冶金炉渣电子理论
作 者： 徐世铮 著
出版时间： 2011
内容简介
治金炉渣电子理论的基础是电子化学势原理，依据炉渣电子理论可以计算出炉渣组元i活度。冶金工艺的本质是氧化还原过程。在计算炉渣组元i活度时，应用了具有电子化学势内涵的氧分压；考虑到电子熵，推导出可以判断钢液中的i元素被氧化进入渣中，或渣中组元i被还原而返回钢液的热力学判据——氧化还原势，它表征了微观粒子——电子——在i元素的氧化还原过程的热力学特征，使原有的炉渣宏观热力学注入量子力学和量子统计理念。氧分压和氧化还原势是冶金工艺原理的基本概念，应用这一概念得出：非化学计量法；冶金反应三相平衡论；气泡理论在冶金平衡中的应用；铁液溶氧与铁的氧化还原势；研究渣中组元i扩散迁移时，采用气相氧分压对菲克第一定律的修正；氧化还原势，对渣一金界面张力的影响；监测气相氧分压的原理。由上述诸多理念，形成了“冶金钢工艺原理”。在书中应用上述有关的理论，讨论了电炉炼钢过程工艺参数制定，节能减排，精炼去除钢液中有害元素i，调整炉渣成分的理论依据；完善冶金动力学的若干原理，新工艺流程，改进冶金车间设计和冶金设备。电炉炼钢工艺原理给出的基础技术是根据冶金工艺任务的要求，调整冶金温度，调整气相氧分压，与氧化还原势的关系。依据“炉渣电子理论”计算出氧化还原势，给出钢中i元素氧化还原的热力学条件，然后在炉渣和金属液组成分一定的条件下，运用控制或调整冶金工艺过程的两个主要工艺参数——钢液温度及炉气氧分压，达到实现金属液i元素被氧化进入渣中，或渣中组元i被还原由炉渣返回金属液的目的。若金属液中还存在j元素，为实现脱出金属液中的j元素，且同时要保护金属液中的i元素不被氧化，仍可以依据i元素与j元素给出的相应的热力学条件，同样可以用调整工艺参数氧分压和金属液温度的工艺参数措施来实现。书中加入了已在国内外发表的应用“冶金工艺原理”探讨炉外精炼技术炉渣电子理论的相关文章，它们是我们探索电子化学势原理——气相氧分压、冶金温度、组成分如何完善冶金工艺参数历程的见证。
第1章 历史上的炉渣热力学
1.1 炉渣分子理论
1.2 炉渣正规离子理论
1.3 炉渣电子热力学函数理论
1.4 元素i在金属与炉渣间的分配
1.5 附注
第2章 炉渣电子理论及其应用
2.1 炉渣电子理论
2.1.1 炉渣电子理论简介
2.1.2 冶金炉渣电子理论及炉渣组元i活度的导出
2.1.3 讨论
2.1.4 小结
2.2 冶金炉渣电子理论的应用
2.3 对计算结果的讨论
第3章 冶金工艺原理
3.1 非化学计量法
3.1.1 引言
3.1.2 台金热力学模型
3.2 冶金反应三相平衡论
3.2.1 用化学计量法表示冶金过程反应平衡
3.2.2 台金过程系统吉布斯自由能变量与冶金反应平衡
3.2.3 用非化学计量法表示冶金反应过程的三相平衡
3.2.4 台金体系处于平衡状态的平衡点
3.2.5 本节小结
3.3 Study on the non-stoichiometric metallurgical process-a model for the bath- smelting process
3.3.1 Model
3.3.2 Valency of Element i in Slag （Valency Factor）
3.3.3 Discussion of Experimental Results
3.3.4 Conclusion
3.4 气泡理论在控制冶金反应平衡中的应用
3.4.1 E-F（或UHP-EF）氧化期生成的C-O气泡
3.4.2 LF炉经包底透气砖向钢液吹人氩气
3.4.3 VD过程
3.5 铁的氧化还原势
3.6 铁液中氧的饱和溶解度
3.7 气相氧分压对渣中应用菲克第一定律的修正
3.8 氧化还原势与渣-金界面张力间关系
3.9 冶金过程对气相中氧分压的监测原理
3.9.1 连续在线测量炉气氧分压法
3.9.2 仪器的设计
3.9.3 有关pⅠO1，pⅡO2的计算值
3.10 本章小结
第4章 脱碳
4.1 脱碳热力学
4.2 脱碳动力学
4.3 氧化还原势与脱碳
4.3.1 碳氧反应的生成物
4.3.2 氧化还原势与C-O反应
4.3.3 气相中的氧分压Po,决定对钢液中i元素的选择氧化
4.4.AOD炼不锈钢
4.4.1 引言
4.4.2 AOD法冶炼不锈钢的工艺参数的讨论
4.4.3 中国及世界上30余年AOD实践对冶金工艺理论研究的启示
4.5 应用冶金炉渣电子理论研究AOD过程冶炼不锈钢脱碳保铬的原理
4.5.1 基本概念
4.5.2 AOD过程的基本冶金反应
4.5.3 用pO2和氧化还原势，讨论AOD过程的脱碳保铬
4.6 AOD法冶炼不锈钢过程中Ar／O2值的确定
4.7 AOD炉冶炼18-8型不锈钢吹炼工艺参数的讨论
……
第5章 脱氢脱氮
第6章 脱氧
第7章 脱硫
第8章 脱磷
第9章 钢的合金化
第10章 VHDL精炼原理与工艺参数
回顾与展望
后记
