 生产方法220

9.4.1 积块法220

9.4.2 取铁法220

9.4.3 炉外法221

9.5 冶炼基本原理221

9.6 取铁法生产钨铁222

9.6.1 熔炼设备及工艺流程222

9.6.2 原料223

9.6.3 熔炼操作224

思考题231

10 钒铁232

10.1 钒的主要物理化学性质232

10.1.1 钒的主要物理性质232

10.1.2 钒的主要化学性质232

10.2 钒铁的牌号和用途233

10.2.1 钒铁的牌号233

10.2.2 钒铁的用途234

10.3 钒矿234

10.4 五氧化二钒的制取235

10.4.1 工艺过程235

10.4.2 钒渣的制备236

10.4.3 钒渣的氧化钠盐焙烧237

10.4.4 焙烧熟料的浸出238

10.4.5 五氧化二钒的水解沉淀239

10.4.6 五氧化二钒的熔化241

10.5 钒铁的生产方法及冶炼基本原理241

10.5.1 钒铁的生产方法241

10.5.2 冶炼基本原理241

10.6 电硅热法生产钒铁243

10.6.1 冶炼设备及原料243

10.6.2 冶炼操作243

10.6.3 影响冶炼的几个因素245

10.6.4 冶炼生产过程中的几个问题246

10.7 铝热法生产钒铁248

10.7.1 原料248

10.7.2 冶炼操作过程248

思考题249

11 镍铁和金属镍250

11.1 镍的主要物理化学性质250

11.1.1 镍的主要物理性质250

11.1.2 镍的主要化学性质250

11.2 镍铁的简史、牌号和用途251

11.2.1 镍铁的发展简史251

11.2.2 镍的牌号和化学成分251

11.2.3 镍的用途252

11.3 含镍原料252

11.4 镍铁和镍的生产254

11.4.1 生产方法254

11.4.2 硫化镍精矿的火法冶炼254

11.4.3 用火冶法处理氧化镍制取镍铁和金属镍256

思考题257

附录 物理化学数据表258

附表1 某些物质的基本热力学数据258

附表2 一些物质的熔点、熔化热、沸点、蒸发热、转变点、转变热263

附表3 某些反应的标准自由能变化264

参考文献271