《炼钢学研究方法》教材详细介绍了炼钢学相关研究方法和炼钢方向学生的基本科研素质要求，首先介绍了文献综述的撰写方法和常见的炼钢期刊网站；其次，介绍了实验的科学设计方法和数据的处理展示方法；接着，介绍了高温试验、材料表征、无话性质测定、钢材性能检测等实验方法；然后，介绍了热力学与动力学计算、物理模拟、数值模拟和机器学习的计算方法；最后，全面讲述了炼钢工业生产过程中铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸等方面的装备特点和工业试验研究方法。《炼钢学研究方法》可供钢铁冶金专业学生、教师和钢铁冶金行业的工程师、技术人员学习参考。
张立峰，1993年于重庆大学获得冶金工程本科学位，1998年于北京科技大学获得冶金工程博士学位。而后在日本、德国、挪威、美国五所大学从事教学科研工作。主要从事洁净钢和钢中非金属夹杂物及冶金过程模拟仿真研究。曾任挪威科技大学材料科学与工程系教授、密苏里科技大学材料科学与工程系副教授。2012年回国任北京科技大学冶金与生态工程学院教授、院长，2019年任燕山大学副校长。入选第四批国家“万人计划”创新领军人才、教育部“长江学者”特聘教授、国家杰出青年科学基金、中组部“青年千人”、科技部中青年科技创新领军人才、教育部首批“全国高校黄大年式教师团队”负责人。获光华工程科技奖青年奖、魏寿昆冶金青年奖，北京市、教育部、河北省、冶金学科技一等奖6项。获美国钢铁协会Richard J. Fruehan奖，英国皇家工程院杰出访问学者（Royal Academy of Engineering Distinguished Visiting Fellow）。出版与钢中非金属夹杂物相关的专著10本、学术论文500 余篇。获授权4项国际专利、35 项中国专利和10 项软件专利权。担任过国内外18个刊物编委或审稿委员会成员，受邀为120 多个刊物审理稿件。担任教育部高校教学指导委员会材料类专业教学指导委员会委员、中国科学技术协会第九第九次全国代表大会代表、中国金属学会炼钢分会副主任委员。
目 录 1 文献调研... 10 1.1 文献检索方法... 10 1.1.1 SCI英文文献检索... 10 1.1.2 EI文献检索... 11 1.1.3 中文文献检索... 12 1.1.4 特殊文献检索... 17 1.2 文献综述方法... 17 1.2.1 文献综述的目的... 17 1.2.2 文献综述的一般步骤... 18 1.2.3 文献综述中常见的问题... 20 1.3 常用钢铁冶金期刊网站... 21 1.3.1 钢铁冶金领域英文SCI期刊... 21 1.3.2 钢铁冶金领域中文期刊... 23 1.4 小结... 25 参考文献... 26 2 实验设计与数据处理... 1 2.1 实验设计方法... 1 2.1.1 简单比较实验... 1 2.1.2因子设计... 2 2.1.3全面实验... 3 2.1.4单因素优选... 5 2.1.5正交实验... 8 2.2数据处理方法... 10 2.2.1数据检验... 10 2.2.2误差分析... 12 2.2.3回归分析... 13 2.2.4图表展示... 16 2.3小结... 23 参考文献... 23 3 高温试验... 1 3.1 钢液脱氧实验... 1 3.2 合金扩散实验... 5 3.3 合金处理实验... 9 3.4 渣钢反应实验... 13 3.5 耐火材料侵蚀实验... 18 3.6 高温共聚焦显微镜原位观察氧化物冶金... 22 3.7 高温共聚焦显微镜原位观察夹杂物碰撞... 26 3.8 高温共聚焦显微镜原位观察夹杂物在渣中溶解... 34 3.9 Gleeble热模拟实验... 38 3.10 定向凝固实验... 46 3.11 热处理实验... 51 参考文献... 57 4 材料表征... 1 4.1 洁净化表征... 1 4.1.1 渣成分测试... 1 4.1.2 钢中氧、氮含量分析... 3 4.1.3 钢中碳、硫含量分析... 4 4.1.4 直读光谱法分析钢化学成分... 6 4.1.5 化学法分析钢成分... 7 4.1.6 平面上夹杂物定量分析... 8 4.1.7 夹杂物三维形貌分析... 10 4.2 均质化表征... 11 4.2.1 宏观偏析检测... 11 4.2.2 微观偏析检测... 16 4.2.3 铸坯裂纹检测... 17 4.3 细晶化表征... 20 4.3.1 凝固组织... 20 4.3.2 显微组织... 22 4.3.3 晶粒尺寸与晶粒取向表征... 23 参考文献... 25 5 熔体物性参数的测定... 1 5.1 熔点的测定... 1 5.1.1 实验目的... 1 5.1.2 实验方法... 1 5.1.3 测定实例... 2 5.2 结晶性能的测定... 3 5.2.1 实验目的... 3 5.2.2 实验方法... 3 5.2.3 测定实例... 5 5.3 表面张力的测定... 6 5.3.1 实验目的... 6 5.3.2 实验方法... 6 5.3.3 测定实例... 10 5.4 接触角的测定... 11 5.4.1 实验目的... 11 5.4.2 实验原理... 11 5.4.3 实验方法... 12 5.4.4 测定实例... 14 5.5 熔体的测定... 15 5.5.1 实验目的... 15 5.5.2 实验原理... 15 5.5.3 实验方法... 16 5.5.4 测定实例... 18 5.6 电导率的测试... 19 5.6.1 实验目的... 19 5.6.2 实验原理... 19 5.6.3 实验方法... 20 5.6.4 测定实例... 20 5.7 热膨胀系数的测定... 21 5.7.1 实验目的... 21 5.7.2 实验原理... 21 5.7.3 实验方法... 22 5.7.4 测定实例... 24 5.8 小结... 25 参考文献... 26 6 热力学与动力学计算... 1 6.1 炼钢过程热力学... 1 6.1.1 夹杂物生成优势区图... 1 6.1.2 钢液-渣-夹杂物平衡... 4 6.1.3 夹杂物熔点计算... 7 6.2 炼钢过程动力学... 9 6.3 小结... 26 参考文献... 26 7 物理模拟... 1 7.1 模拟原理... 1 7.2 KR搅拌墨水示踪实验... 4 7.2.1 实验背景及目的... 4 7.2.2 模型建立... 4 7.2.3 实验方法... 6 7.2.4 实验结果... 6 7.3 钢包吹氩混匀实验... 8 7.3.1 实验背景及目的... 8 7.3.2 模型建立... 8 7.3.3 实验方法... 10 7.3.4 实验结果... 13 7.4 RH真空精炼流场实验... 13 7.4.1 实验背景及目的... 13 7.4.2 模型建立... 14 7.4.3 实验方法... 15 7.4.4 实验结果... 17 7.5 中间包停留时间实验... 19 7.5.1 实验背景及目的... 19 7.5.2 模型建立... 19 7.5.3 实验方法... 21 7.5.4 实验结果与讨论... 21 7.6 结晶器卷渣实验... 23 7.6.1 实验背景及目的... 23 7.6.2 模型建立... 24 7.6.3 实验方法... 28 7.6.4 实验结果... 29 7.7 小结... 30 参考文献... 30 8 数值模拟... 1 8.1 物理模型前处理... 1 8.1.1 计算域的确定... 1 8.1.2 网格划分... 2 8.2 初始条件及边界条件... 3 8.3 钢液单相流流场计算... 4 8.3.1 研究对象... 4 8.3.2 计算模型... 5 8.3.3 典型后处理结果... 6 8.4 多相流流场计算... 7 8.4.1 研究对象... 7 8.4.2 计算模型... 8 8.4.3 典型后处理结果... 11 8.5 钢液传热及凝固计算... 13 8.5.1 研究对象... 13 8.5.2 计算模型... 15 8.5.3 典型后处理结果... 16 8.6 夹杂物分布计算... 19 8.6.1 研究对象... 19 8.6.2 计算模型... 20 8.6.3 典型后处理结果... 21 8.7 小结... 24 参考文献... 24 9 机器学习方法在炼钢过程的应用... 1 9.1 基于神经网络技术的精炼阶段钙收得率预测... 1 9.2 基于支持向量机技术的转炉脱磷效果聚类分析... 6 9.3 基于生成对抗网络技术的板形缺陷识别方法... 9 9.4 基于朴素贝叶斯技术的钢中非金属夹杂物分类分析... 14 9.5 小结... 17 参考文献... 17 10 工业试验... 1 10.1 铁水预处理... 1 10.1.1 KR法脱硫试验目的... 2 10.1.2 KR脱硫试验方案... 2 10.1.3 KR脱硫试验结果... 2 10.2 炼钢... 4 10.2.1 转炉试验目的... 6 10.2.2 转炉试验方案... 6 10.2.3 转炉试验结果... 6 10.3 炉外精练... 7 10.3.1 LF试验目的... 8 10.3.2 LF试验方案... 8 10.3.3 LF试验结果... 10 10.3.4 RH试验目的... 13 10.3.5 RH试验方案... 13 10.3.6 RH试验结果... 14 10.4 连铸... 14 10.4.1 试验目的... 15 10.4.2 试验方案... 16 10.4.3 连铸坯晶区分布... 16 10.4.4 连铸坯偏析分布... 18 10.5 小结... 21 参考文献... 22
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