冶金熔体的计算热力学 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:冶金工业出版社

作者:张鉴

出品人:

页数:450

译者:

出版时间:1998-09

价格:36.50

装帧:平装

isbn号码:9787502421700

丛书系列:

图书标签:

计算力学5
冶金
热力学
熔体
计算
相平衡
材料科学
冶金工程
热力学计算
金属材料
冶金物理化学

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具体描述

内容提要

本书综合地对金属熔体（二元系金属熔体、三元系金属熔体）、炉渣熔体

（关于炉渣结构的共存理论、三元系炉渣熔体、多元熔渣的氧化能力、渣钢间

锰的分配平衡、多元熔渣的脱硫能力、多元熔渣的脱磷能力、炉外精炼过程

中钢液脱氧的最佳碱度）、熔盐和熔锍（熔盐作用浓度计算模型的初探、熔锍

作用浓度计算模型的初探）、冶金熔体热力学性质总结及计算方法和程序进

行了全面论述，是作者多年来研究成果的结晶。

钢冶金过程中的传热传质：面向先进材料的理论与实践本书系统探讨了现代钢冶金过程中至关重要的传热与传质现象，重点关注如何通过精细化的理论模型和实验手段，实现对复杂冶金反应环境的精确控制与优化。全书内容紧密围绕钢铁材料的制备、精炼和凝固环节展开，旨在为冶金工程师和研究人员提供一套解决实际工程问题的分析工具和技术框架。第一部分：冶金过程中的热力学基础与能态分析本部分首先回顾了高温体系中的热力学基本原理，但侧重于其在描述能量传递与物质扩散中的应用，而非传统的相图计算。我们深入分析了钢水、炉渣、气体和耐火材料体系中的能量平衡方程，并引入了高级的能态函数（如吉布斯能量、亥姆霍兹能量）在非平衡态传热分析中的应用潜力。高温热物性参数的精确获取与修正：探讨了热容、导热系数、辐射吸收率等关键热物性参数在温度梯度和组分梯度影响下的变化规律。重点介绍了基于第一性原理计算和高精度量热实验相结合的方法，用于构建适用于极端温度条件的可靠物性数据库。辐射传热的复杂性：针对炼钢过程中的高辐射特性，详细解析了波长选择性辐射、烟气中的辐射吸收与发射机制。构建了多介质（炉气、炉渣、钢液）耦合的辐射换热模型，并讨论了炉内几何形状对净热流密度分布的影响。第二部分：冶金炉内流体动力学与传质耦合传热与传质过程的有效性高度依赖于炉内流场的形态。本部分聚焦于如何通过数值模拟和实验流场测量技术，理解和控制炉内流体运动。湍流模型在冶金中的应用：详细阐述了 $k-epsilon$、$k-omega$ SST 等湍流模型在描述钢液、渣液、以及气相射流混合过程中的适用性与局限性。重点讨论了电磁搅拌（EMS）、气体鼓泡等外加能量对流场结构的显著影响。界面现象与相间传质阻力：深入分析了气-液、液-液界面上的传质机制。对于脱氧、脱硫等关键反应，构建了考虑界面张力梯度（Marangoni效应）和扩散边界层厚度的传质模型。阐述了液相扩散系数受温度和溶质浓度影响的经验模型与理论推导。反应速率与传输过程的耦合：探讨了快速异相反应中，反应速率常数与传质速率之间的相互制约关系。通过佩克雷数（Pe）的分析，判断反应是受动力学控制还是受传输过程控制，并据此指导工艺参数的选择。第三部分：凝固过程中的热-质-形耦合钢水的凝固是决定最终产品组织性能的关键环节。本部分将传热传质的理论应用于连续铸造和特种铸造过程的分析。微观凝固理论与宏观传热：结合溶质富集区（Mushy Zone）的形成，解析了凝固过程中潜热的释放与界面传热的复杂性。引入了非平衡凝固模型，用以预测枝晶间液相的成分偏析程度。铸坯冷却过程中的热应力分析：建立了基于有限元法的多物理场耦合模型，模拟铸坯冷却速率、温度梯度与热应力场之间的相互作用。分析了冷却不均匀性导致的皮下裂纹和中心偏析的形成机理。电磁场与凝固控制：重点研究了电磁感应技术（如电磁抑制和电磁搅拌）对控制柱状晶生长、细化晶粒结构的作用。分析了电磁力如何改变液相的流动和溶质的再分配，从而优化凝固前端的传质条件。第四部分：实验测量与工业过程优化本部分强调理论模型与实际工程的对接，介绍先进的在线/离线测量技术及其在验证模型和优化操作中的应用。高温原位/非原位测量技术：介绍了高速红外热像仪在测量炉内温度分布中的应用，以及基于光谱学（如拉曼、LIBS）对炉渣组分和温度的快速分析方法。讨论了通过探针测量技术获取的局部传热系数的可靠性评估。 CFD模型的工业应用与验证：详细展示了如何利用计算流体力学（CFD）模型对现有转炉、电炉或精炼包进行虚拟改造，例如优化喷嘴设计、气体分布器布局，以提高反应效率和能源利用率。强调了模型网格划分、边界条件设定以及结果后处理的工业标准。本书旨在超越单纯的热力学计算，深入到动态的、耦合的物理化学过程，为实现钢铁生产过程的智能化和绿色化提供坚实的理论基础和实用的工程工具。内容严谨、推导详尽，适合从事冶金过程研究、设备设计与工艺控制的高年级本科生、研究生及专业技术人员参考。

作者简介

目录信息

目录
第一部分金属熔体
第1章二元系金属熔体
1.1含化合物金属熔体结构的共存理论
1.1.1Fe－Al熔体
1.1.2Fe－Si熔体
1.1.3Fe－Ti熔体
1.1.4Fe－Ni熔体
1.1.5Fe－Ge熔体
1.1.6Bi－In熔体
1.1.7Ca－Al熔体
1.1.8Ca－Si熔体
1.1.9Cr－Si熔体
1.1.10Mn－Si熔体
1.2含包晶体二元金属熔体的作用浓度计算模型
1.2.1计算模型
1.2.2计算结果及讨论
1.2.3结论
1.3含饱和相的金属熔体
1.3.1Fe－C熔体
1.3.2Fe－N熔体
1.3.3Fe－S熔体
1.3.4Fe－P熔体
1.4含固溶体的金属熔体
14.1计算模型
14.2计算结果与讨论
1.4.3结论
1.5含共晶体金属熔体
1.5.1计算模型
1.5.2计算结果与讨论
1.5.3结论
1.6二元金属熔体热力学性质按相图的分类
1.6.1含化合物金属熔体
1.6.2含包晶体金属熔体
1.6.3含饱和相的金属熔体
1.6.4含共晶体金属熔体
1.6.5含固溶体金属熔体
1.6.6形成一系列连续固溶体的金属熔体
1.6.7结论
参考文献
第2章三元系金属熔体
2.1Fe－Mn－Si熔体
2.1.1结构单元和计算模型
2.1.2计算与实测结果的比较
2.2Fe－Si－C熔体
2.2.1计算模型
2.2.2计算结果及讨论
2.2.3结论
2.3Ca－Al－Si熔体
2.3.1结构单元和计算模型
2.3.2计算与实测结果的比较
2.4FeC－O熔体
2.4.1结构单元和计算模型
2.4.2计算结果及讨论
2.4.3结论
2.5Fe－i－P熔体
2.5.1Fe－C－P熔体
2.5.2Fe－Mn－P熔体
2.5.3Fe－Si－P熔体
2.5.4结论
参考文献
第二部分炉渣熔体
第3章关于炉渣结构的共存理论
3.1二元系含化合物炉渣熔体
3.1.1CaO－SiO2熔体
3.1.2MgO－SiO2熔体
3.1.3MnO－SiO2熔体
3.1.4Na2O－SiO2熔体
3.1.5CaO－Al2O3熔体
3.1.6MnO－TiO2熔体
3.1.7CaO－B2O3熔体
3.1.8PbO－SiO2熔体
3.2含饱和相的炉渣熔体
3.2.1CaO－SiO2渣系
3.2.2MnO－SiO2渣系
3.2.3MgO－SiO2渣系
3.2.4FeO－Fe2O3－SiO2熔体
3.3二元氧化物固溶体
3.3.1计算模型
3.3.2计算结果与讨论
3.3.3结论
参考文献
第4章三元系炉渣熔体
4.1FeO－Fe2O3－SiO2熔体
4.1.1结构单元和计算模型
4.1.2计算结果
4.1.3结论
4.2FeO－Fe2O3－TiO2熔体
4.2.1结构单元和计算模型
4.2.2计算与实测结果的比较
4.3FeO－Fe2O3－B2O3熔体
4.3.1结构单元的确定和计算模型的建立
4.3.2计算结果
4.4CaO－FeO－Fe2O3熔体
4.4.1结构单元及计算模型
4.4.2计算结果
4.5CaO－Al2O3－SiO2熔体
4.5.1计算模型
4.5.2计算结果与讨论
4.5.3结论
4.6CaO－FeO－SiO2熔体
4.6.1结构单元和计算模型
4.6.2计算结果与讨论
4.6.3结论
4.7FeO－Fe2O3－Al2O3熔体
参考文献
第5章多元熔渣氧化能力的计算模型
5.1CaO－FeO－Fe2O3SiO2熔渣（1258～1370℃）
5.1.1结构单元和计算模型
5.1.2计算结果
5.2CaO－MgO－FeO－Fe2O3－SiO2－S熔渣（1550～1650℃）
5.2.1结构单元和计算模型
5.2.2计算结果
5.3结论
参考文献
第6章渣钢间锰的分配平衡
6.1FeO－MnO－MgO－SiO2渣系的结构单元和作用浓度的计算模型
6.1.1结构单元
6.1.2计算模型
6.2计算结果与讨论
6.3结论
参考文献
第7章多元熔渣的脱硫能力
7.1计算模型
7.1.1MgO－FeO－Fe2O3渣系和铁液间硫的分配
7.1.2CaO－MgO－FeO－Fe2O3－SiO2渣系和铁液间硫的分配
7.2计算结果和讨论
7.2.1MgO－FeO－Fe2O3渣系和铁液间硫的分配
7.2.2CaO－MgO－FeO－Fe2O3－SiO2渣系和铁液间硫的分配
7.2.3对计算结果的讨论
7.3结论
参考文献
第8章多元熔渣的脱磷能力
8.1如何用共存理论处理脱磷问题
8.2FeO－Fe2O3－P2O5三元渣系
8.2.1结构单元
8.2.2模型的建立
8.2.3计算结果
8.2.4讨论
8.2.5结论
8.3MgO－FeO－Fe2O3－P2O5四元系脱磷能力的计算
8.3.1结构单元
8.3.2计算模型
8.3.3计算结果
8.3.4结论
8.4CaO－MgO－FeO－Fe2O3－P2O5五元渣系的计算
8.4.1结构单元
8.4.2计算模型
8.4.3计算结果
8.4.4结论
8.5CaO－MgO－FeO－Fe2O3－P2O5－SiO2渣系的脱磷能力
8.5.1计算模型
8.5.2计算结果
8.5.3结论
8.6CaO－MgO－FeO－MnO－Fe2O3－P2O5－SiO2渣系的脱磷能力
8.6.1计算模型
8.6.2计算结果
8.6.3结论
8.7CaO－MgO－FeO－Na2O－Fe2O3－P2O5－SiO2渣系的脱磷能力
8.7.1计算模型
8.7.2计算结果
8.7.3结论
8.8本章结论
参考文献
第9章炉外精炼过程中钢液脱氧最佳炉渣碱度
9.1CaO－MgO－FeO－Al2O3－SiO2系精炼渣氧化能力的计算模型
9.2计算结果及讨论
9.2.1（FeO）
9.2.2（MgO）
9.2.3（Al2O3）
参考文献
第三部分熔盐和熔锍
第10章熔盐作用浓度计算模型的初探
10.1计算模型
10.1.1含固溶体二元熔体
10.1.2含共晶体二元熔体
10.1.3含复杂化合物的二元熔体
10.2计算结果与讨论
10.2.1含固溶体二元熔体
10.2.2含共晶体二元熔体
10.2.3含复杂化合物的二元熔体
10.3结论
参考文献
第11章熔锍作用浓度计算模型的初探
11.1计算模型
11.1.1含共晶体二元熔体
11.1.2含复杂化合物的熔体
11.2计算结果和讨论
11.2.1含共晶体二元熔体
11.2.2含共晶体三元熔体
11.2.3含复杂化合物的熔体
11.3结论
参考文献
第四部分冶金熔体热力学性质总结及计算方法和程序
第12章二元冶金熔体热力学性质与其相图类型的一致性（或相似性）
12.1含复杂化合物的熔体
12.1.1金属熔体
12.1.2炉渣熔体
12.1.3熔盐
12.1.4熔锍
12.2含包晶体冶金熔体
12.2.1金属熔体
12.2.2炉渣熔体
12.2.3熔盐
12.3含饱和相的熔体
12.3.1金属熔体
12.3.2炉渣熔体
12.4含共晶体熔体
12.5含固溶体熔体
12.6结论
参考文献
第13章计算方法和程序
13.1计算方法
13.1.1一元高次方程
13.1.2二、三元高次方程
13.1.3多元高次方程组
13.2计算程序
13.2.1弦截法
13.2.2行列式法
13.2.3高斯消去法
13.2.4全选主元松弛迭代法
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计充满了科技感和厚重感，那深邃的蓝色背景如同浩瀚的宇宙，又像是熔融的金属液，给人一种神秘而又充满力量的联想。书名的字体选择非常有讲究，既体现了严谨的科学态度，又不失一丝艺术的韵味。我是在一个学术研讨会后，偶然在展台看到的这本书。当时许多参会者都在围绕着它进行交流，话题的专业性让我有些望而却步，但我也能感受到大家对这本书的推崇和好奇。其中一位教授提到，这本书为理解某些复杂的材料性能提供了新的视角，让他受益匪浅。虽然我当时没有机会深入了解书的具体内容，但仅仅从周围人的反应和封面的设计，我就能判断出这是一本非常有分量的学术著作。我个人对科学探索充满热情，尤其喜欢那些能够触及事物本质的知识。这本书所散发出的这种专业、严谨而又富有启发性的气息，正是吸引我的地方。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，一种沉静而又充满力量的金属质感，让人联想到工业的力量和科学的严谨。封面上那深邃的蓝色背景，搭配着烫金的字体，显得既专业又有一种经典的感觉。我特别喜欢那种字体，既有现代感又不失历史的厚重，仿佛预示着这本书将带领我们走进一个古老而又充满智慧的领域。书的厚度也适中，拿在手里不会觉得笨重，但又能感受到内容的扎实。我是在一家颇具格调的书店里偶然瞥见的，当时周围的空气都仿佛因为这本书的存在而变得有些许不同，带着一种知识的光晕。店员也向我推荐过，说这本书是他们店里比较受学术界人士青睐的读物，尤其是对于那些对材料科学和工程领域有着深入研究的读者来说，更是一种不可多得的宝藏。虽然我本人对这个领域并非十分精通，但仅仅是这份封面传递出来的专业度和品质感，就足以让我对它产生浓厚的兴趣，忍不住想要翻阅一下，看看它究竟蕴含着怎样的知识和魅力。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对材料科学一直抱有浓厚兴趣的业余爱好者，平时也喜欢阅读一些相关的科普读物。当我在书店的科技类区域发现这本书时，我被它那低调而又透露着专业深度的封面所吸引。书名“冶金熔体”虽然听起来有些专业，但“计算热力学”这几个字则让我联想到精确的计算和严谨的科学方法，这正是我想深入了解的。我没有立即购买，而是花了一些时间仔细观察。我注意到书的装帧非常精美，纸张的质感也很好，翻阅起来有一种沉甸甸的厚重感，这让我觉得书中的内容一定也很扎实。虽然我担心里面的专业性会比较强，但正是这种挑战性的专业性，反而激起了我的求知欲。我希望能通过阅读这本书，能够对冶金熔体这一特定领域有更深刻、更系统的认识，甚至能从中获得一些启发，将它与我已有的知识联系起来。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次看到这本书时，脑海中立刻浮现出各种关于物质变化的宏大想象。书名的“冶金熔体”四个字，就充满了热力和能量的暗示，仿佛能听到高炉中金属咆哮的声音，或是看到液态金属在精密仪器中流动的美妙景象。封面的配色，我个人觉得非常有匠心，既有代表着高温和能量的暖色调，又用沉稳的冷色调来平衡，形成一种既热情又克制的视觉冲击力。我不太懂其中的专业术语，但从书名和封面，我能感觉到这本书不仅仅是关于某个具体的工艺流程，更是一种对物质内在规律的探索，是对如何通过控制能量来改变物质形态的深入思考。我一直认为，真正的科学书籍，不仅要传递知识，更要激发读者的好奇心和想象力，让人们在学习的过程中，也能感受到科学的魅力和奥秘。这本书，无疑在这方面做得相当成功。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，最先映入眼帘的是它那简洁而又充满质感的装帧。封面上没有花哨的图案，只有一个沉稳的色调和清晰的书名，这种风格反而让我觉得非常安心，仿佛它就应该这样，用最直接的方式呈现其核心价值。书的纸张触感也很棒，不是那种过于光滑的，而是带着一点微微的粗糙，翻阅起来有一种纸张特有的书香气息，让人觉得非常舒服。我注意到书的排版也很考究，字体大小适中，段落之间的留白也恰到好处，阅读起来不会感到压抑，眼睛不容易疲劳。虽然我还没深入阅读，但仅仅是这种细致的装帧和排版，就足以看出作者和出版社在制作这本书时所付出的心血和专业精神。这是一种对知识本身的尊重，也让我对书中内容的品质有了更高的期待。我个人比较看重书籍的整体体验，从外观到手感，再到阅读的舒适度，都是影响我是否愿意深入阅读的重要因素。而这本书，无疑在这几个方面都做得相当出色，给我留下了非常深刻的第一印象。

评分☆☆☆☆☆