《冶金概论》
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
5
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
6
6
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
2012-4-25/22:15:16
2
2
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)
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。
24
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。
25
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。
41
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。
19
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%。
20
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、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《冶金概论》课程教学大纲
开课单位：冶金工程教研室
课程负责人：吕俊杰
适用于本科金属材料工程专业
教学时数：32学时
一、课程概况
《冶金概论》课程是为金属材料工程专业学生开设的一门专业任选课。
本课程的任务是：通过本课程教学，使金属材料工程专业的学生了解冶金工程中金属冶炼的基本理论与方法，冶金工业的基本工艺流程，为学生将来更好地发挥本专业的技术特长打下冶金行业知识基础。
本课程对于金属材料工程专业学生拓展知识面，完善知识结构，成长为复合型人才有非常积极的意义。
本课程的先修课程主要有《高等数学》、《物理化学》、《冶金原理》、《冶金传输原理》、《金属学及热处理》等。
本课程的后修课程主要有《表面工程设备与设计》、《金材或表面设备与设计课程设计》、《金属基复合材料》等。
二、教学基本要求
本课程简要介绍了冶金工业概况，炼铁、炼钢、钢液炉外精炼、钢液浇注、轧钢、常见有色金属冶金及粉末冶金的基本原理和主要工艺，以及相应的冶金新工艺技术概况。
重点介绍钢铁生产的基本原理、主要工艺及设备。
注重理论与实践的结合，力求全面，实用。
学生通过本课程的学习，可以了解和掌握钢铁冶金和有色金属冶金的基本原理及工艺，认识冶金工业通用设备。
三、教学内容及要求
1．绪论
教学内容：冶金的基本概念、冶金方法、主要冶金过程简介、冶金工业在国民经济中的地位、冶金工业发展趋势。
基本要求：了解冶金工业在国民经济中的地位与作用和冶金工业发展简史，掌握当前全球冶金工业生产概况。
重点：全球冶金工业生产概况。
难点：冶金工业发展简史。
2．高炉炼铁
教学内容：铁矿石和熔剂、高炉用燃料、高炉冶炼产品和技术经济指标、高炉冶炼基本原理、高炉及附属设备的结构和作用、高炉操作、铁水预处理、炼铁技术的发展。
基本要求：了解高炉炼铁原料、理解高炉冶炼基本原理和操作工艺，掌握高炉冶炼产品及主要技术经济指标。
重点：高炉炼铁原料和高炉产品。
难点：高炉炼铁基本原理。
3．炼钢
教学内容：炼钢基本原理、炼钢原料生产、氧气转炉炼钢技术、电炉炼钢技术、钢液炉外精炼技术、钢液浇铸技术、炼钢新技术。
基本要求：了解各种炼钢主要过程，理解炼钢基本原理，掌握各种炼钢技术的特点。
重点：炼钢技术的特点。
难点：炼钢基本原理。
4．轧钢
教学内容：轧钢概述、轧钢基本原理、轧钢主要设备、各种钢材的生产、轧钢产品标准和技术经济指标、轧钢新技术。
基本要求：了解轧钢生产的基本工艺特点，理解轧钢基本原理，掌握轧钢设备特点。
重点：轧钢生产过程。
难点：轧钢的基本原理。
5．有色金属冶炼
教学内容：概述有色金属冶炼方法，介绍铝、铜、铅、锌的冶炼方法。
基本要求：了解有色金属冶金冶炼方法，理解不同有色金属冶炼的基本原理，掌握常用有色金属冶炼方法特点。
重点：不同有色金属冶炼方法特点。
难点：有色金属冶炼的基本原理。
6．粉末冶金
教学内容：粉末冶金概述、粉末冶金基本原理、粉末冶金制品主要工艺和后加工工艺、粉末冶金新技术。
基本要求：了解粉末冶金，理解粉末冶金基本原理，掌握粉末冶金制品主要工艺和后加工工艺特点。
重点：粉末冶金制品主要工艺和后加工工艺。
难点：粉末冶金基本原理。
五、推荐教材、参考资料
1．推荐教材
杨绍利．《冶金概论》（1版）．北京：冶金工业出版社．2008年。
2．推荐参考书
李慧．《钢铁冶金概论》（1版）．北京：冶金工业出版社．2008年。
包燕平、冯捷．《钢铁冶金学教程》（1版）．北京：冶金工业出版社．2008年。
邱竹贤．《有色金属冶金学》（1版）．北京：冶金工业出版社．2008年。
屠海令、赵国权．《有色金属冶金、材料、再生与还保》（1版）．北京：化学工业出版社．2003年。
六、执行大纲说明
为使学习者直观深入了解钢铁冶金、轧钢和有色金属冶金，播放相关视频录像和多媒体教学课件。
执笔人：高逸锋
审核人：夏文堂。