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绪章绪论
2019年我国粗钢产量达9.96亿吨，占全世界粗钢总产量的53.3%。近年来，我国冶金行业进入高质量发展阶段，生产设备实现大型化，高品质钢生产关键技术逐步突破。未来，冶金行业的发展方向是高效化、绿色化和智能化。
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●0.1绪论
2019年我国粗钢产量达9.96亿吨，占全世界粗钢总产量的53.3%。近年来，我国冶金行业进入高质量发展阶段，生产设备实现大型化，高品质钢生产关键技术逐步突破。未来，冶金行业的发展方向是高效化、绿色化和智能化。
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第一章炼铁新技术
高炉炼铁依然是现在主要的炼铁方法，一方面高炉炼铁这些年来也取得了很多技术进步，比如高炉长寿、智能制造等，另一方面冶金技术人员也在尝试使用新的非高炉的方法，比如COREX、HISMELT等进行炼铁。本章主要和大家探讨炼铁新技术。
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●1.1炼铁新技术简介
钢铁联合企业，即长流程钢铁炼铁系统中铁前包括高炉、烧结和焦化，它的能耗占总能耗的90%以上，污染物排放占70%以上，针对炼铁系统的节能减排，目前有很多新的技术，本讲主要介绍氢能炼铁新技术和氧气高炉炼铁新技术。
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●1.2高强度高反应性铁焦
高炉冶炼离不开焦炭，但焦炭价格昂贵，且需要大量焦煤，生产过程中污染较大，因此，寻找焦炭功能的有效替代品对高炉炼铁节能减排意义重大。本讲主要介绍高强度高反应性铁焦的制备与高炉应用工艺。
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●1.3非高炉炼铁
高炉是主要的炼铁方法，但也存在着众多制约因素，为了摆脱焦煤资源短缺对发展的羁绊，适应日益提高的环境保护要求，降低钢铁生产能耗，以非焦煤为能源的非高炉炼铁技术，成为钢铁界的研究热点。本讲主要介绍了典型的非高炉炼铁工艺。
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第二章炼钢新技术
近年来，我国炼钢工艺技术取得显著进步，高效率、低成本洁净钢生产关键技术取得突破，炼钢工艺技术聚焦绿色化、品质化和智能化。本章重点介绍炼钢原料技术、喷射冶金技术以及高效连铸连轧技术等，以期提升炼钢品种质量，实现炼钢高效、绿色、低碳发展。
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●2.1转炉高废钢比冶炼技术
废钢是可以循环利用的铁资源，提高废钢比有利于钢铁企业大幅降低环境污染和综合能耗。随着废钢供给增加和节能环保要求日趋严格，行业对高效低耗转炉大废钢比技术需求日益迫切。废钢预热和炉内碳质高效燃烧是提升废钢比的关键技术。
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●2.2二氧化碳在炼钢中的应用
二氧化碳作为资源在钢铁冶金流程当中进行有效的应用，不仅能够达到降低 CO2 排放量的目的，同时还能减少钢铁生产成本，并使其产品质量得到有效的提升，二氧化碳在炼钢中具有广泛的应用前景。
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●2.3铁水和DRI在电炉炼钢中的应用
我国钢铁工业进入高质量发展阶段，电弧炉炼钢比例将进一步提高。电弧炉铁水热装技术和应用直接还原铁对缩短电弧炉冶炼周期、降低电耗，实现高效化冶炼具有显著作用。
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●2.4钢包底喷粉精炼技术
喷射冶金技术能够显著改善钢液内冶金反应的动力学条件，是一种高效、低成本洁净钢生产技术。本节重点介绍钢包底喷粉精炼技术，主要包括底喷粉元件的设计、底喷粉精炼动力学以及工业试验精炼效果等。
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●2.5中间包钢水温度控制技术
连铸过程中中间包钢液温度的均匀性和稳定性对实现恒拉速浇铸和提高连铸坯质量具有重要的影响。本节主要介绍中间包钢水温度控制技术，包括中间包等离子加热技术、中间包感应加热技术、中间包真空保温技术等。
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●2.6高效连铸连轧技术
随着炼钢、连铸技术的不断进步，钢铁生产流程逐渐向近终形、短流程方向发展。薄板坯连铸、薄带连铸，以及无头带钢生产等高效连铸连轧技术日趋成熟，与常规连铸-热轧生产流程相比，具有流程短、投资省、成本低等显著优势。
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第三章有色冶金新技术
介绍了微流体萃取、超声波强化、真空冶金、微生物冶金、离子液体和微波冶金等一些具有代表性的新技术在有色金属冶金行业中的应用，并重点讲解了微生物冶金、离子液体和微波冶金技术的工艺特点、原理和典型的应用案例。通过本章节介绍，以期为广大冶金科技工作者在有色金属冶金领域中推广应用相关新技术提供参考和启发。
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●3.1有色冶金新技术概述
介绍了微流体萃取、超声波强化、真空冶金等新技术的工作原理、特点以及应用领域等。
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●3.2微生物冶金技术
介绍了微生物冶金的工艺原理、技术特点以及微生物冶金的研究进展等。
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●3.3微生物冶金技术的应用
介绍了微生物冶金的应用方向，并举例说明了常用微生物在有色冶金过程中的工作原理和应用现状。
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●3.4离子液体技术
介绍了离子液体的特征、种类以及离子液体技术在冶金中应用的意义，概述了离子液体技术的在冶金中的发展历程等，并举例分析了几种典型的离子液体在冶金中的应用。
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●3.5微波冶金技术
介绍了微波冶金技术的发展、工作原理和工艺特点，详细分析了微波在冶金中的应用优势，并举例说明了微波在火法冶金和湿法冶金中的应用。
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第四章钢铁冶金智能制造新技术
随着工业4.0时代的开启，制造业进入了智能化的时代。钢铁冶金行业也在不断探索新的冶炼方式，摆脱“傻、大、黑、粗“的旧形象，迎来窗明几净的新时代！本章主要为大家讲解钢铁冶金智能制造的新技术。
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●4.1钢铁冶金智能制造新技术概述
2013年，德国提出了工业4.0的概念，为我们描绘了制造业的未来愿景。1996年，我国粗钢产量达到1亿吨，粗钢产量居世界第一。本讲主要介绍了工业1.0到工业4.0不同时代的特点以及钢铁冶金的发展概况。
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●4.2智能制造对钢铁行业的重要性
智能制造是制造业的发展主题。钢铁行业也需要通过智能制造完成智能化、绿色化的生产。通过智能制造，美国大河的钢铁公司实现了智能化、高效化和洁净化，提高了产品质量。本节主要介绍了智能制造对钢铁行业的重要性。
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●4.3钢铁行业智能制造简介
智能制造是钢铁企业“提智”的重要抓手，是提高资源利用效率重要保障。钢铁行业的智能制造并非某一个环节的智能制造，而是全流程，全工序，全环节的智能化生产和管理。本讲主要介绍了钢铁行业中存在的智能制造。
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●4.4模式识别简介
所谓模式识别的问题就是用计算的方法根据样本的特征将样本划分到一定的类别中去。模式识别是智能制造中的重要环节。而钢铁冶金生产也是基于生产中的各种反应表征反应过程。因此，在钢铁冶金过程中也存在大量的模式识别过程。本节主要介绍了模式识别在钢铁冶金智能制造中的应用。
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●4.5分类算法在钢铁智能制造中的应用
分类是模式识别中的一类重要算法。分类算法是一种有监督的学习算法。通过分类算法识别冶炼进行状态也是钢铁冶金中的重要应用。本节主要介绍了分类算法在钢铁智能制造中的应用。
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●4.6分类算法在钢铁智能制造中的应用
聚类是模式识别中的一类重要算法。聚类算法是一种无监督的学习算法。本节主要介绍了分类算法在钢铁智能制造中的应用。
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第五章冶金环保新技术
随着社会发展对环保要求的提高，冶金工业也进入绿色化的时代。冶金企业在生产的过程汇总，会产生大量的污染物，如何将这些污染物实现减量化、资源化和无害化处理，是当前冶金工作者的主要任务之一。本章主要为大家讲解冶金环保的新技术。
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●5.1烧结烟气处理技术
冶金企业在生产过程中，需要处理大量的物料，这些物料具有不同的物理、化学状态，在提炼主要金属的同时，也会产生大量的废弃物。本讲主要介绍了冶金企业中主要废弃物的特点及概况。
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●5.2含锌粉尘处理技术
钢铁企业在炼铁、炼钢以及轧钢等各工序会产生大量粉尘，约占到总钢产量的10%左右，其中部分粉尘含有较高的锌等有害元素，直接回配将使锌不断循环富集，导致高炉锌负荷超标，对生产顺行和安全长寿造成危害，因此如何有效处置含锌粉尘一直是业界的重要课题。
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●5.3转炉钢渣处理技术
钢渣是炼钢过程中的一种副产品，其产生率为粗钢产量的8%～15%。中国的钢渣产生量随着钢铁工业的快速发展而迅速递增，因此，钢铁企业对钢渣的有效处理和资源化利用问题也越来越受到重视。
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第六章特种冶金新技术
概括介绍了真空感应熔炼、真空电弧重熔、等离子熔炼、真空/气体保护/加压电渣重熔及电渣复合等典型特种熔炼技术的工艺原理、技术特点、应用领域及产品特征等，梳理了上述特种冶金技术在高品质特殊钢冶炼制备领域的作用及对国民经济发展的突出贡献。通过本章节介绍，以期为广大冶金科技工作者消化理解、推广应用及未来对相关技术的优化开发提供了参考和启发。
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●6.1真空感应熔炼
介绍了特种冶金技术的行业地位、产品特点及应用领域等，列举了几种典型的特种冶金技术，并着重介绍了真空感应熔炼技术的工作原理、技术优势、冶炼流程及操作要领等。
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●6.2真空电弧重熔
介绍了真空电弧（自耗）重熔的工艺原理、技术特点及主要产品并分析了真空电弧产品质量的影响因素。举例说明了真空电弧重熔在高温合金生产中的应用。
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●6.3等离子熔炼技术
介绍了等离子熔炼技术的装置结构、技术特点及多枪操作等离子电弧炉的基本特点。
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●6.4电渣连铸技术
针对传统电渣重熔技术单件生产、效率低、成本高的缺点，介绍了电渣连铸技术的工艺原理、装置结构及其生产应用实例，充分展现了电渣连铸的技术优势。
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●6.5电渣复合技术
介绍了几种典型的电渣复合技术，主要包括：采用自耗电极+旋转结晶器的旋转电渣熔铸复合；采用自耗电极+导电结晶器的新型电渣重熔复合；采用液态金属+导电结晶器的电渣液态浇注复合等，并简要分析 了几种技术的优缺点。
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●6.6加压及真空电渣熔炼
首先介绍了特殊气氛（真空/保护气氛/加压）电渣重熔技术的工艺原理、技术特点及应用领域，其次举例介绍了部分国内外相关特殊气氛电渣炉及其研制及应用单位，最后简要介绍了部分其他电渣熔炼技术，如电渣喷射成形技术、弧渣重熔技术等。
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第七章钢铁高新材料开发
本章从传统钢材及其分类和应用切入，简单介绍了耐蚀性海洋工程用钢、耐候性桥梁轨道用钢和抗菌不锈钢等几种钢铁高新材料的开发，并以新型非晶电工钢为例，详细介绍了其应用、制备、性能优势、发展历程和发展方向。从与冶金工艺结合的角度和新型材料制备工艺的角度介绍了非晶电工钢开发的新思路；并从计算材料学和大数据的角度探讨了机器学习在新型非晶电工钢开发中的应用。
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●7.1钢铁高新材料简介
讲述了传统钢材的分类和应用，并简单介绍了耐蚀性海洋工程用钢、耐候性桥梁轨道用钢、抗菌不锈钢和非晶电工钢等几种高性能钢铁新材料。
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●7.2新型非晶电工钢开发
详细介绍了非晶电工钢的制备、性能优势及其开发方法。