武汉科技大学冶金概论ppt
冶金概论
主要内容
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1、1 冶金基本概念1、１、1 冶金学1、１、2 火法冶金主要过程简介
1、１ 冶金基本概念:冶金学就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得金属材料得科学。由于矿石性能不同,提取金属得原理、工艺过程与设备不同,从而形成专门得冶金学科—冶金学。
冶金学研究所涉及得内容:金属得制取,金属得加工,金属性能得改进→对金属成分、组织结构、性能与相关理论得研究。
冶金学得分类
提取冶金(exｔｒactivｅ ｍetallurgy）:从矿石中提取金属及金属化合物得过程，因其中进行很多化学反应,又称化学冶金(cｈｅｍical ｍetalluｒgy)。
提取冶金得分类
1、１、2 火法冶金主要过程简介
１干燥:去水,温度为400~6０0℃。
2焙烧:以改变原料组成为目得得、在低于矿石熔点温度下、在特定气氛中进行得冶金过程。
3煅烧:在空气中以去ＣO2与水为目得得冶金过程。
４烧结与球团:以获得特定矿物组成、结构及性能得造块。
５熔炼:还原氧化物,提取粗金属。
6精炼:氧化杂质,获得纯金属。
７铸造:液态金属凝固成固态。
１、２ 钢铁工业1、２、１ 钢铁材料1、2、2 钢与生铁得区别 １、２、3 钢铁冶炼技术发展简史1、2、４ 我国钢铁工业得发展1、２、1 钢铁材料
钢铁就是使用最多得金属材料
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得比例
1、2、3 钢铁冶炼技术发展简史
远古至１３世纪末:半熔融状态得铁块—海绵铁;
13世纪末至19世纪中叶:
熔融状态得生铁→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；
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
（1）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；
（2）物理冶金：加工制备具有一定性能的金属或合金材料
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
（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。
（2）过程：原料准备、熔炼、精炼
2、湿法冶金
（1）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。
冶金概论3
3.1 炼钢的基本任务
四脱：C、S、P、O；
二去：气体、夹杂；
二调整：温度、成分。
浇注。
3.2 炼钢炉渣的作用
通过对炉渣成分、性能及数量的调整，可以控制金属中各元素的氧化和还原过程；向钢中输送氧以氧化各种杂质；吸收钢液中的非金属夹杂物，并防止钢液吸气（H、N）。其它作用。如：稳定电弧，保护渣。
副作用：侵蚀炉衬；降低金属收得率。
3.3 炼钢炉渣的来源及其组成
炼钢炉渣的来源：加入的各种造渣材料及被侵蚀炉衬；炼钢中化学反应的产物：氧化物和硫化物；废钢带入得泥沙和铁锈；氧化物或冷却剂带入的脉石。炉渣的组成以各种金属氧化物为主，并含有少量硫化物和氟化物。
炼钢炉渣的基本体系是CaO-SiO2-FeO。
3.4 炼钢炉渣的主要性质
碱度：R＝1.3～1.5，低碱度渣；R＝1.8～2.0，中碱度渣；R≥2.5， 高碱度渣；
氧化性——炉渣向金属熔池传氧的能力，一般以渣中氧化铁（ ％∑ FeO）含量来表示。
把Fe2O3折合成FeO有两种计算方法：全氧法和全铁法。全铁法较合理。炉渣的氧化能力是个综合的概念，其传氧能力还受炉渣粘度、熔池搅拌强度、供氧速度等因素的影响。
3.5 炼钢过程的基本反应
炼钢熔池中氧的来源及铁液中元素的氧化方式：直接向熔池中吹入工业纯氧（>98％）；向熔池中加入富铁矿；炉气中的氧传入熔池。
铁液中元素的氧化方式有两种：直接氧化和间接氧化。
直接氧化方式：
直接氧化是指氧气直接与铁液中的元素产生氧化反应。
当向铁液中吹入氧气时，如果在铁液与气相界面有被溶解的元素如[Si]﹑[Mn]﹑[C],虽有大量的铁原子存在，但根据元素的氧化次序[Si]﹑[Mn]﹑[C]将优先于铁而被氧化。反应可写为：[C]+1／2｛O｝=｛CO｝ [Si]+｛O2}=（SiO2） [Mn]+1／2｛O2｝＝（MnO）在氧气转炉炼钢时氧气流股冲击铁液形成一个冲击坑，氧气与铁液直接接触，易产生元素的直接
武汉科技大学《冶金概论》试卷及答案
模拟试题一
一 选择题
1．高炉生产的产品有：
A）生铁 B）炉渣 C）高炉煤气 D）炉尘
2．高炉干式除尘的方法有：
A）文氏管 B）布袋除尘 C）电除尘 D）洗涤塔
3．高炉内对煤气阻力最大的区域为：
A）块状带 B）滴落带 C）软熔带 D）风口回旋区
4．炼钢过程的主要反应是：
A）碳的氧化 B）硅的氧化 C）锰的氧化 D）磷的氧化
5．常用的氧枪喷头类型为：
A）直孔型 B）拉瓦尔型 C）螺旋型 D）扇型
6．炼钢终点控制主要控制：
A）钢水成分 B）钢水温度 C）冶炼时间 D）终渣量
7．碱性电弧炉炼钢按工艺方法可分为：
A）双渣留渣法 B）返回吹氧法 C）氧化法 D）不氧化法 8．氧枪的常用冷却保护介质为：
A）水 B）气态碳氢化合物 C）燃料油 D）植物油
9．采用顶吹氧底复合吹炼时，底部吹入的可能是：
A）N2 B）Ar C）O2 D）H2
10高炉中配加焦炭的作用是：
A）作还原剂 B）燃烧后产生热量C）作料柱骨架，起支撑料柱作用 D）氧化剂
1： A、B、C、D 2：B、C 3： C 4：A 5：B
6： A、B 7：B、C 8： A 9：A、B、C 10：A、B、C
二 名词解释
1）冶金学 2）热 脆 3）硫负荷 4）烧结矿 5）炉外精炼
1、 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。
2、钢材在轧制和锻造时，由于温度升高，晶界上的富含硫化物的网状结构又变成液态，在力的作用下，就会引起这些富硫液相沿晶界滑动，造成钢材的破裂，产生了所谓的热脆现象
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）。
冶金概论 2
冶金机械生产统计指标结构
一、冶金机械工业生产统计指标结构
冶金机械工业生产统计指标主要5项内容：（1）冶金机械工业产品产值指标；（2）冶金机械工业产品产量指标；（3）冶金机械工业主要生产设备指标；（4）冶金机械工业主要技术经济指标；（5）冶金机械工业主要产品生产能力指标。
（一）、冶金机械工业产品产值指标
冶金机械工业产品产值指标主要有冶金机械工业总产值、冶金机械工业增加值以及冶金机械工业产品销售产值等。
（二）、冶金机械工业产品产量统计指标
冶金机械工业产品产量统计指标有两大类：一类是冶金机械工业产品产量指标；另一类是冶金机械企业生产的炼钢产量指标。设置第二类指标主要因为大多数冶金机械企业都拥有自己的炼钢生产设备，生产一定数量的自己的钢产品，这部分钢产品产量应统计在全国的钢产量中。
冶金机械产品产量分为机械加工产品产量，商品铸、锻、铆、焊件产量，商品大宗消耗件产量，以及电工电器产量共4大类。
冶金机械加工产品产量分为加工备件产量，成台（套）设备产量，轧辊产量和其他机械加工产品产量。上述产品产量又可进一步进按机械产品用途和对象细分，如地质矿山、冶炼、压廷、制氧、起重、通用、液压等。
（三）冶金机械工业主要生产设备指标
冶金机械工业主要生产设备大多属于通用设备，统计上按大型机床、高精度机床、数控机床、大型锻造压设备、大型锻压设备、锻造设备、起重设备、工业动力设备和电子计算机等8类进行分类统计。
（四）冶金机械工业主要技术经济指标
冶金机械工业主要技术经济指标分为综合指标、金属切削加工指标、铸钢指标、铸铁指标、锻造指标、铆焊指标。
（五）冶金机械工业主要产品生产能力指标
冶金机械工业主要产品生产能力指标可反映冶金机械工业主要产品综合生产规模和能力，包括炼钢生产能力、机械加工件产品和产能力和铸、锻、铆、焊件产品生产能力。 二、冶金机械主要生产统计指标涵义
（一）冶金机械产品
机械产品是指通过机器设备生产、加工和装配出的各种工业产品（非工业产品不在本统计范围内）。冶金机械产品是指冶金机械企业生产的机械加工产品（包括备品备件、成台套设备、轧辊等），商品铸、锻、铆、焊件，商品大宗消耗件，以及电工电器共4大类产品。
冶金分析概论 第三章 矿石原料
第三章 矿石原料分析
第一节 铁矿石与烧结矿
一、灼烧减量的测定
一、方法提要
灼烧减量为试样在950-1000℃灼烧后所失去的量，它包括：化合水（或结晶水）、二氧化碳、有机物及硫化物中硫等，灼烧后的称量，系试样经灼烧后各组分复杂的化学反应所引起量的减少和增加的代数和。增加的量包括：氧化亚铁、金属铁、及其它低价氧化物被氧化等。
二、分析操作
称取经105℃烘干后的试样0.1-1.0g平铺于有一层定量滤纸的灰皿或瓷坩埚中，置于高温炉内灼烧，由低温逐渐升高至950℃灼烧1h，然后取出，在空气中稍冷后，置于干燥器中，冷至室温，称量。如此反复操作（每次灼烧15min）直至恒量。
灼烧减量百分数按下式计算
W（灼烧减量）／％＝mm1×100
式中：m1—灼烧后试样的减少量，g；
m—称取试样的质量，g。
三、附注
1.若试样中含铁量较高，灼烧后有增量现象，应由下式计算：
W（灼烧减量）／％＝mm1×100+W（FeO）／％×0.111+W（Mfe）／％×0.43
式中：m1—灼烧后试样的减少量，g；
m—称取试样的质量，g；
0.111—FeO被氧化成Fe2O3的增量系数，即FeOOFe232-1；
0.43—金属铁被氧化成Fe2O3的增量系数，即FeOFe232-1；
2.灼烧的温度应严格控制，否则碱金属、氟和氯等也会部分挥发，三氧化二铁也会发生变化而生成四氧化三铁。
二、吸附水的测定
一、方法提要
试样经105-110℃烘干前后的质量差，即为吸附水含量。
吸附水（H2O-）通常存在于矿物或岩石的表面或孔隙之中，形成很薄的膜，吸附的程度与矿石的性质、试样的研细程度及空气中的湿度、放量时间长短及试样放置的周围环境等有关。
吸附水并非矿物内在固有组成。因此，在计算试样百分总量时，该组分不列入计算。 二、分析操作
称取未经烘干过的试样1.0-5.0g置于表皿或灰皿中，于烘箱中在105-110℃烘干2h，取出稍冷，置于干燥器中冷至室温后，称量。
冶金概论 3
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。
武汉科技大学冶金概论试卷(非冶金专业)
注：1、教师命题时题目之间不留空白； 2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分，若考生须在试题图上作解答，请另附该试题图。3、请在试卷类型、考试方式后打勾注明。
（第 1 页） 试 题
2011 年 ~ 2012 年第 2 学期
课程名称： 冶金概论 专业年级： 合班1517
考生学号： 考生姓名：
试卷类型： A卷 √ B卷 □ 考试方式: 开卷√ 闭卷 □
………………………………………………………………………………………………………
（请将答案写在答题册中）
一、单选题（2分×10=20分）
1、现今产钢量最大的钢铁厂是（）
A、安塞乐米塔尔 B、宝钢 C、武钢 D、河北钢铁集团
2、以下哪个不是蓄热式热风炉的基本结构。（）
A、内燃式 B、外燃式 C、底燃式 D、顶燃式
3、现代高炉生产过程是一个庞大的生产体系，以下哪个不是高炉的生产系统。（）
A、高炉本体 B、送风系统 C、送炭系统 D、渣铁处理系统
4、在标准状态下，反应的△Go（），该元素被氧化的趋势就越大，则该元素就可能被大量氧化（）
A、＞0 B、=0 C、<0 D、越大
5、间接还原的还原剂为（）
A、碳 B、氢气和一氧化碳 C、二氧化碳 D、硫
6、烧结矿种类不包括以下哪个？（）
A、非熔剂性烧结矿 B、自熔性烧结矿 C、高碱度烧结矿 D、高韧性性烧结矿
7、以下那个炉子不会用到铁水或生铁作为原料？（）
A、高炉 B、顶吹转炉 C、顶吹复吹转炉 D、电炉
07371190冶金概论
冶金概论
In troductio n 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