炼铁理论与工艺

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出版者:
作者:刘竹林
出品人:
页数:378
译者:
出版时间:2009-5
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787122048929
丛书系列:
图书标签:
  • 冶金
  • 钢铁
  • 炼铁
  • 工艺
  • 理论
  • 金属材料
  • 材料科学
  • 矿冶
  • 高炉
  • 炼钢
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具体描述

《炼铁理论与工艺》共分9章,即绪论、高炉冶炼中的炉缸反应过程、高炉冶炼中的物理化学反应、高炉炉渣性能与理论、高炉内炉料和煤气运动、高炉冶炼能量利用与计算、高炉强化冶炼的内容与措施、高炉过程的自动控制、高炉操作制度与调剂。

《炼铁理论与工艺》可作为从事高炉炼铁的研究人员和生产技术人员的参考用书,也可作为高等院校应用型本科冶金工程专业、职业院校冶金技术专业教材及相关人员技术培训教材和参考用书。

深入探索材料科学前沿:冶金工程新篇章 图书名称:冶金工程新篇章 图书简介 本书《冶金工程新篇章》并非专注于传统的黑色金属冶炼,而是将目光投向了当代冶金科学与工程的广阔领域,特别是针对先进材料的制备、高性能合金的开发、绿色冶金技术的革新以及智能制造在冶金过程中的应用。本书旨在为冶金工程领域的本科生、研究生以及致力于技术创新的工程师和研究人员提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识体系。 全书内容紧密围绕现代冶金工程面临的关键挑战与发展趋势展开,力求在理论深度与工程实践之间架设坚实的桥梁。我们摒弃了对基础炼铁流程的冗余介绍,转而聚焦于那些定义未来工业发展方向的核心技术与科学原理。 第一部分:先进材料的冶金基础与制备 本部分是全书的理论基石,着重阐述了新一代功能性材料与结构材料的冶金学原理。 第一章:新型固态反应动力学与相变控制 本章深入探讨了在非平衡态和极端条件(高压、超低温、快速冷却)下材料内部原子迁移和晶体结构演变的基本规律。重点分析了非经典成核理论在快速凝固过程中的应用,以及如何通过精确控制冷却速率和热历史来调控微观组织,从而赋予材料特殊的机械、电学或磁学性能。我们将详细解析热力学计算方法(如CALPHAD方法)在预测复杂多组分体系相图中的前沿进展,并结合实验手段验证其精确性。 第二章:高熵合金(HEAs)的冶金设计原理 高熵合金因其独特的“高熵效应”、“迟滞效应”和“局部无序效应”,被视为下一代结构材料的希望。本章详细剖析了HEAs的组元选择原则、晶体结构稳定性判据(如SLS参数模型),并深入讨论了其在极端温度下的蠕变行为和断裂韧性。针对原位合成中可能出现的复杂有序结构,本章提供了先进的计算模拟工具和实验表征方法,旨在指导研究人员从原子尺度设计具有特定性能的高熵体系。 第三章:增材制造(AM)中的冶金控制 金属增材制造(如激光粉末床熔融L-PBF和电子束熔化EBM)已经成为复杂结构件制造的重要途径。本章聚焦于增材制造过程中的冶金现象:熔池动力学、快速凝固界面的控制,以及由此引发的残余应力、孔隙率和微裂纹的形成机制。我们将分析粉末材料的冶金特性(球形度、流动性、氧含量)对最终宏观性能的影响,并介绍如何通过优化激光扫描策略和预热温度来实现组织致密化和性能均一化。 第二部分:绿色冶金与资源循环 面对日益严格的环境法规和资源短缺的挑战,本部分聚焦于低能耗、低污染的冶金工艺创新。 第四章:电化学冶金与离子液体应用 传统湿法冶金中强酸强碱的使用带来了环境负担。本章详细介绍了电化学冶金作为绿色替代方案的潜力。核心内容包括:熔盐电解在难熔金属(如钛、钽)和稀有金属回收中的应用机制;离子液体作为新型电解质的优势(高导电性、宽电化学窗口),及其在选择性提取与分离高价值元素(如锂、钴、稀土元素)中的突破性进展。本章提供了详细的电化学工作站操作指南和机理分析模型。 第五章:低碳与零碳冶金的路径探索 本章完全避开高炉-转炉的传统路径,专注于未来钢铁生产技术的革新。重点介绍了氢冶金(直接还原铁DRI-H2)的全流程技术经济分析,包括氢气制备(绿氢/蓝氢)、流化床反应器设计、以及还原过程中的碳-氢竞争反应动力学。此外,还探讨了电解炼钢技术的原理、面临的电极材料挑战和能源需求预测,为实现钢铁工业的深度脱碳提供科学参考。 第六章:复杂二次资源的高效回收冶金 电子废弃物(WEEE)和退役电池是重要的二次资源库。本章侧重于从这些复杂混合物中高选择性地提取有价金属的冶金技术。内容涵盖:生物冶金(微生物浸出)的机理及其在低品位矿或复杂合金中的应用;熔融分离技术(如高温熔渣法)对不同金属的分配行为预测;以及先进的膜分离技术在溶液提纯阶段的应用。 第三部分:过程强化与智能冶金 本部分关注如何通过过程控制、强化传质传热和引入人工智能来提升冶金生产的效率、稳定性和产品质量。 第七章:冶金过程的传质传热强化 在许多冶金反应器(如电炉、转炉或反应釜)中,传质和传热往往是速率控制步骤。本章深入分析了等离子体技术、超声波辅助以及电磁搅拌在强化熔体内部对流、提高反应效率中的物理模型。我们将详细展示如何通过数值模拟(CFD)来优化搅拌参数,以减少反应时间和能耗,同时提高合金成分的均匀性。 第八章:过程分析技术(PAT)与传感器集成 为了实现冶金过程的实时监控与闭环控制,本章介绍了过程分析技术(PAT)在高温环境下的应用。重点讲解了原位光谱技术(如拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱FTIR)如何实时监测熔体中的氧化物夹杂物形态、气体组分变化和反应终点判断。此外,还讨论了基于光纤的高温稳定传感器设计及其在极端环境下的可靠性验证方法。 第九章:基于机器学习的冶金过程优化 本章面向工业4.0的趋势,探讨了如何利用大数据和机器学习(ML)模型来预测冶金过程的复杂行为。内容包括:如何构建有效的特征工程来描述炉内状态;深度学习模型在预测关键质量指标(如钢材洁净度、铸件缺陷率)中的应用;以及强化学习(RL)在动态过程控制策略优化(如炉温、吹氧量自动调整)中的前沿实践。本章侧重于案例分析和模型验证的流程,强调从实验数据到工业决策的转化路径。 《冶金工程新篇章》力求提供一套前沿、实用的知识框架,帮助读者超越传统冶金的局限,掌握推动材料科学与工程向前发展的核心技术与思维模式。本书的深度和广度,使其成为新时代冶金工作者不可或缺的参考指南。

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用户评价

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我曾以为“炼铁理论与工艺”是一门枯燥的学科,但这本书完全颠覆了我的认知。作者以其流畅的文笔和深入浅出的讲解,将炼铁这一复杂的过程描绘得引人入胜。他从最基础的化学反应讲起,解释了还原剂如何将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁,并详细阐述了各种影响反应速率和效率的因素。我印象深刻的是作者对“焦炭”在炼铁中的作用的细致分析,不仅是作为还原剂,更是作为燃料提供热量,以及其在炉料层中的支撑作用。书中对高炉操作的描述,也让我大开眼界。作者详细介绍了“炉料的准备和装载”,包括矿石的选矿、球团、烧结,以及焦炭的质量控制,这些准备工作直接影响到高炉的稳定运行。他对“送风”环节的讲解,更是让我明白了如何通过精确控制风量、风温和风速,来优化高炉内的温度分布和化学反应。这本书不仅仅是一本技术书籍,它更像是一部关于炼铁的“百科全书”,涵盖了从原料到产品的各个环节,让我对整个炼铁工业有了全面而深入的了解。

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在阅读这本书的过程中,我仿佛经历了一次沉浸式的学习体验,作者以其丰富的实践经验和深厚的理论功底,将“炼铁理论与工艺”的复杂世界变得触手可及。我曾对炼铁生产线上的各种设备和操作感到困惑,但这本书为我一一解答。作者对高炉的各个组成部分,如炉体、风口、炉衬等,进行了详尽的介绍,并阐述了它们在炼铁过程中所扮演的关键角色。我对书中关于“炉况”的描述尤为感兴趣,作者描绘了在高炉运行过程中可能出现的各种“异常情况”,如“冷点”、“热点”、“堵塞”等,并提供了相应的分析方法和处理对策。这让我意识到,炼铁不仅仅是遵循一套固定的流程,更是一种需要经验、判断和灵活应变的艺术。在工艺细节方面,书中对“铁口”的操作,即如何控制生铁流出的速度和温度,以及如何进行“扒渣”操作,都进行了细致的描述。我惊叹于作者对每一个微小环节的关注,正是这些细节的精准控制,才确保了整个生产过程的稳定和高效。此外,书中还涉及了生铁的分类和用途,例如铸造生铁和冶金生铁的区别,以及它们在不同工业领域的应用,这让我对炼铁的最终产品有了更全面的认识。

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这本书彻底改变了我对“炼铁理论与工艺”的刻板印象,它让我看到了一个充满活力和不断创新的领域。作者以一种富有启发性的方式,探讨了炼铁技术在不同历史时期和地域的演变,以及这些技术创新如何推动了社会生产力的发展。我惊叹于书中对早期炼铁方法的描述,从古老的鼓风炉到后来的竖炉,每一个技术的进步都凝聚着人类的智慧和汗水。作者对现代高炉炼铁工艺的详细解读,更是让我看到了科学技术在工业生产中的强大应用。他解释了如何通过精确控制炉料的粒度、装料制度以及送风制度,来优化高炉的运行效率和产品质量。我尤其被书中关于“铁水成分控制”的章节所吸引,作者阐述了如何通过调整焦炭、矿石和熔剂的配比,来控制生铁中碳、硅、锰、磷、硫等元素的含量,以满足不同用途的需求。这本书不仅仅是关于技术,它更是一部关于人类如何认识自然、改造自然,并最终利用自然创造文明的史诗。它让我对工业的起源和发展有了更深刻的认识,也激发了我对材料科学和工程技术的浓厚兴趣。

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这本书对我而言,是一次深刻的智识启迪,它让我得以从一个全新的视角去理解“炼铁理论与工艺”。作者并没有仅仅停留在技术层面,而是将炼铁的过程置于一个更广阔的经济和环境背景下进行审视。他详细分析了炼铁成本构成,包括原料成本、能源成本、人工成本等,并探讨了如何通过工艺优化来降低生产成本,提高经济效益。我特别被书中关于“环境保护”的章节所吸引,作者阐述了炼铁过程中产生的废气、废水、废渣对环境的影响,并介绍了如何通过技术手段来减少污染,实现清洁生产。这让我意识到,现代工业的发展,不仅要追求效率和效益,更要承担起对环境的责任。书中对不同国家和地区的炼铁技术特点的比较分析,也让我看到了炼铁工业的全球化发展趋势。总而言之,这本书不仅传授了炼铁的专业知识,更引发了我对工业发展、环境保护和社会责任的深刻思考,让我认识到,技术进步的最终目标,是为了人类社会的可持续发展。

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这本书给我带来的震撼,远超乎了我对一本技术类书籍的预期。它不仅仅是关于“炼铁理论与工艺”的知识集合,更是一场对工业发展史和材料科学演进的深度溯源。作者以一种叙事性的方式,将炼铁这项古老而又至关重要的工艺,置于人类文明发展的宏大背景之下进行审视。他不仅仅是讲述如何炼铁,更是探讨了炼铁技术如何推动了农业革命、军事革新以及城市化进程。我特别被其中关于早期炼铁技术演变的部分所吸引,从原始的土高炉到现代化的炼钢流程,每一个技术上的突破都伴随着社会经济的巨大变革。作者对不同时期炼铁工艺的对比分析,让我深刻理解了技术进步的迭代性和必然性。他详细描述了高炉炼铁过程中遇到的各种挑战,例如如何稳定炉温、如何处理铁水中的硫磷等有害元素,以及如何提高铁的纯度和强度。在工艺方面,书中对炉料的准备、装料方式、出铁操作等都有详尽的论述,这些细节虽然看似琐碎,却直接关系到生产效率和产品质量。我印象深刻的是作者对于“铁水化学”的深入剖析,解释了碳、硅、锰等元素在铁水中如何影响其物理化学性质,以及如何通过合理的配比来达到预期的性能。此外,书中还涉及了炼铁过程中产生的副产品及其利用,例如煤气、炉渣等的回收和再利用,这体现了作者对于可持续发展的关注,也让我看到了炼铁工艺的环保与经济的双重考量。

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这本书让我对“炼铁理论与工艺”有了耳目一新的认识,它不仅仅是关于生产的技术,更是一门关于如何“驾驭”高温和化学反应的科学。作者以其精湛的叙事技巧,将高炉内部复杂而又动态的化学和物理过程描绘得淋漓尽致。我从书中学习到了关于“送风调节”的精妙之处,作者解释了如何通过控制送风量、风温和风压,来优化高炉的温度分布和氧化还原带,从而提高生铁的产量和质量。我尤其被书中关于“炉况分析”的章节所吸引,作者详细介绍了如何通过观察高炉的出铁量、炉温、炉渣成分等指标,来判断炉况的优劣,并及时进行调整。这让我意识到,炼铁不仅仅是机械的重复操作,更是一种需要智慧和经验的“艺术”。书中对“铁水质量控制”的论述,也让我明白了如何通过调整原料配比和操作参数,来获得符合要求的生铁,满足不同下游行业的需求。这本书不仅满足了我对炼铁工艺的好奇心,更让我对科学研究和工程实践的结合有了更深刻的认识。

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我一直对材料的内在结构和外在表现之间的联系感到着迷,而这本书则为我打开了一扇深入了解“炼铁理论与工艺”的大门。作者不仅仅是教授技术,更是在引导读者去理解材料的本质。他从微观层面入手,解释了铁矿石在高温作用下发生的相变和晶体结构的变化,以及这些变化如何最终影响到生铁的性能。书中对于炉渣的形成和成分分析部分,让我对“杂质”有了全新的认识——它们并非一无是处,而是可以通过科学的调控,成为优化炼铁过程的关键。作者对炼铁过程中各种化学反应的细致描绘,包括氧化还原反应、造渣反应以及固液相的相互作用,都充满了科学的严谨性。我尤其喜欢他解释“高炉操作”的部分,将复杂的流程分解成一个个相互关联的环节,并清晰地阐述了每一个环节的控制要点。例如,他关于“热风温度”对高炉效率影响的论述,以及“炉料粒度”对透气性问题的解决方案,都让我受益匪浅。书中还探讨了不同类型的铁矿石和燃料(如焦炭、无烟煤)对炼铁过程的影响,以及如何根据原材料的特性来调整工艺参数。这不仅仅是一本关于炼铁的书,它更像是一本关于如何“读懂”金属的教材,教我如何从材料的微观结构去预测和控制其宏观性能。

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这本书简直是一次令人着迷的智力冒险,作者凭借其深厚的功底和细腻的笔触,将“炼铁理论与工艺”这样一个看似宏大且充满技术性的主题,描绘得生动而富有感染力。我一直对金属的冶炼过程充满好奇,尤其对那些支撑着现代工业基石的古老技艺心生敬意。翻开这本书,我仿佛置身于一个古老的炉火旁,感受着炭火的炙热,听着金属在高温下发出的低语。作者并没有简单地堆砌枯燥的公式和数据,而是巧妙地将理论的严谨性与工艺的实践性融为一体。他从最基础的铁矿石成分分析讲起,深入浅出地阐述了各种化学反应在炼铁过程中的作用,比如碳还原氧化铁的原理,以及如何通过精确控制温度、压力和气氛来优化产率和产品质量。每一个理论的背后,都有详实的工艺描述作为支撑,从高炉的结构设计、风口的设置,到炉料的配比、炼渣的处理,每一个环节都经过作者细致入微的剖析。我尤其欣赏作者在阐述高温冶金过程时所使用的类比和形象化的语言,这让我在理解复杂的物理化学变化时,不再感到晦涩难懂。他用生动的比喻解释了熔剂的作用,说明了它如何降低铁水的熔点,如何与杂质结合形成易于分离的炉渣,这些细节的描绘,让整个炼铁过程跃然纸上。这本书不仅是技术的指南,更是一部关于人类智慧和创新精神的赞歌。它让我看到了人类如何通过对自然的深刻理解和不懈的探索,将平凡的矿石转化为支撑文明发展的关键材料。

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这本书为我揭示了“炼铁理论与工艺”背后蕴含的深厚科学原理和工程智慧。作者以一种系统化的方式,将炼铁过程的各个环节有机地联系起来,让我得以窥见整个产业链的运作逻辑。我从书中学习到了如何根据铁矿石的性质,选择合适的还原剂和助剂,以最大限度地提高铁的回收率和产品质量。他对高炉内化学反应过程的详细分析,包括碳的燃烧、一氧化碳的还原作用、以及硅、锰等元素的氧化行为,都让我对炼铁的微观机理有了更深刻的理解。在工艺方面,我尤其被书中对“送风制度”的讲解所吸引,作者阐述了不同风温、风量、风压对高炉出力和炉况的影响,并提供了优化操作的指导。我明白了,看似简单的“送风”,背后却蕴含着复杂的温度和化学平衡的调控。书中还对“炉渣”的形成和排除进行了深入的探讨,解释了渣铁分离的原理,以及如何通过调整炉渣的碱度来优化操作。这不仅仅是一本技术手册,它更是一部关于材料科学、化学工程和系统控制的综合性著作,让我看到了炼铁这项古老技艺在现代科技驱动下所展现出的勃勃生机。

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我一直认为,那些支撑着我们日常生活的宏大工业体系,其背后一定有着极其精密的理论和工艺支撑,而这本书则为我揭示了“炼铁理论与工艺”的奥秘。作者以其严谨的学术态度和丰富的实践经验,将炼铁过程中的每一个关键环节都进行了深入的剖析。我从书中学习到了关于“铁矿石的性质”对炼铁过程的影响,包括其品位、成分、粒度等,以及如何根据这些性质来选择合适的炼铁方法和操作参数。他对高炉炼铁过程中“化学反应”的详细描述,让我对还原反应、造渣反应等基本原理有了清晰的认识。我印象深刻的是作者对“炉渣”的分析,解释了炉渣的形成机理、成分以及其对炼铁过程的影响,包括降低铁水熔点、去除杂质等作用。这本书不仅仅是一本技术指南,它更像是一本关于金属冶炼的“历史画卷”,展现了人类在炼铁技术上不断探索和进步的历程,也让我对那些默默支撑着现代工业的工程师和技术人员充满了敬意。

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