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孙斌煜，张芳萍，杨小容 编

图书标签:

• 钢铁冶金
• 钢铁生产
• 金属材料
• 冶金工程
• 材料科学
• 工业工程
• 生产工艺
• 钢铁工业
• 金属热处理
• 材料工程

出版社： 冶金工业出版社

ISBN：9787502475963

版次：1

商品编码：12210461

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十三五”规划教材

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：胶版纸

页数：201

字数：327000

正文语种：中文

内容简介

　　《钢铁生产概论》按照钢铁大生产工艺流程分三大模块系统地描述了炼铁生产、炼钢生产和轧钢生产的全流程。在炼铁生产模块中主要涉及炼铁技术发展概况、铁矿粉造矿、高炉炼铁和炼铁新技术；在炼钢生产模块中主要涉及炼钢技术发展概况、炼钢任务、炼钢基本原理、氧气转炉炼钢、电弧炉炼钢、炉外精炼、连铸和炼钢新技术；在轧钢生产模块中主要涉及轧钢生产概述、轧制原理、管板型线生产和轧钢新技术。
　　《钢铁生产概论》适合高等学校非冶金专业的学生教学用书，也可作为冶金工程专业的学生进行普及钢铁冶金基本知识的教学用书。对从事冶金行业的管理人员也是一本实用的专业参考书。

内页插图

目录

第一篇 炼铁生产
1 炼铁技术的发展概况
1．1 炼铁工业发展史及生产工艺现状
1．1．1 炼铁工业发展史
1．1．2 炼铁工业现状
1．2 炼铁技术经济指标的发展情况
1．2．1 高炉利用系数和作业率
1．2．2 焦比、煤比和燃料比
1．2．3 热风温度
1．2．4 炼铁工序能耗
1．3 炼铁工业中的先进技术
1．3．1 高炉煤气的全干法除尘
1．3．2 具有我国知识产权的顶燃式热风炉
1．3．3 高炉大型化和流程优化
1．3．4 高炉薄壁炉衬
1．3．5 高炉检测新技术
1．4 炼铁工业的发展动向
1．4．1 炼铁生产工艺
1．4．2 炼铁生产规模
1．5 未来炼铁生产面临的挑战
本章小结
复习思考题
参考文献
2 铁矿粉造矿
2．1 铁矿粉造块的意义和目的
2．2 铁矿粉造块的要求
2．2．1 烧结矿
2．2．2 球团矿
2．3 粉矿造矿的工艺
2．3．1 烧结法造矿
2．3．2 球团法造矿
本章小结
复习思考题
参考文献
3 高炉炼铁
3．1 高炉炼铁概述
3．1．1 高炉炼铁工艺流程及炉内主要过程
3．1．2 含铁原料及其他辅助原料
3．1．3 高炉燃料
3．1．4 高炉产品
3．2 高炉炼铁的生产原则
3．3 高炉冶炼过程的物理化学
3．3．1 蒸发、分解与气化
3．3．2 还原过程
本章小结
复习思考题
参考文献
4 炼铁新技术
4．1 高炉炼铁新技术
4．1．1 高炉大型化和自动化
4．1．2 计算机控制技术
4．1．3 高炉信息化
4．1．4 高炉冶炼低硅生铁
4．1．5 高炉煤气的余压利用
4．1．6 等离子体炼铁
4．1．7 高炉使用金属化炉料
4．1．8 高炉喷吹还原气体
4．1．9 原子能在炼铁中的应用
4．2 非高炉炼铁
4．2．1 非高炉炼铁技术及发展现状
4．2．2 我国发展非高炉炼铁技术的前景
本章小结
复习思考题
参考文献
……

第二篇 炼钢生产
第三篇 轧钢生产

前言/序言

　　本书是按照高等学校冶金工程专业学科目录和冶金工程概论教学大纲编写的普通高等教育“十三五”规划教材。与国内外同类书比较其主要特点有：（1）系统地介绍钢铁生产的现状、最新前沿研究热点问题，利用最新、最充分的数据及事例介绍钢铁工业当前发展概况和今后的发展趋势；（2）采用了最新有关冶金工艺与设备国家标准术语，规范了冶金工程对某一事物的客观描述；（3）增加了每一章的学习要点、本章小结和复习思考题，有利于学生自学与复习，巩固所学内容；（4）深入浅出地引出有关钢铁冶金基本原理、冶金生产工艺流程、特点以及相关的知识以及冶金专业的知识架构等内容；（5）在轧钢生产环节内容有所增强，更加详细、全面、系统。
　　本书共分炼铁生产、炼钢生产和轧钢生产三大模块，分别介绍了炼铁技术发展概况、铁矿粉造矿、高炉炼铁、炼铁新技术、炼钢技术发展概况、炼钢任务、炼钢基本原理、氧气转炉炼钢、电弧炉炼钢、炉外精炼、连铸、炼钢新技术、轧钢生产概述、轧制原理、管材生产、板材生产、型材和线材生产的工艺与设备、轧钢新技术等有关专业知识。
　　本书适合作为高等学校非冶金专业（工科、理科、经管、文法、体育）的学生进行普及钢铁冶金基本知识教学用书，也可作为冶金工程专业的学生入门普及有关知识教学用书，对从事冶金行业的管理人员也是一本实用的专业参考书。
　　本书由太原科技大学孙斌煜教授主编，张芳萍和杨小容副主编。第14章、16-19章由孙斌煜编写，第8-10章、15章由张芳萍编写，第5-7章由杨小容编写，第3、4章由赵爱春编写，第11N13章由李海斌编写，第1、2章由李怡宏编写。在编写过程中，研究生范超、乔东洋、汪宇等同学在图形处理等方面做了大量工作；任志峰博士在复校第8.10章、第15章时提出许多宝贵意见，在此一并表示由衷的感谢。
　　本书在编写和出版过程中，得到了太原重型机械协同创新中心的经费资助，得到太原科技大学重点教研项目（项目编号：201502）和太原科技大学材料科学与工程学院2015年重点教研项目资助，在此表示衷心的感谢。此外，本书在编写过程中还参考了国内外公开发表的文献资料，编者向有关作者和出版社表示诚挚的谢意。责任编辑常国平在本书编辑和出版过程中付出了辛勤的劳动，在此一并表示衷心的感谢。
　　由于编者水平所限，书中难免有不妥之处，敬请广大读者批评、指正。

《钢铁生产概论》内容概要 《钢铁生产概论》一书，深入浅出地系统阐述了现代钢铁生产的全过程，为读者构建了一个全面而深刻的认识框架。本书从原材料的准备出发，层层递进，详细剖析了炼铁、炼钢、轧钢等核心工艺环节，并拓展至生产过程中的环境保护、质量控制、安全生产以及经济运行等多个维度，力求展现钢铁工业的复杂性、精密度与前瞻性。 第一部分：钢铁工业的基石——原材料与准备 本书开篇即聚焦于钢铁生产最根本的要素：原材料。首先，对铁矿石的种类、品质、分布以及其化学成分和物理特性进行了详尽的介绍。理解铁矿石的特性是后续冶炼过程的关键，本书详细讲解了如何根据矿石的特点进行初步的评估和分类。 接着，重点阐述了铁矿石的预处理过程。这包括破碎、筛分、洗选等环节，目的是去除杂质，提高矿石品位，并使其尺寸适应炼铁设备的要求。其中，烧结和球团是提升低品位矿石利用率、改善炼铁操作的重要技术，本书对此进行了详细的工艺流程解析，包括原料配比、强化过程、能源消耗以及成品性能的控制。此外，焦炭作为高炉炼铁的还原剂和燃料，其生产工艺、质量要求（如强度、灰分、硫分等）以及对炼铁过程的影响，也得到了充分的探讨。书中还涉及了辅助原料，如熔剂（石灰石、白云石等）的作用机理、成分要求以及其他辅助材料的使用。 第二部分：炼铁——铁水的诞生 本书的核心内容之一便是炼铁工艺。高炉炼铁作为最主要的生铁生产方式，是本书浓墨重彩描绘的对象。作者详细介绍了高炉的结构组成，包括炉体、炉衬、炉缸、炉喉、炉顶设备等，并解释了各部件的功能及其设计原理。 在工艺流程方面，本书系统讲解了高炉炼铁的各个操作环节：从原料的均匀布料（料柱结构）到热风吹入（送风制度），再到还原反应、熔化与合成等复杂化学物理过程。书中深入剖析了高炉内的气、料、热的相互作用，解释了炉温、炉压、炉况波动的原因及控制方法。对于现代化高炉，本书还着重介绍了强化冶金过程的技术，如富氧顶吹、喷煤、喷粉等，这些技术如何提高产量、降低焦比，并改善生铁质量。 此外，书中也提及了对生铁质量的控制，包括化学成分（碳、硅、锰、磷、硫等）的控制，以及铁水的出炉、扒渣和铸造等操作。对于非高炉炼铁工艺，例如直接还原炼铁，本书也提供了相应的介绍，说明其技术原理、工艺流程以及在特定条件下的应用优势，如利用天然气或煤作为还原剂，避免高炉的焦炭消耗和大规模投资。 第三部分：炼钢——钢铁性能的塑造 从高炉炼出的生铁，其含碳量高，脆性大，难以直接用于多数工程领域。炼钢过程正是要通过脱碳、脱磷、脱硫等一系列净化和合金化处理，将其转变为性能优异的钢。本书对此环节进行了详尽的阐述。 首先，书中详细介绍了炼钢的主要炉型，包括转炉（氧气顶底复吹、底吹）、电弧炉和感应炉。对于转炉炼钢，作者深入讲解了吹氧过程中的冶金原理，包括氧化反应、炉渣的形成与作用、喷溅现象的控制以及终点控制的策略。书中还阐述了钢水的脱磷、脱硫、脱氧等精炼过程，以及钢中杂质元素（如氢、氮、氧、非金属夹杂物）的来源、危害及去除方法。 电弧炉炼钢则侧重于其熔化能力和合金化灵活性。本书分析了电弧炉的电极结构、炉衬材料、炉渣控制以及废钢熔化过程中的能量转化和物质传递。感应炉炼钢则因其加热速度快、污染小等特点，在特种钢生产中应用广泛，本书对其加热原理、炉衬损耗以及感应加热对钢水性能的影响也进行了介绍。 本书还重点介绍了钢水二次精炼技术，如真空脱气（VD, VOD, RH）、钢包吹氩、电渣重熔（ESR）、真空电弧重熔（VAR）等。这些技术对于生产高纯净度、高性能的特种钢至关重要，能够有效改善钢的力学性能、疲劳寿命和耐腐蚀性。 第四部分：轧钢——成材的诞生与形变 炼钢得到的钢水经过铸造（如连续铸钢或模铸）形成钢锭或钢坯后，便进入了轧钢环节，通过塑性变形获得所需的形状、尺寸和组织结构。本书对轧钢工艺进行了全面而细致的介绍。 首先，对轧钢的分类进行了区分，包括热轧和冷轧。热轧是变形温度在钢的再结晶温度以上进行的轧制，主要目的是大幅度改变钢的截面形状。书中详细讲解了热轧工序，如板材轧制（热连轧、宽厚板轧制）、型材轧制（螺纹钢、角钢、槽钢等）、管材轧制（无缝管、焊管）以及线材轧制。对于每种轧制产品，都阐述了其主要的轧机类型（如粗轧机、精轧机、平整机）、轧辊设计、轧制参数（轧制道次、压下量、速度、温度）的控制，以及变形过程中的组织转变和性能变化。 冷轧则是变形温度低于钢的再结晶温度进行的轧制。本书介绍了冷轧的工艺特点，如冷连轧、退火、精整等，并着重分析了冷轧对钢材表面光洁度、尺寸精度以及力学性能（强度、硬度提高，塑性降低）的显著影响。 此外，本书还涵盖了轧后热处理，如正火、退火、淬火、回火等，这些热处理工艺能够进一步优化钢材的内部组织和力学性能，以满足不同的使用要求。 第五部分：钢铁生产的延伸与保障 除了核心的冶炼和轧制工艺，本书还将视野拓展至钢铁生产的全貌，涵盖了生产过程中的重要支撑和管理环节。 质量控制与检测：本书强调了质量控制在钢铁生产中的至关重要性。从原材料的进厂检验，到生产过程中的在线监测，再到成品出厂的严格检测，都进行了详细的说明。这包括化学成分分析（光谱分析、原子吸收光谱等）、力学性能测试（拉伸、弯曲、冲击、硬度）、金相检验（组织形貌、晶粒度）、无损检测（超声波、磁粉、渗透、射线）等多种检测手段及其应用场景。 环境保护与可持续发展：随着全球对环境保护意识的提高，钢铁工业面临着严峻的环保挑战。本书深入探讨了钢铁生产过程中产生的“三废”（废水、废气、废渣）处理技术，例如烟气净化（除尘、脱硫、脱硝）、废水回收利用、高炉灰渣、炼钢炉渣的处理与资源化利用，如制水泥、建材等。书中还介绍了清洁生产理念，绿色钢铁制造技术的发展趋势，以及如何实现钢铁工业的可持续发展。 安全生产与职业健康：钢铁生产作业环境复杂，高温、高压、重型机械设备众多，安全风险极高。本书详细阐述了钢铁企业的安全生产规章制度、风险管理、应急预案，以及电气安全、机械安全、防火防爆、职业健康防护等方面的具体要求和措施。 生产组织与经济运行：钢铁企业作为复杂的工业联合体，其高效运行需要精密的生产组织和管理。本书介绍了钢铁生产的计划调度、成本核算、能耗管理、设备维护与管理等内容，并探讨了钢铁市场的供需关系、价格波动以及企业如何适应市场变化，提高经济效益。 未来发展趋势：最后，本书展望了钢铁工业的未来发展方向，包括智能化生产（工业4.0）、数字化转型、新材料开发（如高强度钢、耐候钢、特种合金钢）、节能减排技术的进一步突破，以及循环经济模式的深入应用等，为读者勾勒出钢铁工业转型升级的蓝图。 总而言之，《钢铁生产概论》是一本内容详实、体系完整、紧跟时代步伐的专业书籍。它不仅为钢铁行业的初学者提供了一个坚实的知识基础，也为行业内的专业人士提供了一次系统性的回顾与提升，更向社会公众揭示了现代钢铁工业背后蕴含的科学技术、管理智慧以及对国民经济和社会发展的重要支撑作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书，或者说我曾经翻阅过的另一本与它名字颇有几分相似的著作，给我的感觉是，它像是一本厚重的笔记本，里面塞满了各种各样的笔记和草图，但缺乏一个清晰的脉络和系统的梳理。当我试图从中寻找关于现代钢铁生产工艺的最新进展时，却发现大部分篇幅都围绕着那些经典的、已经被讨论了无数次的流程，比如高炉炼铁、转炉炼钢等等。当然，这些基础知识本身是重要的，任何对钢铁行业感兴趣的人都应该对它们有基本的了解。然而，这本书在介绍这些内容时，往往流于表面，缺乏深入的理论分析和技术细节。例如，在讲解高炉炼铁时，它会提到焦炭的作用、还原过程等，但对于如何优化炉况、控制温度、提高生铁质量的具体参数和方法，却着墨不多。读者很难从中获得能够直接应用于实际操作的指导，更多的只是一种概念性的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排方式着实让我感到困惑，它更像是一个知识点的堆砌，而不是一个循序渐进的学习指南。我在其中寻找关于钢铁冶炼过程中那些关键的物理化学原理，例如氧化还原反应的热力学和动力学，以及它们如何影响最终的钢材性能。然而，这本书对此的阐述非常零散，有时甚至需要反复翻阅才能找到一个相关的概念。更让我感到失望的是，书中关于冶金过程中的相变、晶体结构以及其对材料性能的影响的论述，也显得不够系统和详尽。我期待的是能够通过这本书理解为什么某种合金元素会改善钢的强度，或者为什么特定的热处理工艺能够提高其韧性。但这本书在这方面提供的解释，更多的是一种“是什么”的陈述，而非“为什么”的深入探究，这使得我在理解钢铁材料的内在联系时，总感觉隔了一层纱。

评分☆☆☆☆☆

这本书在环保和可持续发展方面的论述，可以说非常不尽如人意。我们都知道，钢铁生产是能源消耗大户，同时也会产生大量的污染物。现代钢铁行业越来越重视绿色生产和循环经济，例如，如何减少碳排放、提高能源利用效率、以及对废弃物进行回收再利用等等。我在这本书中，没有找到关于这些重要议题的深入探讨。它或许会简单提及“环保”二字，但对于具体的环保措施、技术应用以及行业在减排方面的努力，却几乎只字未提。这让我觉得这本书的知识体系，可能停留在一些旧的时代，未能跟上当前行业发展的步伐，未能反映出钢铁产业正在经历的深刻变革。

评分☆☆☆☆☆

对于书中关于安全生产和职业健康的章节，我几乎没有找到任何有价值的信息。钢铁生产是一个高风险的行业，涉及到高温、重型机械、有毒有害物质等，安全生产至关重要。我期待这本书能够详细介绍钢铁生产过程中可能存在的安全隐患，以及相应的预防措施和应急处理方案。例如，关于高炉操作中的爆炸风险、炼钢车间的高温防护、以及原材料搬运中的机械伤害预防等等。这本书在这方面的内容，非常模糊，未能提供给读者足够的安全意识和实践指导，这对于一本概论性质的书籍而言，是一个重要的遗漏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的图表和插图质量，也让我感到有些不如人意。一本技术类的书籍，清晰、准确的图表能够极大地帮助读者理解复杂的概念和流程。然而，这本书中的一些插图，要么过于简单，缺乏必要的细节；要么就是模糊不清，难以辨认。例如，在介绍某种设备的构造时，我希望看到的能够是带有标注的、多角度的剖视图，能够清晰地展示出各个部件的连接和工作方式。但这本书中的图，很多都比较笼统，信息量不大，甚至还有一些看起来像是早期教科书中的插图，在清晰度和精细度上都显得不足。这无疑增加了读者理解和学习的难度。

评分☆☆☆☆☆

在材料科学飞速发展的今天，钢铁本身也在不断地革新和演变。新型高强度钢、耐候钢、以及各种功能性钢材层出不穷，它们在汽车、建筑、航空航天等领域的应用日益广泛。然而，这本书对于这些新型钢铁材料的介绍，非常简略，甚至可以说几乎没有。它可能还在着重介绍那些最基础、最常见的碳钢和低合金钢。我期望能够在这本书中，看到关于这些新兴材料的成分设计、性能特点、生产工艺以及应用前景等方面的介绍。这本书在这方面的缺失，让它显得不够与时俱进，未能反映出钢铁行业在材料创新方面取得的最新成就。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书，期待能对全球钢铁产业的布局、主要生产国和地区的优势劣势有所了解时，却发现这方面的内容极为有限，几乎没有。我知道，钢铁生产是一个高度全球化的产业，每个国家和地区都有其独特的资源禀赋、技术水平和发展策略。一本关于钢铁生产的概论，理应包含对这些宏观层面的介绍，例如，为什么中国会成为全球最大的钢铁生产国，或者欧洲在特种钢领域有哪些独特的技术优势。这本书在这方面的缺失，让我觉得它更像是一个地方性的技术手册，而非一本能够帮助读者建立全球视野的教材，这在一定程度上削弱了它的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

对于这本书的读者而言，如果期望能够从中学习到任何与自动化和智能化在钢铁生产中的应用相关的内容，恐怕会大失所望。现代工业生产，特别是像钢铁这样的大型连续性生产，自动化和智能化技术的引入是必然趋势。我在这本书里，没有看到任何关于机器人应用、人工智能优化生产流程、大数据分析预测设备故障，或者MES/ERP系统在生产管理中的作用等方面的介绍。我设想这本书应该会提及，如何通过先进的控制系统来提高生产效率、降低人为错误、以及实现对整个生产链的精细化管理。然而，这本书的讨论似乎仍然停留在传统的、人工操作的层面，这与当前工业4.0的浪潮显得格格不入。

评分☆☆☆☆☆

我曾试图通过这本书来了解钢铁生产的经济学和市场动态，毕竟，任何工业生产都离不开成本、效益和市场需求。但这本书在这一块的内容，几乎是空白的。它可能详细介绍了某种炼钢炉的构造和工作原理，却很少提及这种工艺在当前市场上的经济可行性，或者不同工艺路线在生产成本上的差异。对于一个希望全面了解钢铁行业的读者来说，经济因素是不可或缺的。例如，在选择哪种炼钢技术时，除了技术本身的先进性，其投资回报率、原材料成本、能源消耗以及环保投入等都是重要的考量因素。然而，这本书似乎完全忽略了这些现实层面的问题，将钢铁生产的讨论局限于纯粹的技术层面，这使得它在提供一个完整行业图景方面显得不足。

评分☆☆☆☆☆

这本书在质量控制和检测技术方面的论述，同样显得十分薄弱。钢铁产品的质量直接关系到其最终的应用性能和使用寿命，因此，严格的质量控制和先进的检测技术是必不可少的。我在这本书中，没有找到关于钢材力学性能测试（如拉伸、弯曲、冲击试验）、化学成分分析（如光谱分析、化学滴定）、无损检测（如超声波、X射线探伤）等方面的详细介绍。这本书似乎只是简单地提及“质量合格”的概念，但对于如何实现和保证这种质量，却缺乏具体的论述。这让我觉得它在帮助读者建立对钢铁产品质量的全面认识方面，存在明显的不足。