冶金工程--冶金过程强化论文[5篇范例]

第一篇：冶金工程--冶金过程强化论文

冶金过程强化论文

学院：冶金科学与工程学院 专业班级：冶金工程 姓名： 学号：

铜冶炼及过程强化

（中南大学冶金科学与工程学院

内容摘要:目前国内的铜冶炼技术有了很大的提高，厂房的建设规模扩大，生产设备也逐渐走向机械化、自动化、大型化，在铜锍熔炼、冰铜吹炼、火法精炼、电解以及含硫烟气的回收制酸等生产工艺方面都有了很大的提高，再加上引进国外的设备使得我国目前铜的产量和生产技术都处于世界前列。国内现在主要还是以火法炼铜为主，湿法近几年也有了很大的进步。相比起国外我国的铜产业还有许多要改进和完善的地方，如各个流程的过程的强化以及废物、低品位资源的利用，虽然有差距但是我相信我国的铜业将来会有很好的发展前景走向世界顶尖行列。

关键词：铜

铜冶炼

铜冶炼过程强化

一、铜矿的选取及精矿的制备

世界上存在的铜矿石主要分为硫化铜矿和氧化铜矿二种，矿石中铜的品味都比较低，需要经过处理。一般矿石从矿山采出要经过颚式破碎机破碎成大小不一的的矿石，首先经过重力选矿分出较小的矿石，把小的矿石经过浮选工艺选出，再经过洗涤过滤得到湿的精矿，然后把湿矿经过回转窑干燥即可得到颗粒较小铜品位较高的精矿了。若硫化铜矿，回收率可达90%以上；若氧化铜矿，回收率一般只有60%~70%左右。

二、铜的造锍熔炼

把得到的铜精矿和石英以及燃料一起加入炼铜的炉子中，现在大多数为闪速炉或奥斯迈特炉，燃料用来补充炉内的热量一般硫化矿的反应产生的热量足够了，此时矿料会在高温下熔化散落在已经融化的矿料上，炉底会有鼓风装置，风从风帽强力吹入熔融的矿料中，新矿被卷入熔体中形成气—固—液三相完成一系列反应，主要目的是使矿中的铁氧化并与熔剂二氧化硅造渣除去，这一过程会除去脉石并生产出铜锍，国内称作冰铜，即（Cu2SFeS），在炉内铜锍层密度大在下而渣层密度小在上，铜锍从相应的口倒出。

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

三、铜锍的吹炼

吹炼分为两个过程：一个是造渣期，另一个是造铜期。

（1）造渣期：把上一阶段的铜锍转入吹炼炉中，将一定压力的空气吹入液态铜锍中，使硫化亚铁被氧化成氧化亚铁再与二氧化硅形成渣除去，过程会放出大量热。

2FeS3O22FeO2SO2FeOSiO2FeO*SiO2(造渣)

（2）造铜期：硫化亚铜被氧气氧化成氧化亚铜并再与硫化亚铜反应生成金属粗铜，锤炼温度为1200~1250度，可以靠硫化物氧化反应放的热来维持体系的温度。

2Cu2S3O22Cu2O2SO2Cu2S2Cu2O6Cu(粗铜)SO2

四、粗铜的火法精炼

粗铜是铜锍在转炉吹炼后再铸造成型的产品，含铜约为98.5%，其外表粗糙且含有气孔，由此得名，也叫做泡铜。首先粗铜要经过鼓风氧化和重油还原。多数的杂质和氧的亲和力大于铜，且杂质氧化物在铜中的溶解度比较小，关键要控制氧化亚铜的浓度达到饱和，杂质金属的浓度就越小。还原过程是用重油、天然气、液化石油气、木炭粉等作还原剂吹入铜液中使氧化亚铜还原。铜还原过程含氧量控制在0.03%~0.05%过还原会使液态铜吸收的氢气剧烈增加，造成二次充气。

五、电解精炼铜

从炼铜的一系列步骤得到的铜还含有0.5%~1.5%的杂质，导电性能不好不满足要求，需经过电解精炼除去。

（1）主要原料：粗铜、精铜片、电解液。（2）主要设备：电解槽

（3）反应原理：含杂质的粗铜作阳极，用纯铜薄片做阴极，以硫酸铜做电解液，在通直流电。

阳极：Cu2eCu阴极：Cu22

2eCu

因此阳极溶解，阴极铜片越来越厚，纯度可达99.99%。金、银等贵金属不发生放电反应因而进入电解液后再形成阳极泥堆在电解槽底部，再把阳极泥处理可得到贵金属，整个过程的电解液需循环处理，为了能去除电解液中的阳极泥并保持电解液的温度和浓度。阴极上只有比铜电位更正的金属才能优先析出，而阴极上的过电位使氢的电位比铜负要后析出，所以阴极上基本是铜析出。

铜电解流程

六、铜产业的现状

随着我国国民经济的迅速发展，特别是电子、通信以及电气等行业的高速发展，对产品的需求量也越来越大，特别是铜从1995年的195万吨增加到2012年的450万吨，超过美国等国家成为世界第一铜消费国。虽然我国铜的生产量与消费量均居世界前列，但矿产资源远远不能满足生产要求，需要大量进口原料。目前世界上生产铜精矿的国家有50多个，但铜矿山生产铜能力超过10万吨的不超过20个，近十余年来世界铜矿的不断发现，为铜的冶炼提供了更多的原料，但世界的铜矿需要量还是处于供不应求的状态。

七、铜产业的发展前景

铜冶炼生产的主要特点是：（1）工艺流程长设备多（2）过程腐蚀强，影响设备寿命（3）三废的排放量大污染较严重。

铜冶炼是一个氧化和还原的过程，会直接间接接触腐蚀的液体或高温的烘烤，为延长寿命可以选用耐腐蚀耐高温的设备材料，做好设备的维护与检修，采取防腐措施。生产中的二氧化硫进入烟气要提高烟尘的回收率增加硫酸的产量，并且减少污染气体的排。对于废渣尽量减少渣含铜，剩下的可以用作铸石、水泥等建筑材料，也可填充矿坑，总之要提高飞舞的利用率。废水中也含有许多贵金属离子，应该提高回收技术处理回收贵金属使废水达到排放标准，减少损失。企业的管理制度要完善合理，无论哪个方面都要做好，这样铜的发展才能快速。

八、铜冶炼的过程强化

在选矿时可以把矿石磨得更细点，提高浮选技术得到品味更高的铜精矿，改进生产设备的构造和耐火材料，使过程更机械化、自动化，熔炼过程和吹炼过程要采取更有效细微的改变，提高各步骤的速率，工程设计要尽量降低投资，增加热量和废物的利用。

【参考文献】：

1、张训鹏，《冶金工程概论》，中南大学出版社，2009年3月。

2、彭容秋，《铜冶金》，中南大学出版社，2004年12月1日。

第二篇：冶金工程概论论文

简述冶金生产及其冶金专业

xxx

重庆科技学院冶金与材料工程学院

摘要：该文章主要进行了两个方面的探讨：一方面是对钢铁冶金联合企业的主要生产环节，每一个生产环节的主要过程、主要设备、生产方法及特点进行概括论述；另一方面是对冶金专业的发展现状进行简介。其目的是加深对冶金行业发展现状的了解，增长与冶金相关的知识，宽阔自己的眼界。本论文在写作过程中主要采用收集资料，进行综合研究的方法，在写作上以记叙为主。通过整理思考得出了冶金的生产流程和其主要工艺，以及现阶段冶金专业的发展现状的结论。关键字：钢铁冶金联合企业；生产环节；冶金专业；现状

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：

通过一个学期的对《冶金工程概论》的学习，我对冶金专业的认识有了一定的加深，也学到了很多的关于冶金生产的知识，这让我受益匪浅。在课程结束时，通过这一篇论文，一方面来检测自己的学习情况，另一方面来对所学知识进行概括复习。本篇文章主要是对钢铁冶金联合企业的生产环节，每一环节的主要过程，主要设备，生产方法及其特点进行叙述。并对冶金专业的发展现状进行了简要介绍。这样不仅让我巩固了自己所学的知识，还拓展了自己的眼界，对我以后在冶金行业的工作有不少的指导作用。

1、钢铁冶金联合企业主要生产环节

1.1 铁矿石的开采 1.1.1 铁矿石的开采方式

铁矿石的开采方式主要有露天开采、地下开采和液体开采。1.1.2铁矿石的富选

铁矿石的富选过程包括破碎、磨碎、筛分和分级和选别作业。1.1.3 铁矿粉造块

铁矿粉造块的方法主要分为烧结法和球团法。1.2高炉炼铁

1.2.1 高炉炼铁的过程

（a）炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)。（b）从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。

（c）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。（d）炼出的铁水从铁口放出。

（e）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。

（f）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。1.2.2 高炉炼铁特点

（1）高炉冶炼是在炉料与煤气流逆向运动过程中完成各种错综复杂的化学反应和物理变化的，炉内主要是还原性气氛。

（2）高炉是密闭的容器，除装料、出铁、出渣及煤气外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察炉内状况。

（3）高炉是连续的、大规模的高温生产过程，机械化和自动化水平较高。1.3铁合金生产 1.3.1铁合金的用途

① 合金添加剂②脱氧剂③孕育剂。1.3.2生产方法

铁合金的生产方法主要有碳还原法（高炉、电炉）、金属热还原法及电解法。1.4炼钢用原材料

炼钢用原材料可分为金属和非金属两类 1.4.1 金属材料

金属料主要指铁水（或生铁块）、废钢和铁合金。1.4.2 非金属材料

非金属料主要指造渣材料、氧化剂、冷却剂等。1.5炼钢的基本任务

（a）脱碳并将其含量调整到一定范围。

（b）去除杂质，主要包括：脱磷（冷脆）、脱硫（热脆）、脱氧、去除气体（氢、氮）和非金 属夹杂物（氧化物、硫化物、磷化物、氮化物等）（c）调整钢液成分和温度

(d)将钢液浇注成质量好的钢锭或钢坯。1.6转炉、平炉炼钢

转炉炼钢法主要包括底吹酸性转炉炼钢法、碱性转炉炼钢法、侧面吹风的酸性侧吹转炉炼钢法、氧气顶吹转炉炼钢法（LD法）、氧气底吹转炉炼钢法及顶底复合吹转炉炼钢法。1.6.1转炉炼钢法基本原理

在于他不借助外加能源，仅靠吹入熔池的空气或氧气与生铁水中各种元素的放热氧化反应完成脱碳和脱除杂质的任务，并将钢液加热到出钢（1600℃或更高）温度。1.6.2氧气顶吹转炉炼钢法

用纯氧从转炉顶部吹炼铁水成钢的转炉炼钢方法。自50年代初投入工业生产以来，在世界范围内得到迅速推广，逐步取代空气转炉法和平炉炼钢法，成为现代炼钢的主要方法。1.6.3 LD法优点

(a)吹炼速度快，生产率高；(b)品种多，质量好；

(c)原材料消耗少，热效率高、成本低；(d)基建投资省，建设速度快；(e)容易与连续铸钢相匹配。

鉴于以上优点，氧气顶吹转炉炼钢现已成为主要炼钢方法。1.6.4平炉炼钢特点 从外部供给热量 因平炉炉体庞大,冶炼时间长,炉墙散热损失和高温废气带走的热量大，除钢铁原料中各元素氧化产生热量外，必须从外部供给燃料和使用预热空气燃烧燃料，方能保持炼钢时需要的热量。1.6.5平炉炼钢的原材料

①钢铁料如生铁或铁水、废钢；

②氧化剂如铁矿石、工业纯氧、人造富矿； ③造渣剂如石灰（或石灰石）、萤石、铁矾土等； ④脱氧剂和合金添加剂。1.6.6平炉炼钢的步骤

平炉炼钢的过程通常分为补炉、装料（铁矿石、石灰和废钢）、加热、兑铁水、熔化、精炼、脱氧和出钢等几个步骤。1.6.7平炉炼钢的优点

①可大量使用废钢，而且生铁和废钢配比灵活；

②对铁水成分的要求不像转炉那样严格，可使用转炉不能用的普通生铁； ③能炼的钢种比转炉多，质量较好。1.7电弧炉冶炼

1.7.1电弧炉冶炼的优点

(a)热效率高，达65%以上(b)温度易于控制和调整

(c)炉内气氛可控，利于脱磷、脱硫、脱氧(d)钢中夹杂物相对较低(e)合金收得率高

(f)可全废钢冶炼，也可配装部分铁水(g)设备简单，占地少，投资省，建厂快

但是，我国目前废钢保有量少，价格较高，而且电弧离解作用是钢中氮氢含量较转炉高。1.8炉外精炼 1.8.1精炼原理

真空脱气、真空脱氧、惰性气体处理、钢液搅拌 1.8.2炉外精炼主要工艺方法

(a)埋弧加热钢包精炼法（LF法，日本1971年开发）(b)真空吹氧脱碳精炼法（VOD法，西德1965年开发）(c)氩氧炉脱碳精炼法（AOD法，美国1968年开发）1.8.3炉外精炼具有的共同工艺特点

①选择一个理想的精炼气氛条件，通常采用真空、惰性气氛或还原性气氛。

②对钢液进行搅拌，可采用电磁感应、惰性气流或机械方法搅拌。③钢液加热，在精炼过程中通常采用电弧加热、埋弧加热、等离子加热或增加化学热等。1.9钢的浇铸

钢的生产包括炼钢、浇铸两大环节。1.9.1 浇铸作业

将合格钢水铸成适合于轧制或锻压加工所需要的一定形状、尺寸和单重的铸坯(或钢锭)。

1.9.2钢水的浇铸的两种工艺方式

(a)钢锭模浇铸，也称模铸工艺，成品为钢锭。(b)是连续铸钢，也称连铸工艺，产品为连铸坯。1.9.3浇铸方法

钢锭浇铸分上铸法和下铸法两种。1.9.4连铸机型式

目前普遍使用的连铸设备是弧形连铸机。立式、立弯式、倾斜式三种型式是发展过程的产物，其中直立式仍在少数工厂使用，水平式、旋转轮式、离心旋转连铸机尚处于试验或小规模生产阶段。1.10金属塑性加工 1.10.1 分类

按照塑性加工时是否完全消除加工硬化，分为热加工和冷加工。1.10.2加工施力类型分类

①直接受压、如锻压、挤压和轧制； ②间接受压, 如拔丝、拔管和金属板深拉； ③张力，如拉延；

④弯曲，施加的是弯矩，如金属冷弯成型； ⑤剪切，施加剪切使金属成型，如冲裁、剪切。1.10.3 金属塑性加工特点

金属塑性加工在现代冶金工业生产中占有重要地位，同金属切削加工相比，塑性加工有以下优点：

①从成型原则上说,无切屑,金属损耗较少；

②在取得所需形状的同时,改善材料的组织和性能,成品能够直接使用或者便于加工； ③适于专业化的大规模生产。主要缺点是：

①某些脆性材料和形状复杂的制品不适于用塑性加工； ②专业化生产时需要专用的设备和工具。1.11金属热处理

金属热处理方法包括退火、正火、淬火、回火和调质。

2、冶金专业的发展现状

2.1历史的骄傲、现代的支柱

冶金是国民经济建设的基础，是国家实力和工业发展水平的标志，它为机械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工业、国防军工等各行各业提供所需的材料产品。现代工业、农业、国防及科技的发展对冶金工业不断提出新的要求并推动着冶金工程学科和工程技术的发展，反过来，冶金工程的发展又不断为人类文明进步提供新的物质基础。

新中国成立以来，国家一直非常重视冶金工业的发展。近年来，我国的钢产量连续居于世界前列，足见国家的重视和其迅速稳健发展的良好势头。诚然，现代科技的进步催生了一些高科技新材料的诞生和应用。但是，冶金材料在未来相当长的一段时期内，其优势和特性依然是其他材料所不可比拟和替代的。

2.2高新技术与学科发展完美结合冶金专业是一门什么样的学科呢？它是一门研究从矿石提取钢铁或有色金属材料并进行加工的应用性学科，培养的是冶金工程领域科学研究与开发应用、工程设计与实施、技术攻关与技术改造、新技术推广与应用、工程规划与冶金企业管理等方面的高层次专门人才。

高新技术和学科发展相结合是本专业的一大特点。主要体现在以下两个方面：一是通过冶金过程的优化和新技术开发最大限度地满足相关产业对高品质冶金材料的要求，二是最大限度地减少冶金生产的资源和能源消耗，减少对环境的污染。这也是本专业的前沿主攻方向。考虑到我国冶金行业清洁化生产水平低和特有的复合矿资源多样化的特点等因素，该专业不仅要致力于研究流程中废弃物的“四化”（即减量化、再资源化、再能源化和无害化）处理综合技术，而且还要对复合矿冶炼技术进行环保和经济意义上的评价和指导，并在此原则下开发复合矿的综合利用技术，最终实现我国高品质冶金材料的生态化生产。

根据以上特点，冶金专业主要有三大研究方向。一是冶金物理化学方向：学习内容包括冶金新理论与新方法、冶金与材料物理化学、材料制备物理化学、冶金和能源电化学等。二是冶金工程方向：学习内容包括钢铁和有色金属冶金新工艺、新技术和新装备的研究、现代冶金基础理论和冶金工程软科学、冶金资源的综合利用、优质高附加值冶金产品的制造和特殊材料的制备技术等。三是能源与环境工程方向：学习内容包括冶金工程环境控制、燃料的清洁燃烧与能源极限利用、工艺节能与余能回收、工业固体废弃物、城市垃圾处理、大气污染控制、技术及新产品的开发与试验工作等。这些广泛的分支领域构成了冶金工程的重要组成部分，极大地推进了冶金材料行业的发展与国家的工业建设。

冶金专业与许多学科密切相关，相互促进发展。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基础。该工程领域与材料工程、环境工程、矿业工程、控制工程、计算机技术等工程领域及物理、化学、工程热物理等基础学科密切联系，相互促进，共同发展。

与此同时，冶金工程技术也在不断汲取相关学科和工程技术的新成就进行充实、更新 1和深化，在冶金热力学、金属、熔锍、熔渣、熔盐结构等方面的研究会更加深入。随着冶金新技术、新设备、新工艺的出现，冶金产品将在超纯净和超高性能等方面发展。

冶金工程技术的发展趋势是不断汲取相关学科和工程技术的新成就进行充实、更新和深化，在冶金热力学、金属、熔锍、熔渣、熔盐结构及物性等方面的研究会更加深入，建立智能化热力学、动力学数据库，加强冶金动力学和冶金反应工程学的研究，应用计算机逐步实现对冶金全流程进行系统最优设计和自动控制。冶金生产技术将实现生产柔性化、高速化和连续化，达到资源、能源的充分利用及生态环境的最佳保护。随着冶金新技术、新设备、新工艺的出现，冶金产品将在超纯净和超高性能等方面发展，在支撑经济、国防及高科技发展上发挥愈来愈重要的作用。2.3就业前景

中国仅有20多所高校开设有此专业，每年培养的专业人才非常有限，而市场需求量又特别大。有关统计数据显示，市场对冶金工程专业人才的需求是实际该专业毕业生人数的10倍。如此大的市场需求也为该专业的学子提供了广阔的就业前景。

由于冶金工程专业培养的学生基础宽厚、理论扎实、技能全面，同时，又具备冶金和金属材料加工等方面的知识和技能。加之，冶金行业属于国民经济的基础和支柱产业之一，因而，毕业生择业面宽，适应能力强。毕业生可以到冶金、化工、材料、环境保护及其相关行业的生产、科研和管理部门从事生产技术管理、工程设计、技术开发、新型结构材料和功能材料的研制和开发等工作，也可以到高等院校和高等职业学校从事专业教学工作。“感觉现在钢铁、冶金类专业的大学生太吃香了。”在东北大学2005举办的一次毕业生双选会上，一位钢铁冶金类专业毕业生述说了该专业毕业生的就业好机遇。的确，祖国蓬勃的建设事业需要冶金工程方面大量的专业人才，众多的钢铁冶金，有色金属冶金企业等都是学子们一展身手的好地方。

随着现代科技的迅猛发展，该专业对从业人员的综合素质也提出了较高的要求，如计算机技术在冶金工程领域的广泛应用，也就使得学生在大学里就要逐步接触并掌握到丰富而实用的计算机知识。另外，该领域在国内的发展与国外先进技术的交流也日益频繁，对学生外语的使用也提出了相当高的要求。、结论

本文给出了钢铁冶金联合企业的主要生产环节，每一环节的主要生产过程、主要设备、生产方法及其特点，并简要介绍了冶金专业的发展现状。可以看出，冶金生产是一个复杂的过程，它需要不同的生产环节，不同种类的生产工人的紧密配合。而冶金专业是一门研究从矿石提取钢铁或有色金属材料并进行加工的应用性学科，培养的是冶金工程领域科学研究与开发应用、工程设计与实施、技术攻关与技术改造、新技术推广与应用、工程规划与冶金企业管理等方面的高层次专门人才。冶金专业与冶金生产相互依赖、相互服务，一方的发展都会促进另一方的发展。【参考文献】

[1] 王筱留，钢铁冶金学，冶金工业出版社，1991 [2] 黄希钴, 钢铁冶金原理(第三版), 冶金工业出版社, 2002 [3] 陈伟庆，朱宪国，郑宏光，孙金良，于平，高铁水热装比电弧炉冶炼技术，炼钢，2001 [4] 王筱留, 钢铁冶金学(炼铁部分), 冶金工业出版社, 1991 [5] 沈时英，冶金概论，冶金工业出版社，1988 [6] 薛正良，钢铁冶金概论，冶金工业出版社 2008

第三篇：冶金工程概论论文

题目：《冶金工程概论》课程考核（课程论文）冶金工程学科的创新与发展 作者：学号：授课教师：班级：重庆科技学院冶金与材料工程学院 二○一○年五月中国重庆

“学起于思，思起于疑”。通过学习这门课程对冶金工程有了些粗略的认识。《冶金工程概论》是集知识—趣味—理论—实践于一体的冶金专业学生的专业启蒙课程，旨在为学习冶金专业的本科生开启通向冶金领域的第一扇大门，是冶金专业学生的必修课程之一。开设该课程的目的是让冶金专业的学生尽早地接触冶金专业和专业教师，尽早地接受冶金知识和文化的熏陶，为将来深入系统学习公共基础课、专业基础课、专业课提供前期学习基础，为切实提高学生的分析解决冶金实际问题能力，培养专业兴趣，做好专业启蒙引导教育。

该课程设计了“走进冶金行业”、“冶金发展史”、“冶金知识”、“职业发展规划”等十个模块，重点介绍了冶金史、历史重要人物及事件，冶金行业特点及培养冶金人才知识结构，冶金基本原理、主要设备、工艺流程及冶金生产现状、最新前沿研究及热点问题，冶金人才市场需求及引导学生设计大学四年乃至本科毕业后的职业发展路线图等等，向学生讲授一定的冶金基础理论及宽泛的相关知识。

通过在网上查找资料对新世纪冶金工程学科的创新与发展有了一些了解。而冶金工程学科是武汉科技大学最具特色的学科之一，是湖北省重点学科、湖北省有突出成就的创新学科和湖北省品牌专业。进入新世纪，本学科抓住机遇，开拓创新，不断发展，注重学科交叉，凝练学科方向，逐步建立研究基础雄厚、适应现代冶金工业新技术、新工艺快速发展的冶金学科平台。

一、发展传统特色，注重学科交叉，形成独具特色的多学科方向

武汉科技大学冶金工程学科始创于1953年，为了培养我国矿冶方面的生产技术人员，当时的重工业部决定将武昌高级工业学校更名为中南钢铁工业学校，正式设置炼铁专业和炼钢专业，并批准招生（专科）。1958年为配合武钢工程的建设和生产的需要，开始招收炼铁专业和炼钢专业本科生。1979年炼钢和炼铁专业合并建立钢铁冶金专业，2000年开始将钢铁冶金和冶金物理化学、冶金传输原理、有色冶金等专业方向组合建成冶金工程学科，本科生按冶金工程一级学科招生。

1986年经国务院学位委员会批准，作为二级学科的钢铁冶金专业获得硕士学位授予权，2003年批准获得博士学位授予权，2005年冶金工程获得一级学科硕士学位授予权。经过几十年的发展，本学科在保持传统的钢铁冶金特色稳步发展的基础上，推进学科创新，拓展学科领域，鼓励学科交叉，逐步形成了各具特色，又相互依托的多学科方向，主要包括钢铁冶金、有色金属冶炼、矿物加工、直接还原与熔融还原、等离子冶金、功能钢铁材料、资源综合利用和冶金环保、材料特殊制备工艺等。

钢铁冶金方向：围绕着新一代钢铁工业制造流程、钢铁工业可持续发展、钢铁制造绿色化等方面的关键技术，开展大量应用基础研究和技术开发，取得了一系列国内领先、国际先进水平的研究成果。如“武钢工业港铁矿石混匀堆积规律与工艺优化研究及应用”项目采用神经元网络专家系统研究多种不同成分铁矿石堆积规律与混匀矿组成波动的关系，对控制大型高炉烧结矿成分波动，稳定高炉操作具有重要意义，研究成果为武钢新增一亿多元的经济效益。在高铁低硅铁矿石烧结领域，开展了铁酸钙生成机理及其矿物学研究项目的研究，为我国高炉大量采用国外高品位、低SiO2铁矿粉生产烧结矿，提高高炉利用系数。和降低燃料比奠定了理论基础，研究成果产生了巨大的经济效益和社会效益。将现代控制原理和计算机科学技术应用于传统冶金领域，开辟了高炉炼铁专家系统和转炉动态冶炼智能控制系统的新领域，为冶金过程控制开辟了崭新的前景。等离子冶金方向：将等离子技术应用于冶金领域的应用基础研究和技术开发使本学科在该研究领域处于国内领先地位。研究工作得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、湖北省重大攻关、武汉市科技局和企业的大力支持，在“等离子熔融还原一步法冶炼高合金钢工艺”、“交流等离子熔融还原直接冶炼微碳铁合金”、“交流等离子熔融还原铬镍精矿直接冶炼不锈”、“交流等离子连铸中间包加热”、“交流等离子矿热炉”和“交流等离子钢包炉”等领域的研究取得了大量具有推广应用价值的成果。

功能钢铁材料方向：赋予传统钢铁材料以新的特殊性能，在“渗铜法制备抗菌不锈钢”、“零件的等离子表面喷涂”、“稀土耐候钢的开发”、“高性能特殊用途电工硅钢”、“铁基热电转换材料开发”等方面开展了卓有成效的基础研究和应用开发。

资源综合利用和冶金环保方向：围绕着复合矿中有价元素的利用、钢铁厂二次粉尘综合利用、废金属再生及冶金废渣的资源化和无害化的方法、冶金过程中排出的SO2、NOx等有害气体减量化开展了大量的研究工作，用冶金的方法和工艺解决冶金自身产生的资源和环境问题，对合理利用有限的矿物资源、保护人类赖以生存的环境、实现可持续发展有深远的意义。其中“硫酸渣分选提纯研究及工业应用”项目获得了2004年湖北省科技进步一等奖；“利用烧结法氧化铝生产废渣制备炼钢精炼剂技术研究”项目的研究水平达到了国际先进水平，其应用推广产生了巨大的经济效益和社会效益。

材料特殊制备工艺方向：本研究方向一方面注重钢铁材料化学成分的稳定和均匀性控制，另一方面更着重于材料的高纯净化控制。针对材料性能的不同要求，实现超低硫、超低磷、超低氧、超低氮、超低碳和高含氮的控制，以及非金属夹杂物的极限化控制。开发高经济效益、高资源效率、低环境负荷的新钢种，同时注重钢铁材料的功能化，提高钢铁材料的强度、耐热性、耐腐蚀性并赋予钢铁材料新的物理和化学性能。本方向利用真空感应熔炼、电子束熔炼、冷坩埚熔炼、等离子等手段，在国家自然科学基金、国家重大基础研究项目（973）的支持下，主要开展以下研究工作：“超低氧条件下钢液深脱氧机理及氧化物夹杂性状研究”、“零夹杂钢非金属夹杂析出与去除特性研究”、“超显微夹杂钢精炼理论与工艺”、“高氮奥氏体不锈钢熔炼及凝固过程中氮的行为”。

冶金工程学科的各个专业方向各具特色，有互相交叉，互相推进，在研究手段方面资源共享。

二、加大学科建设投入，建立良好的硬件平台

冶金工程学科作为学校最具特色学科，学校各级领导高度重视学科的发展，逐年加大对本学科基本建设的投入。从2000年开始，湖北省教育厅、科技厅和学校逐年向冶金工程学科投入重点学科建设、基础实验室建设、校级和省级重点实验室建设、博士点建设、硕士点建设、以及“楚天学者”岗位和“特聘教授”岗位等建设资金累计近千万元，添置和更新了一大批先进的教学和科研仪器、设备，使冶金工程实验室成为我国钢铁冶金领域的重要科研基地。2002年建成“功能钢铁材料和资源综合利用”校级重点实验基地，2004年 “湖北省钢铁冶金重点实验室”批准立项建设，2005年“钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室”批准立项建设。目前本学科拥有专业实验室面积2652m2，科研仪器设备总值1260多万元，正在进一步利用日元贷款和重点实验室建设经费装备一批高起点、高精度、高水平的仪器和设备。

三、实施“引进、培养、共享”的人才政策，形成结构合理、年富力强的学术队伍

在近5年间，冶金工程学科通过向国内外派出和自己培养10多位具有硕士学位的年轻老师攻读博士学位和开展博士后研究工作，其中大部分已学成回来发挥重要作用。在此期间，冶金工程系还引进1名“楚天学者”和4名博士，顺利实现了师资队伍的新老交替。一批掌握了合理知识结构、具有创新思想的高起点教师在学科建设中正发挥巨大作用。此外，聘请了多名包括中国工程院院士和国内外著名教授在内的专家学者为特聘教授，为冶金工程学科的发展出谋策划。

目前本学科有教授10人，副教授8人，具有博士学位14人，“楚天学者”特聘教授1人，教师队伍平均年龄38岁，在校博士生15名，硕士生40多名，已形成了一支学历结构、年龄结构和职称结构合理的学术队伍，为冶

金学科快速发展平台奠定了良好的人才基础。

四、落实科研目标责任制，推动科研工作上新的台阶

根据武汉科技大学目标责任管理及其科研政策，学校对教师科研工作量实行严格经费指标考核和评估制度，明确科研人员的责、权、利。同时对教师的科研工作按级别提供相应的奖励，大大提高了老师投身科研工作的积极性。为落实学校科研政策，冶金工程学科提出科研与教学并重的两条腿走路方针，让大家充分认识科研、教学和学科创新之间的互补关系，贯彻科研能力是学科创新能力的重要体现这一理念。在抓好本科教育和研究生教育的同时，抓好本学科的科学研究工作，形成教学、科研和学科创新互相支撑、共同发展的良好局面。近几年，每年平均有4~6项科研项目获得国家自然科学基金和省级科研基金资助。与武钢、宝钢、安钢、湘钢、涟钢、邯钢等大中型钢铁企业建立了良好的科研合作关系。特别是与武钢联合建立了武钢—武科大钢铁新技术研究院，武钢—武科大球团基础研究中心，一方面利用本学科重点实验室应用基础研究的技术力量、装备和学术思想优势，针对武钢新产品新工艺的开发、过程控制和产品质量控制开展应用基础研究和科技攻关；另一方面，通过这种紧密的合作关系为本学科争取了更多的科研经费支撑，促进学科的快速发展，也为科研成果尽快产业化提供了良好的保障。

研究生的培养与科研工作密切相关。因此，我们十分重视利用现有师资和研究条件，积极扩大招生规模，并通过招收工程硕士的方式，在提高企业科技人员的学术水平、直接为企业界的科技进步服务的同时，不但加强与钢铁企业的联系，为学科的发展奠定良好的基础。

五、加强国际合作与交流

近几年，冶金工程学科取得了快速发展，但与国内外一流的同类学科相比还存在很大差距。利用重点实验室建设基金鼓励教师、特别是年轻老师参加国内外的重要学术会议、出版专著等。因此，本学科十分注重加强与国内外大学和研究机构合作和广泛的学术交流。先后与日本东北大学、东京大学、名古屋工业大学、瑞典皇家工学院、德国杜依兹堡大学、澳大利亚皇家墨尔本大学、加拿大多伦多大学和美国麻省理工学院、莫斯科钢和合金学院等建立了合作和进修关系，邀请国内外著名冶金专家和企业的技术专家来做学术交流。

冶金工程学科全体同仁将更加团结一致，加强与国内外高等院校、学术团体的学术交流，与冶金企业之间加强技术合作，为把本学科建成培养高素质创新人才的一流教学、科研基地而努力奋斗。

第四篇：冶金工程概论论文

选课课号：

3YJ0502A.01

课程类别：

公选课

《冶金工程概论》课程考核

（课程论文）

题目：钢铁联合企业的主要生产环节

作 者： 学 号： 授课教师： 班 级：

田世龙

重庆科技学院冶金与材料工程学院 2014年 6 月

中国

重庆 钢铁联合企业的主要生产环节

摘要：本论文论述了钢铁冶金联合企业的主要生产环节、主要冶金技术以及炼钢炼铁的基本方法。

关键词：冶金方法 钢铁生产过程 炼钢炼铁方法

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：

经过了一个学期的冶金工程概论课程的学习，我对冶金有了一定的了解，本文是我从这门课中学到的冶金方面知识的小探讨。

什么是钢铁？

钢铁是铁与C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）、P（磷）、S（硫）以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe（铁）外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、也是最有最主要的，用量最大的金属材料。

1.钢铁冶金联合企业主要生产环节

在钢铁冶金联合企业中，主要的生产环节是烧结、高炉、炼焦炉、转炉、电弧熔炉、精炼、连续铸造、轧钢。1.1各生产环节的内容和过程

（1）烧结。在烧结车间中，制备铁矿石。铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒，被烧结或粘合在一起。烧结的铁矿石随后被压碎，并按一层焦炭、一层矿石的交替方式，被加入高炉中。焦炭是是从富炭煤蒸馏出的固体残渣，极易燃烧。

（2）高炉。在高炉中，从铁矿石中提取铁。固态的矿石和焦炭由顶部加入高炉，而高炉底部送来的一股热气（1200℃）致使几乎是100%含炭量的焦炭开始燃烧。这便产生了碳的氧化物，它通过除氧过程来减少了氧化铁，从而分离出铁。由燃烧产生的热量将铁和脉石（矿石中矿物的集合）熔化成液体。脉石，由于比较轻，会漂浮至铁水表面，就是所谓的“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣，可用于其他工业用途，比如用于铺设道路或生产水泥。（3）炼焦炉。是煤在炼焦炉中通过干馏（即将不需要的成分气化掉）得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳，其结构呈多孔状，且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧，提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。

（4）转炉。在吹氧转炉中，生铁转换成钢铁。熔化的生铁会被倒在一层铁屑上。碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉，从而生产出粗钢。然后，残渣或者炉渣就会被撇去。粗钢(之所以称为粗钢，是因为它还必须经过进一步的精炼)然后倒入桶内。

（5）电弧熔炉。加入电弧熔炉炉中的可以是经过选择的但未经处理的废(比如旧的机器零件），或者可以是含铁量至少为92％的经过筛选的、碾碎的、达到标准的废铁。废铁在电弧熔炉中被熔化。这就生产出了钢水，然后进行与生铁同样的精炼和分级。废铁包括报废的钢制包装材料、建筑材料、机器和车辆零件、或者从炼钢过程或由钢铁加工装置产生的废生铁和钢铁。针对每种不同钢种，原材料的都必须经过仔细的选择。这种选择取决于任何废铁中金属或矿石都可能含有的“杂质”的类型。电弧熔炉磁性“废钢桶”将原料送入熔炉中。冶炼过程由强大的电弧驱动，这些电弧在电极和熔炉中的原料之间“跳动”。残渣或炉渣会从熔炉中回收。最终的产品是钢水，现在正被送入钢包炉和分级设备。（6）精炼。精炼（脱碳）和化学添加剂的夹杂物 这两项操作需在一个真空密封的容器中进行。钢铁借助惰性气体－氩气在精炼桶和容器之间旋转。这一工艺过程使得钢铁的化学成分得到高精度的调整，以得到特种钢铁。

（7）连续铸造。这里所示的是正在铸造的扁钢锭。钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。当铸模被拉动时，钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触，并开始凝固。然后，铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉，同时持续得到冷却。当它到达末端时，钢铁已完全凝固，并立刻被切成所需的长度。

（8）轧钢。将坯料转变为最终成品。此时，扁钢锭被转轧制成薄板。扁钢锭首先在炉中被再加热。这使它具有更好的延展性，促进拔出和成形。紧接着，坯料通过了台架的轧辊而被“瘦身”，或者使它逐渐地变薄。1.2各生产环节的主要设备

（1）烧结机。烧结机有效烧结面积一般应≥90m2；主机驱动装置为柔性传动或刚性传动，交流变频调速，烧结机系统漏风率≤50%；配料采用自动重量配料；有蒸汽预热或热返矿等提高料温的措施；点火器为节能型点火器；有简单的烧结矿冷却余热利用装置；有简单的整粒流程；采用PLC或模拟式检测仪表对生产过程进行自动操作、控制及管理；有废水处理设施；所有产尘点均设有除尘设施，粉尘排放浓度度≤100mg／m3；产生噪音的设备设有消声设施。

（2）高炉（400m3及以上）。无料钟炉顶，炉顶压力0.1—0.15Mpa，或双钟单室炉顶结构，炉顶压力为0.05MPa及以上；有主要参数的检测装置，高炉配料、上料、炉顶布料及热风炉操作等采用PLC等作自动控制；热风炉能保证热风温度在1000℃以上，热风炉一代寿命≥1倍高炉炉体寿命；有煤粉喷吹设施，煤比≥120kg／t—p；出铁场、原料系统有较完备的除尘设施，粉尘排放浓度≤100mg／m3。

（3）焦炉。焦炉炭化室高≥4.3m；具有主要工艺参数的检测仪表、传动设备有必要的电气联锁控制；装煤采用高压氨水消烟装置、熄焦塔设有捕尘装置。

（4）电炉。公称炉容量≥60t；普通功率（吨钢功率450～600kVA），冶炼时间100～120minn；配有必要的检测仪表，设有电极升降自动控制；配备吹氧装置；有烟气除尘设备。（5）转炉。公称容量≥50t；采用部分铁水预处理，在转炉配套设备上具备挡渣出钢装置，溅渣护炉装置，炉令≥5000炉；配备炉前钢水快速分析系统；建立计算机系统，采用自适应统计模型进行静态过程控制或以经验模型指导操作。具备物料称量、采用PLC等进行氧气、氧枪、煤气回收、铁水预处理、炉外精炼的控制系统；配备一次、二次烟气除尘及废水处理设施；配有煤气回收系统。

（6）连铸机。具有必要的检测仪表以及继电联锁控制系统；配备钢包吹氩、保护浇注等保证铸坯质量的简易设施；配有水处理设施。

（7）钢梁轧机。可生产大型型材；推钢式加热炉；轧机配置为架开坯机，和多架横列式轧机；步进式冷床（或推钢式冷床），长尺或短冷却；普通辊式矫直机，采用热锯或冷锯定尺锯切；压力矫直机；人工落垛、打捆、贴标记。

（8）轨梁轧机。步进梁式加热炉，炉前、后设装、取料机；一架开坯机和一

2、主要冶金技术 2.1火法冶金

火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要提取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能，通常是依靠燃料燃烧来供给，也有依靠过程中的化学反应来供给的，比如，硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热；金属热还原过程也是自热进行的。

火法冶金包括：干燥、焙解、焙烧、熔炼、精炼、蒸馏等过程。

2.2湿法冶金

湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。湿法冶金温度不高，一般低于100℃，现代湿法冶金中的高温高压过程，温度也不过200℃左右，极个别情况温度可达300℃。湿法冶金包括：浸出、净化、制备金属等过程。浸出用适当的溶剂处理矿石或精矿，使要提取的金属成某种离子（阳离子或络阴离子）形态进入溶液，而脉石及其它杂质则不溶解，这样的过程叫浸出。浸出后经沉清和过滤，得到含金属（离子）的浸出液和由脉石矿物绢成的不溶残渣（浸出渣）。对某些难浸出的矿石或精矿，在浸出前常常需要进行预备处理，使被提取的金属转变为易于浸出的某种化合物或盐类。例如，转变为可溶性的硫酸盐而进行的硫酸化焙烧等，都是常用的预备处理方法。

净化在浸出过程中，常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液，从溶液中除去这些杂质的过程叫做净化。

制备金属用置换、还原、电积等方法从净化液中将金属提取出来的过程。2.3电冶金

电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效应的不同，电冶金又分为电热冶金和电化冶金。

电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。在电热冶金的过程中，按其物理化学变化的实质来说，与火法冶金过程差别不大，两者的主要区别只饲冶炼时热能来源不同。电化冶金（电解和电积）是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。前者称为溶液电解，如锕的电解精炼和锌的电积，可列入湿法冶金一类；后者称为熔盐电解，不仅利用电能的化学效应，而且也利用电能转变为热能，借以加热金属盐类使之成为熔体，故也可列入火法冶金一类。从矿石或精矿中提取金属的生产工艺流程，常常是既有火法过程，又有湿法过程，即使是以火法为主的工艺流程，比如，硫化锅精矿的火法冶炼，最后还须要有湿法的电解精炼过程；而在湿法炼锌中，硫化锌精矿还需要用高温氧化焙烧对原料进行炼前处理。

3、炼铁

目前最常用的方法有高炉炼铁，直接还原和熔融还原铁三种方法。高炉炼铁是以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合，是目前生产钢铁的主要方法。高炉炼铁的这种主导地位预计在相当长时期之内不会改变。高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态(如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等)还原为液态生铁。3.1高炉炼铁

3.1.1主要过程如下：

a)炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)。b)从炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。c)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。d)炼出的铁水从铁口放出。

e)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。

f)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。冶炼过程中，炉料(矿石、熔剂、焦炭)按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。上升过程中，煤气流温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。

3.1.2高炉炼铁特点

（1）高炉冶炼是在炉料与氧气气流逆向运动过程中完成各种错综复杂的化学反应和物理变化的，炉内主要是还原性反应。

（2）高炉是密闭的容器，除装料、出铁、出渣及煤气外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察炉内状况。

（3）高炉是连续的、大规模的高温生产过程，机械化和自动化水平较高。

4、炼钢

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，二者差别就是C元素的含量。4.1炼钢的基本任务：

a)脱碳并将其含量调整到一定范围。

b)去除杂质，主要包括：脱磷（冷脆）、脱硫（热脆）、脱氧、去除气体（氢、氮）和非金属夹杂物（氧化物、硫化物、磷化物、氮化物等）c)调整钢液成分和温度 d)将钢液浇注成质量好的钢锭或钢坯。4.2炼钢工艺主要包括：

1）铁水预处理；2)转炉或电弧炉炼钢；3)炉外精炼(二次精炼)；4)连铸。炼钢过程是个氧化过程，其去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气并加入造渣剂形成熔渣出来。脱碳反应是炼钢过程的主要手段，硅、锰、磷、硫等元素也通过氧化反应去除。炼钢的原料有生铁、废钢、熔剂(石灰石等)、脱氧剂(硅铁、锰铁、铝等)、合金料等。4.3炼钢方法---转炉炼钢、电炉炼钢和平炉炼钢 4.3.1转炉炼钢

利用吹入空气或氧气对熔融的铁水进行氧化脱碳，炼出合格成分的钢锭。按炉衬材料性质有酸性、碱性之分，按吹入氧气的方式有底吹、顶吹、侧吹之分。

1）原料：高炉经钢包送来的铁水，<10％的冷铁锭，调整用冷废钢，造渣用石灰石、萤石，脱氧和合金化用的铁合金及纯度≥99.5％氧气。

2）操作：倾斜炉体，顺序加入石灰石、熔剂、废钢、铁水，插入水冷喷嘴，喷射高纯氧产生反应：2Fe+O2→FeO，FeO进入熔体扩散，完成脱碳、氧化吹炼。脱碳→CO→熔体沸腾，氧化加速。火焰由黄褐色→暗红色→长而明亮火焰→明显减少→液面平静→脱碳氧化结束。4.3.2电炉炼钢：有电弧炉、感应电炉炼钢之分。

（1）电弧炉炼钢：依靠插入金属炉料间的电极通电后，产生的电弧熔化炉料。随着炉料不断熔化，池面上升，电极上升，到最高点时，炉料已完全熔化。此时，先后进入熔化、氧化期、还原期。A．熔化期：

金属液体与炉气接触：2Fe+O2→2FeO 炉渣中：FeO+O2→Fe2O3或Fe3O4 渣界面上：Fe2O3或Fe3O4被Fe重新还原成FeO，一部分按分配定律进入钢液的FeO与硅、锰、磷氧化并与CaO生成炉渣，放热,使炉温上升到1590℃ B．氧化期 T>1590℃ 反应：

a [C]+[O]→CO 上升的气泡会不断吸收钢液中的H2、N2，使钢液中的含气量下降。b 脱P: 应控制渣中FeO、CaO浓度，形成烧结的4CaOP2O3渣，并及时排渣。C．还原期：脱氧、脱S，调整温度与成分。加入锰铁预脱氧后，加入生石灰、萤石、碳粉

FeO+C→Fe+CO FeS+CaO→Ca2S(进入渣中)+FeO 4.3.3平炉炼钢

平炉炼钢的过程通常分为补炉、装料（铁矿石、石灰和废钢）、加热、兑铁水、熔化、精炼、脱氧和出钢等几个步骤。平炉炼钢的优点 A.可大量使用废钢，而且生铁和废钢配比灵活；

B.对铁水成分的要求不像转炉那样严格，可使用转炉不能用的普通生铁； C.能炼的钢种比转炉多，质量较好 4．4连铸

连续铸钢是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯的工序。与模铸相比，连铸具有以下优越性：

1)简化工序、节能；2)铸坯切头率降低、金属收得率比模铸高7~12%；3)高效凝固；4)优化成型。

连铸工艺的流程为：钢液通过中间包注入结晶器内，迅速冷却成具有一定厚度的凝固壳而内部仍为液态的铸坯。铸坯下部与伸入结晶器底部的引锭杆衔接，浇注开始后，拉坯机通过引锭杆把结晶器内的铸坯以一定速度拉出。铸坯通过连铸二次冷却区时，进一步是受到喷水冷却直到完全凝固。完全凝固后的铸坯通过拉矫机矫直后，切割成规定长度，由输送辊道运出。4.5轧钢

轧制过程是轧件与轧辊之间的摩擦力将轧件拉进不同旋转方向的轧辊之间使之产生塑性变形的过程。一般的轧钢工序可分为：加热炉 粗轧 中轧 精轧 精整。

由以上这个复杂的生产体系可以看出：要完成这个复杂的工作，在人员配备有一定的要求。完成炼钢过程，不仅需要铁矿石等这些原料，还需要人力资源。因为人力资源是“第一资源”，只要做到“知人善用，量长使用，任人唯贤，用人所长”，就能使工作效率提高。

第五篇：《冶金工程概论》论文

选课课号：

(2011-2012-2)-BG11191-320105-课程类别：

公选课

题目：

《冶金工程概论》课程考核

（课程论文）

浅谈钢铁冶金联合企业的生产以及与计算机的联系

作 者：

学 号：

授课教师：

班 级：

重庆科技学院冶金与材料工程学院 二零一二年 11 月

中国

重庆

摘要

现今社会，随着科技越来越发达，钢铁冶金工业也占有重要的地位。建国六十多年来，我国的钢铁工业也取得了巨大的成就。中国钢铁冶金工业科技水平正在走强，我国钢产量连年增长，并一直保持钢产量世界排名第一名的位置。本文主要讲的是对钢铁冶金联合企业生产的一些了解，如它有哪些主要的生产环节，它的生产过程，过程中要用到的哪些设备，以及它的生产方法和特点。还讲了钢铁冶金工业与计算机科学与技术和信息化的一些相关联系，最后谈到了学习了冶金工程概论课的一些感受和体会。

关键词： 钢铁 冶金 计算机 信息化

目 录

1钢铁冶金联合企业主要的生产环节.......................................4 1．1各生产环节的内容和过程.........................................4 1．2各生产环节的主要设备...........................................5 2 钢铁冶金与计算机和信息化的联系.......................................7 2．1 钢铁冶金与计算机的联系........................................7 2．2 钢铁冶金与信息化的联系........................................7 3 学习了冶金工程概论课的心得...........................................8 参考文献...............................................................9 1.钢铁冶金联合企业主要生产环节

在钢铁冶金联合企业中，主要的生产环节是烧结、高炉、炼焦炉、转炉、电弧熔炉、精炼、连续铸造、轧钢。

1.1各生产环节的内容和过程

（1）烧结。在烧结车间中，制备铁矿石。铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒，被烧结或粘合在一起。烧结的铁矿石随后被压碎，并按一层焦炭、一层矿石的交替方式，被加入高炉中。焦炭是是从富炭煤蒸馏出的固体残渣，极易燃烧。

（2）高炉。在高炉中，从铁矿石中提取铁。固态的矿石和焦炭由顶部加入高炉，而高炉底部送来的一股热气（1200℃）致使几乎是100%含炭量的焦炭开始燃烧。这便产生了碳的氧化物，它通过除氧过程来减少了氧化铁，从而分离出铁。由燃烧产生的热量将铁和脉石（矿石中矿物的集合）熔化成液体。脉石，由于比较轻，会漂浮至铁水表面，就是所谓的“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣，可用于其他工业用途，比如用于铺设道路或生产水泥。

（3）炼焦炉。是煤在炼焦炉中通过干馏（即将不需要的成分气化掉）得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳，其结构呈多孔状，且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧，提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。

（4）转炉。在吹氧转炉中，生铁转换成钢铁。熔化的生铁会被倒在一层铁屑上。碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉，从而生产出粗钢。然后，残渣或者炉渣就会被撇去。粗钢(之所以称为粗钢，是因为它还必须经过进一步的精炼)然后倒入桶内。

（5）电弧熔炉。加入电弧熔炉炉中的可以是经过选择的但未经处理的废(比如旧的机器零件），或者可以是含铁量至少为92％的经过筛选的、碾碎的、达到标准的废铁。废铁在电弧熔炉中被熔化。这就生产出了钢水，然后进行与生铁同样的精炼和分级。废铁包括报废的钢制包装材料、建筑材料、机器和车辆零件、或者从炼钢过程或由钢铁加工装置产生的废生铁和钢铁。针对每种不同钢种，原材料的都必须经过仔细的选择。这种选择取决于任何废铁中金属或矿石都可能含有的“杂质”的类型。电弧熔炉磁性“废钢桶”将原料送入熔炉中。冶炼过程由强大的电弧驱动，这些电弧在电极和熔炉中的原料之间“跳动”。残渣或炉渣会从熔炉中回收。最终的产品是钢水，现在正被送入钢包炉和分级设备。

（6）精炼。精炼（脱碳）和化学添加剂的夹杂物 这两项操作需在一个真空密封的容器中进行。钢铁借助惰性气体－氩气在精炼桶和容器之间旋转。这一工艺过程使得钢铁的化学成分得到高精度的调整，以得到特种钢铁。

（7）连续铸造。这里所示的是正在铸造的扁钢锭。钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。当铸模被拉动时，钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触，并开始 凝固。然后，铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉，同时持续得到冷却。当它到达末端时，钢铁已完全凝固，并立刻被切成所需的长度。

（8）轧钢。将坯料转变为最终成品。此时，扁钢锭被转轧制成薄板。扁钢锭首先在炉中被再加热。这使它具有更好的延展性，促进拔出和成形。紧接着，坯料通过了台架的轧辊而被“瘦身”，或者使它逐渐地变薄。

1.2各生产环节的主要设备

（1）烧结机。烧结机有效烧结面积一般应≥90m2；主机驱动装置为柔性传动或刚性传动，交流变频调速，烧结机系统漏风率≤50%；配料采用自动重量配料；有蒸汽预热或热返矿等提高料温的措施；点火器为节能型点火器；有简单的烧结矿冷却余热利用装置；有简单的整粒流程；采用PLC或模拟式检测仪表对生产过程进行自动操作、控制及管理；有废水处理设施；所有产尘点均设有除尘设施，粉尘排放浓度度≤100mg／m3；产生噪音的设备设有消声设施。

（2）高炉（400m3及以上）。无料钟炉顶，炉顶压力0.1—0.15Mpa，或双钟单室炉顶结构，炉顶压力为0.05MPa及以上；有主要参数的检测装置，高炉配料、上料、炉顶布料及热风炉操作等采用PLC等作自动控制；热风炉能保证热风温度在1000℃以上，热风炉一代寿命≥1倍高炉炉体寿命；有煤粉喷吹设施，煤比≥120kg／t—p；出铁场、原料系统有较完备的除尘设施，粉尘排放浓度≤100mg／m3。

（3）焦炉。焦炉炭化室高≥4.3m；具有主要工艺参数的检测仪表、传动设备有必要的电气联锁控制；装煤采用高压氨水消烟装置、熄焦塔设有捕尘装置。（4）电炉。公称炉容量≥60t；普通功率（吨钢功率450～600kVA），冶炼时间100～120minn；配有必要的检测仪表，设有电极升降自动控制；配备吹氧装置；有烟气除尘设备。

（5）转炉。公称容量≥50t；采用部分铁水预处理，在转炉配套设备上具备挡渣出钢装置，溅渣护炉装置，炉令≥5000炉；配备炉前钢水快速分析系统；建立计算机系统，采用自适应统计模型进行静态过程控制或以经验模型指导操作。具备物料称量、采用PLC等进行氧气、氧枪、煤气回收、铁水预处理、炉外精炼的控制系统；配备一次、二次烟气除尘及废水处理设施；配有煤气回收系统。

（6）连铸机。具有必要的检测仪表以及继电联锁控制系统；配备钢包吹氩、保护浇注等保证铸坯质量的简易设施；配有水处理设施。

（7）钢梁轧机。可生产大型型材；推钢式加热炉；轧机配置为1架开坯机，和多架横列式轧机；步进式冷床（或推钢式冷床），长尺或短冷却；普通辊式矫直机，采用热锯或冷锯定尺锯切；压力矫直机；人工落垛、打捆、贴标记。

（8）轨梁轧机。步进梁式加热炉，炉前、后设装、取料机；一架开坯机和一 组3架横列式轧机；带有夹紧装置的热锯机组； 4）步进式冷床，冷床人口设钢轨预弯装置。

（9）钢轨和型材各自有精整线。钢轨精整线有平—立联合矫直机；钢轨平直度检测仪、超声波探伤仪、涡流探伤仪；钢轨四面压力矫直机；纵向布置的锯钻组合机床。型钢精整线有变节距辊式矫直机或与钢轨共用平-立联合矫直机；冷锯切定尺；液压压力矫直机；自动落垛、打捆、打标记。2.钢铁冶金与计算机和信息化的联系

2.1钢铁冶金与计算机的联系

现在的钢铁冶金工业生产是大型装置工业，需要复杂的生产过程，是高能耗高污染生产单位，就导致了它在操作方面单机设备大，多半不是连续过程，而是间歇过程，人工操作仍相当多。在这种原料、能量、设备偿还和劳动力费用方面都受到很大压力下，以计算机控制是有效的解决对策。

在计算机的控制中，计算机主要完成几个任务。完成行政管理任务，以减轻日常管理工作强度，为企业管理建立信息系统，以便快速而全面地掌握企业的定货、生产和财务情况，使生产过程合理化，以降低成本和保证质量。在生产流程计算机主要完成三项任务。

一是收集在线数据，作为管理生产和分析生产经济性的手段；二是收集在线数据，作为保证质量的辅助手段；三是收集直接与生产过程连接的在线数据，作为控制工艺流程的手段，以达到保证质量和降低成本的目的。

随着钢铁冶金技术的发展和相关学科的进步，计算机技术的发展和在冶金过程中的广泛应用，使冶金学理论和工艺的研究方法、冶金生产及其控制技术发生了重大变革。由传统冶金学和传统冶金工艺学所构成的知识体系和结构，已不能完全满足现代冶金工艺发展和理论研究的需要。计算机的应用起着推动冶金工业生产技术不断进步的重要作用。

2.2钢铁冶金企业的信息化

钢铁企业信息化已经引起了我国政府部门和冶金行业的高度重视和支持。据统计，2001年共有7家大型钢铁厂的信息化工程被列入国家经贸委国家重点技术改造项目，共获得银行贷款17亿多元，总投资超过27亿元。企业信息化正在成为我国钢铁企业管理和技术创新的重要课题。

对于钢铁企业来说，从企业高层领导的宏观决策到岗位工人的具体操作，其基本组织方式可分为五级，即决策级、管理级、车间调度级、过程控制级和设备控制级。钢铁生产制造企业信息化的基础和主要内容必须与企业核心业务组织方式紧密联系在一起。企业信息化不断深入，人们开始突破设备自动化、过程控制、车间管理和区域管理信息化建设中出现的开放性、灵活性和可维护性的局限，要求从企业的整体出发，利用信息化的手段实现订单管理、生产计划和执行、物料管理和财务管理的一体化。3.学习了冶金工程概论的心得

学习了冶金工程概论课，使我学到了许多知识，这些都是我在平时学习中和生活中学不到的内容。因为我是计算机科学与技术专业的学生，感觉这个专业涉及到钢铁冶金的知识内容几乎没有，可是学了这个冶金工程概论课，我才知道我的想法是错误的。其实计算机和钢铁冶金有很大的联系，在钢铁冶金工业中，计算机的应用是不可缺少的一部分。就比如我们在计算机方面会学到很多编程的知识，而这些软件编程对钢铁冶金自动化的控制，模具制造和工程制图会有很大的帮助。所以在以后的学习中，我不会单单只是一味的学习专业知识，会更灵活得结合各方面的知识一起学习。

在上课的过程中，随着老师的讲解，我也了解了关于钢铁冶金的许多基本知识，例如我知道了什么是铁，什么是钢，它们的基本联系和区别，以及怎样炼铁、炼钢的原理、基本步骤内容和注意事项。并且对钢铁冶金联合企业的主要生产环节，它的生产过程，过程中主要用到的设备以及生产的方法和特点有了更深一步的了解。现在我不至于对钢铁冶金这一方面一无所知了，而且还有了一些基础的知识骨架，相信这些知识会给我以后得生活带来更多的帮助。

最后也特别感谢田老师，是他的细心教导和耐心讲解，把理论知识和实践相结合，才让我学到了这么多关于钢铁冶金方面的知识。真的非常感谢！

参考文献

（1）薛正良.《钢铁冶金概论》.冶金工业出版社 2008（2）杜长坤.《冶金工程概论》.冶金工业出版社 2012（3）李永镇.《钢铁概论》.冶金工业出版社 1981（4）王筱留.《钢铁冶金学》.冶金工业出版社 1991