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。

中国钢铁工业发展目标“加强自主创新，建设创新型国家”目标下，通过结构调整和产业升级，努力使我国从钢铁大国转变为钢铁强国。

钢铁冶炼的任务是把铁矿石冶炼成合格的钢。

1.4 钢铁产品及副产品产品：生铁、钢副产品：炉渣、煤气生铁：它是铁和碳及少量硅。

锰、硫、磷等元素组成的合金，主要由高炉生产，按其用途可分为炼钢生铁和铸造生铁。

炉渣：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。

煤气：钢铁生产中还能获得大量的可燃气体，高炉炼铁可产生高炉煤气，转炉炼钢可获得转炉煤气，炼焦时可得焦炉煤气等。

煤气主要成分：CO、H2、CO2、N2、CH41.5.1 钢铁生产用能源钢铁工业是能源消耗的大户，约占全国总能源消耗量的10～11％。

钢铁生产所用能源主要有煤炭、燃料油(重油)、天然气、电力等。

煤占钢铁生产中燃料消耗的70%，钢铁工业用煤量已超过煤炭总产量的15％。

煤在钢铁企业主要用来炼焦和自备电厂发电、蒸汽机车烧煤、烧工业锅炉及部分窑炉，少部分制成粉煤用于高炉喷吹及烧结生产。

1.5.2 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。

1.5.3 节能途径改进生产工艺及操作，更新和改造耗能高的设备。

降低能源损失（“废料”、煤气、热能、压力能），减少生产工序。

回收利用散失热量。

加强企业能源管理，加强能源利用技术的研究工作，提高操作技术水平，充分发挥现有设备能力，以节能为目标合理组织生产。

1.6 耐火材料凡是耐火度高于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。

钢铁生产对耐火材料的要求是：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。

1.7 环境保护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大气污染物质SOX：是通过原料、燃料中硫磺成分的燃烧而产生的。

烧结工厂等为其主要发生源。

NOX：通过燃烧后发生。

烧结工厂等为其主要发生源。

煤尘：通过燃烧后发生。

烧结炉、各加热炉为其发生源。

粉尘：从燃料原料的输送、处理过程，及储藏场中产生。

炼铁、炼钢工程为其主要发生源。

污水：钢铁工业用水主要是冷却水，其次是煤气洗涤水，以及冲洗设备、地面及除尘用水等。

污水中含有下列污染物：固体悬浮物（SS）：从排气集尘、高温物质的直接冷却等过程中产生。

油：由各种机械等所使用的油所发生的漏泄及冷轧工程使用轧制机的机油等原因而产生。

化学需氧量（COD）：从煤炭干馏时的氨水，及冷轧、电镀废水中产生。

酸、碱：从冷轧工程的酸洗工程、电镀工程等的脱脂工程中产生。

固体废弃物炉渣：从高炉、铁水预处理、转炉、电炉、二次精炼设备等的冶炼工程中产生。

污泥：在各种水处理过程中产生。

灰尘：从各种干式集尘机中产生。

第一章小结重点掌握内容：火法冶金及其主要工序；钢铁冶炼的任务；钢铁生产长流程生产工艺；钢铁工业能源及能耗特点；耐火材料及其要求。

第二篇：冶金概论论文选课课号：(2011-2012-2)-BG11191-320001-1课程类别：公选课《冶金工程概论》课程考核题目：（课程论文）钢铁冶金联合企业生产环及过程及特点—冶金与计算机科学的联系作者：学号：授课教师：杜长坤班级：计算机科学与技术1102级重庆科技学院冶金与材料工程学院2012年5月 8日中国重庆钢铁冶金联合企业生产环及过程及特点—冶金与计算机科学的联系作者：***重庆科技学院电气信息工程学院计算机科学与技术班摘要：钢铁工业是国家的基础工业之一，钢铁产量往往是衡量一个国家工业水平和生产能力的主要标志，首先要提高钢铁生产就必须明确知道起生产环节及特点等，这样才可以知道该怎么改进设备以提高钢铁生产，节约成本。

而随着计算机科学的不断提高，计算机专业在钢铁生产中占着不可或缺的重要地位！关键词：冶金环节钢铁生产计算机科学1.冶金炼铁的生产过程现代化的钢铁联合生产企业，其生产环节是一个复杂而庞大的生产体系，每个生产环节都有其主要生产过程、主要设备、生产方法以及特点。

主要包括原料处理、炼铁、炼钢、轧钢、能源供应、交通运输等。

1.1选原材料炼铁原料： 1，铁矿石：一种或几种含铁矿物和脉石组成2，燃料：焦炭，并作为还原剂3，熔剂：有酸、碱之分，多选用碱性石灰石，选矿经历了从处理粗粒物料到细粒物料、从处理简单矿石到复杂矿石、从单纯使用物理方法向使用物理化学方法和化学方法的发展过程。

包括精矿、中间产品、尾矿的脱水，尾矿堆置和废水处理。

选矿主要在水中进行，选后产品需要脱水干燥。

方法有重力泄水、浓缩、过滤和干燥。

尾矿水可回收再用。

不合排放标准的废水须经净化处理。

旧尾矿场地要进行植被、复田。

1.2炼铁炼铁是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程，其中，高炉冶炼在钢铁工业中占有重要地位。

具体的炼铁过程为：(1)炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)燃料的燃烧：焦碳自炉顶下落至风口时与空气相遇，燃烧，进行放热反应。

C+O2→CO2+1600～1750℃CO2上升，遇赤热焦碳，被还原成COCO2+C→2CO-ΔCO热气继续上升，遇热矿石，发生还原反应，将Fe还原出来(2)从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气(3)在高温下焦炭（也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。

铁的还原：直接或间接还原两种.1）直接还原：950℃以上，固体碳呈烟状进入矿石孔隙内完成反应。

FeO+C→Fe+CO2CO→CO2+C2）间接还原：开始于炉口（250℃－350℃）终止于950℃。

顺序地利用CO，将高价的铁氧化物还原成低价的铁氧化物。

3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO22Fe3O4+2CO→6FeO+2CO26FeO+6CO→6Fe+6CO2(4)炼出的铁水从铁口放出(5)铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。

炉渣具有重要作用：1）熔化其余各种氧化物，控制生铁合格成分。

2）浮在熔融液表面，能保护金属，防止其过分氧化、热量散失或不致过热。

因添加剂不同，有酸性、碱性、中性渣。

造渣是矿石中废料，燃料中灰分与熔剂熔合过程的产物。

与熔融金属液不互熔，又比其轻，能浮在熔体表面，便于排出。

主要成分；SiO2、Al2O3、CaO,及少量MnO、FeO、CaS等。

产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。

特点：高炉炼铁的缺点：投资大、流程长，能耗高，污染大。

改进：不用焦碳，不用高炉，用烟煤或天然气作还原剂，采用直接还原或熔融还原生产铁，以供电炉炼钢二次精炼，连铸连轧。

直接还原：用煤或天然气等还原剂直接将固态铁矿石还原成固态海绵铁。

可用煤基回转窑、气基竖炉等设备直接还原。

煤基回转窑中：Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2气基竖炉中：CH4+H2O→CO+3H2+天然气裂化反应Fe2O3+3H2→2Fe+3H2OFe2O3+3CO→2Fe+3CO21.3炼钢炼钢，就是通过冶炼来降低生铁中的碳和去除有害杂质，再根据对钢性能的要求加入适量的合金元素，使其成为具有高的强度、韧性或其它特殊性能的钢。

主要方法有三种：（1）氧气转炉炼氧气顶吹转炉炼钢设备工艺，如图4所示。

按照配料要求，先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水，并加入适量的造渣材料（如生石灰等）。

加料后，把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气（纯度大于99％的高压氧气流），使它直接跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。

用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆，以及氮气排出时带走热量的缺点。

在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。

出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。

钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧制成各种钢材。

氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。