電渣冶金學

《現(xiàn)代冶金與材料過程工程叢書》序
前言
第1章概論
1.1電渣冶金在特種冶金中的地位
1.2電渣重熔的基本原理
1.3電渣重熔的基本特點
1.4電渣冶金的分類
1.5電渣冶金技術的發(fā)展過程及趨勢
1.5.1國外電渣冶金技術的發(fā)展
1.5.2國內電渣冶金技術的發(fā)展
1.5.3展望
參考文獻
第2章電渣冶金爐渣的物理性質
2.1熔渣的基本概念
2.2電渣冶金用渣系組成、來源及組元的作用
2.3爐渣在電渣冶金中的作用
2.4相圖
2.4.1氟化物單元系
2.4.2二元系
2.4.3三元系
2.4.4四元系
2.5電導率
2.5.1基本概念
2.5.2電導率的測量方法
2.5.3常見ESR爐渣的電導率
2.6密度
2.6.1CaF2基渣系的密度
2.6.2CaO—Al2O3—SiO2三元系的密度
2.7黏度
2.8表面張力和界面張力
2.8.1基本概念
2.8.2表面張力測試方法
2.8.3界面張力測試方法
2.8.4熔渣界面性質對電渣重熔工藝的影響
2.8.5常見ESR渣系的表面張力和界面張力
2.9熱物理性質
2.9.1熱容
2.9.2導熱系數(shù)
2.9.3熔渣的黑度
2.10渣系物理性質計算模型
2.10.1含氟渣系電導率模型
2.10.2含氟渣系黏度模型
2.10.3表面張力計算模型
參考文獻
第3章熔渣的化學性質及電渣過程與熔渣有關的反應
3.1熔渣組元的活度
3.1.1二元渣系組元的活度
3.1.2三元渣系組元的活度
3.1.3四元渣系組元的活度
3.1.4多元渣系組元的活度計算方法
3.2熔渣的硫化物容量
3.2.1爐渣硫容量的定義
3.2.2熔渣的硫容量模型
3.2.3二元渣系的硫容量
3.2.4三元渣系的硫容量
3.2.5電渣過程硫的反應
3.2.6影響重熔過程脫硫反應的因素
3.3熔渣中氫的行為
3.3.1熔渣中氫（H2）和水（H2O）溶解過程的物理化學分析
3.3.2氣相中水向熔渣——鋼液的滲透機理
3.3.3氣氛中水在熔渣中滲透率測定方法及結果
3.4熔渣中氮的溶解度
3.5熔渣的成分變化及其揮發(fā)性
3.6電渣過程碳的反應
3.7電渣重熔過程磷的行為
3.8電渣重熔過程元素的成分變化
3.8.1合金元素氧化和還原的機理
3.8.2電渣過程氧的行為、來源及渣的傳氧能力
3.8.3渣中氧化物的穩(wěn)定性與鋼中氧含量的關系
3.8.4鎳基合金中Al、Ti成分的控制
3.8.5電渣重熔中微量Mg元素的控制
3.9直流電渣重熔及其電化學反應
3.9.1直流電渣重熔的意義
3.9.2直流電渣重熔的熔化速度和比電耗
3.9.3直流電渣過程中的電化學反應
3.9.4直流電渣重熔鋼錠的質量
參考文獻
第4章渣系的選擇與應用
4.1渣系對ESR產(chǎn)品質量及技術指標的影響
4.1.1渣系對電渣過程技術指標的影響
4.1.2渣系對電渣錠表面質量的影響
4.1.3渣系對冶金質量的影響
4.2渣系選擇原則和常見的電渣重熔渣系
4.2.1渣系選擇原則
4.2.2渣系命名方法
4.2.3常見的電渣重熔渣系和應用
4.3無氟渣的開發(fā)與應用
4.3.1無氟渣的組成
4.3.2無氟渣的主要性能特點
4.3.3無氟渣的操作工藝特點
4.3.4無氟渣的實際使用效果
4.4酸性渣電渣重熔
參考文獻
第5章電渣重熔工藝參數(shù)的選擇與制定
5.1電渣爐的電氣原理
5.2電渣重熔工藝參數(shù)制定的基本原則
5.3電渣重熔工藝參數(shù)的分類
5.3.1幾何參數(shù)
5.3.2基本控制參數(shù)
5.3.3目標參數(shù)
5.4鋼錠結晶質量的衡量方法
5.4.1樹枝晶間距
5.4.2枝晶間距與凝固條件的關系
5.4.3熔化速度與局部凝固時間的關系
5.4.4ESR鋼錠的金屬熔池形狀與鋼錠質量的關系
5.4.5熱量傳遞對ESR金屬熔池形狀的影響
5.5工藝參數(shù)對主要目標參數(shù)的影響
5.5.1電極直徑（充填比）的影響
5.5.2渣系及渣池深度的影響
5.5.3電制度對冶金質量和效率的影響
5.6電渣重熔參數(shù)的優(yōu)化匹配
5.7ESR過程工藝參數(shù)的變化及工藝控制模型
5.7.1恒功率重熔時各參數(shù)的變化
5.7.2遞減功率重熔的工藝要求
5.7.3遞減功率重熔的控制方法
5.7.4工藝控制數(shù)模
參考文獻
第6章電渣冶金新技術
6.1可控氣氛電渣重熔技術
6.1.1可控氣氛電渣爐的產(chǎn)生背景
6.1.2惰性氣體（Ar、N2）或者干燥空氣保護電渣爐
6.1.3加壓電渣重熔技術
6.1.4真空電渣重熔技術
6.2電渣連鑄技術（快速電渣重熔技術）
6.3電渣液態(tài)澆注技術
6.3.1導電結晶器技術
6.3.2電渣液態(tài)澆注技術的特點
6.3.3電渣液態(tài)澆注雙金屬復合軋輥
6.3.4電渣液態(tài)澆注實心鋼錠
6.4特厚板坯電渣重熔技術
6.5空心鋼錠電渣重熔技術
6.5.1空心鋼錠生產(chǎn)方法
6.5.2電渣重熔生產(chǎn)空心鋼錠方法
6.6電弧渣重熔技術
6.6.1電弧渣重熔設備及特點
6.6.2電弧渣重熔效果
6.7潔凈金屬形核鑄造技術
6.7.1設備及特點
6.7.2應用CMNC技術生產(chǎn)燃氣輪機渦輪盤
6.7.3CMNC關鍵技術
6.8電渣法制備鈦錠
參考文獻
第7章電渣冶金過程的傳輸現(xiàn)象
7.1電渣重熔過程熱平衡
7.2電渣重熔過程傳熱特性的實驗研究
7.2.1實驗設備及主要測試方法
7.2.2實驗結果及討論
7.3用傳熱學分析電渣錠的表面質量
7.3.1電渣錠表面光滑成型的本質和條件
7.3.2影響電渣錠表面質量的主要因素
7.3.3重熔過程鋼錠從下往上表面質量的差異
7.4渣池傳輸現(xiàn)象的微分方程
7.4.1描述渣池傳輸現(xiàn)象的基本微分方程
7.4.2軸對稱柱坐標下渣池電磁場、流場和溫度場的微分方程
7.5渣池中電位、電流及發(fā)熱分布的數(shù)學模擬
7.5.1模型的數(shù)學描述
7.5.2實驗條件及數(shù)據(jù)
7.5.3計算結果及討論
7.5.4小結
7.6渣池流體流動和溫度分布的模擬計算
7.6.1主導方程
7.6.2壁函數(shù)
7.6.3邊界條件
7.6.4實驗型電渣爐的模擬計算結果
7.6.5工業(yè)電渣爐的模擬計算結果
7.7渣面以上輻射傳熱的理論計算
7.7.1模擬的數(shù)學描述
7.7.2計算結果及分析
7.7.3小結
7.8ESR鋼錠凝固模型的數(shù)學描述
7.8.1主導方程
7.8.2邊界條件
7.8.3潛熱的處理
7.8.4金屬熔池的對流傳熱
7.8.5金屬熔滴溫度的計算
7.8.6局部凝固時間LST的計算
7.9ESR鋼錠邊界傳熱系數(shù)的確定
7.9.1ESR鋼錠邊界傳熱系數(shù)的理論計算
7.9.2基于熱流測定數(shù)據(jù)的鋼錠邊界傳熱系數(shù)的計算
7.10實驗室小型電渣爐重熔過程凝固傳熱的模擬計算
7.10.1數(shù)學模擬的求解方法
7.10.2小型ESR鋼錠的模擬計算結果
7.11大型工業(yè)電渣爐重熔過程鋼錠凝固的模擬計算
7.11.1渣池溫度和熔化速度的計算
7.11.2模型的求解
7.11.3Mn18Cr18N電渣鋼錠溫度場的模擬計算結果
7.11.4供電制度對鋼錠溫度場的影響
7.11.5熔化速度和局部凝固時間的關系
7.12ESR鋼錠熱應力分布的數(shù)值模擬
7.12.1應力場數(shù)學模型的描述
7.12.2Mn18Cr18N電渣重熔鋼錠模擬分析
7.12.3小結
參考文獻
第8章電渣重熔過程數(shù)學模型的新進展
8.1電渣重熔過程熔滴形成及滴落行為
8.1.1電渣重熔過程熔滴滴落行為的數(shù)值模擬
8.1.2電渣重熔過程熔滴滴落行為的物理模擬
8.2電渣液態(tài)澆注新工藝數(shù)學模型
8.2.1電渣液態(tài)澆注實心鋼錠
8.2.2電渣液態(tài)澆注空心鋼錠
8.2.3導電結晶器加熱ESS LM制備復合軋輥
8.3電渣連鑄新工藝數(shù)學模型
8.3.1雙極串聯(lián)電渣連鑄小方坯
8.3.2導電結晶器電渣連鑄新工藝及數(shù)學模型
8.4電渣重熔板坯新工藝數(shù)學模型
8.4.1模型邊界和有限元模型
8.4.2數(shù)學模型的研究結果
8.4.3功率對金屬熔池的影響
8.5電渣重熔空心鋼錠新工藝數(shù)學模型
8.5.1電渣重熔空心錠有限元模型及參數(shù)
8.5.2不同工藝參數(shù)對結果的影響
參考文獻
第9章電渣錠常見質量問題
9.1電渣錠的表面質量
9.1.1電渣重熔鋼錠表面的主要缺陷
9.1.2影響電渣錠表面質量的因素
9.1.3提高鑄錠表面質量的措施
9.2鑄錠的內部質量
9.2.1元素偏析
9.2.2夾渣或者富集性夾雜缺陷
9.2.3疏松和縮孔
9.2.4氣孔
9.2.5氫含量過高
9.2.6氧含量過高
參考文獻