冶金概论-1绪论46页-BD精品PPT课件
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冶金概论[1]
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结构钢 工具钢
特殊性能钢
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冶金概论[1]
（3）铁合金：
铁与一种或几种元素组成的中间合金，用于炼钢脱氧及合金化
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冶金概论[1]
2)钢铁副产品
(1)炉渣 炉料冶炼过程中不能进到金属中的S-化物,O-化物
等形成的熔融体,主要成分: CaO,MgO,SiO2, Al2O3,MnO,FeO, P2O5, CaS 等。
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冶金概论[1]
3）我国能源使用情况
据资料统计,我国的能源开采回收率 只有32%, 能源加工、转换和储存的 效率为70.3%, 终端能源利用率平均为 42%, 这表示所生产能源中得到利用 的只占29%。
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冶金概论[1]
4）我国单位产值能耗
据资料统计，我国每百万美元的单位 产 值 能 耗 为 1172 吨 油 当 量 ， 远 高 于 日 本（162）、德国（229）、英国（292） 和美国（384）等发达国家的数值，也 远高于世界平均水平（397）。
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冶金概论[1]
中国冶金的辉煌历史
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冶金概论[1]
1.4 现代冶金过程—冶炼过程
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冶金概论[1]
现代冶金过程—轧钢过程
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冶金概论[1]
1.5 钢铁产品及副产品
1)钢铁冶炼产品
（1）生铁：
炼钢生铁[Si]≤1.25%
铁与C、Si、Mn、P、S组成的合金，主要由高炉生产
• 矿产资源人均占有量只有世界平均水平的 58%，排世界第53位;
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冶金概论[1]
在13种主要金属原料的地区分布前五位排名上，我 国除锡（占14.8%）和钼（占6.0%）外，其余都榜上 无名。
武科大冶金概论-PPT课件
02 冶金原料与预处理
原料种类及特点
矿石
包括铁矿石、锰矿石、铬 矿石等，是冶金工业的主 要原料，具有不同的成分 和物理性质。
废钢
是钢铁冶金的重要原料之 一，具有来源广泛、成本 低廉、节能环保等优点。
合金料
如硅铁、锰铁、铬铁等， 用于调整钢液成分，提高 钢材性能。
原料预处理方法
选矿
通过物理或化学方法将矿石中有用矿 物与脉石矿物分离，提高原料品位。
中国环境保护政策发展
中国政府高度重视环境保护工作，制定了一系列法律法规和政策文 件，推动环境保护事业不断向前发展。
钢铁行业环保政策要求
钢铁行业作为高污染、高能耗行业之一，面临着更加严格的环保政 策要求，包括排放标准、能源消耗限额等方面的规定。
资源循环利用途径探讨
钢铁企业资源循环利用现状
钢铁企业在资源循环利用方面已经取得了一定的成果，但仍存在一些问题，如资源利用效 率不高、废弃物排放量大等。
包括铁矿石、焦炭、石灰石等原料的 选矿、破碎、配料和混合等预处理环 节。
高炉冶炼
在高炉内通过还原反应将铁矿石中的 铁元素还原出来，同时生成炉渣和煤 气。
炼钢
将生铁和废钢作为原料，通过氧化反 应去除杂质，调整钢的成分和温度， 最终得到符合要求的钢水。
连铸
将钢水连续注入水冷结晶器中，使钢 水凝固成坯，再经过切割、矫直等工 序得到成品钢材。
发展趋势和前景展望
冶炼技术不断创新
随着科技的发展，有色金属冶炼技术也在不断创新，如连 续冶炼、自动化控制等技术的应用，提高了冶炼效率和产 品质量。
资源综合利用水平提高
为了提高资源利用率和降低生产成本，有色金属冶炼过程 中越来越注重资源的综合利用，如从冶炼废渣中回收有用 金属等。
冶金工程概论
第1章绪论1.1金属及其分类人类最早使用的金属——黄金。
铜是人类最早发现和使用的金属之一，距今8000年以前，人类已经使用铜。
铅也是人类史前金属，炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期。
锡也是古老金属，最初是在熔炼自然铜和锡矿石或处理锡铜矿石的混合物偶然获得锡铜合金（锡青铜）－构成了人类古代文明的青铜器时代。
锌在古代是被人类制成黄铜作装饰品应用。
我国是最早掌握炼锌技术的国家，大概在北宋末年（12世纪初）已使用了金属锌。
镍是既古老又年轻的金属。
古代埃及、中国、巴比伦人都曾用含镍很高的陨铁制作器物。
古代云南生产的白铜中含镍很高，在欧洲曾经称这种白铜为“中国银”。
而到了1751年，瑞典矿物学家克朗斯塔特（A.F.Cronstedt）才分离出金属镍，而且镍用于工业上是近一百多年的事。
西方分为：铁和非铁金属。
苏联、中国：黑色金属和有色金属。
黑色金属通常指铁，锰、铬及它们的合金（主要指钢铁）。
锰和铬主要应用于制合金钢，而钢铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，所以把铁、锰、铬及它们的合金叫做黑色金属。
这样分类，主要是从钢铁在国民经济中占有极重要的地位出发的。
有色金属通常是指除黑色金属以外的其他金属。
有色金属可分为四类：（1）重金属，如铜、锌、铅、镍等；（2）轻金属，如钠、钙、镁、铝等；（3）贵金属，如金、银、铂、铱等；（4）稀有金属，如锗、铍、镧、铀等。
轻金属密度在4.5 g·cm-3以下的金属叫轻金属。
例如钠、钾、镁、钙、铝等。
周期系中第ⅠA、ⅡA族均为轻金属。
重金属一般是指密度在4.5 g·cm-3以上的金属叫重金属。
例如铜、锌、钻、镍、钨、钼、锑、铋、铅、锡、镉、汞等，过渡元素大都属于重金属。
贵金属贵金属通常是指金、银和铂族元素。
这些金属在地壳中含量较少，不易开采，价格较贵，所以叫贵金属。
这些金属对氧和其他试剂较稳定，金、银常用来制造装饰品和硬币。
稀有金属稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。
冶金概论培训课程PPT课件( 47页)
中国 10.55 10.44
1.0
中国年粗钢产量增长情况
粗钢产量/Mt .a-1
50036.436Fra bibliotek450
中国粗钢占全球粗钢产量的比例
489.00 33.79
中国粗钢产量
400
30.9
418.78 32
28
350
25.8
349.36
22.9
24
300
20.1
250
17.85
272.80
20
14.7715.66
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
年代
/00:07:55
18
1.3 钢铁冶炼
磁 铁 矿
赤 铁 矿
/00:07:55
线 材
板 材
19
钢铁生产的两个典型流程
高炉炼铁
烧结/球团 — 高炉—转炉—连铸机—轧机
非高炉炼 铁
长流程
直接还原或熔融还原—电炉—连铸机—轧机
16
200
12.2512.72 13.41
15.40
202.31
11.2
12.61 13.63
181.55
12
150 8.48 9.63
123.35 108.91
151.63
100
71.00
89.54 95.36 92.61 101.24
127.64 114.56
8 4
50 65.35 80.93
0
冶金概论
An introduction to Metallurgy
武汉科技大学冶金工程系
课程教学目的
1、绪论 冶金工业概论精要教学课件
从历史到未来
人类社会按其所用的基础材料命名已经从石器时 代、青铜器时代走到了铁器时代。
自工业革命以来 ,钢铁材料一直在经济建设和现 代文明中起着十分重要的作用 ,即使在各类新材 料层出不穷的今天 ,其它材料亦不可能全面而经 济地取代钢铁的地位。
Anhui U6niversity of Technology
Anhui University of Technology
过去的2010和现在的2011
2010年，中国钢铁产量再创历史记录， 首次突破6亿吨大关。中国钢铁工业协会统 计数据，2010年中国生产粗钢近6近甚至突破7亿吨 。
Anhui University of Technology
绪论
讲授教师：朱宝忠
Anhui University of Technology
Anhui University of Technology
2 冶金的基本概念
1) 冶金的概念： 冶金是研究如何经济地从矿石或其他原
料中提取金属或金属化合物，并采用各种 加工方法制成具有一定性能的金属材料的 科学。
Anhui U4niversity of Technology
生铁与钢的比较
铁的合金
生铁
C%
2%－4.3%
其它杂质 机械性能
Si、Mn、S、P （较多）
质硬而脆、 无韧性
机械加工
可铸不可锻
钢
0.03%－2%
Si、Mn、S、P （较少）
坚硬、韧性大、 可塑性好。
可铸、可锻、 可压延
Anhui U5niversity of Technology
5、近代钢铁冶炼
低吹空气转炉的发明 平炉时代 电弧炉的发明 氧气转炉时代
铁冶金概论课件
0
1980
2000 22
5）我国能源消耗增长率
近三十年，我国GDP年平均 增长率为9.5%，而相应的能源消 耗增长率仅为4.2%,不到GDP年 平均增长率的一半（44%）。
23
6）钢铁工业能源消耗比例
钢铁工业是能源和资源密集 型产业, 例如能源消耗约占世界总 能耗的10%。我国钢铁工业在上 世纪七十年代时占全国总能耗的 13%—14%，从八十年代起有所 降低，但也在10%以上。
21
每万元GDP的能耗从1980年的7.98吨标煤降低到 2002年的2.63吨标煤,减少了近2/3;每吨标煤所创 造的GDP从1980年的2335元提高到2000年的 6880元。
每万元GDP能耗（吨标煤） 吨标煤创造产值（元）
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
1980
2002
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
3
第一部分:绪论
• 1.1 冶金的基本概念 • 1.2 冶金的相关学科 • 1.3 冶金工业发展史 • 1.4 现代冶金过程 • 1.5 钢铁产品及副产品 • 1.6 钢铁资源与能耗 • 1.7 冶金中的耐火材料 • 1.8 钢铁工业发展现状 • 1.9 环保、循环经济与钢铁可持续发展
4
1.1 冶金的基本概念
16
1.6 钢铁资源与能耗
1）我国主要自然资源现状
• 我国的四类基本资源中，耕地、淡水人均 占有量只分别相当于世界平均水平的1/3 和1/4，森林和草地只分别相当于世界平 均水平的1/7和1/3；
• 能源资源中，煤炭、石油和天然气的人均 探明储量分别只有世界平均水平的1/2、 1/10和1/20。
冶金概论
1980
2000 22
5）我国能源消耗增长率
近三十年，我国GDP年平均 增长率为9.5%，而相应的能源消 耗增长率仅为4.2%,不到GDP年 平均增长率的一半（44%）。
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6）钢铁工业能源消耗比例
钢铁工业是能源和资源密集 型产业, 例如能源消耗约占世界总 能耗的10%。我国钢铁工业在上 世纪七十年代时占全国总能耗的 13%—14%，从八十年代起有所 降低，但也在10%以上。
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每万元GDP的能耗从1980年的7.98吨标煤降低到 2002年的2.63吨标煤,减少了近2/3;每吨标煤所创 造的GDP从1980年的2335元提高到2000年的 6880元。
每万元GDP能耗（吨标煤） 吨标煤创造产值（元）
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
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8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
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第一部分:绪论
• 1.1 冶金的基本概念 • 1.2 冶金的相关学科 • 1.3 冶金工业发展史 • 1.4 现代冶金过程 • 1.5 钢铁产品及副产品 • 1.6 钢铁资源与能耗 • 1.7 冶金中的耐火材料 • 1.8 钢铁工业发展现状 • 1.9 环保、循环经济与钢铁可持续发展
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1.1 冶金的基本概念
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1.6 钢铁资源与能耗
1）我国主要自然资源现状
• 我国的四类基本资源中，耕地、淡水人均 占有量只分别相当于世界平均水平的1/3 和1/4，森林和草地只分别相当于世界平 均水平的1/7和1/3；
• 能源资源中，煤炭、石油和天然气的人均 探明储量分别只有世界平均水平的1/2、 1/10和1/20。
冶金概论
冶金工程概论ppt课件
更没有单一的矿床，常以微量杂质形态存在于其它矿物的 晶格中。 稀土金属；包括镧系元素和化学性质近似的钪和钇共17个 元素。稀土并不似土，也不稀少，地壳中含量比Pb,Zn,Sn 等多几十倍，但物化性质非常近似，总是相互伴生；所有 提取单独的纯金属或其化合物都相当困难。 稀有放射性金属；习惯上不视为普通提取冶金的对象。
电热冶金；利用电能转变成热能，在高温 下提炼金属，本质与火法冶金相同。
电化学冶金；用电化学反应使金属从含金 属的盐类的水溶液或熔体中析出。
水溶液电解；如铜的电解精炼和锌的电解 沉积，属湿法冶金。
熔盐电解；如铝电解，属火法冶金。
精选 环保 处理低品位矿 综合利用
1
重金属；密度大于6g/cm3,如Sb（6.2）,Zn (7.14),Cu (8.95),Pb (11.34),Hg (14.2)。其产量大，用途广，价 格低，又称常用有色金属或贱金属。火法加湿法 提取。
轻金属；密度小于4.5g/cm3,Al（2.7）,Mg (1.74).比 重金属化学性质活泼，提取较困难，采用熔盐电 解或金属热还原。
贵金属；价格比常用金属贵而得名，如Au,Ag,Pt族 等。与其它金属区别在于其化学活性很低，不与 氧起反应，故又称惰性金属。小部分从矿石中提 出，大部分从Cu,Ni,Pb,Zn冶炼过程的付产品（阳 极泥）中回收。
精选编辑ppt
2
稀有金属；已知的93种金属元素中约占60种。这类金属中 有的地壳丰度小，天然资源少；有的地壳丰度大，但赋存 状态分散，不易经济的提取，有的物化性质上近似不易分 离成单一金属。故制取和使用得很少，得名为稀有金属。 其提取方法多种多样。
液固分离：将残渣与浸出液组成的悬浮液分离成液相和 固相的湿法冶金单元过程。主要用物理方法和机械方法， 如重力沉降，离心分离，过滤等。
电热冶金；利用电能转变成热能，在高温 下提炼金属，本质与火法冶金相同。
电化学冶金；用电化学反应使金属从含金 属的盐类的水溶液或熔体中析出。
水溶液电解；如铜的电解精炼和锌的电解 沉积，属湿法冶金。
熔盐电解；如铝电解，属火法冶金。
精选 环保 处理低品位矿 综合利用
1
重金属；密度大于6g/cm3,如Sb（6.2）,Zn (7.14),Cu (8.95),Pb (11.34),Hg (14.2)。其产量大，用途广，价 格低，又称常用有色金属或贱金属。火法加湿法 提取。
轻金属；密度小于4.5g/cm3,Al（2.7）,Mg (1.74).比 重金属化学性质活泼，提取较困难，采用熔盐电 解或金属热还原。
贵金属；价格比常用金属贵而得名，如Au,Ag,Pt族 等。与其它金属区别在于其化学活性很低，不与 氧起反应，故又称惰性金属。小部分从矿石中提 出，大部分从Cu,Ni,Pb,Zn冶炼过程的付产品（阳 极泥）中回收。
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2
稀有金属；已知的93种金属元素中约占60种。这类金属中 有的地壳丰度小，天然资源少；有的地壳丰度大，但赋存 状态分散，不易经济的提取，有的物化性质上近似不易分 离成单一金属。故制取和使用得很少，得名为稀有金属。 其提取方法多种多样。
液固分离：将残渣与浸出液组成的悬浮液分离成液相和 固相的湿法冶金单元过程。主要用物理方法和机械方法， 如重力沉降，离心分离，过滤等。
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开采方法：
为了经济而有效地开发地下资源，需根据矿床所处的 地理位置、埋藏条件以及国民经济发展的需要，进行 可行性的技术经济分析，选择合理的开采方法。
露天开采：如果矿床埋藏得比较浅时可采用露天开采， 以台阶的方式一层一层地向下开采，剥离岩石到达矿 体，然后再以台阶方式开采矿石。露天采矿的步骤主 要包括矿区的地面准备、矿山基本建设、剥离岩石和 每种类型的金属的性质、及其冶炼方法都有其特殊性。 黑色金属：冶炼方法均为火法。 重金属：可分为火法和湿法冶炼。
轻金属：密度小、活性大，多采用熔盐电解法和金属热还原 法生产。
贵金属：一部分可由矿石提取，大部分都是从铜、镍、铅、 锌冶炼厂的副产品（阳极泥）中回收的。
稀有金属：分散、没有富集的矿床，难于开采和冶炼。 有的熔点高，硬度大，耐腐蚀；有的没有形成单独
一、火法冶金
定义： 在高温条件下，使矿石或精矿中的有用矿物部分或全部 在高温条件下进行一系列的物理化学反应，达到提取、 提纯金属与脉石和其它杂质分离的目的。 高温的获得： 燃料、自身反应，电能 地位：火法冶金在金属冶炼中占主导地位。
二、湿法冶金
在低温下（一般低于100℃，现代湿法冶金的高温高 压过程，200℃～300℃）用溶剂来处理矿石和精 矿，并在低温溶液中进行一系列的物理化学反应， 达到提取、提纯金属与脉石和其它杂质分离的目 的。
的矿床，只能从化工厂和冶金厂的废料中提取；有的提取 异常困难；有的含有放射性。所以稀有金属的冶炼方法多 种多样。
定义
冶金：是一门研究如何经济地从矿石或精矿和其它材料中 提取金属，并使之经过加工处理，适用于人类的科学。 广义的冶金包括矿石的开采、选矿、冶炼和金属加工。由 于科学技术的进步和工业的发展，采矿、选矿和金属加工 已形成一门独立的学科。因而目前的冶金是指矿石或精矿 的冶炼。 又称： 化学冶金：主要采用的是化学的方法。 提取冶金：从矿石或精矿中提取金属。 冶金方法是多种多样的，根据冶炼方法的不同，大致可分为 三类：火法冶金、湿法冶金、电冶金。
钢铁冶金学(炼钢学)PPT课件
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1.3.4 钢中的气体
钢液中的气体会显著降低钢的性能，而且容易 造成钢的许多缺陷。钢中气体主要是指氢与氮， 它们可以溶解于液态和固态纯铁和钢中。 氢在固态钢中溶解度很小，在钢水凝固和冷却 过 程 中 ， 氢 会 和 CO 、 N2 等 气 体 一 起 析 出 ， 形 成皮下气泡中心缩孔、疏松、造成白点和发纹。
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11
炼 钢 方 法（6）
瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹 转炉炼钢的试验，并获得了成功。1952 年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城 (Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹 转炉车间并投入生产，所以此法也称为
LD法。美国称为BOF法（Basic Oxygen Furnace）或BOP法。
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23
1.3.1 钢中的磷
对于绝大多数钢种来说磷是有害元素。钢中磷的 含量高会引起钢的 “冷脆”，即从高温降到0℃ 以下，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接 性能与冷弯性能变差。
磷是降低钢的表面张力的元素，随着磷含量的增 加，钢液的表面张力降低显著，从而降低了钢的 抗裂性能。
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39
钢中加入适量的铝，可生成稳定的AlN，能够 压抑Fe4N生成和析出，不仅改善钢的时效性， 还可以阻止奥氏体晶粒的长大。氮可以作为合 金元素起到细化晶粒的作用.在冶炼铬钢，镍铬 系钢或铬锰系等高合金钢时，加入适量的氮， 能够改善塑性和高温加工性能。
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40
1.3.5 钢中的夹杂
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16
LD- Q- BOP
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17
炼 钢 方 法（9）
我国首先在 1972-1973 年 在沈阳第一炼钢 厂成功开发了全 氧侧吹转炉炼钢 工艺。并在唐钢 等企业推广应用。
冶金工程pptch1课件内容
2、材料的过程和工艺。2,冶金工程冶金工程冶金工程也称为金属工艺或金属加工，是一种把金属物料加工成为 物品、冶金工程也称为金属工艺或金属加工，是一种把金属物料加工成为物品、零件、组件的工艺技术，包括了桥 梁、轮船等的大型零件，乃至引擎、零件、组件的工艺技术，包括了桥梁、轮船等的大型零件，乃至引擎、珠宝、 腕表的微小组件。（定义不精确，但后面引用的倒是比较全面贴珠宝、腕表的微小组件。（定义不精确，但后面引 用的倒是比较全面贴切。）基础理论为物理冶金学、冶金物理化学、冶金热力学；讨论领域切。）基础理论为物理 冶金学、冶金物理化学、冶金热力学；讨论领域为冶金反应工程、冶金热能工程、冶金技术、钢铁冶金、有色金属 冶金
石，烧陶窑为金属的冶铸预备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。在甘肃东乡县林烧陶窑为金属的 冶铸预备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。在甘肃东乡县林家马家窑文化遗址中发觉的距今约家马家 窑文化遗址中发觉的距今约5000年的青铜刀，以及在其他一些新石器晚期遗址中相年的青铜刀，以及在其他一些新
有坑冶食货志载唐前期有坑冶168处,
15、计银冶处，计银冶58处,铜冶处，铜冶96处，铁山处，铁山5处，锡山处，锡山2处，铅山处，铅山4处。处 。6.明清时期冶金业的进展明清时期冶金业的进展这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都
比唐宋时期有所增长，并生产白铜这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都比唐宋时期有所增长 ，并生产白铜（铜银锌合金）。银两逐步成为主要货币，银产量亦有增长。（铜银锌合金）。银两逐步成为主要货 币，银产量亦有增长。1.2.2近代钢铁冶炼技术的进展近代钢铁冶炼技术的进展历史上，西方钢铁生产技术长期落后 于中国。历史上，西方钢铁生产技术长期落后于中国。18世纪中期，工业革命世纪中期，工业革命在英国首先
石，烧陶窑为金属的冶铸预备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。在甘肃东乡县林烧陶窑为金属的 冶铸预备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。在甘肃东乡县林家马家窑文化遗址中发觉的距今约家马家 窑文化遗址中发觉的距今约5000年的青铜刀，以及在其他一些新石器晚期遗址中相年的青铜刀，以及在其他一些新
有坑冶食货志载唐前期有坑冶168处,
15、计银冶处，计银冶58处,铜冶处，铜冶96处，铁山处，铁山5处，锡山处，锡山2处，铅山处，铅山4处。处 。6.明清时期冶金业的进展明清时期冶金业的进展这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都
比唐宋时期有所增长，并生产白铜这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都比唐宋时期有所增长 ，并生产白铜（铜银锌合金）。银两逐步成为主要货币，银产量亦有增长。（铜银锌合金）。银两逐步成为主要货 币，银产量亦有增长。1.2.2近代钢铁冶炼技术的进展近代钢铁冶炼技术的进展历史上，西方钢铁生产技术长期落后 于中国。历史上，西方钢铁生产技术长期落后于中国。18世纪中期，工业革命世纪中期，工业革命在英国首先
冶金概论
８．熔盐电解：以熔盐作电解质的电解过程。
水溶液电解一般都在低于100℃的温度下进行， 而进行熔盐电解时，必须使电解质成为熔融体，因此， 过程是在高温下进行的。如电解生产铅的过程，就是 在约1000 ℃ 的温度下，电解冰晶石和氧化铝熔融体 的过程。 熔盐电解其主要用于制取轻金属如铅、镁、钙、 钠等。原因很简单，因它们化学活性很大，其对氧、 卤素和碳的化合物都很稳定。水溶液电解得不到金属。 有些稀有金属如铍、锂、钍、锆、钽也用熔盐电解制 取。
５．火法精炼：
就是用各种方法除去熔融粗金属中的杂质的精炼过程。根 据金属和杂质的不同特性，常用下列一些方法：加剂法、熔析 法、精馏法等。 加剂精炼就是向熔融的粗金属中加入一种或几种附加物质， 使杂质与附加物质生成不溶于金属的稳定化合物，并上浮成渣 而除去杂质的过程。如氧化熔炼、氯化熔炼、硫化熔炼等。 熔析精炼是将粗金属加热熔化后，在冷却的过程中，控制 温度，由于杂质与金属相互溶解及比重的不同，发生分层而达 到分离杂质的目的。例如粗铅熔析除铜。
７．水溶液电解：
水溶液电解就是在水溶液的电解质中，插入两个电极， 让电流通过电解质使其发生化学反应的过程。重有色金属 的电解过程大多采用水溶液电解法。 根据使用的阳极不同分为： 可溶阳极电解称为电解精炼； 不溶性阳极电解称为电积。 如铜的电解精炼，粗铜为阳极，纯铜为阴极。在硫酸 铜溶液中进行电解。在通电电解时，阳极粗铜逐渐溶解， 纯铜则阴极上沉积出来，达到了精练的目的，称电解精练。 又如锌的电积就是用铅板作成不溶阳极，对浸出过程中所 得到的硫酸锌溶液来进行电积，以便使溶液中的锌在阴极 上沉淀出来。
炼铜的步骤： （１）炉料制备 （炉料） （２）熔炼 （３）吹炼 （粗铜） （４）火法精炼 （阳极） （５）电解精炼
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1.2 钢铁工业
1.2.1 钢铁材料 1.2.2 钢(Steel)与生铁(Pig iron)的区别 1.2.3 钢铁冶炼技术发展简史 1.2.4 我国钢铁工业的发展
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1.2.1 钢铁材料
钢铁是使用最多的金属材料 原因：储量大；冶炼加工容易；综合性能好
预计未来几年钢铁产品在各行业中占的比例
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冶金学的分类
冶金学按研究的领域分：提取冶金学（化学 冶金学）和物理冶金学(physical metallurgy)（材料的加工成型，通过控 制其组成、结构使已提取的金属具有某种性 能）。
提取冶金（extractive metallurgy）： 从矿石中提取金属及金属化合物的过程，因 其中进行很多化学反应，又称化学冶金 （chemical metallurgy）。
冶金概论
An introduction to Metallurgy
课程教学目的
通过钢铁冶炼过程的基本原理、主要设备、 生产工艺及操作制度的学习，使从事与冶金 行业有关的非冶金专业学生对钢铁工业及钢 铁联合企业的生产过程有一个全面而概括的 了解，并初步掌握冶金的基本知识。
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第一章 绪论
法； 1864年法国人发明了平炉炼钢法(OH)； 1874年发明了空气底吹碱性转炉炼钢法； 20世纪初发明了电弧炉炼钢(EAF)； 20世纪中叶氧气顶吹转炉（LD法）。
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14 14
1.2.3 我国钢铁工业的发展
1996年，突破1亿吨； 1999年，产量世界第一； 2003年，突破2亿吨，世界唯一年产钢
主要内容
1.1 冶金基本概念 1.2 钢铁工业 1.3 钢铁冶炼 1.4 钢铁产品及副产品 1.5 钢铁工业能耗及能源 1.6 耐火材料 1.7 环境保护
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1.1 冶金基本概念
1.1.1 冶金学 1.1.2 火法冶金(Pyrometallurgy)主要过程简介
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11 11
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12 12
1.2.2 钢与生铁的区别
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1.2.3 钢铁冶炼技术发展简史
远古至13世纪末：半熔融状态的铁块—海绵 铁(sponge iron)；
13世纪末至19世纪中叶：熔融状态的生铁→ 粗钢，形成两步法炼钢；
19世纪中期至今 ： 1856年英国人发明了空气底吹酸性转炉炼钢
焙烧：以改变原料组成为目的的、在低于矿石 熔点温度下、在特定气氛中进行的冶金过程。
煅烧：在空气中以去CO2和水为目的的冶金过 程。
烧结与球团：以获得特定矿物组成、结构及性 能的造块。
熔炼：还原氧化物，提取粗金属。
精炼：氧化杂质，获得纯金属。
铸造：液态金属凝固成固态。
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99
202.31
11.2
12.61 13.63
181.55
12
150 8.48 9.63
123.35 108.91
151.63
100
71.00
89.54 95.36 92.61 101.24
127.64 114.56
8 4
50 65.35 80.93
0
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
46.65 32.90 29.57 31.42 22.73 16.08 11.90 12.02 13.05 10.43 9.65 10.34 10.44
16.4 12.4 8.3 -0.7 -0.9 18.5 26.1 21.7 5.5 7.8 13.1 4.4 1.0 17
中国年粗钢产量增长情况
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77
提取冶金的分类
按所冶炼金属类型分：
有色冶金
(Nonferrous metallurgy)
钢铁冶金（黑色冶金 ) (Ferrous metallurgy)
按冶金工艺过程不同分：
火法冶金 湿法冶金 电冶金
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88
1.1.2 火法冶金主要过程简介
干燥：去水，温度为400~600℃。
年代
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18 18
1.3 钢铁冶炼
磁 铁 矿
赤 铁 矿
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线 材
板 材
19 19
钢铁生产的两个典型流程
高炉炼铁
烧结/球团 — 高炉—转炉—连铸机—轧机
非高炉炼 铁
长流程
直接还原或熔融还原—电炉—连铸机—轧机
短流程
钢铁冶炼的任务是把铁矿石冶炼成合格的钢。
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粗钢产量/Mt .a-1
500
36.4
36
450
中国粗钢占全球粗钢产量的比例
489.00 33.79
中国粗钢产量
400
30.9
418.78 32
28
350
25.8
349.36
22.9
24
300
20.1
250
17.85
272.80
20
14.7715.66
16
200
12.2512.72 13.41
15.40
超过2亿吨的国家； 2004年，产量2.8亿吨； 2005年，产量3.5亿吨； 2006年，产量4.2亿吨。
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15 15
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16 16
全球部分钢厂产量排名
排名 2006 2005
1
1
公司 米塔尔
国家 荷兰
2006年 (百万吨)
2005年 (百万吨)
同比增长
63.66 49.89 27.6
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
9
26
16
18
17
22
18
16
24
24
25
27
26
25
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安赛乐 新日铁
JFE 浦项 宝钢 唐钢 鞍钢 沙钢 武钢 济钢 马钢 莱钢 首钢
卢森堡 日本 日本 韩国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国
54.32 33.70 32.02 31.20 22.53 19.06 15.00 14.63 13.76 11.24 10.91 10.79 10.55
55
1.1.1 冶金学
冶金学是一门研究如何经济地从矿石或其它 原料中提取金属或金属化合物，并用一定加 工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。 由于矿石性能不同，提取金属的原理、工艺 过程和设备不同，从而形成专门的冶金学 科—冶金学(Metallurgy)。
冶金学研究所涉及的内容：金属的制取，金 属的加工，金属性能的改进→对金属成分、 组织结构、性能和相关理论的研究。