冶金概论

电子技术
(提供技术材料及研究课题)
计算机技术
1.3 冶金工业发展历史
人类社会发展史： 原始社会→奴隶社会→封建社会→资本主义社会
人类使用材料的历史： 石器→青铜器→铁器→工业化(钢铁) →信息社 会(多种新材料)
中国冶金的辉煌历史
1.4 现代冶金过程—冶炼过程
现代冶金过程—轧钢过程
1.5 钢铁产品及副产品
优质碳素钢
按质量分：
高级优质钢
按用途分：
结构钢 工具钢
特殊性能钢
（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
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。
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。
2）我国主要自然资源使用现状
我国是资源和能源利用率较低的国 家之一。我国最终产品量仅占原料投 入量的20%——30%，60%以上的原 料变成了废弃物，资源回收率比世界 平均水平低20%。
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。
• 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;
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。
• 2）冶金分类
•
提取冶金：研究提取金属，存在化学反应
•
物理冶金：研究金属材料成型过程
1.2 冶金学的支撑学科
物理学
冶金学
化学
物理化学
(理 论 基 础)
流体力学
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。
吨钢综合能耗（公斤标煤） 吨钢可比能耗（公斤标煤）
1.7 耐火材料
1）什么是耐火材耐1料5火80材℃料的是材耐料火，度一不般低是于指主要
由无机非金属材料构成的材料 和制品。耐火度是指材料在高
2）钢铁冶金过程温温为作度用，什下它么达标到志要特材定料使抵软抗化用高程耐温度作的火用 材料 的性能。
钢铁冶金过程大多是高温反应， 冶炼新技术的发展依赖优质高效 耐火材料的开发；此外，耐火材 料在节能方面起到重要作用。（ 电极的喷涂料）
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。
7）ห้องสมุดไป่ตู้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。
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
1.1 冶金的基本概念
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%。
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）。
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
铸造生铁 1.25%≤[Si]≤4.25%
冶炼设备：转炉钢、电炉钢
脱氧程度：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢
按冶炼方法分：
碳素钢：低、中、高碳 合金钢：低、中、高合金
按化学成分分：
（2）钢：
含[C]≤2%，并含普有通其碳它素元钢素的Fe-C合金
由冶炼方法不同分为：高炉渣和炼钢渣
炉渣的用途： （高炉炉渣渣分）类水：泥、隔热材料、填料； （转炉渣）烧结、炼铁、水泥、筑路、富集提取稀有金属
按化学成分不同分为：碱性渣和酸性渣
CO(26~30%)+H2(1~3%) +CO2(10~14%)+N2(56~58%) +CH4(0.2~0.60%) 发热量3300~4200kJ/Nm3
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）
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%）。
冶金概论
2020/7/31
课程的主要目的
介绍钢铁冶炼及加工过程的基本 原理、工艺特点及基本工艺流程，使 非冶金专业学生对钢铁联合企业的生 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。
课程的主要内容
• 第一部分:绪论 • 第二部分:铁冶金 • 第三部分:铁合金冶炼 • 第四部分:钢冶金 • 第五部分:炉外精炼与连铸 • 第六部分:钢铁材料压力加工
(2)煤气：焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气
CO(5~7%)+H2(50~60%) +CO2(2~5%)+N2(5~10%) +CH4(20~30%) 发热量15000~19000kJ/Nm3
CO(50~70%)+H2(0.5~2.0%)
+CO2(14~15%)+N2(10~20%) 发热量7500~11000kJ/Nm3