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冶金工程概论

InstructionofMetallurgyEngineering;课程相关;冶金工程概论几问;;;;;地球环境;杀人的烟雾;“贫水症”与“败水症”;;;失色的生机;地球在发烧;;人类的觉醒;;;;;;可持续开展;;;熵：一种新的世界观;1.绪论;;;;;冶金行业地位举足轻重;1.1.1什么是冶金工程？

冶金工程是研究从矿石等资源中提取金属及其化合物、并制成具有良好加工和使用性能材料的工程技术领域。

冶金工程与许多学科密切相关，相互促进开展。冶金工程包括：钢铁冶金、有色金属冶金两大类。冶金物理化学是冶金工程的应用理论根底。该工程领域与材料工程、环境工程、机械工程、矿业工程、控制工程、计算机技术等工程领域及物理、化学、工程热物理等根底学科密切联系，相互促进，共同开展。

;1.1.2冶金工程领域范围

冶金工程的领域范围，可分为两大类：钢铁冶金和有色冶金。从研究方向和技术性质可细分为：

(1)冶金过程和材料合成的物理化学理论及应用。

(2)矿物的资源综合利用及冶炼过程中的环境保护。

(3)钢铁冶炼工艺、技术、装备及生产系统的设计、施工等。

(4)凝固加工技术。

(5)冶金过程模拟仿真。

(6)纯洁钢制造技术。

(7)钢铁制造流程的解析和综合集成。

(8)有色冶金过程电化学冶金原理、工艺、技术的应用、固态离子学及其相关理论在冶金和材料中的应用。

(9)有色冶过程中湿法冶金和粉体工程。

(10)有色金属功能材料的开发与应用等。;1.1.3冶金方法

从矿石或其它原料中提取金属的方法很多，可归结为以下三种方法：

〔1〕火法冶金。它是指在高温下矿石经熔炼与精炼反响及熔化作业，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准备、冶炼和精炼三个工序。过程所需能源，主要靠燃料燃烧供给，也有依靠过程中的化学反响热来提供的。;;;;1.1.2主要冶金过程简介

在生产实践中，各种冶金方法往往包括许多个冶金工序，如火法冶金中有选矿、枯燥、煅烧、焙烧、烧结、球团、熔炼、精炼;1.2钢铁工业;钢铁之所以成为使用最多的金属材料，其原因：

就金属元素而言，铁在自然界中的储藏仅次于???，居第二位，而用多形成巨大的铁矿床，通常铁矿石中铁的含量为25~70%。

铁矿石冶炼和加工较容易，且生产规模大，效率高、质量好和本钱低，具有其它金属生产无可比较的优势。

钢铁具有良好的物理、机械和工艺性能，如有较高的强度和韧性、热和电的良好导体、耐磨、耐腐蚀、焊接及铸造加工性好等。

将某些金属〔如镍、铬、钒、锰等〕作为合金元素参加铁中，就能获得具有各种性能的金属材料。

钢铁通过热处理能调整其机械性能，以满足国民经济各方面的需要。;;1.2.2钢与生铁的区别

钢与生铁都是以铁元素为主，并含有少量碳、硅、锰、磷、硫等元素的铁碳合金。根据含碳和其他元素含量的不同而区分为钢和生铁，特别是碳含量的差异，引起铁碳合金在不同温度下所处的状态和结构的变化，因而使钢和生铁具有不同的性能和用途。一般来说，含碳量大于2%的为生铁，含碳量小于2%为钢。钢铁中常见元素的含量见下表。;生铁含碳较高，其性质硬而脆，不能锻造。它主要用于铸造电动机外壳、变速箱壳体、机床床体与支架以及其它机械零件等。在世界各国生铁产量中，大局部是作为炼钢原料，进一步精炼成钢。而只有10%左右用于铸造各种部件和零件。

;;1.2.3钢铁冶炼技术开展简史

冶金技术和金属的使用是同人类的文明紧密联系在一起的，

在新石器时期，人类开始使用金属，此时的制陶技术〔用高温和复原气氛烧制黑陶〕促进了冶金技术的产生和开展。冶金技术的开展，提供了青铜、铁等金属及各种合金材料制造的生活用具、生产工具和武器等，

研究说明，人类使用天然金属〔主要是铜〕距今大约8000年。使用铁器是大约公元前14世纪。

到公元前13世纪，铁器应用在埃及已占一定的比重。春秋末期，中国的冶炼技术有很大的突破，使中国在这一领域长期遥遥领先。

16世纪以后，生铁冶金技术向西欧各国传播，导致了用煤冶炼铁为根底冶金技术的开展。;钢铁冶炼技术从远古到

今天的现代化钢铁联合企业

，大致可分为三个开展阶段。

〔1〕远古至13世纪末。古

代人的冶炼方法十分简单，

利用自然地形将铁矿石与木炭一起放入称为地窑炉的炉膛内，加热冶炼。因为能获得熔化矿石的高温，仅能制成半熔融状态的铁块，其中混杂有相当多的氧化铁渣、称作海绵铁。其含碳极低，所以塑性较高，经锻打成型，制作器具。在此时期，冶炼工场在出产