真空在鋼冶金中的應(yīng)用

目錄
《現(xiàn)代冶金與材料過程工程叢書》序
前言
第1章 緒論 1
1.1 真空冶金的意義和應(yīng)用 1
1.2 真空下化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn) 3
第2章 真空冶金過程的物理化學(xué) 7
2.1 真空冶金對碳還原固體金屬氧化物能力的影響 7
2.1.1 碳作為還原劑的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 7
2.1.2 以碳還原V2O3為例 7
2.2 真空下金屬熔體的脫氧 9
2.2.1 鐵中氧的活度 10
2.2.2 用氫脫氧 10
2.2.3 當(dāng)脫氧產(chǎn)物具有揮發(fā)性 11
2.2.4 真空下碳脫氧反應(yīng) 12
2.2.5 真空下金屬元素的脫氧能力 13
2.3 真空下鋼液的脫氣 14
2.3.1 氣體在金屬中的溶解和溶解度 14
2.3.2 氣體在金屬和合金中的溶解形式和規(guī)律 14
2.3.3 鋼液與水蒸氣的平衡—鋼的氧化與滲氫 16
2.3.4 鋼液的真空脫氣 20
2.4 真空揮發(fā)（蒸餾）過程的物理化學(xué) 22
2.4.1 概述 22
2.4.2 真空下金屬揮發(fā)熱力學(xué) 22
2.4.3 二元合金熔體的揮發(fā) 27
2.4.4 Fe基合金的揮發(fā)系數(shù) 31
2.4.5 冶金中真空揮發(fā)的實(shí)踐 33
2.5 真空下金屬熔體與耐火材料間的相互作用—坩堝反應(yīng) 36
2.5.1 高純耐火（材料）氧化物的熱力學(xué)性能 36
2.5.2 氧化物的穩(wěn)定性—氧化物分解自由能 36
2.5.3 MgO坩堝 37
2.5.4 Al2O3坩堝 40
2.5.5 ZrO坩堝 41
第3章 真空感應(yīng)熔煉 43
3.1 感應(yīng)爐熔煉的形成和發(fā)展現(xiàn)狀 43
3.2 感應(yīng)爐熔煉工作原理 43
3.3 真空感應(yīng)爐的設(shè)計(jì) 45
3.3.1 坩堝設(shè)計(jì) 45
3.3.2 感應(yīng)器設(shè)計(jì) 47
3.3.3 真空感應(yīng)爐的功率計(jì)算 49
3.3.4 感應(yīng)器電氣計(jì)算 51
3.3.5 計(jì)算舉例 55
3.4 真空感應(yīng)爐熔煉工藝 57
3.4.1 感應(yīng)爐坩堝耐材制作及烘烤 57
3.4.2 裝料 60
3.4.3 熔化 61
3.4.4 精煉期 61
3.4.5 出鋼和澆注 62
3.5 感應(yīng)爐真空碳脫氧 62
3.5.1 真空碳脫氧的基本原理 62
3.5.2 真空碳脫氧的特點(diǎn) 64
3.5.3 影響真空碳脫氧的因素 64
3.6 真空感應(yīng)爐煉鋼時鋼中[H]的變化 66
3.6.1 真空下的脫氫作用 66
3.6.2 真空脫氫的動力學(xué)條件 67
3.7 真空感應(yīng)爐煉鋼時鋼中[N]的變化 67
3.7.1 真空感應(yīng)熔煉的脫氮效果 67
3.7.2 影響真空感應(yīng)爐中氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的因素 69
第4章 真空電弧熔煉 71
4.1 概述 71
4.1.1 真空電弧爐的概述及其本質(zhì) 71
4.1.2 真空電弧熔煉的優(yōu)點(diǎn)及其適用范圍 73
4.2 電弧熔煉理論基礎(chǔ) 75
4.2.1 電弧的理論基礎(chǔ) 75
4.2.2 電弧的構(gòu)造及其原因 77
4.2.3 直流電弧的靜特征 86
4.2.4 直流電弧的動態(tài)特征 87
4.2.5 電弧的能量平衡與溫度分布 87
4.2.6 電弧的磁偏吹 91
4.2.7 關(guān)于熔池的電磁攪拌與反攪拌問題 98
4.2.8 電弧熔煉的熱平衡 100
4.2.9 電弧熔煉中的提純 101
4.3 真空電弧爐的機(jī)械設(shè)備 109
4.3.1 真空電弧爐的組成及分類 109
4.3.2 真空電弧爐的合理結(jié)構(gòu) 109
4.3.3 真空電弧爐的機(jī)械結(jié)構(gòu) 110
4.4 真空電弧爐的電源與其自動控制 115
4.4.1 真空電弧爐的電源 115
4.4.2 真空電弧爐的自動控制 117
4.5 真空電弧爐熔煉工藝 117
4.5.1 真空電弧爐熔煉的工藝操作概述 117
4.5.2 真空電弧熔煉的分期和各期的任務(wù) 119
4.5.3 真空電弧熔煉參數(shù)及其確定 121
4.6 VAR鑄錠的質(zhì)量問題 124
4.6.1 VAR鑄錠成分變化及其成分的均勻性問題 124
4.6.2 VAR鑄錠有害有色金屬雜質(zhì)的去除 125
4.6.3 VAR脫氣的效果 125
4.6.4 VAR熔煉錠的表面質(zhì)量問題 128
4.6.5 VAR鑄錠的宏觀組織 128
4.7 VAR熔煉工藝、裝置的發(fā)展方向 129
4.8 VAR熔煉的安全問題 129
第5章 VD/VAD/VOD爐的設(shè)備和精煉工藝 131
5.1 VD法—真空吹氬脫氣法 131
5.1.1 VD法的特點(diǎn) 131
5.1.2 VD法的工藝過程 132
5.1.3 工藝參數(shù) 133
5.1.4 VD爐冶煉工藝 133
5.1.5 VD開蓋鋼水溫度預(yù)報 134
5.1.6 VD真空處理的精煉效果 136
5.2 VAD法精煉設(shè)備和工藝 139
5.2.1 VAD法簡介 139
5.2.2 VAD法的主要設(shè)備與精煉功能 140
5.3 VOD法精煉裝置和工藝 142
5.3.1 VOD法精煉裝置和工藝概述 142
5.3.2 VOD法的主要設(shè)備 143
5.3.3 VOD法的基本功能 149
5.3.4 VOD法精煉工藝 151
5.3.5 轉(zhuǎn)爐式脫碳爐-VOD冶煉不銹鋼工藝 155
5.3.6 VOD的精煉效果 156
第6章 RH精煉裝置及工藝 157
6.1 RH法概述 157
6.1.1 概述 157
6.1.2 RH的發(fā)展歷史 159
6.1.3 RH適合的鋼種 160
6.1.4 RH裝備情況 161
6.2 RH設(shè)備的主要裝置 162
6.2.1 真空室及附屬設(shè)備 162
6.2.2 氣體冷卻器 163
6.2.3 真空系統(tǒng) 163
6.3 RH精煉的主要工藝參數(shù) 171
6.3.1 處理容量 171
6.3.2 處理時間 172
6.3.3 循環(huán)因數(shù) 173
6.3.4 循環(huán)流量 174
6.3.5 真空度 175
6.4 RH處理模式 177
6.4.1 輕處理模式 177
6.4.2 本處理模式 178
6.5 RH精煉工藝 179
6.5.1 RH法真空脫氫 179
6.5.2 RH法真空脫氮 179
6.5.3 RH法真空脫碳 180
6.6 RH法的效果 183
6.7 RH法的發(fā)展 184
6.7.1 真空吹氧脫碳法 185
6.7.2 RH-KTB真空吹氧脫碳法 185
6.7.3 RH噴粉功能 186
參考文獻(xiàn) 189