第一篇：冶金工程--冶金過程強化論文

冶金過程強化論文

學院：冶金科學與工程學院 專業班級：冶金工程 姓名： 學號：

銅冶煉及過程強化

（中南大學冶金科學與工程學院

內容摘要:目前國內的銅冶煉技術有了很大的提高，廠房的建設規模擴大，生產設備也逐漸走向機械化、自動化、大型化，在銅锍熔煉、冰銅吹煉、火法精煉、電解以及含硫煙氣的回收制酸等生產工藝方面都有了很大的提高，再加上引進國外的設備使得我國目前銅的產量和生產技術都處于世界前列。國內現在主要還是以火法煉銅為主，濕法近幾年也有了很大的進步。相比起國外我國的銅產業還有許多要改進和完善的地方，如各個流程的過程的強化以及廢物、低品位資源的利用，雖然有差距但是我相信我國的銅業將來會有很好的發展前景走向世界頂尖行列。

關鍵詞：銅

銅冶煉

銅冶煉過程強化

一、銅礦的選取及精礦的制備

世界上存在的銅礦石主要分為硫化銅礦和氧化銅礦二種，礦石中銅的品味都比較低，需要經過處理。一般礦石從礦山采出要經過顎式破碎機破碎成大小不一的的礦石，首先經過重力選礦分出較小的礦石，把小的礦石經過浮選工藝選出，再經過洗滌過濾得到濕的精礦，然后把濕礦經過回轉窯干燥即可得到顆粒較小銅品位較高的精礦了。若硫化銅礦，回收率可達90%以上；若氧化銅礦，回收率一般只有60%~70%左右。

二、銅的造锍熔煉

把得到的銅精礦和石英以及燃料一起加入煉銅的爐子中，現在大多數為閃速爐或奧斯邁特爐，燃料用來補充爐內的熱量一般硫化礦的反應產生的熱量足夠了，此時礦料會在高溫下熔化散落在已經融化的礦料上，爐底會有鼓風裝置，風從風帽強力吹入熔融的礦料中，新礦被卷入熔體中形成氣—固—液三相完成一系列反應，主要目的是使礦中的鐵氧化并與熔劑二氧化硅造渣除去，這一過程會除去脈石并生產出銅锍，國內稱作冰銅，即（Cu2SFeS），在爐內銅锍層密度大在下而渣層密度小在上，銅锍從相應的口倒出。

CuFeS2?Cu2S?2FeS?SCu2O?FeS?CuS?FeO2FeS?3O2?SiO2?2FeO*SiO2?SO22FeO?SiO2?2FeO*SiO2

三、銅锍的吹煉

吹煉分為兩個過程：一個是造渣期，另一個是造銅期。

（1）造渣期：把上一階段的銅锍轉入吹煉爐中，將一定壓力的空氣吹入液態銅锍中，使硫化亞鐵被氧化成氧化亞鐵再與二氧化硅形成渣除去，過程會放出大量熱。

2FeS?3O2?2FeO?2SO2FeO?SiO2?FeO*SiO2(造渣)

（2）造銅期：硫化亞銅被氧氣氧化成氧化亞銅并再與硫化亞銅反應生成金屬粗銅，錘煉溫度為1200~1250度，可以靠硫化物氧化反應放的熱來維持體系的溫度。

2Cu2S?3O2?2Cu2O?2SO2Cu2S?2Cu2O?6Cu(粗銅)?SO2

四、粗銅的火法精煉

粗銅是銅锍在轉爐吹煉后再鑄造成型的產品，含銅約為98.5%，其外表粗糙且含有氣孔，由此得名，也叫做泡銅。首先粗銅要經過鼓風氧化和重油還原。多數的雜質和氧的親和力大于銅，且雜質氧化物在銅中的溶解度比較小，關鍵要控制氧化亞銅的濃度達到飽和，雜質金屬的濃度就越小。還原過程是用重油、天然氣、液化石油氣、木炭粉等作還原劑吹入銅液中使氧化亞銅還原。銅還原過程含氧量控制在0.03%~0.05%過還原會使液態銅吸收的氫氣劇烈增加，造成二次充氣。

五、電解精煉銅

從煉銅的一系列步驟得到的銅還含有0.5%~1.5%的雜質，導電性能不好不滿足要求，需經過電解精煉除去。

（1）主要原料：粗銅、精銅片、電解液。（2）主要設備：電解槽

（3）反應原理：含雜質的粗銅作陽極，用純銅薄片做陰極，以硫酸銅做電解液，在通直流電。

陽極：Cu?2e?Cu陰極：Cu2?2?

?2e?Cu

因此陽極溶解，陰極銅片越來越厚，純度可達99.99%。金、銀等貴金屬不發生放電反應因而進入電解液后再形成陽極泥堆在電解槽底部，再把陽極泥處理可得到貴金屬，整個過程的電解液需循環處理，為了能去除電解液中的陽極泥并保持電解液的溫度和濃度。陰極上只有比銅電位更正的金屬才能優先析出，而陰極上的過電位使氫的電位比銅負要后析出，所以陰極上基本是銅析出。

銅電解流程

六、銅產業的現狀

隨著我國國民經濟的迅速發展，特別是電子、通信以及電氣等行業的高速發展，對產品的需求量也越來越大，特別是銅從1995年的195萬噸增加到2012年的450萬噸，超過美國等國家成為世界第一銅消費國。雖然我國銅的生產量與消費量均居世界前列，但礦產資源遠遠不能滿足生產要求，需要大量進口原料。目前世界上生產銅精礦的國家有50多個，但銅礦山生產銅能力超過10萬噸的不超過20個，近十余年來世界銅礦的不斷發現，為銅的冶煉提供了更多的原料，但世界的銅礦需要量還是處于供不應求的狀態。

七、銅產業的發展前景

銅冶煉生產的主要特點是：（1）工藝流程長設備多（2）過程腐蝕強，影響設備壽命（3）三廢的排放量大污染較嚴重。

銅冶煉是一個氧化和還原的過程，會直接間接接觸腐蝕的液體或高溫的烘烤，為延長壽命可以選用耐腐蝕耐高溫的設備材料，做好設備的維護與檢修，采取防腐措施。生產中的二氧化硫進入煙氣要提高煙塵的回收率增加硫酸的產量，并且減少污染氣體的排。對于廢渣盡量減少渣含銅，剩下的可以用作鑄石、水泥等建筑材料，也可填充礦坑，總之要提高飛舞的利用率。廢水中也含有許多貴金屬離子，應該提高回收技術處理回收貴金屬使廢水達到排放標準，減少損失。企業的管理制度要完善合理，無論哪個方面都要做好，這樣銅的發展才能快速。

八、銅冶煉的過程強化

在選礦時可以把礦石磨得更細點，提高浮選技術得到品味更高的銅精礦，改進生產設備的構造和耐火材料，使過程更機械化、自動化，熔煉過程和吹煉過程要采取更有效細微的改變，提高各步驟的速率，工程設計要盡量降低投資，增加熱量和廢物的利用。

【參考文獻】：

1、張訓鵬，《冶金工程概論》，中南大學出版社，2009年3月。

2、彭容秋，《銅冶金》，中南大學出版社，2004年12月1日。

第二篇：冶金工程概論論文

簡述冶金生產及其冶金專業

xxx

重慶科技學院冶金與材料工程學院

摘要：該文章主要進行了兩個方面的探討：一方面是對鋼鐵冶金聯合企業的主要生產環節，每一個生產環節的主要過程、主要設備、生產方法及特點進行概括論述；另一方面是對冶金專業的發展現狀進行簡介。其目的是加深對冶金行業發展現狀的了解，增長與冶金相關的知識，寬闊自己的眼界。本論文在寫作過程中主要采用收集資料，進行綜合研究的方法，在寫作上以記敘為主。通過整理思考得出了冶金的生產流程和其主要工藝，以及現階段冶金專業的發展現狀的結論。關鍵字：鋼鐵冶金聯合企業；生產環節；冶金專業；現狀

Briefly metallurgy production and metallurgy professional

x x x Chongqing University Of Science & Technology, metallurgy and materials engineering institute Abstract: this article mainly discusses the two aspects: one is to steel metallurgical joint enterprise's main production processes, each production links in the main process, the main equipment, production methods and features are surveys;On the other hand is to the current situation of the development of metallurgy professional introduction.Its purpose is to deepen the understanding of metallurgical industry development present situation, growth and metallurgy relevant knowledge, broad his horizon.In the process of writing this paper mainly by collecting material for comprehensive research methods, writing mainly by narratives.Through sorting thinking obtained the production process and its metallurgical main process, and the development situation of present metallurgy professional the conclusion.Key word: steel metallurgical joint enterprise;Production links;Metallurgical professional;status

0引言：

通過一個學期的對《冶金工程概論》的學習，我對冶金專業的認識有了一定的加深，也學到了很多的關于冶金生產的知識，這讓我受益匪淺。在課程結束時，通過這一篇論文，一方面來檢測自己的學習情況，另一方面來對所學知識進行概括復習。本篇文章主要是對鋼鐵冶金聯合企業的生產環節，每一環節的主要過程，主要設備，生產方法及其特點進行敘述。并對冶金專業的發展現狀進行了簡要介紹。這樣不僅讓我鞏固了自己所學的知識，還拓展了自己的眼界，對我以后在冶金行業的工作有不少的指導作用。

1、鋼鐵冶金聯合企業主要生產環節

1.1 鐵礦石的開采 1.1.1 鐵礦石的開采方式

鐵礦石的開采方式主要有露天開采、地下開采和液體開采。1.1.2鐵礦石的富選

鐵礦石的富選過程包括破碎、磨碎、篩分和分級和選別作業。1.1.3 鐵礦粉造塊

鐵礦粉造塊的方法主要分為燒結法和球團法。1.2高爐煉鐵

1.2.1 高爐煉鐵的過程

（a）爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)。（b）從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。

（c）在高溫下焦炭（也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。（d）煉出的鐵水從鐵口放出。

（e）鐵礦石中不還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。

（f）產生的煤氣從爐頂導出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。1.2.2 高爐煉鐵特點

（1）高爐冶煉是在爐料與煤氣流逆向運動過程中完成各種錯綜復雜的化學反應和物理變化的，爐內主要是還原性氣氛。

（2）高爐是密閉的容器，除裝料、出鐵、出渣及煤氣外，操作人員無法直接觀察到反應過程的狀況，只能憑借儀器儀表間接觀察爐內狀況。

（3）高爐是連續的、大規模的高溫生產過程，機械化和自動化水平較高。1.3鐵合金生產 1.3.1鐵合金的用途

① 合金添加劑②脫氧劑③孕育劑。1.3.2生產方法

鐵合金的生產方法主要有碳還原法（高爐、電爐）、金屬熱還原法及電解法。1.4煉鋼用原材料

煉鋼用原材料可分為金屬和非金屬兩類 1.4.1 金屬材料

金屬料主要指鐵水（或生鐵塊）、廢鋼和鐵合金。1.4.2 非金屬材料

非金屬料主要指造渣材料、氧化劑、冷卻劑等。1.5煉鋼的基本任務

（a）脫碳并將其含量調整到一定范圍。

（b）去除雜質，主要包括：脫磷（冷脆）、脫硫（熱脆）、脫氧、去除氣體（氫、氮）和非金 屬夾雜物（氧化物、硫化物、磷化物、氮化物等）（c）調整鋼液成分和溫度

(d)將鋼液澆注成質量好的鋼錠或鋼坯。1.6轉爐、平爐煉鋼

轉爐煉鋼法主要包括底吹酸性轉爐煉鋼法、堿性轉爐煉鋼法、側面吹風的酸性側吹轉爐煉鋼法、氧氣頂吹轉爐煉鋼法（LD法）、氧氣底吹轉爐煉鋼法及頂底復合吹轉爐煉鋼法。1.6.1轉爐煉鋼法基本原理

在于他不借助外加能源，僅靠吹入熔池的空氣或氧氣與生鐵水中各種元素的放熱氧化反應完成脫碳和脫除雜質的任務，并將鋼液加熱到出鋼（1600℃或更高）溫度。1.6.2氧氣頂吹轉爐煉鋼法

用純氧從轉爐頂部吹煉鐵水成鋼的轉爐煉鋼方法。自50年代初投入工業生產以來，在世界范圍內得到迅速推廣，逐步取代空氣轉爐法和平爐煉鋼法，成為現代煉鋼的主要方法。1.6.3 LD法優點

(a)吹煉速度快，生產率高；(b)品種多，質量好；

(c)原材料消耗少，熱效率高、成本低；(d)基建投資省，建設速度快；(e)容易與連續鑄鋼相匹配。

鑒于以上優點，氧氣頂吹轉爐煉鋼現已成為主要煉鋼方法。1.6.4平爐煉鋼特點 從外部供給熱量 因平爐爐體龐大,冶煉時間長,爐墻散熱損失和高溫廢氣帶走的熱量大，除鋼鐵原料中各元素氧化產生熱量外，必須從外部供給燃料和使用預熱空氣燃燒燃料，方能保持煉鋼時需要的熱量。1.6.5平爐煉鋼的原材料

①鋼鐵料如生鐵或鐵水、廢鋼；

②氧化劑如鐵礦石、工業純氧、人造富礦； ③造渣劑如石灰（或石灰石）、螢石、鐵礬土等； ④脫氧劑和合金添加劑。1.6.6平爐煉鋼的步驟

平爐煉鋼的過程通常分為補爐、裝料（鐵礦石、石灰和廢鋼）、加熱、兌鐵水、熔化、精煉、脫氧和出鋼等幾個步驟。1.6.7平爐煉鋼的優點

①可大量使用廢鋼，而且生鐵和廢鋼配比靈活；

②對鐵水成分的要求不像轉爐那樣嚴格，可使用轉爐不能用的普通生鐵； ③能煉的鋼種比轉爐多，質量較好。1.7電弧爐冶煉

1.7.1電弧爐冶煉的優點

(a)熱效率高，達65%以上(b)溫度易于控制和調整

(c)爐內氣氛可控，利于脫磷、脫硫、脫氧(d)鋼中夾雜物相對較低(e)合金收得率高

(f)可全廢鋼冶煉，也可配裝部分鐵水(g)設備簡單，占地少，投資省，建廠快

但是，我國目前廢鋼保有量少，價格較高，而且電弧離解作用是鋼中氮氫含量較轉爐高。1.8爐外精煉 1.8.1精煉原理

真空脫氣、真空脫氧、惰性氣體處理、鋼液攪拌 1.8.2爐外精煉主要工藝方法

(a)埋弧加熱鋼包精煉法（LF法，日本1971年開發）(b)真空吹氧脫碳精煉法（VOD法，西德1965年開發）(c)氬氧爐脫碳精煉法（AOD法，美國1968年開發）1.8.3爐外精煉具有的共同工藝特點

①選擇一個理想的精煉氣氛條件，通常采用真空、惰性氣氛或還原性氣氛。

②對鋼液進行攪拌，可采用電磁感應、惰性氣流或機械方法攪拌。③鋼液加熱，在精煉過程中通常采用電弧加熱、埋弧加熱、等離子加熱或增加化學熱等。1.9鋼的澆鑄

鋼的生產包括煉鋼、澆鑄兩大環節。1.9.1 澆鑄作業

將合格鋼水鑄成適合于軋制或鍛壓加工所需要的一定形狀、尺寸和單重的鑄坯(或鋼錠)。

1.9.2鋼水的澆鑄的兩種工藝方式

(a)鋼錠模澆鑄，也稱模鑄工藝，成品為鋼錠。(b)是連續鑄鋼，也稱連鑄工藝，產品為連鑄坯。1.9.3澆鑄方法

鋼錠澆鑄分上鑄法和下鑄法兩種。1.9.4連鑄機型式

目前普遍使用的連鑄設備是弧形連鑄機。立式、立彎式、傾斜式三種型式是發展過程的產物，其中直立式仍在少數工廠使用，水平式、旋轉輪式、離心旋轉連鑄機尚處于試驗或小規模生產階段。1.10金屬塑性加工 1.10.1 分類

按照塑性加工時是否完全消除加工硬化，分為熱加工和冷加工。1.10.2加工施力類型分類

①直接受壓、如鍛壓、擠壓和軋制； ②間接受壓, 如拔絲、拔管和金屬板深拉； ③張力，如拉延；

④彎曲，施加的是彎矩，如金屬冷彎成型； ⑤剪切，施加剪切使金屬成型，如沖裁、剪切。1.10.3 金屬塑性加工特點

金屬塑性加工在現代冶金工業生產中占有重要地位，同金屬切削加工相比，塑性加工有以下優點：

①從成型原則上說,無切屑,金屬損耗較少；

②在取得所需形狀的同時,改善材料的組織和性能,成品能夠直接使用或者便于加工； ③適于專業化的大規模生產。主要缺點是：

①某些脆性材料和形狀復雜的制品不適于用塑性加工； ②專業化生產時需要專用的設備和工具。1.11金屬熱處理

金屬熱處理方法包括退火、正火、淬火、回火和調質。

2、冶金專業的發展現狀

2.1歷史的驕傲、現代的支柱

冶金是國民經濟建設的基礎，是國家實力和工業發展水平的標志，它為機械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工業、國防軍工等各行各業提供所需的材料產品。現代工業、農業、國防及科技的發展對冶金工業不斷提出新的要求并推動著冶金工程學科和工程技術的發展，反過來，冶金工程的發展又不斷為人類文明進步提供新的物質基礎。

新中國成立以來，國家一直非常重視冶金工業的發展。近年來，我國的鋼產量連續居于世界前列，足見國家的重視和其迅速穩健發展的良好勢頭。誠然，現代科技的進步催生了一些高科技新材料的誕生和應用。但是，冶金材料在未來相當長的一段時期內，其優勢和特性依然是其他材料所不可比擬和替代的。

2.2高新技術與學科發展完美結合冶金專業是一門什么樣的學科呢？它是一門研究從礦石提取鋼鐵或有色金屬材料并進行加工的應用性學科，培養的是冶金工程領域科學研究與開發應用、工程設計與實施、技術攻關與技術改造、新技術推廣與應用、工程規劃與冶金企業管理等方面的高層次專門人才。

高新技術和學科發展相結合是本專業的一大特點。主要體現在以下兩個方面：一是通過冶金過程的優化和新技術開發最大限度地滿足相關產業對高品質冶金材料的要求，二是最大限度地減少冶金生產的資源和能源消耗，減少對環境的污染。這也是本專業的前沿主攻方向。考慮到我國冶金行業清潔化生產水平低和特有的復合礦資源多樣化的特點等因素，該專業不僅要致力于研究流程中廢棄物的“四化”（即減量化、再資源化、再能源化和無害化）處理綜合技術，而且還要對復合礦冶煉技術進行環保和經濟意義上的評價和指導，并在此原則下開發復合礦的綜合利用技術，最終實現我國高品質冶金材料的生態化生產。

根據以上特點，冶金專業主要有三大研究方向。一是冶金物理化學方向：學習內容包括冶金新理論與新方法、冶金與材料物理化學、材料制備物理化學、冶金和能源電化學等。二是冶金工程方向：學習內容包括鋼鐵和有色金屬冶金新工藝、新技術和新裝備的研究、現代冶金基礎理論和冶金工程軟科學、冶金資源的綜合利用、優質高附加值冶金產品的制造和特殊材料的制備技術等。三是能源與環境工程方向：學習內容包括冶金工程環境控制、燃料的清潔燃燒與能源極限利用、工藝節能與余能回收、工業固體廢棄物、城市垃圾處理、大氣污染控制、技術及新產品的開發與試驗工作等。這些廣泛的分支領域構成了冶金工程的重要組成部分，極大地推進了冶金材料行業的發展與國家的工業建設。

冶金專業與許多學科密切相關，相互促進發展。冶金工程包括鋼鐵冶金、有色金屬冶金兩大類。冶金物理化學是冶金工程的應用理論基礎。該工程領域與材料工程、環境工程、礦業工程、控制工程、計算機技術等工程領域及物理、化學、工程熱物理等基礎學科密切聯系，相互促進，共同發展。

與此同時，冶金工程技術也在不斷汲取相關學科和工程技術的新成就進行充實、更新 1和深化，在冶金熱力學、金屬、熔锍、熔渣、熔鹽結構等方面的研究會更加深入。隨著冶金新技術、新設備、新工藝的出現，冶金產品將在超純凈和超高性能等方面發展。

冶金工程技術的發展趨勢是不斷汲取相關學科和工程技術的新成就進行充實、更新和深化，在冶金熱力學、金屬、熔锍、熔渣、熔鹽結構及物性等方面的研究會更加深入，建立智能化熱力學、動力學數據庫，加強冶金動力學和冶金反應工程學的研究，應用計算機逐步實現對冶金全流程進行系統最優設計和自動控制。冶金生產技術將實現生產柔性化、高速化和連續化，達到資源、能源的充分利用及生態環境的最佳保護。隨著冶金新技術、新設備、新工藝的出現，冶金產品將在超純凈和超高性能等方面發展，在支撐經濟、國防及高科技發展上發揮愈來愈重要的作用。2.3就業前景

中國僅有20多所高校開設有此專業，每年培養的專業人才非常有限，而市場需求量又特別大。有關統計數據顯示，市場對冶金工程專業人才的需求是實際該專業畢業生人數的10倍。如此大的市場需求也為該專業的學子提供了廣闊的就業前景。

由于冶金工程專業培養的學生基礎寬厚、理論扎實、技能全面，同時，又具備冶金和金屬材料加工等方面的知識和技能。加之，冶金行業屬于國民經濟的基礎和支柱產業之一，因而，畢業生擇業面寬，適應能力強。畢業生可以到冶金、化工、材料、環境保護及其相關行業的生產、科研和管理部門從事生產技術管理、工程設計、技術開發、新型結構材料和功能材料的研制和開發等工作，也可以到高等院校和高等職業學校從事專業教學工作。“感覺現在鋼鐵、冶金類專業的大學生太吃香了。”在東北大學2005舉辦的一次畢業生雙選會上，一位鋼鐵冶金類專業畢業生述說了該專業畢業生的就業好機遇。的確，祖國蓬勃的建設事業需要冶金工程方面大量的專業人才，眾多的鋼鐵冶金，有色金屬冶金企業等都是學子們一展身手的好地方。

隨著現代科技的迅猛發展，該專業對從業人員的綜合素質也提出了較高的要求，如計算機技術在冶金工程領域的廣泛應用，也就使得學生在大學里就要逐步接觸并掌握到豐富而實用的計算機知識。另外，該領域在國內的發展與國外先進技術的交流也日益頻繁，對學生外語的使用也提出了相當高的要求。、結論

本文給出了鋼鐵冶金聯合企業的主要生產環節，每一環節的主要生產過程、主要設備、生產方法及其特點，并簡要介紹了冶金專業的發展現狀。可以看出，冶金生產是一個復雜的過程，它需要不同的生產環節，不同種類的生產工人的緊密配合。而冶金專業是一門研究從礦石提取鋼鐵或有色金屬材料并進行加工的應用性學科，培養的是冶金工程領域科學研究與開發應用、工程設計與實施、技術攻關與技術改造、新技術推廣與應用、工程規劃與冶金企業管理等方面的高層次專門人才。冶金專業與冶金生產相互依賴、相互服務，一方的發展都會促進另一方的發展。【參考文獻】

[1] 王筱留，鋼鐵冶金學，冶金工業出版社，1991 [2] 黃希鈷, 鋼鐵冶金原理(第三版), 冶金工業出版社, 2002 [3] 陳偉慶，朱憲國，鄭宏光，孫金良，于平，高鐵水熱裝比電弧爐冶煉技術，煉鋼，2001 [4] 王筱留, 鋼鐵冶金學(煉鐵部分), 冶金工業出版社, 1991 [5] 沈時英，冶金概論，冶金工業出版社，1988 [6] 薛正良，鋼鐵冶金概論，冶金工業出版社 2008

第三篇：冶金工程概論論文

題目：《冶金工程概論》課程考核（課程論文）冶金工程學科的創新與發展 作者：學號：授課教師：班級：重慶科技學院冶金與材料工程學院 二○一○年五月中國重慶

“學起于思，思起于疑”。通過學習這門課程對冶金工程有了些粗略的認識。《冶金工程概論》是集知識—趣味—理論—實踐于一體的冶金專業學生的專業啟蒙課程，旨在為學習冶金專業的本科生開啟通向冶金領域的第一扇大門，是冶金專業學生的必修課程之一。開設該課程的目的是讓冶金專業的學生盡早地接觸冶金專業和專業教師，盡早地接受冶金知識和文化的熏陶，為將來深入系統學習公共基礎課、專業基礎課、專業課提供前期學習基礎，為切實提高學生的分析解決冶金實際問題能力，培養專業興趣，做好專業啟蒙引導教育。

該課程設計了“走進冶金行業”、“冶金發展史”、“冶金知識”、“職業發展規劃”等十個模塊，重點介紹了冶金史、歷史重要人物及事件，冶金行業特點及培養冶金人才知識結構，冶金基本原理、主要設備、工藝流程及冶金生產現狀、最新前沿研究及熱點問題，冶金人才市場需求及引導學生設計大學四年乃至本科畢業后的職業發展路線圖等等，向學生講授一定的冶金基礎理論及寬泛的相關知識。

通過在網上查找資料對新世紀冶金工程學科的創新與發展有了一些了解。而冶金工程學科是武漢科技大學最具特色的學科之一，是湖北省重點學科、湖北省有突出成就的創新學科和湖北省品牌專業。進入新世紀，本學科抓住機遇，開拓創新，不斷發展，注重學科交叉，凝練學科方向，逐步建立研究基礎雄厚、適應現代冶金工業新技術、新工藝快速發展的冶金學科平臺。

一、發展傳統特色，注重學科交叉，形成獨具特色的多學科方向

武漢科技大學冶金工程學科始創于1953年，為了培養我國礦冶方面的生產技術人員，當時的重工業部決定將武昌高級工業學校更名為中南鋼鐵工業學校，正式設置煉鐵專業和煉鋼專業，并批準招生（專科）。1958年為配合武鋼工程的建設和生產的需要，開始招收煉鐵專業和煉鋼專業本科生。1979年煉鋼和煉鐵專業合并建立鋼鐵冶金專業，2000年開始將鋼鐵冶金和冶金物理化學、冶金傳輸原理、有色冶金等專業方向組合建成冶金工程學科，本科生按冶金工程一級學科招生。

1986年經國務院學位委員會批準，作為二級學科的鋼鐵冶金專業獲得碩士學位授予權，2003年批準獲得博士學位授予權，2005年冶金工程獲得一級學科碩士學位授予權。經過幾十年的發展，本學科在保持傳統的鋼鐵冶金特色穩步發展的基礎上，推進學科創新，拓展學科領域，鼓勵學科交叉，逐步形成了各具特色，又相互依托的多學科方向，主要包括鋼鐵冶金、有色金屬冶煉、礦物加工、直接還原與熔融還原、等離子冶金、功能鋼鐵材料、資源綜合利用和冶金環保、材料特殊制備工藝等。

鋼鐵冶金方向：圍繞著新一代鋼鐵工業制造流程、鋼鐵工業可持續發展、鋼鐵制造綠色化等方面的關鍵技術，開展大量應用基礎研究和技術開發，取得了一系列國內領先、國際先進水平的研究成果。如“武鋼工業港鐵礦石混勻堆積規律與工藝優化研究及應用”項目采用神經元網絡專家系統研究多種不同成分鐵礦石堆積規律與混勻礦組成波動的關系，對控制大型高爐燒結礦成分波動，穩定高爐操作具有重要意義，研究成果為武鋼新增一億多元的經濟效益。在高鐵低硅鐵礦石燒結領域，開展了鐵酸鈣生成機理及其礦物學研究項目的研究，為我國高爐大量采用國外高品位、低SiO2鐵礦粉生產燒結礦，提高高爐利用系數。和降低燃料比奠定了理論基礎，研究成果產生了巨大的經濟效益和社會效益。將現代控制原理和計算機科學技術應用于傳統冶金領域，開辟了高爐煉鐵專家系統和轉爐動態冶煉智能控制系統的新領域，為冶金過程控制開辟了嶄新的前景。等離子冶金方向：將等離子技術應用于冶金領域的應用基礎研究和技術開發使本學科在該研究領域處于國內領先地位。研究工作得到了國家自然科學基金、湖北省自然科學基金、湖北省重大攻關、武漢市科技局和企業的大力支持，在“等離子熔融還原一步法冶煉高合金鋼工藝”、“交流等離子熔融還原直接冶煉微碳鐵合金”、“交流等離子熔融還原鉻鎳精礦直接冶煉不銹”、“交流等離子連鑄中間包加熱”、“交流等離子礦熱爐”和“交流等離子鋼包爐”等領域的研究取得了大量具有推廣應用價值的成果。

功能鋼鐵材料方向：賦予傳統鋼鐵材料以新的特殊性能，在“滲銅法制備抗菌不銹鋼”、“零件的等離子表面噴涂”、“稀土耐候鋼的開發”、“高性能特殊用途電工硅鋼”、“鐵基熱電轉換材料開發”等方面開展了卓有成效的基礎研究和應用開發。

資源綜合利用和冶金環保方向：圍繞著復合礦中有價元素的利用、鋼鐵廠二次粉塵綜合利用、廢金屬再生及冶金廢渣的資源化和無害化的方法、冶金過程中排出的SO2、NOx等有害氣體減量化開展了大量的研究工作，用冶金的方法和工藝解決冶金自身產生的資源和環境問題，對合理利用有限的礦物資源、保護人類賴以生存的環境、實現可持續發展有深遠的意義。其中“硫酸渣分選提純研究及工業應用”項目獲得了2004年湖北省科技進步一等獎；“利用燒結法氧化鋁生產廢渣制備煉鋼精煉劑技術研究”項目的研究水平達到了國際先進水平，其應用推廣產生了巨大的經濟效益和社會效益。

材料特殊制備工藝方向：本研究方向一方面注重鋼鐵材料化學成分的穩定和均勻性控制，另一方面更著重于材料的高純凈化控制。針對材料性能的不同要求，實現超低硫、超低磷、超低氧、超低氮、超低碳和高含氮的控制，以及非金屬夾雜物的極限化控制。開發高經濟效益、高資源效率、低環境負荷的新鋼種，同時注重鋼鐵材料的功能化，提高鋼鐵材料的強度、耐熱性、耐腐蝕性并賦予鋼鐵材料新的物理和化學性能。本方向利用真空感應熔煉、電子束熔煉、冷坩堝熔煉、等離子等手段，在國家自然科學基金、國家重大基礎研究項目（973）的支持下，主要開展以下研究工作：“超低氧條件下鋼液深脫氧機理及氧化物夾雜性狀研究”、“零夾雜鋼非金屬夾雜析出與去除特性研究”、“超顯微夾雜鋼精煉理論與工藝”、“高氮奧氏體不銹鋼熔煉及凝固過程中氮的行為”。

冶金工程學科的各個專業方向各具特色，有互相交叉，互相推進，在研究手段方面資源共享。

二、加大學科建設投入，建立良好的硬件平臺

冶金工程學科作為學校最具特色學科，學校各級領導高度重視學科的發展，逐年加大對本學科基本建設的投入。從2000年開始，湖北省教育廳、科技廳和學校逐年向冶金工程學科投入重點學科建設、基礎實驗室建設、校級和省級重點實驗室建設、博士點建設、碩士點建設、以及“楚天學者”崗位和“特聘教授”崗位等建設資金累計近千萬元，添置和更新了一大批先進的教學和科研儀器、設備，使冶金工程實驗室成為我國鋼鐵冶金領域的重要科研基地。2002年建成“功能鋼鐵材料和資源綜合利用”校級重點實驗基地，2004年 “湖北省鋼鐵冶金重點實驗室”批準立項建設，2005年“鋼鐵冶金及資源利用省部共建教育部重點實驗室”批準立項建設。目前本學科擁有專業實驗室面積2652m2，科研儀器設備總值1260多萬元，正在進一步利用日元貸款和重點實驗室建設經費裝備一批高起點、高精度、高水平的儀器和設備。

三、實施“引進、培養、共享”的人才政策，形成結構合理、年富力強的學術隊伍

在近5年間，冶金工程學科通過向國內外派出和自己培養10多位具有碩士學位的年輕老師攻讀博士學位和開展博士后研究工作，其中大部分已學成回來發揮重要作用。在此期間，冶金工程系還引進1名“楚天學者”和4名博士，順利實現了師資隊伍的新老交替。一批掌握了合理知識結構、具有創新思想的高起點教師在學科建設中正發揮巨大作用。此外，聘請了多名包括中國工程院院士和國內外著名教授在內的專家學者為特聘教授，為冶金工程學科的發展出謀策劃。

目前本學科有教授10人，副教授8人，具有博士學位14人，“楚天學者”特聘教授1人，教師隊伍平均年齡38歲，在校博士生15名，碩士生40多名，已形成了一支學歷結構、年齡結構和職稱結構合理的學術隊伍，為冶

金學科快速發展平臺奠定了良好的人才基礎。

四、落實科研目標責任制，推動科研工作上新的臺階

根據武漢科技大學目標責任管理及其科研政策，學校對教師科研工作量實行嚴格經費指標考核和評估制度，明確科研人員的責、權、利。同時對教師的科研工作按級別提供相應的獎勵，大大提高了老師投身科研工作的積極性。為落實學校科研政策，冶金工程學科提出科研與教學并重的兩條腿走路方針，讓大家充分認識科研、教學和學科創新之間的互補關系，貫徹科研能力是學科創新能力的重要體現這一理念。在抓好本科教育和研究生教育的同時，抓好本學科的科學研究工作，形成教學、科研和學科創新互相支撐、共同發展的良好局面。近幾年，每年平均有4~6項科研項目獲得國家自然科學基金和省級科研基金資助。與武鋼、寶鋼、安鋼、湘鋼、漣鋼、邯鋼等大中型鋼鐵企業建立了良好的科研合作關系。特別是與武鋼聯合建立了武鋼—武科大鋼鐵新技術研究院，武鋼—武科大球團基礎研究中心，一方面利用本學科重點實驗室應用基礎研究的技術力量、裝備和學術思想優勢，針對武鋼新產品新工藝的開發、過程控制和產品質量控制開展應用基礎研究和科技攻關；另一方面，通過這種緊密的合作關系為本學科爭取了更多的科研經費支撐，促進學科的快速發展，也為科研成果盡快產業化提供了良好的保障。

研究生的培養與科研工作密切相關。因此，我們十分重視利用現有師資和研究條件，積極擴大招生規模，并通過招收工程碩士的方式，在提高企業科技人員的學術水平、直接為企業界的科技進步服務的同時，不但加強與鋼鐵企業的聯系，為學科的發展奠定良好的基礎。

五、加強國際合作與交流

近幾年，冶金工程學科取得了快速發展，但與國內外一流的同類學科相比還存在很大差距。利用重點實驗室建設基金鼓勵教師、特別是年輕老師參加國內外的重要學術會議、出版專著等。因此，本學科十分注重加強與國內外大學和研究機構合作和廣泛的學術交流。先后與日本東北大學、東京大學、名古屋工業大學、瑞典皇家工學院、德國杜依茲堡大學、澳大利亞皇家墨爾本大學、加拿大多倫多大學和美國麻省理工學院、莫斯科鋼和合金學院等建立了合作和進修關系，邀請國內外著名冶金專家和企業的技術專家來做學術交流。

冶金工程學科全體同仁將更加團結一致，加強與國內外高等院校、學術團體的學術交流，與冶金企業之間加強技術合作，為把本學科建成培養高素質創新人才的一流教學、科研基地而努力奮斗。

第四篇：冶金工程概論論文

選課課號：

3YJ0502A.01

課程類別：

公選課

《冶金工程概論》課程考核

（課程論文）

題目：鋼鐵聯合企業的主要生產環節

作 者： 學 號： 授課教師： 班 級：

田世龍

重慶科技學院冶金與材料工程學院 2014年 6 月

中國

重慶 鋼鐵聯合企業的主要生產環節

摘要：本論文論述了鋼鐵冶金聯合企業的主要生產環節、主要冶金技術以及煉鋼煉鐵的基本方法。

關鍵詞：冶金方法 鋼鐵生產過程 煉鋼煉鐵方法

Steel company's main production sectors XU Hang Chongqing CQUST Mechanical College 401331 Abstract：This paper discusses the major iron and steel metallurgy joint venture production processes, mainly metallurgical techniques and basic methods of steelmaking iron.Key words：Metallurgical Technology，Steel production process，Steelmaking iron approach 引言：

經過了一個學期的冶金工程概論課程的學習，我對冶金有了一定的了解，本文是我從這門課中學到的冶金方面知識的小探討。

什么是鋼鐵？

鋼鐵是鐵與C（碳）、Si（硅）、Mn（錳）、P（磷）、S（硫）以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe（鐵）外，C的含量對鋼鐵的機械性能起著主要作用，故統稱為鐵碳合金。它是工程技術中最重要、也是最有最主要的，用量最大的金屬材料。

1.鋼鐵冶金聯合企業主要生產環節

在鋼鐵冶金聯合企業中，主要的生產環節是燒結、高爐、煉焦爐、轉爐、電弧熔爐、精煉、連續鑄造、軋鋼。1.1各生產環節的內容和過程

（1）燒結。在燒結車間中，制備鐵礦石。鐵礦石被壓碎碾成標準化的顆粒，被燒結或粘合在一起。燒結的鐵礦石隨后被壓碎，并按一層焦炭、一層礦石的交替方式，被加入高爐中。焦炭是是從富炭煤蒸餾出的固體殘渣，極易燃燒。

（2）高爐。在高爐中，從鐵礦石中提取鐵。固態的礦石和焦炭由頂部加入高爐，而高爐底部送來的一股熱氣（1200℃）致使幾乎是100%含炭量的焦炭開始燃燒。這便產生了碳的氧化物，它通過除氧過程來減少了氧化鐵，從而分離出鐵。由燃燒產生的熱量將鐵和脈石（礦石中礦物的集合）熔化成液體。脈石，由于比較輕，會漂浮至鐵水表面，就是所謂的“生鐵”。爐渣是熔融脈石產生的殘渣，可用于其他工業用途，比如用于鋪設道路或生產水泥。（3）煉焦爐。是煤在煉焦爐中通過干餾（即將不需要的成分氣化掉）得到的可燃物質。焦炭幾乎是純碳，其結構呈多孔狀，且抗碾性能很強。焦炭在高爐中燃燒，提供了熔化鐵礦石所需的熱量和氣體。

（4）轉爐。在吹氧轉爐中，生鐵轉換成鋼鐵。熔化的生鐵會被倒在一層鐵屑上。碳和殘渣等不需要的物質都會通過注入純凈的氧氣燃燒掉，從而生產出粗鋼。然后，殘渣或者爐渣就會被撇去。粗鋼(之所以稱為粗鋼，是因為它還必須經過進一步的精煉)然后倒入桶內。

（5）電弧熔爐。加入電弧熔爐爐中的可以是經過選擇的但未經處理的廢(比如舊的機器零件），或者可以是含鐵量至少為92％的經過篩選的、碾碎的、達到標準的廢鐵。廢鐵在電弧熔爐中被熔化。這就生產出了鋼水，然后進行與生鐵同樣的精煉和分級。廢鐵包括報廢的鋼制包裝材料、建筑材料、機器和車輛零件、或者從煉鋼過程或由鋼鐵加工裝置產生的廢生鐵和鋼鐵。針對每種不同鋼種，原材料的都必須經過仔細的選擇。這種選擇取決于任何廢鐵中金屬或礦石都可能含有的“雜質”的類型。電弧熔爐磁性“廢鋼桶”將原料送入熔爐中。冶煉過程由強大的電弧驅動，這些電弧在電極和熔爐中的原料之間“跳動”。殘渣或爐渣會從熔爐中回收。最終的產品是鋼水，現在正被送入鋼包爐和分級設備。（6）精煉。精煉（脫碳）和化學添加劑的夾雜物 這兩項操作需在一個真空密封的容器中進行。鋼鐵借助惰性氣體－氬氣在精煉桶和容器之間旋轉。這一工藝過程使得鋼鐵的化學成分得到高精度的調整，以得到特種鋼鐵。

（7）連續鑄造。這里所示的是正在鑄造的扁鋼錠。鋼水被不斷地倒入沒有底部的鑄模中。當鑄模被拉動時，鋼鐵就開始與鑄模的水冷內壁接觸，并開始凝固。然后，鑄造好的金屬由一連串的輥筒引導被向下拉，同時持續得到冷卻。當它到達末端時，鋼鐵已完全凝固，并立刻被切成所需的長度。

（8）軋鋼。將坯料轉變為最終成品。此時，扁鋼錠被轉軋制成薄板。扁鋼錠首先在爐中被再加熱。這使它具有更好的延展性，促進拔出和成形。緊接著，坯料通過了臺架的軋輥而被“瘦身”，或者使它逐漸地變薄。1.2各生產環節的主要設備

（1）燒結機。燒結機有效燒結面積一般應≥90m2；主機驅動裝置為柔性傳動或剛性傳動，交流變頻調速，燒結機系統漏風率≤50%；配料采用自動重量配料；有蒸汽預熱或熱返礦等提高料溫的措施；點火器為節能型點火器；有簡單的燒結礦冷卻余熱利用裝置；有簡單的整粒流程；采用PLC或模擬式檢測儀表對生產過程進行自動操作、控制及管理；有廢水處理設施；所有產塵點均設有除塵設施，粉塵排放濃度度≤100mg／m3；產生噪音的設備設有消聲設施。

（2）高爐（400m3及以上）。無料鐘爐頂，爐頂壓力0.1—0.15Mpa，或雙鐘單室爐頂結構，爐頂壓力為0.05MPa及以上；有主要參數的檢測裝置，高爐配料、上料、爐頂布料及熱風爐操作等采用PLC等作自動控制；熱風爐能保證熱風溫度在1000℃以上，熱風爐一代壽命≥1倍高爐爐體壽命；有煤粉噴吹設施，煤比≥120kg／t—p；出鐵場、原料系統有較完備的除塵設施，粉塵排放濃度≤100mg／m3。

（3）焦爐。焦爐炭化室高≥4.3m；具有主要工藝參數的檢測儀表、傳動設備有必要的電氣聯鎖控制；裝煤采用高壓氨水消煙裝置、熄焦塔設有捕塵裝置。

（4）電爐。公稱爐容量≥60t；普通功率（噸鋼功率450～600kVA），冶煉時間100～120minn；配有必要的檢測儀表，設有電極升降自動控制；配備吹氧裝置；有煙氣除塵設備。（5）轉爐。公稱容量≥50t；采用部分鐵水預處理，在轉爐配套設備上具備擋渣出鋼裝置，濺渣護爐裝置，爐令≥5000爐；配備爐前鋼水快速分析系統；建立計算機系統，采用自適應統計模型進行靜態過程控制或以經驗模型指導操作。具備物料稱量、采用PLC等進行氧氣、氧槍、煤氣回收、鐵水預處理、爐外精煉的控制系統；配備一次、二次煙氣除塵及廢水處理設施；配有煤氣回收系統。

（6）連鑄機。具有必要的檢測儀表以及繼電聯鎖控制系統；配備鋼包吹氬、保護澆注等保證鑄坯質量的簡易設施；配有水處理設施。

（7）鋼梁軋機。可生產大型型材；推鋼式加熱爐；軋機配置為架開坯機，和多架橫列式軋機；步進式冷床（或推鋼式冷床），長尺或短冷卻；普通輥式矯直機，采用熱鋸或冷鋸定尺鋸切；壓力矯直機；人工落垛、打捆、貼標記。

（8）軌梁軋機。步進梁式加熱爐，爐前、后設裝、取料機；一架開坯機和一

2、主要冶金技術 2.1火法冶金

火法冶金是在高溫條件下進行的冶金過程。礦石或精礦中的部分或全部礦物在高溫下經過一系列物理化學變化，生成另一種形態的化合物或單質，分別富集在氣體、液體或固體產物中，達到所要提取的金屬與脈石及其它雜質分離的目的。實現火法冶金過程所需熱能，通常是依靠燃料燃燒來供給，也有依靠過程中的化學反應來供給的，比如，硫化礦的氧化焙燒和熔煉就無需由燃料供熱；金屬熱還原過程也是自熱進行的。

火法冶金包括：干燥、焙解、焙燒、熔煉、精煉、蒸餾等過程。

2.2濕法冶金

濕法冶金是在溶液中進行的冶金過程。濕法冶金溫度不高，一般低于100℃，現代濕法冶金中的高溫高壓過程，溫度也不過200℃左右，極個別情況溫度可達300℃。濕法冶金包括：浸出、凈化、制備金屬等過程。浸出用適當的溶劑處理礦石或精礦，使要提取的金屬成某種離子（陽離子或絡陰離子）形態進入溶液，而脈石及其它雜質則不溶解，這樣的過程叫浸出。浸出后經沉清和過濾，得到含金屬（離子）的浸出液和由脈石礦物絹成的不溶殘渣（浸出渣）。對某些難浸出的礦石或精礦，在浸出前常常需要進行預備處理，使被提取的金屬轉變為易于浸出的某種化合物或鹽類。例如，轉變為可溶性的硫酸鹽而進行的硫酸化焙燒等，都是常用的預備處理方法。

凈化在浸出過程中，常常有部分金屬或非金屬雜質與被提取金屬一道進入溶液，從溶液中除去這些雜質的過程叫做凈化。

制備金屬用置換、還原、電積等方法從凈化液中將金屬提取出來的過程。2.3電冶金

電冶金是利用電能提取金屬的方法。根據利用電能效應的不同，電冶金又分為電熱冶金和電化冶金。

電熱冶金是利用電能轉變為熱能進行冶煉的方法。在電熱冶金的過程中，按其物理化學變化的實質來說，與火法冶金過程差別不大，兩者的主要區別只飼冶煉時熱能來源不同。電化冶金（電解和電積）是利用電化學反應，使金屬從含金屬鹽類的溶液或熔體中析出。前者稱為溶液電解，如錒的電解精煉和鋅的電積，可列入濕法冶金一類；后者稱為熔鹽電解，不僅利用電能的化學效應，而且也利用電能轉變為熱能，借以加熱金屬鹽類使之成為熔體，故也可列入火法冶金一類。從礦石或精礦中提取金屬的生產工藝流程，常常是既有火法過程，又有濕法過程，即使是以火法為主的工藝流程，比如，硫化鍋精礦的火法冶煉，最后還須要有濕法的電解精煉過程；而在濕法煉鋅中，硫化鋅精礦還需要用高溫氧化焙燒對原料進行煉前處理。

3、煉鐵

目前最常用的方法有高爐煉鐵，直接還原和熔融還原鐵三種方法。高爐煉鐵是以焦炭為能源基礎的傳統煉鐵方法。它與轉爐煉鋼相配合，是目前生產鋼鐵的主要方法。高爐煉鐵的這種主導地位預計在相當長時期之內不會改變。高爐煉鐵的本質是鐵的還原過程，即焦炭做燃料和還原劑，在高溫下將鐵礦石或含鐵原料的鐵，從氧化物或礦物狀態(如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等)還原為液態生鐵。3.1高爐煉鐵

3.1.1主要過程如下：

a)爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)。b)從爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。c)在高溫下焦炭（也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。d)煉出的鐵水從鐵口放出。

e)鐵礦石中不還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。

f)產生的煤氣從爐頂導出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。冶煉過程中，爐料(礦石、熔劑、焦炭)按照確定的比例通過裝料設備分批地從爐頂裝入爐內。從下部風口鼓入的高溫熱風與焦炭發生反應，產生的高溫還原性煤氣上升，并使爐料加熱、還原、熔化、造渣，產生一系列的物理化學變化，最后生成液態渣、鐵聚集于爐缸，周期地從高爐排出。上升過程中，煤氣流溫度不斷降低，成分逐漸變化，最后形成高爐煤氣從爐頂排出。

3.1.2高爐煉鐵特點

（1）高爐冶煉是在爐料與氧氣氣流逆向運動過程中完成各種錯綜復雜的化學反應和物理變化的，爐內主要是還原性反應。

（2）高爐是密閉的容器，除裝料、出鐵、出渣及煤氣外，操作人員無法直接觀察到反應過程的狀況，只能憑借儀器儀表間接觀察爐內狀況。

（3）高爐是連續的、大規模的高溫生產過程，機械化和自動化水平較高。

4、煉鋼

鋼與生鐵都是以鐵元素為主，并含有少量碳、硅、錳、磷、硫等元素的鐵碳合金，二者差別就是C元素的含量。4.1煉鋼的基本任務：

a)脫碳并將其含量調整到一定范圍。

b)去除雜質，主要包括：脫磷（冷脆）、脫硫（熱脆）、脫氧、去除氣體（氫、氮）和非金屬夾雜物（氧化物、硫化物、磷化物、氮化物等）c)調整鋼液成分和溫度 d)將鋼液澆注成質量好的鋼錠或鋼坯。4.2煉鋼工藝主要包括：

1）鐵水預處理；2)轉爐或電弧爐煉鋼；3)爐外精煉(二次精煉)；4)連鑄。煉鋼過程是個氧化過程，其去除雜質的主要手段是向熔池吹入氧氣并加入造渣劑形成熔渣出來。脫碳反應是煉鋼過程的主要手段，硅、錳、磷、硫等元素也通過氧化反應去除。煉鋼的原料有生鐵、廢鋼、熔劑(石灰石等)、脫氧劑(硅鐵、錳鐵、鋁等)、合金料等。4.3煉鋼方法---轉爐煉鋼、電爐煉鋼和平爐煉鋼 4.3.1轉爐煉鋼

利用吹入空氣或氧氣對熔融的鐵水進行氧化脫碳，煉出合格成分的鋼錠。按爐襯材料性質有酸性、堿性之分，按吹入氧氣的方式有底吹、頂吹、側吹之分。

1）原料：高爐經鋼包送來的鐵水，<10％的冷鐵錠，調整用冷廢鋼，造渣用石灰石、螢石，脫氧和合金化用的鐵合金及純度≥99.5％氧氣。

2）操作：傾斜爐體，順序加入石灰石、熔劑、廢鋼、鐵水，插入水冷噴嘴，噴射高純氧產生反應：2Fe+O2→FeO，FeO進入熔體擴散，完成脫碳、氧化吹煉。脫碳→CO→熔體沸騰，氧化加速。火焰由黃褐色→暗紅色→長而明亮火焰→明顯減少→液面平靜→脫碳氧化結束。4.3.2電爐煉鋼：有電弧爐、感應電爐煉鋼之分。

（1）電弧爐煉鋼：依靠插入金屬爐料間的電極通電后，產生的電弧熔化爐料。隨著爐料不斷熔化，池面上升，電極上升，到最高點時，爐料已完全熔化。此時，先后進入熔化、氧化期、還原期。A．熔化期：

金屬液體與爐氣接觸：2Fe+O2→2FeO 爐渣中：FeO+O2→Fe2O3或Fe3O4 渣界面上：Fe2O3或Fe3O4被Fe重新還原成FeO，一部分按分配定律進入鋼液的FeO與硅、錳、磷氧化并與CaO生成爐渣，放熱,使爐溫上升到1590℃ B．氧化期 T>1590℃ 反應：

a [C]+[O]→CO 上升的氣泡會不斷吸收鋼液中的H2、N2，使鋼液中的含氣量下降。b 脫P: 應控制渣中FeO、CaO濃度，形成燒結的4CaOP2O3渣，并及時排渣。C．還原期：脫氧、脫S，調整溫度與成分。加入錳鐵預脫氧后，加入生石灰、螢石、碳粉

FeO+C→Fe+CO FeS+CaO→Ca2S(進入渣中)+FeO 4.3.3平爐煉鋼

平爐煉鋼的過程通常分為補爐、裝料（鐵礦石、石灰和廢鋼）、加熱、兌鐵水、熔化、精煉、脫氧和出鋼等幾個步驟。平爐煉鋼的優點 A.可大量使用廢鋼，而且生鐵和廢鋼配比靈活；

B.對鐵水成分的要求不像轉爐那樣嚴格，可使用轉爐不能用的普通生鐵； C.能煉的鋼種比轉爐多，質量較好 4．4連鑄

連續鑄鋼是通過連鑄機將鋼液連續地鑄成鋼坯的工序。與模鑄相比，連鑄具有以下優越性：

1)簡化工序、節能；2)鑄坯切頭率降低、金屬收得率比模鑄高7~12%；3)高效凝固；4)優化成型。

連鑄工藝的流程為：鋼液通過中間包注入結晶器內，迅速冷卻成具有一定厚度的凝固殼而內部仍為液態的鑄坯。鑄坯下部與伸入結晶器底部的引錠桿銜接，澆注開始后，拉坯機通過引錠桿把結晶器內的鑄坯以一定速度拉出。鑄坯通過連鑄二次冷卻區時，進一步是受到噴水冷卻直到完全凝固。完全凝固后的鑄坯通過拉矯機矯直后，切割成規定長度，由輸送輥道運出。4.5軋鋼

軋制過程是軋件與軋輥之間的摩擦力將軋件拉進不同旋轉方向的軋輥之間使之產生塑性變形的過程。一般的軋鋼工序可分為：加熱爐 粗軋 中軋 精軋 精整。

由以上這個復雜的生產體系可以看出：要完成這個復雜的工作，在人員配備有一定的要求。完成煉鋼過程，不僅需要鐵礦石等這些原料，還需要人力資源。因為人力資源是“第一資源”，只要做到“知人善用，量長使用，任人唯賢，用人所長”，就能使工作效率提高。

第五篇：《冶金工程概論》論文

選課課號：

(2011-2012-2)-BG11191-320105-課程類別：

公選課

題目：

《冶金工程概論》課程考核

（課程論文）

淺談鋼鐵冶金聯合企業的生產以及與計算機的聯系

作 者：

學 號：

授課教師：

班 級：

重慶科技學院冶金與材料工程學院 二零一二年 11 月

中國

重慶

摘要

現今社會，隨著科技越來越發達，鋼鐵冶金工業也占有重要的地位。建國六十多年來，我國的鋼鐵工業也取得了巨大的成就。中國鋼鐵冶金工業科技水平正在走強，我國鋼產量連年增長，并一直保持鋼產量世界排名第一名的位置。本文主要講的是對鋼鐵冶金聯合企業生產的一些了解，如它有哪些主要的生產環節，它的生產過程，過程中要用到的哪些設備，以及它的生產方法和特點。還講了鋼鐵冶金工業與計算機科學與技術和信息化的一些相關聯系，最后談到了學習了冶金工程概論課的一些感受和體會。

關鍵詞： 鋼鐵 冶金 計算機 信息化

目 錄

1鋼鐵冶金聯合企業主要的生產環節.......................................4 1．1各生產環節的內容和過程.........................................4 1．2各生產環節的主要設備...........................................5 2 鋼鐵冶金與計算機和信息化的聯系.......................................7 2．1 鋼鐵冶金與計算機的聯系........................................7 2．2 鋼鐵冶金與信息化的聯系........................................7 3 學習了冶金工程概論課的心得...........................................8 參考文獻...............................................................9 1.鋼鐵冶金聯合企業主要生產環節

在鋼鐵冶金聯合企業中，主要的生產環節是燒結、高爐、煉焦爐、轉爐、電弧熔爐、精煉、連續鑄造、軋鋼。

1.1各生產環節的內容和過程

（1）燒結。在燒結車間中，制備鐵礦石。鐵礦石被壓碎碾成標準化的顆粒，被燒結或粘合在一起。燒結的鐵礦石隨后被壓碎，并按一層焦炭、一層礦石的交替方式，被加入高爐中。焦炭是是從富炭煤蒸餾出的固體殘渣，極易燃燒。

（2）高爐。在高爐中，從鐵礦石中提取鐵。固態的礦石和焦炭由頂部加入高爐，而高爐底部送來的一股熱氣（1200℃）致使幾乎是100%含炭量的焦炭開始燃燒。這便產生了碳的氧化物，它通過除氧過程來減少了氧化鐵，從而分離出鐵。由燃燒產生的熱量將鐵和脈石（礦石中礦物的集合）熔化成液體。脈石，由于比較輕，會漂浮至鐵水表面，就是所謂的“生鐵”。爐渣是熔融脈石產生的殘渣，可用于其他工業用途，比如用于鋪設道路或生產水泥。

（3）煉焦爐。是煤在煉焦爐中通過干餾（即將不需要的成分氣化掉）得到的可燃物質。焦炭幾乎是純碳，其結構呈多孔狀，且抗碾性能很強。焦炭在高爐中燃燒，提供了熔化鐵礦石所需的熱量和氣體。

（4）轉爐。在吹氧轉爐中，生鐵轉換成鋼鐵。熔化的生鐵會被倒在一層鐵屑上。碳和殘渣等不需要的物質都會通過注入純凈的氧氣燃燒掉，從而生產出粗鋼。然后，殘渣或者爐渣就會被撇去。粗鋼(之所以稱為粗鋼，是因為它還必須經過進一步的精煉)然后倒入桶內。

（5）電弧熔爐。加入電弧熔爐爐中的可以是經過選擇的但未經處理的廢(比如舊的機器零件），或者可以是含鐵量至少為92％的經過篩選的、碾碎的、達到標準的廢鐵。廢鐵在電弧熔爐中被熔化。這就生產出了鋼水，然后進行與生鐵同樣的精煉和分級。廢鐵包括報廢的鋼制包裝材料、建筑材料、機器和車輛零件、或者從煉鋼過程或由鋼鐵加工裝置產生的廢生鐵和鋼鐵。針對每種不同鋼種，原材料的都必須經過仔細的選擇。這種選擇取決于任何廢鐵中金屬或礦石都可能含有的“雜質”的類型。電弧熔爐磁性“廢鋼桶”將原料送入熔爐中。冶煉過程由強大的電弧驅動，這些電弧在電極和熔爐中的原料之間“跳動”。殘渣或爐渣會從熔爐中回收。最終的產品是鋼水，現在正被送入鋼包爐和分級設備。

（6）精煉。精煉（脫碳）和化學添加劑的夾雜物 這兩項操作需在一個真空密封的容器中進行。鋼鐵借助惰性氣體－氬氣在精煉桶和容器之間旋轉。這一工藝過程使得鋼鐵的化學成分得到高精度的調整，以得到特種鋼鐵。

（7）連續鑄造。這里所示的是正在鑄造的扁鋼錠。鋼水被不斷地倒入沒有底部的鑄模中。當鑄模被拉動時，鋼鐵就開始與鑄模的水冷內壁接觸，并開始 凝固。然后，鑄造好的金屬由一連串的輥筒引導被向下拉，同時持續得到冷卻。當它到達末端時，鋼鐵已完全凝固，并立刻被切成所需的長度。

（8）軋鋼。將坯料轉變為最終成品。此時，扁鋼錠被轉軋制成薄板。扁鋼錠首先在爐中被再加熱。這使它具有更好的延展性，促進拔出和成形。緊接著，坯料通過了臺架的軋輥而被“瘦身”，或者使它逐漸地變薄。

1.2各生產環節的主要設備

（1）燒結機。燒結機有效燒結面積一般應≥90m2；主機驅動裝置為柔性傳動或剛性傳動，交流變頻調速，燒結機系統漏風率≤50%；配料采用自動重量配料；有蒸汽預熱或熱返礦等提高料溫的措施；點火器為節能型點火器；有簡單的燒結礦冷卻余熱利用裝置；有簡單的整粒流程；采用PLC或模擬式檢測儀表對生產過程進行自動操作、控制及管理；有廢水處理設施；所有產塵點均設有除塵設施，粉塵排放濃度度≤100mg／m3；產生噪音的設備設有消聲設施。

（2）高爐（400m3及以上）。無料鐘爐頂，爐頂壓力0.1—0.15Mpa，或雙鐘單室爐頂結構，爐頂壓力為0.05MPa及以上；有主要參數的檢測裝置，高爐配料、上料、爐頂布料及熱風爐操作等采用PLC等作自動控制；熱風爐能保證熱風溫度在1000℃以上，熱風爐一代壽命≥1倍高爐爐體壽命；有煤粉噴吹設施，煤比≥120kg／t—p；出鐵場、原料系統有較完備的除塵設施，粉塵排放濃度≤100mg／m3。

（3）焦爐。焦爐炭化室高≥4.3m；具有主要工藝參數的檢測儀表、傳動設備有必要的電氣聯鎖控制；裝煤采用高壓氨水消煙裝置、熄焦塔設有捕塵裝置。（4）電爐。公稱爐容量≥60t；普通功率（噸鋼功率450～600kVA），冶煉時間100～120minn；配有必要的檢測儀表，設有電極升降自動控制；配備吹氧裝置；有煙氣除塵設備。

（5）轉爐。公稱容量≥50t；采用部分鐵水預處理，在轉爐配套設備上具備擋渣出鋼裝置，濺渣護爐裝置，爐令≥5000爐；配備爐前鋼水快速分析系統；建立計算機系統，采用自適應統計模型進行靜態過程控制或以經驗模型指導操作。具備物料稱量、采用PLC等進行氧氣、氧槍、煤氣回收、鐵水預處理、爐外精煉的控制系統；配備一次、二次煙氣除塵及廢水處理設施；配有煤氣回收系統。

（6）連鑄機。具有必要的檢測儀表以及繼電聯鎖控制系統；配備鋼包吹氬、保護澆注等保證鑄坯質量的簡易設施；配有水處理設施。

（7）鋼梁軋機。可生產大型型材；推鋼式加熱爐；軋機配置為1架開坯機，和多架橫列式軋機；步進式冷床（或推鋼式冷床），長尺或短冷卻；普通輥式矯直機，采用熱鋸或冷鋸定尺鋸切；壓力矯直機；人工落垛、打捆、貼標記。

（8）軌梁軋機。步進梁式加熱爐，爐前、后設裝、取料機；一架開坯機和一 組3架橫列式軋機；帶有夾緊裝置的熱鋸機組； 4）步進式冷床，冷床人口設鋼軌預彎裝置。

（9）鋼軌和型材各自有精整線。鋼軌精整線有平—立聯合矯直機；鋼軌平直度檢測儀、超聲波探傷儀、渦流探傷儀；鋼軌四面壓力矯直機；縱向布置的鋸鉆組合機床。型鋼精整線有變節距輥式矯直機或與鋼軌共用平-立聯合矯直機；冷鋸切定尺；液壓壓力矯直機；自動落垛、打捆、打標記。2.鋼鐵冶金與計算機和信息化的聯系

2.1鋼鐵冶金與計算機的聯系

現在的鋼鐵冶金工業生產是大型裝置工業，需要復雜的生產過程，是高能耗高污染生產單位，就導致了它在操作方面單機設備大，多半不是連續過程，而是間歇過程，人工操作仍相當多。在這種原料、能量、設備償還和勞動力費用方面都受到很大壓力下，以計算機控制是有效的解決對策。

在計算機的控制中，計算機主要完成幾個任務。完成行政管理任務，以減輕日常管理工作強度，為企業管理建立信息系統，以便快速而全面地掌握企業的定貨、生產和財務情況，使生產過程合理化，以降低成本和保證質量。在生產流程計算機主要完成三項任務。

一是收集在線數據，作為管理生產和分析生產經濟性的手段；二是收集在線數據，作為保證質量的輔助手段；三是收集直接與生產過程連接的在線數據，作為控制工藝流程的手段，以達到保證質量和降低成本的目的。

隨著鋼鐵冶金技術的發展和相關學科的進步，計算機技術的發展和在冶金過程中的廣泛應用，使冶金學理論和工藝的研究方法、冶金生產及其控制技術發生了重大變革。由傳統冶金學和傳統冶金工藝學所構成的知識體系和結構，已不能完全滿足現代冶金工藝發展和理論研究的需要。計算機的應用起著推動冶金工業生產技術不斷進步的重要作用。

2.2鋼鐵冶金企業的信息化

鋼鐵企業信息化已經引起了我國政府部門和冶金行業的高度重視和支持。據統計，2001年共有7家大型鋼鐵廠的信息化工程被列入國家經貿委國家重點技術改造項目，共獲得銀行貸款17億多元，總投資超過27億元。企業信息化正在成為我國鋼鐵企業管理和技術創新的重要課題。

對于鋼鐵企業來說，從企業高層領導的宏觀決策到崗位工人的具體操作，其基本組織方式可分為五級，即決策級、管理級、車間調度級、過程控制級和設備控制級。鋼鐵生產制造企業信息化的基礎和主要內容必須與企業核心業務組織方式緊密聯系在一起。企業信息化不斷深入，人們開始突破設備自動化、過程控制、車間管理和區域管理信息化建設中出現的開放性、靈活性和可維護性的局限，要求從企業的整體出發，利用信息化的手段實現訂單管理、生產計劃和執行、物料管理和財務管理的一體化。3.學習了冶金工程概論的心得

學習了冶金工程概論課，使我學到了許多知識，這些都是我在平時學習中和生活中學不到的內容。因為我是計算機科學與技術專業的學生，感覺這個專業涉及到鋼鐵冶金的知識內容幾乎沒有，可是學了這個冶金工程概論課，我才知道我的想法是錯誤的。其實計算機和鋼鐵冶金有很大的聯系，在鋼鐵冶金工業中，計算機的應用是不可缺少的一部分。就比如我們在計算機方面會學到很多編程的知識，而這些軟件編程對鋼鐵冶金自動化的控制，模具制造和工程制圖會有很大的幫助。所以在以后的學習中，我不會單單只是一味的學習專業知識，會更靈活得結合各方面的知識一起學習。

在上課的過程中，隨著老師的講解，我也了解了關于鋼鐵冶金的許多基本知識，例如我知道了什么是鐵，什么是鋼，它們的基本聯系和區別，以及怎樣煉鐵、煉鋼的原理、基本步驟內容和注意事項。并且對鋼鐵冶金聯合企業的主要生產環節，它的生產過程，過程中主要用到的設備以及生產的方法和特點有了更深一步的了解。現在我不至于對鋼鐵冶金這一方面一無所知了，而且還有了一些基礎的知識骨架，相信這些知識會給我以后得生活帶來更多的幫助。

最后也特別感謝田老師，是他的細心教導和耐心講解，把理論知識和實踐相結合，才讓我學到了這么多關于鋼鐵冶金方面的知識。真的非常感謝！

參考文獻

（1）薛正良.《鋼鐵冶金概論》.冶金工業出版社 2008（2）杜長坤.《冶金工程概論》.冶金工業出版社 2012（3）李永鎮.《鋼鐵概論》.冶金工業出版社 1981（4）王筱留.《鋼鐵冶金學》.冶金工業出版社 1991