《铁合金生产工艺与设备》以硅、锰、铬系合金生产工艺为主，系统介绍了铁合金冶炼的基本原理及生产设备，矿热炉的电热原理与基本参数，车间布置及电极、炉衬，钼铁、钛铁、钒铁、钨铁、稀土铁合金的冶炼工艺及铁合金生产的环境保护与综合利用。《铁合金生产工艺与设备》可供高等职业技术院校教学之用，亦可作为职业技术培训教材，还可供相关领域的工程技术人员参考。

　《铁合金生产工艺与设备》以硅、锰、铬系合金生产为主，系统阐述了矿热炉、电极、炉衬及各主要品种的生产工艺和常见事故的处理，还叙述了钼铁、钛铁、钒铁、钨铁及稀土铁合金的冶炼、车间概况、主要技术指标、环境保护与综合利用等。在编写过程中，选用了国内同行编写的有关文献中的部分内容，在此向文献作者表示感谢。

    本书是按照教育部高职高专人才培养目标和教学规格应具有的知识与能力结构和素质要求，依据冶金行业“十一五”高职教材出版规划，在总结近几年高职铁合金课程的教学经验，并征求相关企业技术人员意见的基础上编写而成的。
    在编写过程中，根据高职高专办学理念及人才培养目标，力求体现职业技术教育特色，注重教材的针对性，以职业（岗位）需求为依据，理论教学内容以“必需、够用”为标准；为突出高职教育特点，加强了实践性教学内容，注重学生职业技能和动手能力的培养，着重生产实际、生产实例的介绍，力求理论联系实践，并注意吸收国内外有关先进的技术成果和生产经验，充实了必要的基础知识和基本操作技能方面的内容。本书可作为高等职业技术教育冶金技术专业教学用书，也可用于钢铁冶金企业职工培训或供相关领域的工程技术人员参考。
　　铁合金品种繁多，本书以硅、锰、铬系合金生产为主，系统阐述了矿热炉、电极、炉衬及各主要品种的生产工艺和常见事故的处理，还叙述了钼铁、钛铁、钒铁、钨铁及稀土铁合金的冶炼、车间概况、主要技术指标、环境保护与综合利用等。在编写过程中，选用了国内同行编写的有关文献中的部分内容，在此向文献作者表示感谢。
　　本书由贵州师范大学材料与建筑工程学院刘卫、吉林电子信息职业技术学院王宏启任主编。参加本书编写工作的有：贵州师范大学材料与建筑工程学院丁彤（第1、7、9章）、刘卫（绪论、第2、5、6、lO章），内蒙古机电职业技术学院石富（第3、4、12章），吉林电子信息职业技术学院王宏启（第8、11、13章）。

绪论
1 铁合金冶炼的基本原理
1.1 铁合金冶炼的本质
1.2 选择性还原理论在铁合金中的广泛应用
1.2.1 选择性还原与铁合金生产的关系
1.2.2 选择还原计算举例
1.3 用氧化物生成自由能与温度关系图作指导选择还原剂
1.3.1 碳质还原剂及其特点
1.3.2 金属还原剂
1.3.3 氧化精炼是铁合金冶炼中的新概念
复习思考题


2 电极和炉衬
2.1 电极
2.1.1 电极的分类、性能及其用途
2.1.2 自焙电极的制作
2.1.3 自焙电极的烧结
2.1.4 自焙电极的接长和下放
2.1.5 自焙电极常见事故及其处理
2.1.6 电极的消耗
2.2 电炉炉衬
2.2.1 耐火材料的种类、要求及其选择
2.2.2 炉衬的砌筑
2.2.3 铁合金电炉烘炉、开炉、停炉和洗炉
复习思考题


3 铁合金车间及主要设备
3.1 铁合金车间概述
3.1.1 铁合金厂的布置和运输
3.1.2 生产规模的确定
3.1.3 车间组成与布置
3.1.4 精炼电炉车间的布置
3.1.5 铁合金生产的技术经济指标
3.2 矿热炉机械设备
3.2.1 矿热炉概述
3.2.2 炉体
3.2.3 电极系统
3.2.4 液压系统
3.2.5 排烟罩及通风装置
3.3 矿热炉供电系统
3.3.1 供电系统组成
3.3.2 矿热炉变压器
3.3.3 短网
3.4 铁合金电炉的电气控制
3.4.1 供电自动控制
3.4.2 工厂电能需要量控制
3.4.3 电极压放自动控制
3.4.4 电炉功率调节
3.4.5 电极深度的控制
3.4.6 上料控制及称量控制
3.4.7 过程计算机控制
复习思考题


4 矿热炉的电热原理与基本参数
4.1 矿热炉中的电弧现象
4.1.1 电弧生成机理
4.1.2 电孤特性
4.1.3 电孤传热过程
4.2 矿热炉电路分析
4.2.1 炉内电流回路
4.2.2 电炉操作电阻
4.2.3 电炉电抗和谐波
4.2.4 电炉电流的交互作用
4.3 矿热炉的电气特性
4.3.1 电流圆图
4.3.2 特定电压级下电炉的特性曲线
4.3.3 特性曲线组和恒电阻曲线
4.3.4 三相电炉各相功率不平衡现象
4.3.5 功率不平衡的监测和预防
4.3.6 电炉的经济运行
4.4 铁合金电炉参数计算及选择
4.4.1 电炉参数的简易计算法
4.4.2 大型电炉计算程序
4.4.3 计算程序例解
4.4.4 电炉全电路分析例解
4.4.5 电炉特性曲线的绘制
复习思考题


5 硅系合金的冶炼
5.1 硅铁的牌号及用途
5.2 硅及其化合物的物理化学性质
5.3 冶炼硅铁的原料
5.3.1 硅石
5.3.2 还原剂
5.3.3 含铁原料
5.4 硅铁冶炼原理
5.4.1 硅铁冶炼的基本反应
5.4.2 炉内温度区和反应状况
5.5 硅铁冶炼工艺及异常炉况的处理
5.6 冶炼硅75的物料平衡及热平衡
5.6.1 炉料计算
5.6.2 物料平衡
5.6.3 热平衡计算
5.6.4 简易配料计算
5.7 硅铁精炼
5.7.1 合成渣氧化精炼
5.7.2 氯化精炼法
5.8 硅钙合金
5.8.1 硅钙合金的牌号及用途
5.8.2 钙及其化合物的物理化学性质
5.8.3 生产方法及原料
5.8.4 冶炼过程中的物化反应
5.8.5 冶炼工艺
5.9 工业硅
5.9.1 工业硅的牌号及用途
5.9.2 生产工业硅的原料
5.9.3 冶炼原理
5.9.4 冶炼工艺
5.9.5 工业硅生产的配料计算
复习思考题


6 锰系合金的冶炼
6.1 锰铁的牌号及用途
6.2 锰及其化合物的物理化学性质
6.2.1 锰的主要物理化学性质
6.2.2 锰化合物的性质
6.3 锰矿
6.4 高碳锰铁的冶炼
6.4.1 台炼方法
6.4.2 原料
6.4.3 冶炼原理
6.4.4 )I台炼工艺
6.4.5 配料计算
6.5 锰硅合金的冶炼
6.5.1 原料
6.5.2 冶炼原理
6.5.3 冶炼工艺
6.5.4 配料计算
6.6 中低碳锰铁的冶炼
6.6.1 电硅热法冶炼中低碳锰铁
6.6.2 电硅热法生产中碳锰铁配料计算
6.6.3 摇包法、吹氧法冶炼中低碳锰铁
6.7 金属锰
6.7.1 冶炼原理
6.7.2 生产方法
6.7.3 金属锰的冶炼
复习思考题


7 铬系合金的冶炼
7.1 概述
7.2 高碳铬铁
7.2.1 高碳铬铁的牌号及用途
7.2.2 铬及其化合物的物理化学性质
7.2.3 高碳铬铁的冶炼工艺与原理
7.3 硅铬合金
7.3.1 硅铬合金的牌号及用途
7.3.2 硅铬合金的性质
7.3.3 硅铬合金冶炼工艺及原理
7.4 中低碳铬铁
……


8 钼铁的冶炼
9 钛铁的冶炼
10 钒铁的冶炼
11 钨铁的冶炼
12 稀土铁合金的冶炼
13 环境保护与综合利用
参考文献

　1 铁合金冶炼的基本原理
　　1.3　用氧化物生成自由能与温度关系图作指导选择还原剂
　　铁合金冶炼过程是炉料在高温下进行复杂的物理化学变化的过程，各种不同的氧化物有自己的化学性质和化学行为。前节讨论了根据氧化物的还原度（分解压力）推导出选择性还原的规律。但还原什么氧化物，应采用什么样的还原剂，要在什么温度下进行，采用什么冶炼方法和冶炼设备？这些要从元素生成氧化物的标准摩尔吉布斯自由能与温度的关系来判断和选择，决定充当还原剂的元素或被还原的可能性。
　　在物理化学课程中已介绍了氧化物的标准吉布斯自由能和温度的关系图，这里结合铁合金冶炼来讨论一下还原剂的选择问题。图1．5是一个温度范围更宽、适合铁合金冶炼使用的△G时与r的关系图，从图中可以看出，除碳生成CO反应之外，所有氧化物的标准吉布斯自由能变△Ge的负值都是随温度的升高而减小，即氧化物的稳定性随温度的升高而降低。而只有CO的标准吉布斯自由能变化随温度升高而负值增大，即其稳定性增大。所以，碳可以做所有金属氧化物的还原剂，只是不同氧化物反应开始温度不同而已。稳定性小的氧化物开始反应的温度低；稳定性大的氧化物开始反应的温度高。如图1—5所示，图的左半部CO与NiO、CoO、FeO、P2O5的交点处在低于800℃的范围内，说明用碳还原它们开始反应温度低于800℃；在图的右半部，CO线与cr2O3、MnO、V2O3、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgO、CaO线的交点所处范围内温度较高，如Cr2O5，被碳还原开始反应温度为1247℃，CaO被碳还原开始反应温度为2145℃，所以选择碳作为铁合金冶炼的主要还原剂。