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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△GΘ 11

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

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