(一)炼钢的基本原理

1、炼钢工艺技术技术交流的安排 1、热力学的基本概念 2、热力学的基本内容 3、熔渣理论、 4、炼钢的基本原理 5、低成本生产洁净钢的论述 6、夹杂物的分类及危害 7、夹杂物的来源及减少夹杂物的工艺措施 8、钢铁生产中的成本构成 9、降低钢铁生产成本的工艺措施 10、炼钢过程中新技术的探讨（一）基本定义焓(H) 表示系统能的状态函数 。焓的变化时系统在等压可逆过程中所吸收热量的度量。对于冶金生产中常见的恒压过程，令H=U+PV U=Qp一PV Qp=H1-H2= H 其单位也是焦耳或千焦耳。上式表明：在恒压过程中所交换的热量等于系统焓。 自由焓自由焓G=H一TS 恒温下其变量为 G=AH一TAS

2、在恒温、恒压的条件下，判断过程时采用下式： G0 即：如果GO，系统末态的自由焓小于始态的自由焓，过程将自发进行；当AG=O，即自由焓达极小值时，过程达到限度，或者说系统达到平衡状态，这就是最小自由焓原理内能系统的内能是它具有的各种形式能量的总和。它包括系统内分子运动的动能，分子和分子间相互作用的势能、分子内部原子和电子运动的能量以及原子核内的能量等。但内能不包括系统作宏观机械运动的动能和系统在外力场中的势能。热力学定律热力学零定律 如果两个热力学系统与第三个热力学系统处于平衡，它们也必定处于热平衡。 如果 1=3 2=3 ， 必然 1=2。热力学定律 热力学第一定律（能量守恒定律） “一个孤

3、立系统的各种形式的能量总和是一个常量”。 AU=U2一U1=Q+W 在炼钢过程中，除了因体积变化做膨胀功外，很少遇到其它种类的功。如上所述，系统对外做功取负值， 即W= -PV，故对恒压过程U=Qp一PV （炼钢常态） 恒温过程U=Qp （ V=0） 一个独立能量的能量可以可以互相转换，从一种形式转变为另一种形式，但是，不能产生也不可能毁灭。 热力学定律热力学第二定律 “一切自动过程都是不可逆的”。或者，实际上能够自然发生的过程都是不可逆的。 dS=dQ/T不能把热量从低温系统传给高温系统而不引起其他变化。也就是说，不能使单一热源取热使之完全转化为有用功而不产生其他影响。 不可逆过程，熵（H）

4、的增量大于零。 指出物理现象的方向性。永动机是不可能的。 温度转换 K-开氏（绝对）温度 0 oF-华氏温度 -459.67 oC-摄氏温度 -273.15 oRa-蓝氏温度 0 oR-列氏温度 -218.52热力学定律 热力学第三定律 不可能用有限个手段和程度使物体冷却到绝对温度零度。 在绝对温度零度是所有春物体的完美结晶体的上等于零。 绝对温度不能达到。稀溶液剂亨利定律亨利定律 在T、P一定时，达到平衡时其他在液体里的溶解度和气体的平衡分压成正比。 在一定温度的封闭容器内气体的分压与该气体溶解在该溶液内的摩尔浓度成正比。稀溶液 稀溶液中溶质的蒸汽压服从亨利定律 P2=KC2 （CP) 物理

5、化学原理概要 热力学第一定律一、内能 系统的内能是它具有的各种形式能量的总和。它包括系统内分子运动的动能，分子和分子间相互作用的势能、分子内部原子和电子运动的能量以及原子核内的能量等。但内能不包括系统作宏观机械运动的动能和系统在外力场中的势能。二、热力学第一定律 “一个孤立系统的各种形式的能量总和是一个常量”。 AU=U2一U1=Q+W 在炼钢过程中，除了因体积变化做膨胀功外，很少遇到其它种类的功。如上所述，系统对外做功取负值， 即W=-PV，故对恒压过程U=Qp一PV （炼钢常态） 恒温过程U=Qp （ V=0） 物理化学原理概要五、化学反应热效应和盖斯定律盖斯定律 若以相同的反应物，经过不

6、同的途径得到相同的生成物，则反应的恒压热效应或恒容热效应是一定的，与过程的途径无关。不难理解，既已明确过程在恒压或恒容下进行，热效应当然不再和过程有关。 H=H生成物-H反应物六、基尔霍夫定律过程焓变的温度系数等于由该过程所引起的热容的变化。 HT= H298+t1t2 mc dT七、标准生成热 由稳定单质化合生成1摩尔化合物的反应热效应称为该化合物的生成热( Hf)，标准状态下的生成热叫做标准生成热，以Hf表示。 一切单质物质 H298认为是0溶 液一、理想溶液 在任何温度、任何压力和任何浓度下，如果溶液中每一组元都服从拉乌尔定律，即称之为理想溶液。 拉乌尔定律的数学式是 Pi=Pi0Ni

7、在实际生产中理想溶液时不存在的，如果实际溶液和理想容易呢偏差不大，可用理想溶液的理论去处理，如金属溶液，是稳态简单化。 G =RTln Ni,因Ni1，ln Ni 0，G为负值，故过程自发进行。 二、稀溶液 稀溶液中溶质的蒸汽压服从亨利定律。（反向拉乌尔） P2=KC2 （CP) 三、活度 a=Ni 四、化学平衡 aA+bBcC+dD 平衡常数K=NCND/NANB 平衡移动条件（C、P、V、T、催）化学反应动力学一、化学反应的速度 化学动力学的重要指标是反应速度。通常用一种参与反应的物质的浓度随时间的变化率来表示反应速度。设有反应A + B = A B 。 二、多相反应和扩散 (1）反应分子

8、扩散到界面； (2)分子在界面上发生吸附作用； (3)被吸附分子在界面上进行反应； (4)产物从界面脱附； (5)产物扩散离开界面。 整个反应速度取决于最慢的一步。在冶金过程中，吸附速度和化学反应速度是比较快的，最慢的步骤通常是扩散过程。最慢的步骤通常是扩散过程。 三、表面现象 又称为表面张力，它的单位是达因/厘米。 降低表面张力的过程是自发的。 如果某一溶质能降低溶剂的表面张力，这种溶质就会被吸附到表面上，直到和浓度均匀化的趋向达到平衡为止，这种现象称为吸附现象。 降低表面张力的物质称为表面活性物质。例如炉渣中Feo越高其表面张力越小。对钢液而言，C、O、P、S都是降低表面张力的物质。溶液表面张力的大小，除受成分影响外，还和温度等因素有关。表面张力的增大和减小，不仅对新相生成有影响，还对相间反应(如非金属夹杂物和气体从钢中的排除、泡沫渣的形成、炉衬的侵蚀等）有直接的影响 （二）熔铁的物理性质 一、密度 二、熔点 纯铁的熔点为1538。将任何溶质任何溶质元素加入溶剂纯铁中，均将引起铁熔点的下降，即使这些元素的熔点很高70）的硅酸盐，钙的铝酸盐以及高熔点的硫化物如Re203、Re2O2及CaS等。 习惯上往往把脆性夹杂物用氧化物来代表，而把塑性夹杂物用硫化物来代表