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李阳 等 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030532299

商品编码：28013858486

包装：平装-胶订

出版时间：2017-06-01

基本信息

书名：炼钢过程中的夹杂物

定价：128.00元

作者：李阳 等

出版社：科学出版社

出版日期：2017-06-01

ISBN：9787030532299

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：128开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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导语_点评_推荐词

内容提要

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本书在介绍钢中夹杂物生成、排除的基本理论的基础上，介绍了典型钢种夹杂物控制的理论与实践及钢中夹杂物控制的发展方向。主要内容包括金属、合金脱氧的热力学计算方法，夹杂物产生、聚集和排除动力学，普碳钢、冷镦钢、硬线钢、重轨钢、弹簧钢、轴承钢、不锈钢等典型钢种夹杂物控制的理论与实践以及氧化物冶金技术的发展前景。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《炉火与熔金：金属冶炼的奥秘》 一、 前言 自古以来，人类对金属的探索从未止步。从钻木取火到如今的精炼提纯，每一次技术的飞跃都深刻地改变了文明的进程。金属，作为构建物质世界的基础材料，其独特的属性和广泛的应用，使其成为人类社会发展不可或缺的组成部分。从远古的石器时代过渡到青铜时代，再到铁器时代，每一次金属的发现和应用都标志着人类文明迈入了新的纪元。金属的冶炼，更是人类智慧与自然的互动，是高温、化学反应与物理变化的精密结合，是科学家和工程师们数代人不断钻研、突破的领域。 本书《炉火与熔金：金属冶炼的奥秘》并非聚焦于炼钢过程中某个特定环节，而是将视野放宽，旨在为读者勾勒出一幅宏大的金属冶炼全景图。我们将一同潜入工业的心脏，揭示从矿石到成品金属的每一个关键步骤，探索那些塑造了我们现代世界的金属是如何被孕育、成形的。这本书将是一次深入浅出的旅程，带领读者领略金属冶炼的宏伟与精妙，理解那些隐藏在日常金属制品背后的科学原理和工程挑战。 二、 矿石的起源与提炼 金属的旅程始于地球深处，它以各种矿石的形式存在。这些矿石，经过亿万年的地质作用，浓缩了地球的精华。我们的探索将从识别和开采这些宝贵的矿藏开始。不同金属的矿石形态各异，其化学成分和物理性质也千差万别，这就决定了后续提炼方法的独特性。 矿物学基础与勘探： 在深入了解冶炼过程之前，我们有必要对形成矿床的地质学背景有一个基本认识。地壳的组成、岩浆活动、变质作用以及沉积过程是如何将有价值的金属元素富集起来的？现代的勘探技术，如地球物理勘探（重力、磁力、电法）、地球化学勘探以及遥感技术，是如何帮助我们定位这些埋藏在地下的“宝藏”的？我们将介绍几种典型的金属矿床类型，例如斑岩铜矿、接触交代矿床、火山岩型矿床等，并简要说明其形成机制。 矿石的选矿： 挖出来的矿石往往含有大量的脉石（杂质）。直接进行冶炼不仅效率低下，还会消耗大量能源并产生更多污染物。因此，选矿是冶炼前的关键预处理步骤。我们将详细介绍几种主要的选矿方法，包括： 物理选矿： 如重选（利用矿物密度差异）、磁选（利用矿物磁性差异）和筛分、破碎、磨矿等。例如，重选在处理密度差异大的矿物时效果显著，而磁选则常用于处理含铁的矿物。 浮选： 这是目前最广泛使用的选矿方法之一，尤其适用于处理细粒的、密度相近的矿物。我们将深入讲解浮选的原理，包括药剂（捕收剂、起泡剂、调整剂等）的作用，以及如何通过控制这些药剂的种类和用量，使得目标矿物颗粒附着在气泡上浮，从而与其他杂质分离。 化学选矿： 在某些情况下，也会采用化学方法进行预处理，例如浸出某些杂质元素。 选矿流程的优化： 现代选矿厂往往采用多级、多流程的组合工艺，以达到最高的选矿回收率和品位。我们将分析影响选矿效果的因素，以及如何通过工艺优化来提高经济效益和环境效益。 三、 冶金的基本原理 选矿后的富集矿物，就进入了冶炼的核心阶段。冶炼，简单来说，就是利用物理或化学手段，将金属元素从其化合物中分离出来，并得到纯净金属的过程。这一过程通常涉及高温和复杂的化学反应。 热力学基础： 任何化学反应能否发生，以及反应的倾向性，都取决于其热力学稳定性。在冶炼过程中，我们将深入探讨吉布斯自由能、焓变和熵变等热力学概念。例如，利用Ellingham图，我们可以直观地了解在不同温度下，金属氧化物与还原剂（如碳、一氧化碳）之间的热力学稳定性关系，从而预测哪些还原剂在特定温度下能够有效地还原特定的金属氧化物。 动力学因素： 热力学条件允许反应发生，但动力学则决定了反应的速率。在冶炼过程中，反应物接触面积、温度、催化剂以及传质（如气体扩散、液相扩散）等动力学因素，对反应的进程至关重要。我们将分析为何在高温下，一些原本在常温下极其稳定的金属氧化物可以被还原。 还原方法： 碳还原法： 这是最古老也是最常见的还原方法。以碳（煤、焦炭）作为还原剂，在高温下将金属氧化物还原成金属。我们将详细介绍碳还原法在铁、铜、铅等贱金属冶炼中的应用，并分析其反应机理和存在的副反应。 气体还原法： 利用一氧化碳（CO）、氢气（H2）等作为还原剂。这种方法在某些对碳污染敏感的金属（如镍、钴）的冶炼中应用广泛。我们将探讨不同气体还原剂的特性以及它们在特定冶炼过程中的优势。 电解冶金： 对于一些活泼金属（如铝、钠、镁），由于其氧化物非常稳定，碳还原法难以奏效，因此需要采用电解法。我们将介绍电解熔盐法（如铝的电解）和电解水溶液法（如铜的精炼），并阐述其电化学原理，包括阴极反应和阳极反应。 化学还原法： 利用某些金属的还原性强于目标金属，以其作为还原剂。例如，利用钠还原四氯化钛制备钛。 冶炼设备的演变： 从简单的炉灶到现代化的鼓风炉、平炉、转炉、电弧炉和闪速熔炼炉，冶金设备经历了漫长的发展过程。我们将简要回顾这些设备的发展历程，并介绍它们各自的工作原理和适用范围。例如，鼓风炉是如何通过鼓入空气来维持高温和提供还原剂的，而闪速熔炼炉又是如何通过气-固（或气-液）接触来快速熔炼矿石的。 四、 冶炼过程中的化学反应 冶炼过程本质上是一系列复杂的化学反应的集合。了解这些反应的本质，是理解整个冶炼过程的关键。 氧化还原反应： 这是冶炼中最核心的反应类型。矿石中的金属元素通常以氧化物、硫化物、碳酸盐等形式存在，通过加入还原剂，夺取氧或其他非金属元素，从而得到金属单质。我们将列举不同金属冶炼过程中典型的氧化还原反应，并分析影响反应方向和速率的因素。 熔剂的作用： 在高温冶炼过程中，加入熔剂（如石灰石、萤石、石英等）是为了降低炉渣的熔点，使其更容易熔化，同时与矿石中的杂质反应生成易于分离的炉渣，从而起到净化金属的作用。我们将深入探讨不同熔剂与不同杂质的反应机理，以及炉渣的成分对冶炼过程的影响。 挥发与富集： 某些金属（如锌、汞）在高温下容易挥发，这既可能导致损失，也可能被利用来进行分离和富集。我们将分析这些挥发性金属在冶炼过程中的行为。 气体-固/液/气相反应： 许多冶炼过程涉及金属、金属氧化物与气体（如空气、CO、CO2、SO2）之间的复杂反应。例如，在鼓风炉炼铁中，CO对铁氧化物的还原就是典型的气-固相反应。我们将分析这些反应的传质和传热过程。 五、 冶炼后的金属处理与精炼 从熔炉中得到的金属，通常并不是最终的产品。它们可能含有未完全去除的杂质，或者具有不理想的物理化学性能。因此，冶炼后的精炼过程同样至关重要。 火法精炼： 利用高温和化学反应来去除金属中的杂质。例如，铜的火法精炼，包括吹炼（将硫化亚铜氧化成亚铜）、倾uldron（去除氧化物夹杂）和阳极炉（进一步去除杂质）等步骤。我们将详细介绍几种典型的火法精炼工艺。 电解精炼： 利用电化学原理，将粗金属作为阳极，纯金属作为阴极，在电解液中进行电解，从而得到高纯度的金属。铜、镍、铅等金属的精炼广泛采用此方法。我们将分析电解精炼的效率、能耗以及杂质在电解过程中的行为。 区域熔炼与拉晶： 对于对纯度要求极高的金属（如半导体材料中的硅、锗），需要采用更精密的精炼技术，如区域熔炼和直拉法，以获得超高纯度的材料。 合金的制备： 大多数金属在实际应用中并非纯金属，而是与其他金属或非金属元素形成的合金。合金的形成可以显著改善金属的机械性能、耐腐蚀性等。我们将介绍几种重要的合金（如不锈钢、黄铜、青铜）的制备原理和它们在不同领域的应用。 六、 现代冶金与未来展望 随着科学技术的发展，金属冶炼也在不断进步。 清洁冶金技术： 传统冶金过程往往伴随着严重的环境污染，如SO2排放、重金属污染等。现代冶金正朝着清洁化、绿色化的方向发展，例如，开发低污染的冶炼工艺，加强废气、废水、废渣的处理和回收利用。 新型冶金材料： 超导材料、形状记忆合金、高温合金、轻质高强合金等新型冶金材料的出现，不断拓展着金属的应用领域，也对冶炼技术提出了新的挑战。 智能化与自动化： 现代冶金工厂正逐步引入智能化和自动化技术，利用传感器、大数据分析和人工智能来优化生产过程，提高生产效率和产品质量。 资源的可持续性： 随着地球资源的日益枯竭，如何高效地利用现有资源，以及如何从低品位矿石、二次资源（如废旧金属）中回收金属，将是未来冶金发展的重要课题。 七、 结语 《炉火与熔金：金属冶炼的奥秘》致力于为读者揭示金属从自然界走向工业应用的神奇旅程。通过对矿石的识别与提炼、冶金基本原理的阐述、核心化学反应的剖析，以及冶炼后精炼与合金化的介绍，本书力求展现金属冶炼这一古老而又充满活力的工业领域的魅力。我们相信，理解金属的诞生与演变，不仅能让我们更好地认识这个由金属构建的世界，更能激发我们对科学探索和技术创新的无限热情。这本书是一扇窗，透过它，您将看到人类如何驾驭火焰与熔金，创造出改变世界的物质。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁有力，书名“炼钢过程中的夹杂物”更是直击主题，让我立刻产生一种想要深入了解的冲动。我一直对工业制造中的细节充满好奇，而“夹杂物”这个词，恰恰揭示了钢铁生产中一个可能不为人知却又至关重要的环节。这本书是否能为我揭示，这些夹杂物究竟是什么？它们是如何在炼钢过程中形成的？它们对钢材的质量又会产生怎样的影响？我希望这本书能像一位耐心的老师，一步步地引导我理解这个复杂的科学问题。我尤其期待书中能够包含一些生动的案例，例如，通过分析某个具体的钢材质量事故，来展示夹杂物可能造成的严重后果。或者，通过介绍一些成功的炼钢案例，来阐述如何通过精细的工艺控制，来最大限度地减少夹杂物的影响。如果书中还能涉及一些关于新型夹杂物控制技术的研究进展，那就更好了。例如，是否会讨论一些纳米尺度的夹杂物，以及如何对其进行检测和控制？我希望这本书能够让我对炼钢过程有一个更全面、更深入的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名称，透着一种严谨的科学态度。“炼钢过程中的夹杂物”，这个题目让我联想到无数的实验数据、复杂的化学反应以及精密的仪器设备。我好奇，这本书是否会从炼钢的基本原理出发，详细介绍不同类型的夹杂物，例如氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等，它们的形成条件、化学成分以及在钢水中的存在形态？我希望书中能够深入探讨这些夹杂物对钢材最终性能的影响，包括其对钢材强度、韧性、塑性、疲劳寿命以及耐腐蚀性的具体作用。是否会分析不同炼钢工艺，如碱性氧气转炉法、电弧炉法、真空感应熔炼法等，在控制夹杂物方面的优劣？我尤其期待书中能有关于夹杂物检测与分析方法的介绍，例如，如何利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪等手段来识别和量化夹杂物？如果书中还能探讨一些先进的夹杂物细化或净化技术，例如，稀土处理、镁处理等，那就更具价值了。我希望这本书能够以一种系统、全面的方式，为我揭示炼钢过程中夹杂物的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，带着一种工业革命的厚重感。“炼钢过程中的夹杂物”，听起来就像是现代工业的“幕后故事”。我一直对金属材料的性能变化非常好奇，而夹杂物，在我看来，就像是影响材料性能的“暗线”。这本书是否会深入分析，不同成分的夹杂物，例如氧化铝、氮化钛等等，在不同温度、不同气氛下，它们会如何影响钢的组织结构和物理性能？我期待它能够提供一些理论上的推导和计算，用数学模型来解释夹杂物的形成和演变过程。此外，我也对书中关于如何优化炼钢工艺，从而有效控制夹杂物的产生和分布的策略非常感兴趣。例如，是否会介绍一些先进的脱氧、脱硫、脱氮技术？又或者，对于某些特殊的钢种，是否会有特定的夹杂物控制方法？我希望这本书能够用严谨的科学语言，结合最新的研究成果，来系统地阐述这一主题。如果书中能够包含一些关于夹杂物对钢材疲劳性能、断裂韧性等关键力学指标影响的深入分析，那将更符合我的期待。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对工业史和技术发展史充满兴趣的读者，因此，“炼钢过程中的夹杂物”这个书名立刻引起了我的注意。我认为，任何一项伟大的工程，无论是宏伟的建筑，还是精密复杂的机械，其基础都离不开高质量的材料，而钢铁无疑是其中最重要的材料之一。夹杂物，在我看来，是衡量钢铁品质的一个非常关键的指标。这本书是否能够带领我穿越时空，去探寻古代炼钢者是如何应对这些“隐形敌人”的？又或者，它能否展现现代炼钢技术是如何通过科技的进步，一步步地将夹杂物的影响降到最低？我希望这本书能够不仅仅停留在理论层面，更能提供一些历史性的视角，比如，历史上哪些重大的技术革新，正是因为成功解决了夹杂物的问题而得以实现？或者，哪些著名的工程事故，其根源恰恰在于钢材中过多的夹杂物？我对于书中可能包含的案例研究非常感兴趣，希望能够通过一些具体的实例，来理解夹杂物是如何在不同类型的钢材中产生影响，以及不同的应用场景对夹杂物的控制提出了怎样的特殊要求。我希望这本书的论述能够有理有据，同时又不失趣味性，让我在阅读的过程中，不仅增长了知识，更获得了启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常有吸引力，暗红色的背景搭配着闪烁着金属光泽的抽象图案，瞬间就能抓住我的眼球。虽然我不是直接从事冶金行业，但“炼钢过程中的夹杂物”这个标题本身就激起了我强烈的好奇心。我总觉得，在那些看起来坚不可摧的钢铁背后，一定隐藏着许多不为人知的细节和挑战。夹杂物，这个词听起来就充满了神秘感，究竟是什么样的物质，又在如此高温高压的炼钢过程中扮演着怎样的角色？它仅仅是瑕疵，还是有着更深层的意义？我开始想象，作者是如何将如此专业的知识，以一种能够被非专业人士理解的方式呈现出来的。是否会用到生动的比喻，或者案例分析？我希望这本书不仅仅是堆砌枯燥的科学原理，更能让我感受到炼钢工人师傅们在实际操作中遇到的种种难题，以及他们如何运用智慧和经验去克服这些困难。我期待着能够透过这本书，窥探到现代工业的基石——钢铁，其背后那份精密而又充满挑战的制造过程。如果这本书能够将复杂的科学概念，通过引人入胜的故事和清晰的图解相结合，那我一定会非常享受阅读的过程。我尤其好奇，书中会不会提到一些“古老”的炼钢技艺，与现代技术形成对比，从而展现技术发展的脉络？或者，书中是否会探讨一些关于“夹杂物”的最新研究成果，例如纳米尺度的夹杂物控制技术，或是新型的检测方法？我对书中的图片和图表抱有很高的期望，希望它们能够清晰直观地展示夹杂物的形态、分布以及对钢材性能的影响。如果能够包含一些显微照片，那简直是锦上添花了。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对材料科学略有涉猎的爱好者，我一直对各种材料的内在缺陷及其对性能的影响感到着迷。“炼钢过程中的夹杂物”这个书名，就像一个巨大的磁石，吸引着我去探索这个看似微小却至关重要的领域。我脑海中浮现的，是那些在显微镜下才能窥见的晶粒、晶界，以及那些不期而遇的“访客”——夹杂物。它们究竟是从何而来？是原材料中自带的杂质，还是在高温熔炼过程中新生的产物？它们又是如何影响着最终钢材的强度、韧性、延展性乃至抗腐蚀性？这本书能否为我揭示这些问题的答案？我希望它能像一位经验丰富的导师，一步步引导我走进这个复杂的微观世界。我不期待它只是一本冷冰冰的教科书，而是能够有一些充满智慧的洞见，帮助我理解夹杂物并非全然是负面因素，甚至在某些特定情况下，它们可能扮演着意想不到的角色。我猜测书中会深入探讨不同类型夹杂物（如氧化物、硫化物、氮化物等）的形成机理，以及它们在钢材凝固、轧制等过程中所经历的演变。此外，我也对书中关于如何控制和去除这些夹杂物的技术手段非常感兴趣。例如，是否会介绍一些先进的钢水净化技术，或者在炼钢过程中如何精确调控温度、气氛等条件来抑制夹杂物的生成？我希望这本书的语言风格能够既严谨专业，又不失可读性，避免过于晦涩的术语，而是用清晰易懂的语言解释复杂的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对材料科学的微观世界充满兴趣的读者，这本书的题目“炼钢过程中的夹杂物”立刻吸引了我。我深知，材料的宏观性能往往源于其微观结构的微妙差异，而夹杂物正是影响钢铁微观结构的关键因素之一。我希望这本书能够深入探讨不同类型夹杂物（如氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等）的形成机理，它们在钢水凝固过程中的行为，以及它们在固态钢中的形态、尺寸和分布特征。我也期待书中能够详细阐述夹杂物对钢材各项性能的影响，包括力学性能（如强度、韧性、疲劳寿命）、物理性能（如导电性、导热性）以及加工性能（如焊接性、切削性）。这本书是否会提供关于如何通过化学方法、物理方法或冶金方法来控制和净化夹杂物的详细技术介绍？例如，是否会讨论吹氩、真空脱气、加入稀土元素等工艺手段的作用？我希望这本书能够以严谨的科学态度，结合丰富的实验数据和图表，来系统地论述这一复杂而重要的议题。

评分☆☆☆☆☆

我偶然在书店看到了这本书，被它朴实却又充满科技感的书名所吸引。“炼钢过程中的夹杂物”，这个题目让我联想到无数场景：熊熊燃烧的炉火，滚烫的钢水，以及那些在巨型设备中发生的奇妙变化。我并非是技术专家，但对工业生产的背后总有一种近乎原始的好奇。夹杂物，听起来就像是炼钢过程中不小心混入的“不速之客”，但究竟有多“不速”，它会对最终的成品产生怎样的影响？这本书是否能用一种引人入胜的方式，将这个看似专业的问题，展现在我的眼前？我希望它能像一位技艺精湛的工匠，一点点地拆解、剖析，让我理解那些肉眼看不见的细节，是如何决定一炉钢的品质。书中会不会穿插一些生动的故事，比如某个重大工程项目为何最终选择了某种特殊的炼钢技术，而这种技术又与夹杂物的控制有着怎样的渊源？抑或是，某个历史时期，人们是如何在技术相对落后的情况下，通过经验和摸索来解决夹杂物问题的？我对于书中可能出现的关于“夹杂物”对钢材宏观性能的影响的阐述尤为期待，例如，它如何导致钢材在使用过程中出现裂纹，或者影响其焊接性能。我希望这本书能够引发我更深层次的思考，不仅仅是了解“是什么”，更能明白“为什么”。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本书，就被它硬朗的风格吸引了，一种沉甸甸的、充满力量的感觉。 “炼钢过程中的夹杂物”，光听这个名字，就觉得里面肯定藏着很多不为人知的“秘密”。我虽然不是炼钢的内行，但总觉得，好钢一定不能有“杂质”。这本书，是不是就像是炼钢世界的“侦探小说”，把那些隐藏在钢水里的“罪魁祸首”给一一揪出来？我特别想知道，这些夹杂物到底是什么？它们是怎么来的？会不会就像我们在生活中不小心把灰尘混到食物里一样，那么在炼钢这样高温高压的环境里，夹杂物又是怎么混进去的呢？而且，它们会给炼出来的钢带来什么麻烦？会不会让钢变得脆弱，容易断裂？这本书会不会讲一些特别有意思的“案例”，比如，某个重要的桥梁工程，就是因为钢材里有一些夹杂物，差点出了大问题？或者，某个新研发的超强合金，就是因为能把夹杂物控制得非常好，才变得如此出色？我希望这本书能够用一种通俗易懂的方式，把这些复杂的东西讲明白，让我这个门外汉也能看得津津有味，并且能学到一些实用的知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计极具工业美感，厚重的纸张，清晰的字体，以及那种带着专业气息的书名，都让我感觉这是一本值得深入阅读的学术专著。“炼钢过程中的夹杂物”，这个主题可能听起来相当枯燥，但我相信，任何看似微小的科学问题，深入研究下去都会发现其背后蕴含着巨大的奥秘。我好奇，这本书是否会从最基本的物理化学原理出发，解释夹杂物是如何在极端高温环境下形成的？它是否会详细介绍不同种类的夹杂物，比如氧化物、硫化物、硅酸盐等，它们的化学组成、晶体结构有何不同，以及它们对钢材力学性能，如强度、塑性、疲劳寿命等方面的影响？我期待书中能够包含大量的实验数据和图表，用严谨的科学方法来论证书中观点。同时，我也希望作者能够对不同炼钢方法（如平炉炼钢、转炉炼钢、电弧炉炼钢、以及精炼炉等）对夹杂物的影响进行比较分析，从而帮助读者建立起一个宏观的认识框架。这本书是否会深入探讨夹杂物在钢材显微组织中的形态、尺寸和分布规律，以及这些特征是如何通过金相检验、扫描电镜等手段进行表征的？我希望这本书能够为我打开一扇通往材料科学微观世界的窗户。