钢铁冶金学教学大纲

2008-2009学年《钢铁冶金学Ⅰ》教学内容和教学安排

一、 课程教学内容与学时分配

课堂教学（45学时）

1．概论（4学时）

1.1钢铁工业的发展概况

1.2钢铁生产流程和炼铁工艺特点

1.3高炉炼铁过程概述（原、燃料，产品，技术经济指标，工艺流程，炉内主要过程）

2．铁矿粉造块（6学时）

2.1铁矿粉造块的目的和意义

2.2烧结过程的理论及工艺（主要反应，固结机理，传输现象，工艺及新技术）

2.3球团过程的理论及工艺（生球成型、干燥、焙烧，工艺过程，特种造块方法）

2.4人造富矿的质量检验及高炉炉料结构

3．高炉冶炼过程的物理化学（10学时）

3.1蒸发、分解与气化反应

3.2还原过程（铁的氧化物特性，还原热力学、动力学，间接、直接还原，耦合反应等）

3.3炉渣（造渣的目的，造渣过程，炉渣的理化性能，炉渣脱硫，炉渣排碱）

3.4高炉炉缸反应（固体碳气化的一般规律，风口区碳的燃烧，燃烧带及鼓风动能等）

4．高炉冶炼过程的传输现象（4学时）

4.1高炉中的动量传输（一般规律，有效重量，流态化，充液散料层的流体力学现象等）

4.2高炉内的热量传输（炉内热量分布规律，水当量，上、下部热交换，传热方式等）

5．高炉冶炼能量利用（6学时）

5.1高炉能量利用指标

5.2高炉能量利用计算分析（生产高炉的计算，设计高炉的计算，理论焦比计算）

5.3高炉能量利用图解分析（rd-C图解，Rist操作线图解）

6．高炉炼铁工艺及新技术（10学时）

6.1高炉炼铁生产原则及基本操作制度

6.2高压操作技术

6.3高风温操作技术

6.4喷吹煤粉技术

6.5富氧和综合鼓风技术

7．高炉过程的计算机应用概述（2学时）

7.1高炉过程的计算机应用特点

7.2高炉过程的数学模型及专家系统

8．非高炉炼铁概述（2学时）

8.1直接还原炼铁法原理及工艺

8.2熔融还原炼铁法原理及工艺

9．复习总结（1学时）

二、 教材与参考书

教材

1. 王筱留等编，《钢铁冶金学（炼铁部分）》，冶金工业出版社，2000年，第2版

参考书

1. 周取定等编，《铁矿粉造块理论与工艺》，冶金工业出版社，1989年，第2版

2. A.K.比斯瓦斯著，齐宝铭等译，《高炉炼铁原理》，冶金工业出版社，1989年，第1版

3. 秦民生编，《非高炉炼铁》，冶金工业出版社，1988年，第1版

4. 周传典编，《高炉炼铁生产技术手册》，冶金工业出版社，2002年，第1版

三、 思考题和大作业

思考题：第一章5-7题；第二章6-8题；第三章10-12题；第四章6-8题；第六章8-10题；第七章2-4题；第八章2-4题。

大作业：第五章的物料平衡、热平衡、Rist操作线图解。

四、 说明

1. 本课程采用多媒体教学方式。

2. 炼铁设备和工艺操作的内容由其他专业教学环节（冶金车间设计、钢铁厂生产实习）传授。

3. 冶金过程的热力学和动力学以及“三传”理论等，已由专业基础课程传授，本课程不再重复，但要注重传授这些知识在炼铁工艺过程中的具体应用。

《 钢铁冶金学Ⅱ 》教学大纲

课程编号：020201 开课院系：冶金与生态工程学院钢铁冶金系

课程类别：专业必修 适用专业：冶金工程

课内总学时：46 学分：5

实验学时： 课内上机学时：

先修课程：冶金物理化学 传输原理 金属材料学

钢铁冶金I

执笔：王新华 审阅：

一、 课程教学目的

学习并掌握以下基本内容：（1）炼钢主要任务；（2）主要炼钢方法及其工艺设备特点；（3）炼钢基本化学反应热力学、动力学；（4）铁水预处理工艺设备；（5）氧气转炉炼钢

工艺设备；（6）电弧炉炼钢工艺设备；（7）炉外精炼工艺设备；（8）炼钢生产节能与环保。（9）凝固理论及连铸技术

学习该课程后，学生能够应用冶金物理化学、流体力学、传热学等基本原理理解炼钢工艺过程，能够较熟练地进行炼钢原料、热量平衡、供氧、造渣、脱除杂质等方面的计算，具备分析和解决炼钢基本工程问题的能力。

二、 课程教学基本要求

1． 课程重点：

炼钢基本化学反应，氧气转炉炼钢，电炉炼钢，炉外精炼

2．课程难点：

炼钢过程氧的传递，杂质脱除反应的动力学解析和数学模型，氧射流特性，炼钢热平衡和物料平衡计算。

3．能力培养要求：

（1）能够熟练地应用冶金物料化学、流体力学、传热学等基本原理分析炼钢工艺过程的各类问题；

（2）熟练掌握主要炼钢反应的热力学、动力学条件和生产过程工艺控制要点；

（3）能够对炼钢配料、供氧、热平衡等基本问题进行计算；

（4）较熟练阅读炼钢外文文献。

三、 课程教学内容与学时

课堂教学（46学时）

1． 炼钢基本任务和现代炼钢生产流程（2学时）

1.1 钢与生铁的不同

1.2 炼钢的基本任务

1.3 现代炼钢生产流程

2． 炼钢主要化学反应 （12学时）

2.1 氧的传递（2学时）

2.2 直接氧化与间接氧化

2.3 脱碳反应（2学时）

2.4 硅和锰的氧化（2学时）

2.5 脱磷反应（2学时）

2.6 脱硫反应（2学时）

2.7 脱氧反应及钢中非金属夹杂物（2学时）

2.8 脱氮和脱氢反应

3． 铁水预处理 （2学时）

3.1 脱硫预处理

3.2 脱硅预处理

3.3 脱磷预处理

4． 氧气转炉炼钢 （8学时）

4.1 氧气转炉炼钢过程（2学时）

4.2 氧气转炉炼钢主要设备（2学时）

4.3 氧气射流特性和氧气喷头设计（2学时）

4.4 氧气转炉炼钢热量计算（2学时）

4.5 氧气转炉炼钢节能与环保

5． 电弧炉炼钢 （6学时）

5.1 电弧炉炼钢过程（2学时）

5.2 电弧炉炼钢主要设备（2学时）

5.3 电弧炉炼钢节能和快速冶炼（2学时）

6． 钢水炉外精炼 （6学时）

6.1 主要炉外精炼工艺（2学时）

6.2 钢包炉精炼（2学时）

6.3 钢水真空精炼（2学时）

7. 凝固理论及连铸技术（10学时）

7.1 凝固理论（2学时）

7.2 连铸工艺（2学时）

7.3 连铸冷却（2学时）

7.4 连铸设备（2学时）

7.5 连铸新技术（2学时）

四、 教材与参考书

教材

1. 曲英编，《炼钢学原理》，冶金工业出版社社，1980年，第1版

2．陈家祥编，《钢铁冶金学（炼钢部分）》，冶金工业出版社，1990年，第1版

---------

参考书

1. 万谷志郎编，《钢铁冶炼》，冶金工业出版社，2001年，第1版

2. AISE编，《The Making, Shaping and Treating of Steel》，AISE Foundation出版社，2003年 (电子版)

3. E.T. Turkdogan编，《Fundamentals of Steelmaking》，The University Press, Cambridge出版社，1996年，第1版