作者：杨健

出版社：冶金工业出版社

出版时间：2025-09-12

ISBN：978-7-5240-0368-7

内容介绍
双渣法转炉炼钢是首先在转炉中进行脱硅和脱磷吹炼，然后进行中间倒渣，随后在同一转炉中进行脱碳吹炼，脱碳后出钢，脱碳渣全部留在转炉内用于下一炉次的脱硅和脱磷。由于脱碳渣循环利用进行脱磷，可以大幅度降低转炉炼钢石灰消耗量和渣量，进而降低二氧化碳排放量。因此双渣法转炉炼钢是低碳低成本转炉炼钢工艺。本书首先介绍转炉炼钢的发展历史、基本原理、原料和耐火材料，以及工艺与设备。然后介绍双渣法转炉炼钢技术、物料平衡与热平衡以及技术经济指标。接着阐述双渣法转炉炼钢脱磷热力学的冶金溶体和熔渣物理化学性质，热力学研究基础，并重点介绍离子-分子共存理论的热力学模型与工业应用。进一步阐述双渣法转炉炼钢脱磷动力学的基本理论，耦合反应模型，以及碱度、温度、氧化铁加入量对脱磷动力学的影响。还介绍了双渣法转炉炼钢实验室高温实验结果，包括温度、碱度、初始磷含量、铁矿石加入量和反应时间的影响，以及工业实验结果，包括脱磷阶段工艺参数对脱磷效率与脱磷渣矿物相的影响，脱碳阶段工艺参数对脱磷效率与脱碳渣矿物相的影响，及其连续循环冶炼实验结果。最后介绍基于机器学习的转炉脱磷技术，包括人工智能与机器学习的技术发展，机器学习在炼钢工艺预测的研究现状，基于机器学习的转炉终点磷含量、石灰脱磷利用率的预测。本书是作者近10年来双渣法转炉炼钢科研成果的结晶，对于双渣法转炉炼钢技术进行了系统阐述，将为大学生、研究生学习双渣法转炉炼钢技术，以及科研人员的相关科研工作提供有益参考。

目录
1 转炉炼钢基础
1.1 转炉炼钢的发展
1.1.1 炼钢发展历史
1.1.2 顶底复吹转炉
1.1.3 转炉炼钢发展趋势
1.2 转炉炼钢的基本原理
1.2.1 转炉炼钢的基本任务
1.2.2 转炉炉渣
1.2.3 转炉炼钢过程化学反应
1.2.4 气体射流对转炉熔池的搅拌作用
1.3 转炉炼钢原料与耐火材料
1.3.1 铁水
1.3.2 废钢
1.3.3 辅料
1.3.4 气体
1.3.5 铁合金
1.3.6 耐火材料
1.4 转炉炼钢工艺与设备
1.4.1 转炉炼钢工艺
1.4.2 转炉炼钢设备
参考文献
2 双渣法转炉炼钢工艺
2.1 转炉炼钢工艺脱磷概况
2.1.1 钢中的磷
2.1.2 转炉炼钢脱磷工艺
2.2 双渣法转炉炼钢技术
2.2.1 双渣法转炉炼钢工艺流程
2.2.2 双渣法转炉炼钢工艺原理
2.2.3 双渣法转炉炼钢工艺应用与发展现状
2.3 双渣法物料平衡与热平衡计算
2.3.1 物料平衡计算
2.3.2 热平衡计算
2.3.3 加入废钢后的物料平衡计算
2.3.4 同条件下单渣法物料平衡与热平衡计算
2.4 双渣法炼钢工艺技术经济指标
2.4.1 转炉炼钢主要技术经济指标
2.4.2 双渣法和单渣法技术经济指标对比
参考文献
3 双渣法转炉炼钢脱磷热力学
3.1 冶金熔体物理化学性质简述
3.1.1 金属熔体
3.1.2 熔渣
3.1.3 熔盐
3.1.4 熔锍
3.2 冶金熔渣的主要物理化学性能
3.2.1 熔渣碱度
3.2.2 炉渣氧化性
3.2.3 炉渣脱磷能力
3.2.4 炉渣黏度
3.2.5 炉渣表面张力
3.3 冶金熔体中组元活度的热力学研究基础
3.3.1 冶金熔体中磷元素活度的测定方法
3.3.2 冶金熔渣的热力学模型
3.4 基于离子-分子共存理论的双渣法转炉渣热力学模型
3.4.1 离子-分子共存理论模型的经典假设
3.4.2 双渣法转炉炼钢渣中组元质量作用浓度热力学模型
3.4.3 冶金熔渣-金属界面的磷分配比热力学模型
3.4.4 冶金熔渣的磷酸盐容量热力学模型
3.4.5 冶金熔渣的磷富集程度热力学模型
3.5 炉渣离子-分子共存理论在双渣法转炉炼钢工业数据中的应用
3.5.1 脱磷终点温度对脱磷渣磷富集特性的影响
3.5.2 脱磷渣碱度对脱磷渣磷富集特性的影响
3.5.3 脱碳终点温度对脱碳渣磷富集特性的影响
3.5.4 脱碳渣碱度对脱碳渣磷富集特性的影响
参考文献
4 双渣法转炉炼钢脱磷动力学
4.1 冶金过程动力学与传质理论基础
4.1.1 冶金过程动力学绪论
4.1.2 化学反应速率方程
4.1.3 反应级数
4.1.4 物质的迁移
4.1.5 双膜理论
4.2 基于耦合反应模型的双渣法动力学模型与实验方法
4.2.1 耦合反应模型
4.2.2 热平衡温度模型
4.2.3 石灰熔化模型
4.2.4 废钢熔化模型
4.3 双渣法铁水脱磷动力学规律
4.3.1 实验方法与实验条件
4.3.2 动力学模型
4.3.3 铁水和渣成分以及温度随时间的变化
4.3.4 脱硅、脱磷选择性氧化
4.3.5 脱磷反应速度限制性环节
4.4 碱度对铁水脱磷动力学的影响
4.4.1 碱度对铁水成分及磷去除率的影响
4.4.2 碱度对脱磷渣成分的影响
4.4.3 碱度对脱磷速率的影响
4.4.4 碱度对脱磷渣黏度以及传质的影响
4.4.5 碱度对渣金界面氧活度的影响
4.4.6 不同石灰加入量下铁水脱磷的动力学计算
4.5 温度对双渣法铁水脱磷动力学的影响
4.5.1 实验方法与实验条件
4.5.2 动力学模型
4.5.3 温度对铁水成分及磷去除率的影响
4.5.4 温度对脱磷渣成分的影响
4.5.5 温度对石灰熔化速率的影响
4.5.6 温度对脱磷速率的影响
4.5.7 温度对传质的影响
4.5.8 温度对渣金界面氧活度的影响
4.5.9 脱磷反应活化能计算
4.6 氧化铁加入量对双渣法铁水脱磷动力学的影响
4.6.1 实验方法与实验条件
4.6.2 动力学模型
4.6.3 氧化铁加入量对铁水成分及磷去除率的影响
4.6.4 氧化铁加入量对脱磷渣成分的影响
4.6.5 氧化铁加入量对脱磷速率的影响
4.6.6 氧化铁加入量对传质的影响
4.6.7 氧化铁加入量对渣金界面氧活度的影响
4.6.8 氧化铁加入量理论计算
参考文献
5 双渣法转炉炼钢实验室高温实验
5.1 实验方法和表征
5.1.1 前期实验准备
5.1.2 实验方法
5.1.3 分析方法
5.2 低温低碱度范围碱度对铁水脱磷的影响
5.2.1 不同碱度下铁水脱磷的研究概况
5.2.2 具体研究方法
5.2.3 低温低碱度范围碱度对铁水脱磷效率的影响
5.2.4 低温低碱度范围碱度对铁水脱磷渣的影响
5.3 低温低碱度范围温度对铁水脱磷的影响
5.3.1 不同温度下铁水脱磷的研究概况
5.3.2 具体研究方法
5.3.3 低温低碱度范围温度对铁水脱磷效率的影响
5.3.4 低温低碱度范围温度对铁水脱磷渣的影响
5.4 低温低碱度范围初始P含量对铁水脱磷的影响
5.4.1 不同初始P含量下铁水脱磷的研究概况
5.4.2 具体研究方法
5.4.3 低温低碱度范围初始P含量对铁水脱磷效率的影响
5.4.4 低温低碱度范围初始P含量对铁水脱磷渣的影响
5.5 低温低碱度范围铁矿石加入量对铁水脱磷的影响
5.5.1 不同铁矿石加入量下铁水脱磷的研究概况
5.5.2 具体实验方法
5.5.3 低温低碱度范围铁矿石加入量对铁水脱磷效率的影响
5.5.4 低温低碱度范围铁矿石加入量对铁水脱磷渣的影响
5.6 低温低碱度范围反应时间对铁水脱磷的影响
5.6.1 低温低碱度范围反应时间对铁水脱磷渣的影响
5.6.2 具体研究方法
5.6.3 低温低碱度范围反应时间对铁水脱磷效率的影响
5.6.4 低温低碱度范围反应时间对脱磷渣的影响
参考文献
6 双渣法转炉炼钢工业试验
6.1 工业试验参数
6.2 脱磷阶段工艺参数对铁水脱磷的影响
6.2.1 工业试验中脱磷渣碱度对铁水脱磷的影响
6.2.2 工业试验中脱磷终点温度对铁水脱磷的影响
6.2.3 工业试验中脱磷渣中T.Fe含量对铁水脱磷的影响
6.3 脱磷阶段工艺参数对脱磷渣矿物相的影响
6.3.1 工业试验中脱磷渣碱度对脱磷渣中矿物相的影响
6.3.2 工业试验中脱磷终点温度对脱磷渣中矿物相的影响
6.4 脱碳阶段工艺参数对铁水脱磷的影响
6.4.1 工业试验中脱碳渣碱度对铁水脱磷的影响
6.4.2 工业试验中脱碳终点温度对铁水脱磷的影响
6.5 脱碳阶段工艺参数对脱碳渣矿物相的影响
6.5.1 工业试验中脱碳渣碱度对脱碳渣中矿物相的影响
6.5.2 工业试验中脱碳终点温度对脱碳渣中矿物相的影响
6.6 脱磷终点快速足量倒渣的研究
6.7 双渣法转炉炼钢脱碳渣的连续循环冶炼实验探索
6.7.1 渣中合理 FeO 含量的控制
6.7.2 渣中合理 FeO 含量的控制
6.7.3 连续循环渣量的生成规律
参考文献
7 基于机器学习的转炉脱磷预测
7.1 人工智能与机器学习技术发展
7.1.1 人工智能简史
7.1.2 人工智能与机器学习
7.1.3 钢铁工业与智能制造
7.2 机器学习与炼钢工艺预测
7.2.1 炼钢工艺预测中的机器学习算法
7.2.2 机器学习用于炼钢工艺预测的预处理和后处理方法
7.2.3 机器学习在炼钢工艺预测的应用
7.3 基于机器学习的转炉终点P含量预测
7.3.1 数据预处理
7.3.2 机器学习模型与冶金机理模型
7.3.3 模型性能
7.3.4 影响终点P含量的变量重要性分析
7.4 基于具有遗忘机制的在线顺序极限学习机的石灰脱磷利用率预测
7.4.1 数据预处理
7.4.2 机器学习模型
7.4.3 模型性能
7.4.4 影响石灰脱磷利用率的变量重要性分析
参考文献