文档介绍：冶金学是指导人们合理有效利用矿产资源和二次资源,采用各种化学或物理方法提取出有价成分,经加工、转化后,使之成为具有一定使用性能的金属或非金属材料的一门综合性的工程科学学科分支。它是基于物理化学、冶金传输和反应工程以及金属学原理、力学原理、自动控制理论、计算机信息技术等工程技术科学,主要研究利用矿物资源或再生资源、能源,采用物理化学方法,分离提取金属及其化合物,再经过合成、制备、加工处理过程,获得具有一定形状和使用性能的材料,是一门既古老又在不断发展中的学科。其主要分为钢铁冶金和有色金属冶金两大部分。
冶金工业是一个国家的支柱产业,更是衡量一个国家综合实力的重要标准。而随着科学技术的不断进步,以及地球上矿石资源越来越趋于减少和贫矿化,能源与环境的越来越受重视,发展冶金新技术逐渐越来越受重视,也成为了衡量一个国家工业进步的表现。
首先是钢铁冶金,我国钢铁冶金的行业现状是:能耗高,资源利用率低,生产效率低,钢材质量低以及环境污染严重等,在以节能减排和保护环境为主旨的今天,用最经济的方法大批量、稳定地生产超纯净钢是当今世界钢铁工业最重要的研究课题,也是各国钢铁企业技术竞争的焦点。新一代可循环钢铁生产流程也是由此而提出的,这种生产方法是把清洁生产、资源综合利用和可再生能源开发融为一体,成为闭环式生产过程,实现钢铁产品生产、能源转换、消纳社会废弃物三大功能。该生产流程的特征有:产品高级化、生产高效化、生产体系可循环、全流程资源循环与环境保护一体化。可循环钢铁生产流程中的主要技术主要有大型高炉的强化冶炼技术、高效的转炉吹炼工艺(包括铁水的“三脱”及预处理技术)、RH快速精炼及高速连铸、转炉负能炼钢技术。其中,转炉负能炼钢技术可以优化炼钢工艺,降低转炉工序能耗;加强煤气回收,提高煤气质量;减少蒸汽放散量,实现转炉工序能耗为零。
钢铁冶金上另一个有代表性的新技术就是电渣重熔技术。电渣重熔技术是指把转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极,通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺,简称ESR,其主体设备就是电渣重熔炉。电渣重熔的基本过程是在铜制水冷结晶器内盛有熔融的炉渣,自耗电极一端插入熔渣内。自耗电极、渣池、金属熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压器形成回路。在通电过程中,渣池放出焦耳热,将自耗电极端头逐渐熔化,熔融金属汇聚成液滴,穿过渣池,落入结晶器,形成金属熔池,受水冷作用,迅速凝固形成钢锭。在电极端头液滴形成阶段,以及液滴穿过渣池滴落阶段,钢-渣充分接触,钢中非金属夹杂物为炉渣所吸收。钢中有害元素(硫、铅、锑、铋、锡)通过钢-渣反应和高温气化比较有效地去除。
该技术的目的在于提纯金属并获得洁净组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢,纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。电渣钢锭的质量取决于合理的电渣重熔工艺和保证电渣工艺的设备条件。电渣熔铸工艺从根本上解决了一般铸造工艺的主要矛盾,它综合了电渣重溶-获得高冶金质量的金属和铸造-浇铸异型零件精化毛坯的长处,并具有与普通冶炼的变形金属相近的致密组织以及无各向异性的特点。与普通锻件相比,电渣熔铸件的各项性能指标完全达到同钢种的变型金属指标,甚至还避免了锻件的一些不足之处。但是该技术也存在着生产耗电高,对环境污染大的缺