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氫基豎爐-電爐緊湊型流程冶金

  • 作者：王中丙//毛凌波|責編:李泓璇//盧敏
  • 出版社：冶金工業
  • ISBN：9787524005971
  • 出版日期：2026/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：260
人民幣：RMB 128 元      售價：元
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內容大鋼
    全書以氫基豎爐—電爐緊湊型流程為對象，從流程學與協同學的視角出發，對現代流程冶金中的複雜性、不確定性及動態耦合問題初步進行了理論分析與工程化探討，系統概述了氫基豎爐、現代電爐、精煉連鑄、熱軋緊湊型流程工藝及其裝備體系的最新進展，重點介紹了緊湊型流程的構建原理、工藝特徵及其在節能減排、資源綜合利用和過程可控性方面的優勢。書中還結合新技術、新材料與先進控制理論，探討了未來鋼鐵流程冶金的發展方向與技術革新路徑。在研究開放系統的物質流、能量流及信息流非線性關係的基礎上，提出了基於系統思維的流程協同與控制框架，旨在實現冶金過程的高效、低碳與智能化運行。全書內容結構緊湊、理論與實踐並重，具有較強的學術價值與工程指導意義。
    本書可供科研院所及企業從事氫基豎爐—電爐緊湊型流程優化、裝備創新及綠色冶金技術開發的工程技術人員閱讀，也可供高等院校冶金工程及相關專業的師生參考。
作者介紹
王中丙//毛凌波|責編:李泓璇//盧敏
    王中丙，工學博士，教授級高級工程師。1963年7月生於湖北省仙桃市，先後就讀於武漢科技大學、北京科技大學。歷任湖北荊州鋼廠電爐車間副主任，廣鋼鋼研所所長、廣鋼轉爐廠黨總支書記，珠鋼技術處處長、常務副總經理等職。2003年後轉入地方工作，先後擔任地市、省直機關部門主要領導職務。曾任全國薄板坯連鑄連軋技術開發與交流協會副會長、中國金屬學會電爐專業委員會主任委員。     1996年開始致力於研究電爐薄板坯連鑄連軋技術，在珠鋼參與組織、領導我國第一條薄板坯連鑄連軋生產線的建設與生產，並成功開發含Cu集裝箱板高附加值產品。2007年開始，負責廣東省鋼鐵工業結構調整工作，在此基礎上重新啟動、籌劃、推動建成千萬噸級湛江鋼鐵項目。2023年開始，帶領低碳冶金團隊重點研究氫基豎爐—電爐低碳冶金技術。     獲國家科技進步獎一等獎、二等獎各一項，冶金科學技術獎特等獎一項，廣東省科技進步獎一等獎一項。
目錄
1  氫冶金—綠鋼製造流程發展背景
  1.1  碳冶金—低碳冶金—氫冶金—綠鋼製造流程的遞進演變
    1.1.1  全球碳中和戰略倒逼鋼鐵行業轉型
    1.1.2  我國鋼鐵行業的特殊性
    1.1.3  低碳鋼鐵流程演變的技術邏輯
  1.2  氫基豎爐—電爐流程冶金零界面
    1.2.1  碳冶金與氫冶金流程界面簡析
    1.2.2  氫基豎爐主要冶金反應及熱力學
    1.2.3  氫基豎爐—電爐煉鋼流程的主要優勢
    1.2.4  氫基豎爐—電爐緊湊型流程煉鋼面臨的挑戰
    1.2.5  兩種流程的簡單比較
    1.2.6  示範產線與行業探索
    1.2.7  展望
  1.3  國際氫冶金髮展概述
    1.3.1  歐洲：政策驅動下的前沿探索
    1.3.2  日本、韓國、中東地區
    1.3.3  美國與澳大利亞：在資源與政策間尋找平衡
    1.3.4  國際合作與競爭
    1.3.5  發展趨勢與挑戰
  1.4  中國氫冶金髮展現狀與挑戰
    1.4.1  中國氫冶金短流程發展的多重動因
    1.4.2  氫冶金短流程發展最新進展
    1.4.3  中國氫冶金短流程發展的現實挑戰
  1.5  未來展望
  參考文獻
2  冶金流程學與緊湊型冶金流程
  2.1  冶金流程學概述
    2.1.1  創立背景
    2.1.2  理論基礎：複雜系統與耗散結構
    2.1.3  冶金流程學的研究內涵
    2.1.4  冶金流程學主要觀點與理論創新
    2.1.5  現實指導意義：面向鋼鐵工業轉型發展
  2.2  鋼鐵冶金流程
    2.2.1  界面的多元化視角
    2.2.2  流程冶金的理論分析
  2.3  高爐—轉爐長流程與氫基豎爐電爐緊湊型流程冶金
    2.3.1  製造業流程與工序界面
    2.3.2  高爐—轉爐系統的控制界面
    2.3.3  氫基豎爐—電爐流程式控制制界面
  2.4  高爐—轉爐長流程與氫基豎爐—電爐緊湊型流程比較
    2.4.1  耗散結構特徵
    2.4.2  現實意義
  參考文獻
3  鋼鐵流程冶金的研究對象、方法和意義
  3.1  研究對象
  3.2  研究方向與維度
    3.2.1  開放性、系統性與複雜性
    3.2.2  自組織與他組織
    3.2.3  長程關聯
    3.2.4  對稱破缺

    3.2.5  湧現性
    3.2.6  研究維度
  3.3  建模與模擬
    3.3.1  數學模擬分類
    3.3.2  建模步驟
    3.3.3  雙向驗證
  3.4  氣液間傳質理論概述
    3.4.1  界膜模型
    3.4.2  滲透理論
    3.4.3  表面更新理論
  3.5  冶金氣固反應器
  3.6  研究意義及發展方向
    3.6.1  研究意義
    3.6.2  發展方向
    3.6.3  小結
  參考文獻
4  鋼鐵流程冶金中的協同學
  4.1  協同學的主要觀點及其理論內涵
    4.1.1  序參數的思想
    4.1.2  控制參數與臨界狀態
    4.1.3  自組織與「主從原理」
    4.1.4  協作與競爭的辯證關係
    4.1.5  普遍性的跨學科意義
  4.2  協同學在鋼鐵流程冶金學宏觀層面的應用
    4.2.1  工序節奏時間作為序參數的合理性
    4.2.2  工序節奏時間如何「支配」各工序
    4.2.3  協作與競爭在鋼鐵流程中的體現
    4.2.4  工序節奏時間的穩定性和漸進性
  4.3  協同學在鋼鐵流程冶金微觀層面的應用
    4.3.1  支配原理
    4.3.2  理論分析
    4.3.3  實踐層面具體分析
    4.3.4  實操意義：為什麼「熔池活化度」是核心參數
  4.4  從協同學角度深化理解鋼鐵流程冶金的序參數
  4.5  序參數體系的統一性與合理性
    4.5.1  序參數體系
    4.5.2  流程層面的序參數：工序節奏時間
    4.5.3  工序層面的序參數
    4.5.4  序參數體系的統一性
    4.5.5  序參數體系的合理性
    4.5.6  應用前景
  4.6  確定鋼鐵的不確定性
    4.6.1  鋼鐵冶金的不確定性
    4.6.2  工藝層面的不確定性——湍動冶金
    4.6.3  產品層面的不確定性——元素協同催化與交叉效應
    4.6.4  流程系統層面的不確定性——演化吸引子
    4.6.5  確定性與不確定性的系統關係——熵的視角
    4.6.6  未來冶金學——確定不確定性
    4.6.7  小結
  參考文獻

5  氫基豎爐用球團
  5.1  酸性球團和鹼性球團的還原膨脹行為研究
    5.1.1  球團還原膨脹機理
    5.1.2  鹼度對球團礦物相組成及性能的影響
    5.1.3  氫基豎爐用球團開發及投籠試驗
  5.2  硅橡膠黏結劑冷壓球團的性能和還原行為研究
    5.2.1  冷壓球團的研究及應用
    5.2.2  球團黏結劑研究現狀
    5.2.3  硅橡膠黏結劑冷壓球團氫基豎爐基礎性研究
    5.2.4  硅橡膠黏結劑冷壓球團性能測試
    5.2.5  富氫條件下硅橡膠黏結劑冷壓球團還原行為研究
    5.2.6  還原溫度對冷壓球團冶金性能影響
  參考文獻
6  氫基豎爐工藝與裝備
  6.1  主流氫基豎爐生產工藝技術
    6.1.1  HYL公司直接還原鐵工藝
    6.1.2  MIDREX公司直接還原鐵工藝
    6.1.3  HYL和MIDREX對氫氣利用的技術路線
    6.1.4  HYL和MIDREX直接還原鐵工藝路線對比
  6.2  HYL-ZR主要生產工藝
    6.2.1  HYL-ZR工藝原理
    6.2.2  工藝流程
  6.3  氫基豎爐工藝技術難點
    6.3.1  氫氣利用率提升方法
    6.3.2  降低能耗的熱管理策略
    6.3.3  粉化與結圈的防治措施
  6.4  氫基豎爐工藝主要生產設備設施
    6.4.1  豎爐系統
    6.4.2  氣體處理系統
  參考文獻
7  電爐冶金流程的影響因素分析
  7.1  電爐冶煉流程的影響因素
  7.2  高效電爐技術的發展
    7.2.1  電爐主體裝備的發展
    7.2.2  電爐配套裝備的發展
  7.3  設備類型對電爐冶煉流程的影響
    7.3.1  頂裝料電爐
    7.3.2  水平加料電爐
    7.3.3  豎井式電爐
    7.3.4  其他類型電爐
  7.4  廢鋼質量對電爐冶煉流程的影響
  7.5  供電對電爐冶煉流程的影響
    7.5.1  電爐的供電迴路計算
    7.5.2  功率圓圖繪製
    7.5.3  電爐供電制度設計
    7.5.4  供電制度對電爐冶煉流程的影響
    7.5.5  供電質量對電爐冶煉流程的影響
  7.6  高效低成本電爐冶煉工藝
    7.6.1  電爐冶煉碳氧平衡分析
    7.6.2  電爐冶煉過程[C]-(FeO)/[Mn]平衡分析

    7.6.3  電爐欠氧操作對金屬收得率的影響
    7.6.4  電爐欠氧冶煉對鋼水中C和Mn含量的影響
    7.6.5  少渣冶煉
  7.7  爐料結構對電爐冶煉流程的影響
    7.7.1  全廢鋼冶煉工藝
    7.7.2  電爐兌鐵水冶煉工藝
    7.7.3  電爐DRI冶煉工藝
  7.8  高比例DRI電爐煉鋼面臨的挑戰
    7.8.1  DRI在電爐熔煉過程的「冰山」問題
    7.8.2  DRI在電爐熔煉過程的泡沫問題
    7.8.3  DRI尺寸對電爐冶煉成本的影響
  參考文獻
8  氫基豎爐熱送電爐（鐵鋼界面控制）
  8.1  熱態DRI輸送的冶金意義
    8.1.1  界面連續性
    8.1.2  DRI二次氧化問題
    8.1.3  熱送對電爐操作的綜合影響
  8.2  DRI熱送電爐生產高等級薄板工藝流程
    8.2.1  DRI輸送
    8.2.2  電爐煉鋼
    8.2.3  連鑄
    8.2.4  渣處理
  參考文獻
9  爐外精煉—連鑄在氫電鋼鐵流程中的地位
  9.1  爐外精煉在氫電鋼鐵流程中的冶金功能
    9.1.1  RH精煉—連鑄過程鋼中夾雜物演變行為
    9.1.2  超低碳汽車板對鋼水純凈度的特殊要求
    9.1.3  精煉渣對夾雜物的控制
  9.2  典型精煉裝置（LF、RH、VD）的功能對比
    9.2.1  LF（鋼包精煉爐）的核心作用
    9.2.2  RH爐（真空循環脫氣爐）的氫處理優勢
    9.2.3  VD爐（真空脫氣爐）的適用場景
  9.3  氫氮的溶解、擴散與逸出機制
    9.3.1  氣體的溶解與再吸收行為
    9.3.2  氫氮控制技術
  9.4  爐外精煉—連鑄的氣體控制特點
  參考文獻
10  緊湊型流程中殘餘元素對熱軋工藝影響
  10.1  廢鋼中殘餘元素
    10.1.1  鋼中殘餘元素的定義和分類
    10.1.2  國內外對殘餘元素的控制標準
    10.1.3  殘餘元素在鋼中的賦存形式
  10.2  殘餘元素對熱軋過程中固態相變影響機制
    10.2.1  Cu元素的影響機制
    10.2.2  Sn元素的影響機制
    10.2.3  As和Sb元素的影響機制
  10.3  熱軋過程中的奧氏體組織演變
    10.3.1  低碳鋼熱連軋過程中的奧氏體組織演變模型
    10.3.2  動態再結晶過程
    10.3.3  靜態再結晶過程

  10.4  緊湊型流程中微合金元素碳、氮化物和彌散沉澱
    10.4.1  Nb、V、Ti的碳、氮化物沉澱的一般規律
    10.4.2  碳、氮化物析出的溫度範圍
  參考文獻
後記

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