《冶金原理》课程教学实验指导书

（1）冶金过程理论（冶金物理化学）的定义；（2）冶金过程理论研究的对象；（3）冶金过程理论包含的主要内容；（4）冶金过程理论对冶金科研及生产的重要作用；（5）冶金过程理论课与冶金专业课的关系；（6）冶金过程理论的发展史；（7）冶金过程理论课的学习方法；

（1）化学反应等温方程式、化学反应的标准吉布斯能及平衡常数；（2）溶液浓度的表示方法及其转换、拉乌尔定律和亨利定律、活度及活度系数、γ0的计算方法、活度标准态的选择；（3）溶液的热力学关系式；（4）活度的测定及计算方法；（5）溶解吉布斯自有能及其计算、有溶液参加反应的标准吉布斯自有能的计算

4.1 二元系相图. 4 4.1.1 二元系相图的基本知识. 4 4.1.2 简单低共熔型二元系相图. 9 4.1.3 含有中间化合物的二元系相图.11 4.1.4 含固溶体的二元系相图.12 4.1.5 冶金过程中主要的二元系渣系相图.13 4.2 三元系相图.15 4.2.1 三元系相图的基本知识.15 4.2.2 完全互溶型三元系相图.19 4.2.3 简单低共熔三元系相图.20 4.2.4 实际三元系相图的分析方法.22 4.2.5 物系点冷却过程分析实例.25 4.4 熔渣的结构理论.28 4.4.1 分子结构假说（理论）——辛克（申克）提出的关于熔渣结构最早的理论.28 4.4.2 离子结构理论.30 4.6 熔渣的离子结构模型.32 4.6.1 完全离子溶液模型.32 4.6.3 离子聚合反应模型（马森模型）.34 4.7 熔渣的活度曲线图.36 4.7.2 CaO − SiO2 − Al2O3 三元系组分的活度.36 4.7.3 CaO− SiO2 − FeO 三元系组分的活度.37 4.8 熔渣的化学性质.39 4.8.1 酸碱性.39 4.8.2 氧化性和还原性.40 4.8.3 容量性质（熔渣吸收有害物质的能力）.41 4.9 熔渣的物理性质.42 4.9.1 熔化温度.42 4.9.2 密度.42 4.9.3 粘度.42 4.9.4 电导率（比电导）.44 4.9.5 表面性质（表面张力和界面张力）.44 4.9.6 扩散.47

2.1 化学反应的速率. 2 2.1.1 化学反应的速率式. 3 2.1.2 反应级数的确定及反应速率常数式. 5 2.1.3 可逆反应的速率式. 6 2.1.4 多相化学反应的速率式(自学，不作课上讲解). 7 2.2 分子扩散及对流传质. 7 2.2.1 分子扩散——静止体系. 8 2.2.2 对流扩散——流体运动体系.13 2.2.3 小结.17 2.3 吸附化学反应的速率（简单介绍）.17 2.4 反应过程动力学方程的建立.18 2.4.1 建立动力学方程的原则.18 2.4.2 液液两相反应动力学模型——双膜理论.18 2.4.3 气－固相间的反应动力学模型.20 2.4.4 反应过程速率的影响因素.23 2.5 新相形成的动力学.24 2.5.1 均相形核.24 2.5.2 异相形核.25 2.5.3 钢液的结晶动力学.26

3.1 熔铁及其合金的结构. 2 3.1.1 金属晶体结构. 2 3.1.2 金属熔体的结构. 2 3.1.3 金属熔体的结构模型. 3 3.2 铁液中组分活度的相互作用系数. 4 3.2.1 相互作用系数. 4 3.2.2 相互作用系数的特征及其转换关系. 5 3.2.3 相互作用系数的测定法. 7 3.2.4 相互作用系数的温度关系及二级相互作用系数.10 3.3 铁液中元素的溶解及存在形式.12 3.3.1 过渡族元素（Mn、Ni 镍、Co 钴、Cr、Mo 钼）.12 3.3.2 碳.12 3.3.3 硅.12 3.3.4 氢和氮.13 3.3.5 氧.17 3.3.6 硫和磷.19 3.3.7 碱土金属.20 3.3.8 有色金属.20 3.3.9 钒和钛.20 3.4 熔铁及其合金的物理性质.22 3.4.1 熔点.22 3.4.2 密度.23 3.4.3 粘度——液体的传输性质之一.23 3.4.4 表面张力.24 3.4.5 扩散——冶金反应动力学有关的物性.25

6.1 氧化物还原的热力学条件 . 2 6.2 氧化物的间接还原反应 . 5 6.2.1 间接还原反应热力学 . 5 6.3 氧化物的直接还原反应 . 13 6.3.1 直接还原热力学原理 . 14 6.3.2 铁氧化物的直接还原反应 . 16 6.3.3 复杂氧化物的还原反应 . 18 6.3.4 其它元素的还原反应 . 18 6.4 金属热还原反应 .19 6.5 铁的渗碳 . 19 6.5.1 碳化物及碳势 .19 6.5.3 CO-CO2 气体对 Fe 的渗碳. 20 6.5.5 高炉内的渗碳过程及生铁含碳量 .22 6.6 炉渣中氧化物的还原反应 . 22 6.6.1 还原反应的分配系数及其影响因素 . 23 6.6.2 (SiO2)的还原. 23 6.7 高炉冶炼的脱 S 反应.23 6.7.1 气－固相的脱 S 反应. 23 6.7.2 渣铁间的脱 S 反应. 24 6.7.4 铁液的炉外脱 S（一般在炼钢 T，为炼钢原料的预处理）. 24

7.1 氧化熔炼反应的热力学原理. 2 7.1.1 氧化反应的类型. 2 7.1.2 铁液中溶解元素氧化反应的  rGm 及氧势图 . 3 7.1.3 元素氧化的分配常数. 5 7.2 Mn、Si、Cr 的氧化反应. 5 7.2.1Mn 的氧化反应热力学. 6 7.2.2Si 氧化反应的热力学. 6 7.2.3 Cr 氧化反应的热力学. 7 7.3 脱碳反应. 9 7.3.1 碳氧化反应的热力学.10 7.3.2 脱碳反应过程的机理.12 7.4 脱磷反应.14 7.4.1 脱磷反应热力学.14 7.4.2 磷和碳的选择性氧化.16 7.4.3 溶渣中磷酸盐的还原.17 7.5 脱硫反应.17 7.5.1 炼钢脱硫反应的热力学.17 7.5.2 气化脱硫.18 7.7 脱氧反应.18 7.7.1 脱氧反应的热力学原理.19 7.7.2 脱氧产物的排出及被溶渣吸收.21 7.7.3 Mn、Si、Al 的脱氧反应.22 7.7.4 复合脱氧反应.25 7.7.5 脱氧剂用量的计算.25

5.1 热力学原理. 3 5.1.1 分解压. 3 5.1.2 分解反应的平衡图（热力学参数状态图）. 4 5.1.3 分解压的影响因素. 6 5.2 碳酸盐的分解反应. 8 5.3 氧化物的形成－分解反应. 9 5.3.1 氧势. 9 5.3.2 氧势图.11 5.3.3 氧势图的应用.14 5.3.4 氧化物形成－分解的热力学原理.18 5.3.5 氧化铁分解的优势区图.19 5.3.6 Fe−O 相图（或称 Fe−O 状态图） .20 5.5 燃烧反应.22 5.5.1 可燃气体与氧反应的热力学.22 5.6 固体碳的燃烧反应.26 5.6.1 固体碳的性质及结构（自学）.26 5.6.2 固体碳燃烧反应的热力学.26 5.6.3 固体碳燃烧的机理及动力学.29 5.7 燃烧反应体系气相平衡成分的计算.30

8.1 二次精炼概述 . 2 8.1.1 二次精炼的概念 . 2 8.1.2 炉外精炼的主要目的和任务 . 2 8.1.3 炉外精炼的手段 . 3 8.2 钢液的真空处理 . 4 8.2.1 挥发性杂质的去除 . 4 8.2.2 真空脱气 . 6 8.2.3 真空脱碳（脱氧） . 6 8.2.4 真空处理时钢液和耐火材料的反应 . 7 8.2.5 真空脱气方法 . 7 8.3 吹氩处理 . 9 8.3.1 吹氩脱气 . 10 8.3.2 吹氩脱氧（AOD）. 11 8.4 合成渣处理 . 12 8.5 喷吹粉料处理 . 13 8.6 钢中夹杂物的变形（变性）处理 . 13 8.6.1 夹杂物的性能及其对钢性能的影响 . 14 8.6.2 稀土元素的变性作用 . 14 8.6.3 钙的变性作用 . 16