《冶金概论》

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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。

冶金概论

绪论【冶金】是一门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，并用各种加工方法制成一定性能的金属材料的科学。

地壳中的元素含量：【氧硅铝铁钙钠钾镁】【冶金方法】1.火法冶金（是指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金） 2.湿法冶金（是常温或低于100℃下，用溶剂处理属的过程。

矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。

） 3.电冶金（是利用电能提取和精炼金属的方法。

）【钢铁冶金主要用火法】钢铁工业在国民经济中的地位：评价一个国家的工业发达程度【钢铁产品的特点】1) 价格低廉2) 有较高的强度和韧性3) 易于加工制造4) 所需原料资源丰富5) 冶炼工艺成熟、效率高。

【钢铁工业的发展】底吹空气转炉的发明、平炉时代、电弧炉的发明、氧气转炉时代、直接还原和熔融还原。

中国既是钢铁大国，也是钢铁穷国：（1）2008年中国钢铁产量5.02亿吨，最大的钢铁生产国，最大的钢铁消费国，最大的铁矿石进口国（2）人均消费钢铁的数量低（其反映了一个国家经济发达程度）【钢铁生产基本流程】请同学们考前自己填写好铁矿粉造块Agglomeration of Iron Ore Fines铁矿石(Iron Ore)：凡是在一定技术条件下，可经济地提取出金属铁的岩石。

【铁矿石性质】（1）地壳中的Fe元素居第四位，占4.2%，由于以富集状态存在，故有开采价值。

（2）不存在纯金属状态的铁，而是以氧化物、碳酸盐、硫化物的形式存在。

（3）冶炼1吨生铁，约需铁矿石1.6~1.8吨。

【品味】单位体积或重量中有用物质组分的百分含量。

铁矿石>30%【分类：按矿物组成】磁铁矿(Fe3O4 理论含铁72.4%) 、赤铁矿(Fe2O3 理论含铁70%，生产最常用) 、褐铁矿(xFe2O3·yH2O，理论含铁55%~66%) 、菱铁矿(FeCO3 理论含铁48.3%)【分类：按含铁量高低】(1)富矿：实际含铁品位大于理论品位的70% （块矿：粒度为10~45mm ，粉矿：粒度小于8~10mm）2）贫矿：实际含铁品位低于理论品位的70% （选矿后得到精矿）中国铁矿石资源特点：贫矿多富矿少，共生矿多单矿少烧结法(Sintering)和球团法(Pelletizing)是应用最广泛的粉矿造块方法铁矿粉混匀作业（取样方法：平铺直取法）【目的】均匀同一种铁矿粉或不同种类铁矿粉之间的化学成分(主要是TFe和SiO )和粒度组成，使各种铁矿粉按烧结配料要求在原料场混匀，得到混匀矿。

冶金概论复习题及答案

1.冶金概论复习题及答案答：有色金属和黑色金属两类。

黑色金属包括：铁、铬、锰。

2.简述各种冶金方法及其特点？答：（1）火法冶金。

它是指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属的过程。

整个过程可分为原料预备、冶炼和精炼三个工序。

过程所需能源要紧靠燃料供给，也有依靠过程中的化学反应热来提供的。

（2）湿法冶金。

它是在常温或低于100℃下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其他杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。

由于绝大部分溶剂为水溶液，故也称水法冶金。

该方法包括浸出、分离、富集和提取等工序。

3.钢铁冶炼的任务是什么？答：在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料，用不同方法炼成合格的钢，再铸成钢锭或连铸坯。

4.提取冶金学和物理冶金学？答：提取冶金学：是研究如何从矿石中提取金属或金属化合物的生产过程，由于该过程伴有化学反应，故又称化学冶金。

物理冶金学：是通过成形加工制备有一定性能的金属或合金材料，研究其组成、结构的内在联系，以及在各种条件下的变化规律，为有效地使用和进展特定性能的金属材料服务。

它包括金属学、粉末冶金、金属铸造、金属压力加工等。

（3）电冶金:它是利用电能提取和精炼金属的方法。

按电能形式可分为两类：1) 电热冶金：利用电能转变成热能，在高温下提炼金属，本质上与火法冶金相同。

2）电化学冶金：用化学反应使金属从含金属的盐类的水溶剂或熔体中析出，前者成为溶液电解，如铜的电解冶炼，可归入湿法冶金；后者称为熔盐电解，如电解铝，可列入火法冶金。

5.钢铁与的区别答：钢和铁最全然的区别是含碳量不同。

生铁中含碳量大于2%，钢中含碳量小于2%。

钢的综合性能，专门是机械性能（抗拉强度、韧性、塑形）比生铁好得多，因而用途也比生铁广泛的多。

6.什么缘故要进行选矿？常用对选矿方法有哪几种？答：选矿的目的要紧是为了提高矿石品位；常用的方法有:重力选矿法、磁力选矿法、浮游选矿法。

冶金概论第一章

第一章、概述1.1. 金属及其分类1.1.1.金属：通常把元素周期表中具有光亮的金属光泽，很高的导热、导电性及良好的延展加工性的化学元素称为金属有色轻金属黑色金属稀有轻金属1.1.2.分类有色重金属稀有高熔点金属有色金属稀有金属稀有分散性金属贵金属稀土金属稀有放射性金属1.2. 冶金和冶金方法1.2.1. 冶金1、定义：冶金是一门研究如何经济地从矿石或精矿或其他原料中提取金属或金属化合物，并用各种加工方法制备成具有一定性能的金属材料科学2、广义的冶金：包括矿石的开采、选矿、冶炼、金属加工3、狭义的冶金：指矿石或精矿的冶炼，即提取冶金4、冶金：提取冶金、物理冶金5、提取冶金：从矿石或精矿提取金属（包括金属化合物）的生产过程称为提取冶金，也称为化学冶金；6、物理冶金：加工制备具有一定性能的金属或合金材料7、5、冶金学（过程冶金学）：它研究火法冶炼、湿法提取或电化学沉积等过程的原理、流程、工艺及设备1.2.2. 二、冶金方法1、火法冶金2、（1）定义：它是指在高温下矿石或精矿经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中金属与脉石和杂质分开，获得较纯金属的过程。

3、（2）过程：原料准备、熔炼、精炼4、湿法冶金5、定义：它是在常温（或低于100℃）常压或高温（100℃~300℃）高压下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。

也称为水法冶金。

6、过程：浸出、分离、富集、提取等7、电冶金8、定义：它是利用电能提取和精炼金属的方法9、分类：10、①电热冶金：利用电能转化为热能，在高温下提炼金属，本质与火法冶金相同11、②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12、（3）过程：水溶液电解、熔盐电解等1.3. 冶金工艺流程和冶金过程1.3.1. 工艺流程图1、设备连接图：表示冶炼厂主要设备之间的联系2、原则流程图：表示各个阶段作业间联系3、数质量流程图：表示各阶段作业获得产物的数量和质量情况1.3.2. 冶金过程1、焙烧：是指将矿石或精矿置于适当气氛下，加热至低于它们的熔点温度，发生氧化、还原或其他化学变化的过程。

冶金概论1

冶金概论1第一篇：冶金概论1第一章绪论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。

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。

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（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）。

提取冶金的分类按所冶炼金属类型分：有色冶金钢铁冶金（黑色冶金）按冶金工艺过程不同分：火法冶金湿法冶金电冶金1.1.2 火法冶金主要过程简介干燥：去水，温度为400~600℃。

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。

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；易改质处理预计未来几年钢铁产品在各行业中占的比例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；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法；1864年法国人发明了平炉炼钢法；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；20世纪中叶氧气顶吹转炉（LD法）。

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，世界惟一年产钢超过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；2008年，产量5.0亿吨；2009年，产量5.6亿吨。

冶金概论考试重点总结

冶⾦概论考试重点总结冶⾦概论考试重点总结第⼀章：绪论1、冶⾦学的分类？按研究的领域分：提取冶⾦学（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）和物理冶⾦学（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）。

按所冶炼⾦属类型分：有⾊冶⾦和钢铁冶⾦（⿊⾊冶⾦）。

按冶⾦⼯艺过程不同分：⽕法冶⾦、湿法冶⾦、电冶⾦。

2、钢与⽣铁的区别？3、钢铁⽣产的典型⼯艺（长流程）？4、什么是耐⽕材料？钢铁⽣产对耐⽕材料的要求是什么？凡是耐⽕度⾼于1580℃，能在⼀定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀和承受⾼温荷重作⽤的⽆机⾮⾦属材料，称为耐⽕材料。

其要求是：耐⽕度⾼；能抵抗温度骤变；抗熔渣、⾦属液等侵蚀能⼒强；⾼温性能和化学稳定性好。

5、什么是炉渣？炉渣的分类以及碱度？炉渣是炉料在冶炼过程中不能进到⽣铁和钢中的氧化物、硫化物等形成的熔融体。

其主要成分是CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO、FeO、P2O5、CaS等。

根据冶炼⽅法的不同，钢铁⽣产产⽣的炉渣分为⾼炉渣和炼钢渣，按炉渣中含有不同的化学成分⼜可分为碱性渣和酸性渣。

第⼆章：⾼炉炼铁1、⾼炉冶炼⽤原料？⾼炉冶炼⽤的原料主要有铁矿⽯（天然富矿和⼈造富矿）、燃料（焦炭和喷吹燃料）、熔剂（⽯灰⽯与⽩云⽯等）。

⾼炉冶炼是连续⽣产过程，必须尽可能为其提供数量充⾜、品味⾼、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定的原料。

2、⾼炉结构及附属设备？⾼炉本体主要由钢结构（炉体⽀承框架、炉壳）、炉衬（耐⽕材料）、冷却设备（冷却壁、冷却板等）、送风装置（热风围管、⽀管、直吹管、风⼝）和检测仪器设备等组成。

附属设备：原料供应系统、送风系统、煤⽓净化系统、渣铁处理系统。

3、⾼炉⽣产主要技术经济指标？有效容积利⽤系数（?V）：⾼炉每⽴⽅⽶有效容积每天⽣产的合格铁⽔量（t/m3·d）⼊炉焦⽐（K）：冶炼⼀吨⽣铁消耗的焦炭量（kg/t）煤⽐（或油⽐）：冶炼⼀吨⽣铁消耗的煤粉量或重油（kg/t）燃料⽐＝焦⽐＋煤⽐（或油⽐）冶炼强度：⾼炉每⽴⽅⽶有效容积每天消耗的（⼲）焦炭量（焦⽐⼀定的情况下）⽣铁合格率：⽣铁化学成分符合国家标准的总量占⽣铁总量的指标。

《冶金概论》课程简介

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欢迎进入《冶金概论》欢迎进入《冶金概论》课程的学习！课程的学习！
2012-4-25/22:15:16
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冶金概论
课程基本情况
课程中文名称：课程中文名称：冶金概论课程英文名称：课程英文名称： General Discussion of Metallurgy 课程类别：课程类别：专业选修课课程学分：课程学分：1 课程学时：课程学时：18 授课对象：授课对象：非冶金专业本科学生前导课程：物理化学、前导课程：物理化学、金属学考核方法：平时成绩20％＋闭卷考试80％％＋闭卷考试考核方法：平时成绩％＋闭卷考试％
2012
薛正良主编，冶金概论》教材：薛正良主编，《冶金概论》，冶金工业出版社，冶金工业出版社，2007年年参考书：参考书：
王筱留编，钢铁冶金学》炼铁部分），王筱留编，《钢铁冶金学》（炼铁部分），冶金工业出版社， 2005年冶金工业出版社，年王新华编，钢铁冶金-炼钢学炼钢学》王新华编，《钢铁冶金炼钢学》，冶金工业出版社，冶金工业出版社，2007年年徐曾启编，炉外精炼》冶金工业出版社，徐曾启编，《炉外精炼》，冶金工业出版社，2008年年贺道中编，连续铸钢》冶金工业出版社，贺道中编，《连续铸钢》，冶金工业出版社，2008年年
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课程教学目的
通过钢铁冶炼过程的基本原理、主要设备、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，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。了解，并初步掌握冶金的基本知识。

冶金概论(1)

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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。
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7）钢铁工业在降低能耗方面的成绩
近20年来钢铁工业在降低资源消耗和环境负荷方面已作出很大努力并取得显著的成绩，大幅降低了吨钢综合能耗和大中型企业吨钢可比能耗。
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例如吨钢综合能耗从1980年的2040公斤标煤降低到1999年的1083公斤标煤，大中型企业吨钢可比能耗从1980年的1285公斤标煤降低到1999年的 833.0公斤标煤。
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3)中国钢铁工业实施循环经济的战略构想
金属材料的发现开创了人类物质文明的新纪元，几千年来大规模的应用又加速了人类社会发展的历史进程，金属材料和其它材料一起构成了人类社会的四大支柱之一。但是随着地球表壳资源的日益贫化，金属矿产资源已迅速枯竭。据专家估计，地球上金属矿产的开采只能维持100至300年，其中，铁只能开采100——160年，而钛、铜、银的开采将不足50年。
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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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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）。

冶金概论分析

钢铁冶金工艺流程简图
三、冶金过程
冶金过程：一种金属的冶炼工艺流程包括几个冶炼阶段，而每一个冶炼阶段可能是火法、湿法或电化学冶金方法。通常把每一个冶炼阶段称为冶金过程。如：高炉炼铁－－－火法冶金过程锌焙砂浸出－－－－湿法冶金过程单元过程：冶金过程又可分为许多个单元过程。如：矿石或精矿的干燥、造球或制团、焙解、焙烧、烧结、还原熔炼、造锍熔炼、吹炼、浸出或溶出、浸出液的净化、矿浆的絮凝、沉降和澄清等等。
冶金工程概论
郭曙强
第一章绪论
§1.1 冶金工业在国民经济中地地位和作用国民经济基础工业：材料（冶金）、能源、交通工业。冶金工业：从矿石或精矿生产金属的工业部门。人类的发展离不开材料，石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、信息时代。金属材料包括：黑色金属、有色金属、和稀有金属金属在国民经济、生活中的作用: 钢铁是工业材料的主力，无处不在。用量占金属总量的90％以上。有色金属、和稀有金属用量占金属总量的5％左右。
三、电冶金
分为电热冶金和电化冶金电热冶金：用电能提供热量的火法冶金过程。电化冶金：利用电化学反应，使金属从含金属盐类的溶液类的水溶液析出（如铅电解和锌沉积），称为水溶液电化学冶金，也可列入湿法冶金中。如果在高温条件下，在电化学作用下，使金属从含盐类熔体中析出（如铝电解），称为熔盐电化学冶金。同时电能也作为热源，也可列入火法冶金中。

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。湿法冶金的设备和操作都比较简单，是很有发展前途的冶金方法。

精品课件冶金概论14707

概念：指中间包钢水温度，
由合适的过热度+钢种的液相线温度确定；
在一包钢水浇注1/4时过热度最大，浇注结束时最低。过热度高，拉速低则漏钢危险增加，柱状晶发达，中心偏析重；过热度低，拉速高，漏钢几率减少，中心偏析轻，夹杂上浮困难。
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2.拉速确定
拉速的概念：指每分钟拉出的铸坯长
度；确定原则：
一、概述
1.连铸的发展概况 2.连铸机的特点 3.连铸机的机型
1
1.连铸的发展概况
• 连铸是将成分、温度合格的钢液通过连铸机直接铸成钢坯的工艺。
• 钢液凝固成型有两种方法：模注—获得钢锭连铸—获得钢坯
一般钢材的生产工艺是： • 若采用模注
钢锭—轧制或锻压—钢坯—轧制—钢材若采用连铸
钢坯—轧制—钢材
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4.结晶器及振动台
作
用：
使浇注到结晶器的钢水凝固成均匀的坯壳，以便承受钢水静压力，使铸坯顺利拉出，防止漏钢；
结构及功能：
结晶器本体由结晶器铜管、外水套、内水套、电磁搅拌装置和冷却水系统组成，足辊用于支撑导向坯壳很薄的铸坯。
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振动台作用：振动使结晶器内壁获
得良好润滑，减少摩擦力，防止内壁粘结；结构：
结构：
呈“T”型，由包体、包盖组成，底部设有滑动水口机构，浸入式水口及夹持装置，并设溢流槽。
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中间包车作用：将中间包从预热
位置运到浇注位置，浇注完毕从浇注位置运回预热位置，浇注时支撑中间包。
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3.等离子加热装置
加热原理：通过高压能将气
体电离成离子，通过离子运动形成电弧，经中间包钢水，返回电极形成电流回路，电弧将热量通过辐射加热中间包钢水，调整等离子枪的功率，控制中间包钢水的温度。

冶金概论考试重点总结

冶金概论考试重点总结第一章：绪论1、冶金学的分类？按研究的领域分：提取冶金学（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）和物理冶金学（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）。

按所冶炼金属类型分：有色冶金和钢铁冶金（黑色冶金）。

按冶金工艺过程不同分：火法冶金、湿法冶金、电冶金。

2、钢与生铁的区别？3、钢铁生产的典型工艺（长流程）？4、什么是耐火材料？钢铁生产对耐火材料的要求是什么？凡是耐火度高于1580℃，能在一定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀和承受高温荷重作用的无机非金属材料，称为耐火材料。

其要求是：耐火度高；能抵抗温度骤变；抗熔渣、金属液等侵蚀能力强；高温性能和化学稳定性好。

5、什么是炉渣？炉渣的分类以及碱度？炉渣是炉料在冶炼过程中不能进到生铁和钢中的氧化物、硫化物等形成的熔融体。

其主要成分是CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO、FeO、P2O5、CaS等。

根据冶炼方法的不同，钢铁生产产生的炉渣分为高炉渣和炼钢渣，按炉渣中含有不同的化学成分又可分为碱性渣和酸性渣。

第二章：高炉炼铁1、高炉冶炼用原料？高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富矿和人造富矿）、燃料（焦炭和喷吹燃料）、熔剂（石灰石与白云石等）。

高炉冶炼是连续生产过程，必须尽可能为其提供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定的原料。

2、高炉结构及附属设备？高炉本体主要由钢结构（炉体支承框架、炉壳）、炉衬（耐火材料）、冷却设备（冷却壁、冷却板等）、送风装置（热风围管、支管、直吹管、风口）和检测仪器设备等组成。

附属设备：原料供应系统、送风系统、煤气净化系统、渣铁处理系统。

3、高炉生产主要技术经济指标？有效容积利用系数（ŋV）：高炉每立方米有效容积每天生产的合格铁水量（t/m3·d）入炉焦比（K）：冶炼一吨生铁消耗的焦炭量（kg/t）煤比（或油比）：冶炼一吨生铁消耗的煤粉量或重油（kg/t）燃料比＝焦比＋煤比（或油比）冶炼强度：高炉每立方米有效容积每天消耗的（干）焦炭量（焦比一定的情况下）生铁合格率：生铁化学成分符合国家标准的总量占生铁总量的指标。

冶金概论

1. 绪论1.1钢铁冶金基本概念冶金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，并用各种加工方法制成一定性能的金属材料的科学。

冶金方法：1)火法冶金：是指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属的过程。

2)湿法冶金：是常温或低于100℃下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。

3)电冶金：是利用电能提取和精炼金属的方法。

1.2钢铁工业在国民经济中的地位评价一个国家的工业发达程度↓工业化水平国民生活水准↓↓工业生产所占比重↓工业机械化自动化程度交通工具市政设施工业化水平的标志民用住宅生活用品↓↓劳动生产率提高需要大量的基础材料↓↓需要大量的机械设备↓钢铁产品↓1) 价格低廉2) 有较高的强度和韧性3) 易于加工制造4) 所需原料资源丰富5) 冶炼工艺成熟、效率高1.3钢铁工业的发展1856年英国人H.Bessemer发明底吹酸性空气转炉炼钢法。

1864年法国人Martin发明酸性平炉法炼钢。

1878年英国人S.G.Thomas发明碱性底吹空气转炉炼钢法1899年法国人Heroult发明三相交流电弧炉。

1948年德国人Robert成功进行氧气顶吹转炉炼钢试验。

2007年11月24日世界最大的Corex熔融还原炉在我国宝钢投产。

国内最大转炉⑴底吹空气转炉的发明⑵平炉时代⑶电弧炉的发明⑷氧气转炉时代⑸直接还原和熔融还原二次世界大战后的四十多年中，钢铁工业获得重大发展新中国成立以后，特别是改革开放以来，我国钢铁工业有了重大发展中国既是钢铁大国，也是钢铁穷国1、从1996年中国大陆钢产量首次超过一亿吨大关，并跃居世界第一位以后，中国钢产量连年快速增长，并一直保持钢产量世界排名第一的位臵，中国钢产量已经连续13年居世界第一位。

2008年中国钢铁产量5.02亿吨，相当于日美俄印韩德乌巴等8国的总和。

冶金概论

第一章绪论1.提取冶金过程可以按如下方式进行分类1）按所冶炼金属类型分：钢铁冶金，有色冶金2）按冶金工艺过程不同分：电冶金（采用电能提取和精炼金属），湿法冶金（包括浸出、净化和提取三步骤），火法冶金（包括原料准备、冶炼和精炼三步骤）2.钢铁生产的典型工艺（长流程）3.钢铁厂产生的各种污染物有：大气污染物质，污水，固体废弃物。

4.凡是耐火度高于1580℃，能在一定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀和承受高温荷重作用韵无饥非金属材料，称为耐火材料。

耐火材料由耐火砂岩进入到现代科技产品，已成为独立的生产行业，其产品的60～80％消耗于冶金工业。

5.钢铁工业能耗我国钢铁工业的能源消耗中，钢铁冶炼是耗能最高的工序，占钢铁工业能耗的60～70％。

其主要耗于炼铁系统，焦化、烧结、球团、炼铁等工序，占钢铁生产能耗的一半以上。

第二章：铁矿粉造块1. 烧结过程的定义将各种粉状铁，配入适宜的燃料和熔剂，均匀混合，然后放在烧结机上点火烧结。

在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学变化作用下，部分混合料颗粒表面发生软化熔融，产生一定数量的液相，并润湿其它未融化的矿石颗粒。

冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块。

这一过程叫是烧结过程，所得到的块矿叫烧结矿。

2.球团生产过程和球团矿将准备好的原料(细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂等)，按一定比例经过配料、混匀制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结．这一过程即为球团过程。

其产品即为球团矿。

3. 高炉炉料结构炉料结构即高炉生产中酸性炉料、碱性炉料及块矿所占的比例。

4.我国大中型高炉炉料结构（1）高碱度烧结矿+酸性球团矿（2）高碱度烧结矿+块矿（3）高碱度烧结矿+酸性球团矿+块矿第三章高炉炼铁1.高炉炼铁：在高炉中采用还原剂将铁矿石经济而高效的还原得到温度和成分符合要求的液态生铁的过程。

2.燃料焦炭的作用：发热剂、还原剂及料柱骨架。

粒度：大型高炉40~60mm；中型高炉25~40mm；小型高炉15~25mm；喷吹燃料：发热剂、还原剂。

冶金概论

感应炉冶炼一、冶金历史简介：冶金概念：就是从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。

冶金作为一门古老的技术，在国内外都已有几千年的历史。

人类由使用石器、陶器进入到使用金属，这是人类文明的一次飞跃。

根据冶金史的研究，大约在公元前30世纪，人类开始大量使用青铜，此时代被称为“青铜器时代”；到公元前13世纪，铁器的应用在埃及已占一定比例，通常认为这是人类进入“铁器时代”的开端。

人类同金属材料及其制品的关系日益密切，在人们的日常生活、生产和其他活动中所使用的工具及设施都离不开金属材料及其制品，也就是说没有金属材料就没有人类的物质文明。

中国古代冶金技术的发展要比欧洲国家早，尤其是在掌握铸铁及热处理技术方面。

就金属种类而言，中国在春秋战国之际（公元前7世纪），已经能够提取铜、铁、锡、铅、汞、金和银等7种常用金属。

但由于冶金技术长期停留在凭经验操作或师徒传授的传统方式，在中世纪近一千多年内，全世界的冶金技术发展均十分缓慢。

现代冶金可以认为是开始于19世纪前后，冶金学受到其他学科的影响而获得迅速发展。

特别是化学、物理学、热能及工程学等方面的成就，促使冶金的生产技术不断改进。

例如，冶金方法已不仅局限于传统的碳还原法和氧化法，而开始使用电能和制造出能够产生高温和能控制气氛的电炉，并出现了熔盐电解铝和水溶液电解有色金属的新方法、在冶金过程中应用氧气、使用大型自动化炼铁高炉、氧气顶吹转炉炼钢、真空冶金和闪速熔炼等新技术，从此冶金技术进入到新的发展阶段。

冶金工业是指对金属矿物的勘探、开采、精选、冶炼、以及轧制成材的工业部门，包括黑色冶金工业和有色冶金工业两大类，前者包括生铁、钢和铁合金（如铬铁、锰铁等）的生产；后者包括其余所有各种金属的生产。

是重要的原材料工业部门，为国民经济各部门提供金属材料，也是经济发展的物质基础。

冶金工程领域是研究从矿石等资源中提取金属或化合物，并制成具有良好的使用性能和经济价值的材料的工程技术领域。

冶金概论

冶金概论[填空题]1现代工业习惯上如何将金属分类？参考答案：金属一般可以分为黑色金属和有色金属。

黑色金属是指铁、锰、铬三种金属，它们的单质为银白色，而不是黑色。

之所以称它们黑色金属是由于它们和它们的合常有灰黑色的氧化物。

金表面有色金属是指黑色金属以外的金属，其中除少数有颜色外（铜为紫红色、金为黄色），大多数为银白色，有色金属有60多种，又可分为九大类：（1）重金属：铜、铅、锌等。

（2）轻金属：铝、镁等。

（3）轻稀有金属：锂、铍等。

（4）难熔稀有金属：钨、钛、钒等。

（5）稀散金属：镓、锗等。

（6）稀土金属：钪、钇及镧系元素等。

（7）放射性金属：镭、锕等。

（8）贵金属：金、银、铂等。

[填空题]2成矿作用可分为哪几类？参考答案： A.内生成矿作用B.外生成矿作用C.变质成矿作用[填空题]3矿石品位的基本概念。

参考答案：矿石中有用组分的质量分数。

大多数矿石是以其中金属元素的质量分数表示，也有一起种的氧化物等质量分数表示的。

贵金属的品味一般以g/t 表示。

[填空题]4烧结厂的主要任务是什么？参考答案：烧结厂的主要任务是将粉状铁矿石（包括富粉矿、精矿粉等）和钢铁厂二次含铁粉尘，通过烧结机的烧结过程，加工成粒度符合高炉要求的人造富块矿——烧结矿。

[填空题]5现在大量采用的选煤方法是什么？参考答案：根据密度不同进行分选的重力选煤，包括跳汰选煤，重介质选煤；按表面性质不同的浮游选煤。

[填空题]6炼焦的三班操作是什么？参考答案：焦炉的生产操作，即焦炉的三班生产。

它包括装煤、推焦、熄焦和筛焦四道主要工序[填空题]7焦炉煤气和高炉煤气的区别。

参考答案：高炉煤气是高炉生产的副产品，由于高炉使用焦炭生产，co含量高，热值高。

焦炉煤气是煤炼焦炭时的副产品，co含量稍低，热值稍低,硫化物高。

[填空题]8对现代高炉炼铁来说，热风炉的主要作用是什么？参考答案：对鼓风进行换热，使温度提高到1100至1300摄氏度1：高温鼓风，增加鼓入高炉中空气的温度，可以减少焦炭的消耗，增加生铁产量2：调湿鼓风，在鼓入高炉中的热风中添加较多量的水蒸气用于分解吸热3：氧气富化古风：用于增加产量4：辅助燃料的喷入[填空题]9钢与铁的主要区别。

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

冶金概论

2、炼铁
铁氧化物的离解
T>570℃ T<570℃ Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe Fe2O3→Fe3O4→Fe
铁氧化物的还原
T>570℃ Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe T<570℃ Fe2O3→Fe3O4→Fe 间接还原：用CO还原直接还原：用C还原
2、炼铁
高炉内非铁氧化物的行为
第一章绪论
第一章绪论
Ⅰ A Ⅱ A Ⅲ B Ⅳ B Ⅴ B Ⅵ B Ⅶ B Ⅷ B Ⅰ B Ⅱ B Ⅲ A Ⅳ A Ⅴ A Ⅵ A Ⅶ A Ⅷ A
2
1 2 3 4 5 6 7
1
H
3 4 5 6 7 8 9
He
10
Li
11 19
Be
12 20 38 56 88 21 39 22 23 24 42 74 25 43 75 26 44 76 27 45 77 28 46 78 29 47 79 30 48 80
B
13
C
14
N
15
O
6
F
17
Ne
18
Na Mg K
37 55 87
Al
31 49 81
Si
32 50 82
P
33 51 83
S
34 52 84
Cl
35
Ar
36
Ca Sc Y
57 89
Ti
40 72
V
41 73
Cr Mn Fe
Co Ni
Cu Zn Ga Ge As Se Sn Sb Te Pb Bi
Br
第二章炼铁
高炉炼铁技术的发展
(1)高炉大型化 (2)精料

冶金概论第二章

第二章矿石与选矿2.1 矿石2.1.1金属元素在地壳中的分布地壳中的元素：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛、锰、磷、氟等。

2.1.2矿床1、矿床：是具有一定规模，由一个或若干个矿体组成的矿石天然集合体2、矿床分为:工业矿床、非工业矿床2.1.3 矿石1、矿石：把能以工业规模进行加工、提取金属或生产其他产品的矿物集合体称为矿石（矿石是由有用矿物和脉石组成的）2、有用矿物：能够为人类利用的矿物3、脉石（废石）：不含有用矿物或含量过少，不宜以工业规模进行加工的矿石4、矿石品位：矿石中有用成分的含量，常用百分数表示。

矿石品位是衡量矿石价值的主要依据。

2.1.4 矿物1、矿物：具有一定的化学成分及物理属性（如颜色、条痕、光泽、硬度、密度、磁性等）的天然元素和化合物的总称2、矿石分类：自然矿（以金属单质存在，如金矿）氧化矿（包括氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐等含氧酸盐广义的氧化物所构成的矿）硫化矿（含有硫化物、砷化物、锑化物、碲化物等构成的矿石）2.2选矿2.2.1 选矿的基本任务1、选矿是以廉价的处理费用，既不改变原矿的组成，又能使之高品位化。

2、原矿经过选矿后得到精矿和尾矿。

精矿是指经过选矿使有用矿物进一步富集后的产品；尾矿是指经过选矿获得的主要是脉石或者有害杂质的产品。

2.2.2 选矿工艺1、选矿一般分为选别前准备、选别、选别后脱水三个阶段2、（1）选别前准备：这一工序包括破碎、筛分、磨矿、分级；（2）选别作业：根据各种矿物的性质，将采用不同的选矿方法，如浮选、重选、磁选等；（3）选别后脱水：精矿脱水通常由浓缩、过滤、干燥三个过程组成。

2.2.3 选矿的工艺指标1、精矿品位：它是指产品中该金属的量与产品的量比，用百分数表示；2、精矿产率：它是指精矿矿量与人选原矿量之比，百分数表示；3、金属回收率：它是指精矿中金属的量与原矿中该金属的量之比；4、选矿比：原矿量与精矿量之比；5、富矿比：它是指精矿品位与原矿品位之比。

07371190冶金概论

冶金概论Introduction of Metallurgy课程编号：07371190学分：1学时：15（其中：讲课学时：15 实验学时：0 上机学时：0）先修课程：无适用专业：材料成型与控制工程专业三年级学生教材：《冶金工程概论》，李广田，东北大学出版社，2010年5月，第二版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务《冶金概论》是材料成型与控制工程专业的选修课程。

课程主要内容包括矿石采选、提取金属到加工成材的冶金生产全过程。

课程的主要任务便于学生对冶金生产有一个概括的全面的了解。

二、课程的基本内容及要求第一章绪论1、教学内容（1）金属冶炼概述（2）冶金能源（3）耐火材料2、基本要求了解金属冶炼方法和发展，冶金能源结构和所需的耐火材料。

第二章采矿与选矿1、教学内容（1）采矿（2）选矿2、基本要求了解采矿和选矿工艺。

第三章炼铁1、教学内容（1）高炉冶炼用原料及预处理（2）高炉冶炼原理（3）高炉本体及附属系统（4）高炉操作（5）非高炉炼铁2、基本要求了解炼铁的基本原理及操作工艺。

第四章炼钢1、教学内容（1）炼钢用原材料（2）炼钢基本原理（3）转炉炼钢法（4）电炉炼钢法（5）钢的炉外精炼（6）钢的浇注2、基本要求了解炼钢的基本原理和方法，以及钢水炉外精炼和浇注。

第五章有色金属冶炼1、教学内容（1）铜冶炼（2）铝冶炼（3）钛冶炼（4）钨冶炼（5）镍、锌和铅冶炼2、基本要求了解典型有色金属冶炼的原理和工艺。

第六章金属压力加工1、教学内容（1）基本概念（2）轧制（3）锻造（4）挤压（5）金属压力加工的技术经济指标2、基本要求了解金属压力加工的概念和方法。

第七章环境保护1、教学内容（1）环境污染及其对人类的危害（2）冶金企业的环境保护（3）冶金企业环境污染的控制2、基本要求了解冶金企业环境概括和环境保护措施。

四、大纲说明1、课后提出一些信息资料帮学生理解专业。

五、参考书目1、《冶金工程概论》，张训鹏，中南大学出版社，2005年7月，第一版制定人：审定人：批准人：2013年4月17日课程简介课程编号：07371190课程名称：冶金概论英文名称：Introduction of Metallurgy学分：1学时：15（其中：讲课学时：15 实验学时：0 上机学时：0）课程内容：包括矿石采选、提取金属到加工成材的冶金生产全过程。