普通冶金学知识课件
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冶金概论第一章
第一章、概述1.1. 金属及其分类1.1.1.金属：通常把元素周期表中具有光亮的金属光泽，很高的导热、导电性及良好的延展加工性的化学元素称为金属有色轻金属黑色金属稀有轻金属1.1.2.分类有色重金属稀有高熔点金属有色金属稀有金属稀有分散性金属贵金属稀土金属稀有放射性金属1.2. 冶金和冶金方法1.2.1. 冶金1、定义：冶金是一门研究如何经济地从矿石或精矿或其他原料中提取金属或金属化合物，并用各种加工方法制备成具有一定性能的金属材料科学2、广义的冶金：包括矿石的开采、选矿、冶炼、金属加工3、狭义的冶金：指矿石或精矿的冶炼，即提取冶金4、冶金：提取冶金、物理冶金5、提取冶金：从矿石或精矿提取金属（包括金属化合物）的生产过程称为提取冶金，也称为化学冶金；6、物理冶金：加工制备具有一定性能的金属或合金材料7、5、冶金学（过程冶金学）：它研究火法冶炼、湿法提取或电化学沉积等过程的原理、流程、工艺及设备1.2.2. 二、冶金方法1、火法冶金2、（1）定义：它是指在高温下矿石或精矿经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中金属与脉石和杂质分开，获得较纯金属的过程。
3、（2）过程：原料准备、熔炼、精炼4、湿法冶金5、定义：它是在常温（或低于100℃）常压或高温（100℃~300℃）高压下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。
也称为水法冶金。
6、过程：浸出、分离、富集、提取等7、电冶金8、定义：它是利用电能提取和精炼金属的方法9、分类：10、①电热冶金：利用电能转化为热能，在高温下提炼金属，本质与火法冶金相同11、②电化学冶金：用电化学反应使金属从含金属的盐类的水溶液或熔体中析出12、（3）过程：水溶液电解、熔盐电解等1.3. 冶金工艺流程和冶金过程1.3.1. 工艺流程图1、设备连接图：表示冶炼厂主要设备之间的联系2、原则流程图：表示各个阶段作业间联系3、数质量流程图：表示各阶段作业获得产物的数量和质量情况1.3.2. 冶金过程1、焙烧：是指将矿石或精矿置于适当气氛下，加热至低于它们的熔点温度，发生氧化、还原或其他化学变化的过程。
化学一冶金PPT课件
原地浸出
第27页/共49页
立 式 浸 出 槽
卧式浸出槽
第28页/共49页
第29页/共49页
——液固分离
(1)概述 在冶金、化工、轻工、食品、制药、环境治
理、生物制品等过程工业中无不包括液固分 离。对于湿法冶金来说，液固分离的重要性 就更为突出了。从某种意义上来说，一个湿 法冶金过程的成功与失败，液固分离往往起 决定性的作用。
第33页/共49页
——液固分离
过滤
➢重力过滤 砂滤（以净化水为主） 格筛（粗矿石的过筛） ➢真空过滤 间歇式（板式、管式） 连续回转式（鼓式、折带式、水平带式） ➢压滤机 板框式、管式、叶式、带式、螺旋式压榨机 ➢离心式过滤 篮式、筐式（间歇、三足式） 锥形、桶形（沉降式，间歇、连续） ➢深层过滤（以获取清液为主）
优点
缺
点
湿 原料的适应性强、
操作环境好、可分
法 离相似金属、选择
流程一般较长、设 备以及厂房占地面 积大、反应慢、设
冶 性强、直接生产化
合物、规模可大可
备腐蚀性、大量废 水等
小、成本较低、综 合回收有价金属、 产品纯度高、污染
金
但随着冶金技术的发
易控制
展，这些不足之处逐
渐改进
第9页/共49页
火法冶金优缺点
电冶金
用电能从矿石或其他原料中提取和 精炼金属的过程。例如：熔盐电解铝、电弧炉炼合 金钢、电渣重熔等。
第6页/共49页
干燥 焙烧
火法冶金主要工序 熔炼 精炼
第7页/共49页
湿法冶金
浸出
湿法冶金
净化 制备金属（化合物）
置换、沉淀、还原、电积
在液49页
湿法冶金与火法冶金优缺点
冶金工程概论ppt课件
更没有单一的矿床，常以微量杂质形态存在于其它矿物的 晶格中。 稀土金属；包括镧系元素和化学性质近似的钪和钇共17个 元素。稀土并不似土，也不稀少，地壳中含量比Pb,Zn,Sn 等多几十倍，但物化性质非常近似，总是相互伴生；所有 提取单独的纯金属或其化合物都相当困难。 稀有放射性金属；习惯上不视为普通提取冶金的对象。
电热冶金；利用电能转变成热能，在高温 下提炼金属，本质与火法冶金相同。
电化学冶金；用电化学反应使金属从含金 属的盐类的水溶液或熔体中析出。
水溶液电解；如铜的电解精炼和锌的电解 沉积，属湿法冶金。
熔盐电解；如铝电解，属火法冶金。
精选 环保 处理低品位矿 综合利用
1
重金属；密度大于6g/cm3,如Sb（6.2）,Zn (7.14),Cu (8.95),Pb (11.34),Hg (14.2)。其产量大，用途广，价 格低，又称常用有色金属或贱金属。火法加湿法 提取。
轻金属；密度小于4.5g/cm3,Al（2.7）,Mg (1.74).比 重金属化学性质活泼，提取较困难，采用熔盐电 解或金属热还原。
贵金属；价格比常用金属贵而得名，如Au,Ag,Pt族 等。与其它金属区别在于其化学活性很低，不与 氧起反应，故又称惰性金属。小部分从矿石中提 出，大部分从Cu,Ni,Pb,Zn冶炼过程的付产品（阳 极泥）中回收。
精选编辑ppt
2
稀有金属；已知的93种金属元素中约占60种。这类金属中 有的地壳丰度小，天然资源少；有的地壳丰度大，但赋存 状态分散，不易经济的提取，有的物化性质上近似不易分 离成单一金属。故制取和使用得很少，得名为稀有金属。 其提取方法多种多样。
液固分离：将残渣与浸出液组成的悬浮液分离成液相和 固相的湿法冶金单元过程。主要用物理方法和机械方法， 如重力沉降，离心分离，过滤等。
电热冶金；利用电能转变成热能，在高温 下提炼金属，本质与火法冶金相同。
电化学冶金；用电化学反应使金属从含金 属的盐类的水溶液或熔体中析出。
水溶液电解；如铜的电解精炼和锌的电解 沉积，属湿法冶金。
熔盐电解；如铝电解，属火法冶金。
精选 环保 处理低品位矿 综合利用
1
重金属；密度大于6g/cm3,如Sb（6.2）,Zn (7.14),Cu (8.95),Pb (11.34),Hg (14.2)。其产量大，用途广，价 格低，又称常用有色金属或贱金属。火法加湿法 提取。
轻金属；密度小于4.5g/cm3,Al（2.7）,Mg (1.74).比 重金属化学性质活泼，提取较困难，采用熔盐电 解或金属热还原。
贵金属；价格比常用金属贵而得名，如Au,Ag,Pt族 等。与其它金属区别在于其化学活性很低，不与 氧起反应，故又称惰性金属。小部分从矿石中提 出，大部分从Cu,Ni,Pb,Zn冶炼过程的付产品（阳 极泥）中回收。
精选编辑ppt
2
稀有金属；已知的93种金属元素中约占60种。这类金属中 有的地壳丰度小，天然资源少；有的地壳丰度大，但赋存 状态分散，不易经济的提取，有的物化性质上近似不易分 离成单一金属。故制取和使用得很少，得名为稀有金属。 其提取方法多种多样。
液固分离：将残渣与浸出液组成的悬浮液分离成液相和 固相的湿法冶金单元过程。主要用物理方法和机械方法， 如重力沉降，离心分离，过滤等。
2024版钢铁冶金PPT课件
钢铁冶金PPT课件
目 录
• 钢铁冶金概述 • 原料与预处理 • 炼铁工艺及设备 • 炼钢工艺及设备 • 连铸与轧制技术 • 节能环保与资源综合利用 • 自动化与智能化发展趋势 • 总结与展望
01
钢铁冶金概述
钢铁冶金定义与特点
定义
钢铁冶金是一种研究从矿石、废钢 等原料中提取金属铁，并经过精炼、 铸造等工艺制成钢材的工业生产过 程。
THANKS
感谢观看
随着环保意识的提高，未来钢铁冶金 行业将更加注重节能减排，发展绿色 环保冶金技术。
智能化与自动化
借助人工智能、大数据等技术，实现 钢铁冶金过程的智能化与自动化，提 高生产效率和产品质量。
高端产品研发
为满足市场需求，钢铁企业将加大高 端产品的研发力度，如高性能钢材、 特种钢材等。
产业链整合与优化
通过整合上下游资源，优化产业链结 构，降低生产成本，提高市场竞争力。
05
连铸与轧制技术
连铸技术原理及设备组成
技Hale Waihona Puke 原理连铸是将熔融的金属连续不断地浇入 结晶器，凝固成铸坯，然后经过矫直、 切割等工序，最终得到所需尺寸和形 状的铸坯。
设备组成
连铸设备主要包括钢包、中间包、结晶 器、二次冷却装置、拉矫机、切割设备 及铸坯输送设备等。
轧制技术原理及设备组成
技术原理
轧制是利用轧辊的旋转和压缩，使金属坯料通过轧辊间的孔型，产生塑性变形以获 得具有一定形状、尺寸和性能的金属材料的加工方法。
07
自动化与智能化发展趋势
自动化技术在钢铁冶金中应用现状
自动化控制系统
广泛应用于高炉、转炉、连铸等 生产流程，实现精确控制和优化。
传感器与执行器
用于实时监测和调整生产过程中 的温度、压力、流量等参数。
目 录
• 钢铁冶金概述 • 原料与预处理 • 炼铁工艺及设备 • 炼钢工艺及设备 • 连铸与轧制技术 • 节能环保与资源综合利用 • 自动化与智能化发展趋势 • 总结与展望
01
钢铁冶金概述
钢铁冶金定义与特点
定义
钢铁冶金是一种研究从矿石、废钢 等原料中提取金属铁，并经过精炼、 铸造等工艺制成钢材的工业生产过 程。
THANKS
感谢观看
随着环保意识的提高，未来钢铁冶金 行业将更加注重节能减排，发展绿色 环保冶金技术。
智能化与自动化
借助人工智能、大数据等技术，实现 钢铁冶金过程的智能化与自动化，提 高生产效率和产品质量。
高端产品研发
为满足市场需求，钢铁企业将加大高 端产品的研发力度，如高性能钢材、 特种钢材等。
产业链整合与优化
通过整合上下游资源，优化产业链结 构，降低生产成本，提高市场竞争力。
05
连铸与轧制技术
连铸技术原理及设备组成
技Hale Waihona Puke 原理连铸是将熔融的金属连续不断地浇入 结晶器，凝固成铸坯，然后经过矫直、 切割等工序，最终得到所需尺寸和形 状的铸坯。
设备组成
连铸设备主要包括钢包、中间包、结晶 器、二次冷却装置、拉矫机、切割设备 及铸坯输送设备等。
轧制技术原理及设备组成
技术原理
轧制是利用轧辊的旋转和压缩，使金属坯料通过轧辊间的孔型，产生塑性变形以获 得具有一定形状、尺寸和性能的金属材料的加工方法。
07
自动化与智能化发展趋势
自动化技术在钢铁冶金中应用现状
自动化控制系统
广泛应用于高炉、转炉、连铸等 生产流程，实现精确控制和优化。
传感器与执行器
用于实时监测和调整生产过程中 的温度、压力、流量等参数。
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28
开采方法：
为了经济而有效地开发地下资源，需根据矿床所处的 地理位置、埋藏条件以及国民经济发展的需要，进行 可行性的技术经济分析，选择合理的开采方法。
露天开采：如果矿床埋藏得比较浅时可采用露天开采， 以台阶的方式一层一层地向下开采，剥离岩石到达矿 体，然后再以台阶方式开采矿石。露天采矿的步骤主 要包括矿区的地面准备、矿山基本建设、剥离岩石和 每种类型的金属的性质、及其冶炼方法都有其特殊性。 黑色金属：冶炼方法均为火法。 重金属：可分为火法和湿法冶炼。
轻金属：密度小、活性大，多采用熔盐电解法和金属热还原 法生产。
贵金属：一部分可由矿石提取，大部分都是从铜、镍、铅、 锌冶炼厂的副产品（阳极泥）中回收的。
稀有金属：分散、没有富集的矿床，难于开采和冶炼。 有的熔点高，硬度大，耐腐蚀；有的没有形成单独
一、火法冶金
定义： 在高温条件下，使矿石或精矿中的有用矿物部分或全部 在高温条件下进行一系列的物理化学反应，达到提取、 提纯金属与脉石和其它杂质分离的目的。 高温的获得： 燃料、自身反应，电能 地位：火法冶金在金属冶炼中占主导地位。
二、湿法冶金
在低温下（一般低于100℃，现代湿法冶金的高温高 压过程，200℃～300℃）用溶剂来处理矿石和精 矿，并在低温溶液中进行一系列的物理化学反应， 达到提取、提纯金属与脉石和其它杂质分离的目 的。
的矿床，只能从化工厂和冶金厂的废料中提取；有的提取 异常困难；有的含有放射性。所以稀有金属的冶炼方法多 种多样。
定义
冶金：是一门研究如何经济地从矿石或精矿和其它材料中 提取金属，并使之经过加工处理，适用于人类的科学。 广义的冶金包括矿石的开采、选矿、冶炼和金属加工。由 于科学技术的进步和工业的发展，采矿、选矿和金属加工 已形成一门独立的学科。因而目前的冶金是指矿石或精矿 的冶炼。 又称： 化学冶金：主要采用的是化学的方法。 提取冶金：从矿石或精矿中提取金属。 冶金方法是多种多样的，根据冶炼方法的不同，大致可分为 三类：火法冶金、湿法冶金、电冶金。
冶金工程pptch1课件内容
2、材料的过程和工艺。2,冶金工程冶金工程冶金工程也称为金属工艺或金属加工，是一种把金属物料加工成为 物品、冶金工程也称为金属工艺或金属加工，是一种把金属物料加工成为物品、零件、组件的工艺技术，包括了桥 梁、轮船等的大型零件，乃至引擎、零件、组件的工艺技术，包括了桥梁、轮船等的大型零件，乃至引擎、珠宝、 腕表的微小组件。（定义不精确，但后面引用的倒是比较全面贴珠宝、腕表的微小组件。（定义不精确，但后面引 用的倒是比较全面贴切。）基础理论为物理冶金学、冶金物理化学、冶金热力学；讨论领域切。）基础理论为物理 冶金学、冶金物理化学、冶金热力学；讨论领域为冶金反应工程、冶金热能工程、冶金技术、钢铁冶金、有色金属 冶金
石，烧陶窑为金属的冶铸预备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。在甘肃东乡县林烧陶窑为金属的 冶铸预备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。在甘肃东乡县林家马家窑文化遗址中发觉的距今约家马家 窑文化遗址中发觉的距今约5000年的青铜刀，以及在其他一些新石器晚期遗址中相年的青铜刀，以及在其他一些新
有坑冶食货志载唐前期有坑冶168处,
15、计银冶处，计银冶58处,铜冶处，铜冶96处，铁山处，铁山5处，锡山处，锡山2处，铅山处，铅山4处。处 。6.明清时期冶金业的进展明清时期冶金业的进展这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都
比唐宋时期有所增长，并生产白铜这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都比唐宋时期有所增长 ，并生产白铜（铜银锌合金）。银两逐步成为主要货币，银产量亦有增长。（铜银锌合金）。银两逐步成为主要货 币，银产量亦有增长。1.2.2近代钢铁冶炼技术的进展近代钢铁冶炼技术的进展历史上，西方钢铁生产技术长期落后 于中国。历史上，西方钢铁生产技术长期落后于中国。18世纪中期，工业革命世纪中期，工业革命在英国首先
石，烧陶窑为金属的冶铸预备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。在甘肃东乡县林烧陶窑为金属的 冶铸预备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。在甘肃东乡县林家马家窑文化遗址中发觉的距今约家马家 窑文化遗址中发觉的距今约5000年的青铜刀，以及在其他一些新石器晚期遗址中相年的青铜刀，以及在其他一些新
有坑冶食货志载唐前期有坑冶168处,
15、计银冶处，计银冶58处,铜冶处，铜冶96处，铁山处，铁山5处，锡山处，锡山2处，铅山处，铅山4处。处 。6.明清时期冶金业的进展明清时期冶金业的进展这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都
比唐宋时期有所增长，并生产白铜这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都比唐宋时期有所增长 ，并生产白铜（铜银锌合金）。银两逐步成为主要货币，银产量亦有增长。（铜银锌合金）。银两逐步成为主要货 币，银产量亦有增长。1.2.2近代钢铁冶炼技术的进展近代钢铁冶炼技术的进展历史上，西方钢铁生产技术长期落后 于中国。历史上，西方钢铁生产技术长期落后于中国。18世纪中期，工业革命世纪中期，工业革命在英国首先
1绪论 冶金概论PPT
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20 20
现代钢铁冶炼的两种基本流程
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21 21
钢材加工工艺流程
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22 22
钢铁生产的典型工艺（长流程）
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23 23
钢铁工业的特点
生产规模大，物流吞吐大，每吨钢涉及的物 流将是5-6吨。
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1.1 冶金基本概念
1.1.1 冶金学 1.1.2 火法冶金(Pyrometallurgy)主要过程简介
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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(Metallurgy)。
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。
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66
冶金学的分类
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(physical metallurgy)（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）。
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。
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33 33
2004年重点钢铁企业工序能耗比较(千克标准煤/t)
冶金原理课件(中南)-第一章
◇ 熔剂在精炼中的作用：
除去镁中的某些杂质
在熔融的镁表面形成一层保护膜，将镁与空气隔绝防止其燃烧。
表 1 2
熔盐体系 铝电解的电解质 镁电解的电解质 (电 解 氯 化 镁 ) 镁电解的电解质 (电 解 光 卤 石 ) 锂电解的电解质 铝电解精炼的电解质 (氟 氯 化 物 体 系 ) 铝电解精炼的电解质 (纯 氟 化 物 体 系 ) 镁熔剂精炼熔剂
3、富集渣
是某些熔炼过程的产物。
作用——使原料中的某些有用成分富集于炉渣 中，以便在后续工序中将它们回收利用。
例如，钛铁矿常先在电炉中经还原熔炼得到所 谓的高钛渣，再从高钛渣进一步提取金属钛。
对于铜、铅、砷等杂质含量很高的锡矿，一般 先进行造渣熔炼，使绝大部分锡（90%）进入 渣中，而只产出少量集中了大部分杂质的金属 锡，然后再冶炼含锡渣提取金属锡。
五、熔渣的其它作用
作为金属液滴或锍的液滴汇集、长大和沉降的介质
冶炼中生成的金属液滴或锍的液滴最初是分散在熔渣中的，这些分 散的微小液滴的汇集、长大和沉降都是在熔渣中进行的。
在竖炉（如鼓风炉）冶炼过程中，炉渣的化学组成直接决定了炉缸 的最高温度。
对于低熔点渣型，燃料消耗量的增加，只能加大炉料的熔化量而不 能进一步提高炉子的最高温度。
熔渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷
大大缩短了炉子的使用寿命 炉渣带走了大量热量 大大地增加了燃料消耗 渣中含有各种有价金属
降低了金属的直收率
1.3 熔 盐
熔盐——盐的熔融态液体
通常指无机盐的熔融体
常见的熔盐——由碱金属或碱土金属的卤化物、碳酸盐、
硝酸盐以及磷酸盐等组成。
熔盐一般不含水，具有许多不同于水溶液的性质。
除去镁中的某些杂质
在熔融的镁表面形成一层保护膜，将镁与空气隔绝防止其燃烧。
表 1 2
熔盐体系 铝电解的电解质 镁电解的电解质 (电 解 氯 化 镁 ) 镁电解的电解质 (电 解 光 卤 石 ) 锂电解的电解质 铝电解精炼的电解质 (氟 氯 化 物 体 系 ) 铝电解精炼的电解质 (纯 氟 化 物 体 系 ) 镁熔剂精炼熔剂
3、富集渣
是某些熔炼过程的产物。
作用——使原料中的某些有用成分富集于炉渣 中，以便在后续工序中将它们回收利用。
例如，钛铁矿常先在电炉中经还原熔炼得到所 谓的高钛渣，再从高钛渣进一步提取金属钛。
对于铜、铅、砷等杂质含量很高的锡矿，一般 先进行造渣熔炼，使绝大部分锡（90%）进入 渣中，而只产出少量集中了大部分杂质的金属 锡，然后再冶炼含锡渣提取金属锡。
五、熔渣的其它作用
作为金属液滴或锍的液滴汇集、长大和沉降的介质
冶炼中生成的金属液滴或锍的液滴最初是分散在熔渣中的，这些分 散的微小液滴的汇集、长大和沉降都是在熔渣中进行的。
在竖炉（如鼓风炉）冶炼过程中，炉渣的化学组成直接决定了炉缸 的最高温度。
对于低熔点渣型，燃料消耗量的增加，只能加大炉料的熔化量而不 能进一步提高炉子的最高温度。
熔渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷
大大缩短了炉子的使用寿命 炉渣带走了大量热量 大大地增加了燃料消耗 渣中含有各种有价金属
降低了金属的直收率
1.3 熔 盐
熔盐——盐的熔融态液体
通常指无机盐的熔融体
常见的熔盐——由碱金属或碱土金属的卤化物、碳酸盐、
硝酸盐以及磷酸盐等组成。
熔盐一般不含水，具有许多不同于水溶液的性质。
普通冶金学
33
四、钢铁产品及副产品
1.生铁
生铁主要分为：
1）炼钢生铁，其含硅量在1.5%以下，又称白口 铁，占生铁产量的80~90%；
2）铸造生铁，含硅量大于1.5%，又称灰口铁， 用做铸件；
3）工业纯铁，含碳量在0.03%以下，用于工。
34
2.钢
种类很多（有数万种），简要归纳为下：
1）冶炼 冶炼设备 （转炉钢、电炉钢、平炉钢）
钢铁材料是用量最大的基础性、结构性、功能 性及可循环再利用的环保材料，在国民经济 建设中占有重要地位，其中粗钢产量是一个 国家综合国力的重要指标。
它的发展是与整个国民经济发展规模和速度相 适应的。
12
• 国民经济建设的各个部门都离不开钢铁，但 需求钢材的数量和质量是不尽相同的。
• 在经济发展初期，基础设施、基础工业、建 筑业发展较快，钢材消耗量也增长较快，产 品结构条钢型材比例较大。
而黄铁矿（FeS2）主要作为生产硫酸的原料。
5
冶金学的主要内容： 金属
制取 加工 改进性能
冶金学细分：
提取冶金学或化学冶金——冶炼
物理冶金学——金属学、粉末冶金、铸造、压力加 工。
6
冶金方法：
1、火法冶金
特点：高温下提取金属
共同工序：原料准备 冶炼 精炼
2、湿法冶金 或水法冶金
特点：常温或＜100℃下，用 溶剂提取金属。（现代湿法冶金中的
②.褐铁矿(limonite), Fe2O3.nH2O 含结晶水，块矿有时在高炉内发生热裂，消 耗水分解热，所以用作烧结矿和球团矿的原 料，较少单独用于高炉。
4
③.磁铁矿(magnetite), Fe3O4 呈黑色或黑褐色，具有强磁性，利用磁性可用 磁选的方法从低品位矿中富集铁。 纯粹的磁铁矿理论含铁量为72.4%，是天然矿 石中含量最高的，但在高炉内的还原性不好， 所以不能单独使用，只在破碎后作为烧结矿和 球团的原料用。是仅次于赤铁矿的重要铁资源。 ④.菱铁矿（siderite），FeCO3 是铁的碳酸盐，呈淡灰色或褐色，条痕是白色 或淡黄色。
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4
冶金学的主要内容： 金属
制取 加工 改进性能
冶金学细分：
提取冶金学或化学冶金——冶炼
物理冶金学——金属学、粉末冶金、铸造、压力加 工。
6
冶金方法：
1、火法冶金
特点：高温下提取金属
共同工序：原料准备 冶炼 精炼
2、湿法冶金 或水法冶金
特点：常温或＜100℃下，用 溶剂提取金属。（现代湿法冶金中的
④稀有放射性金属——各种天然放射性元素，如： 镭、锕、铀等。
⑤稀土金属——镧及镧系元素（元素周期表中，
从原子序数为58的铈到71的镥，共14个元素），
它们物化性质非常相近，在矿物中总是相互半
生，要单独提取纯的稀土元素很困难。
11
二、 钢铁工业
钢铁工业是: 原料工业，也是基础工业，被称为近代和现代 社会的“骨骼”，能源是血液。
三、钢与铁的区别
• 1.成分 • 2.性能 • 3.用途
30
成分
• 钢与铁都是以Fe元素为基(93~94% Fe )，并含有 少量C、Si、Mn、P、S(共6~7%)等元素的Fe - C 合金。
但钢与铁五大基本元素含量不同，其中变化最大的
是C 。
• C 含量为：2.0~4.5%的Fe - C 合金称为生铁或铸 铁；
பைடு நூலகம்
2003 2.2 9.6 22.8
2004 2.7 10.3 26.2
2005 3.5 11.3 30.8
2006 4.2 12.4 33.7
2007 4.9 13.4 36.4
2008 5.0 13.3 37.617
近代社会使用的工业材料可分为5大类： 1、金属材料（钢铁和铝、铜、锌、铅等有色 金属）； 2、陶瓷（水泥、玻璃、砖、陶器等）； 3、塑料（聚乙烯、氯乙烯、聚酯等）； 4、木材（加工材、合成板等）； 5、纤维（纤维、纸等）。
5)可回收再利用。
不足： 密度较大，容易生锈（不锈钢、涂装、镀
层、表面处理技术及电化学防腐技术可 以改进）。
25
材料回收情况
塑料
铝
纸张
玻璃
钢铁
0
20
40
60
80
100
钢铁
玻璃
纸张
铝
塑料
回收率 90
45
35
27
10
26
现代化钢铁联合企业有以下生产环节组成：
矿山→采矿→选矿→原料处理（烧结） →焦化 →高炉炼铁→炼钢→轧钢→成品
不同
提取方法 工艺 原理 设备
不同
3
如钢铁矿原料：
①.赤铁矿(hematite)，Fe2O3 带红色，条痕是赤褐色，多没磁性。 在高炉内还原性好，占铁矿石埋藏量约50%， 是重要的铁资源。
②.褐铁矿(limonite), Fe2O3.nH2O 含结晶水，块矿有时在高炉内发生热裂，消 耗水分解热，所以用作烧结矿和球团矿的原 料，较少单独用于高炉。
细分为5类：
①稀有轻金属——锂、铍、铷等，它们的 比重都很小，铷的比重=0．53。
②稀有高熔点金属——钨、钼、钛、镐、
鉭、铌、铼等，钨熔点=3400℃。
10
③稀散金属——銦、锗、镓、铊等，共同特点是， 它们常以微量杂质存在于其它矿物的晶格中。 如：锗常在煤中，可从煤燃烧的烟尘中提取； 镓分散在铝土矿中，可在生产铝的中间产品中 提取。
钢铁材料是用量最大的基础性、结构性、功能 性及可循环再利用的环保材料，在国民经济 建设中占有重要地位，其中粗钢产量是一个 国家综合国力的重要指标。
它的发展是与整个国民经济发展规模和速度相 适应的。
12
• 国民经济建设的各个部门都离不开钢铁，但 需求钢材的数量和质量是不尽相同的。
• 在经济发展初期，基础设施、基础工业、建 筑业发展较快，钢材消耗量也增长较快，产 品结构条钢型材比例较大。
高温高压过程，温度为200~300 ℃）
共同工序：浸出
分离
富集
提取
7
3、电冶金 （电热冶金、电
化学冶金）
特点：用电能提取和精炼金属
按电能 形式分
电热冶金—— 电能转变为热 能。
Cu、Zn Al
电化学冶金—— 利用电化学反应 （电解和电积）从 盐类水溶液或熔体 中析出金属。
8
金属分类
黑色金属和有色金属； 黑色金属有：铁、铬、锰，除此之外的为有
1）资源丰富 铁元素占地壳的5%，是居第4位的丰富元素， 有高品位的大矿床，需求资源量可维持400年。
2）冶炼容易 大生产的方式早已确立，其性能价格比好。
3）在强度、硬度、韧性等方面，作为使用量 最大的一般结构材料，具有优越的特性（见下 图）。
20
21
钢
22
钢
23
24
4）对于合金化、热处理、热加工方法等进 行了充分的研究，由此可以得到使用宽 广的性能。
色金属。 有色金属分： 有色重金属——铜、锌、镍、铅、锡、钴等； 它们的比重都较大，由7~11。 有色轻金属——铝、镁、钙、钡、钾等； 它们的比重都小于5。
9
贵金属——金、银、铂及铂族都属此类； 它们在空气中不氧化，价值比一般金属贵。
稀有金属——在80余种有色金属中，约有 50种被（传统习惯）认为是稀有金属。
18
这些都是重要的工业材料.
但生产量最大，且用以重要部分的是金属材料。
再把金属材料细分：
根据1981年联合国统计鉴定记载，全世界占金属材料 产量约95%的是钢，即钢94.9%.
铝2.5%,铜1.3%,锌0.7%,铅0.5%,其他和计为0.1%。
因此可以说，现代仍是“钢的时代”。 19
钢铁材料在现代社会中一直保持优势的原因
包括: 能源供应（热电厂、制氧厂）、交通运输、科 研机构、检测中心、耐火材料、备品备件、机 修、环保等机构组成。
其中炼铁和炼钢厂是钢铁联合企业的关键工序，
处于承前启后的地位，是二次能源（煤气）的
供应中心，其产品质量、品种、产量是衡量钢
铁联合企业生产水平的基本标志。
27
28
炼钢厂所处位置
29
钢铁厂 日本神户
黑色冶金——Ferrous Metallurgy
(Fe 、 Cr 、 Mn)
1
主要内容
一、冶金的基本概念 二、 钢铁工业 三、钢与铁的区别 四、钢铁产品及副产品 五、炼钢的主要方法
2
一、冶金的基本概念
冶金：从矿石或其它原料中 提取 金属或金属化合物。（经济、科学）
金属矿不同
(矿石或其它原料)
种类 特性
广州国际会展中心
13
14
• 在加工制造业快速发展时期，例如：汽车制 造业、造船、农业机械、家用电器等，板材 扁平材比例增长较快。
• 而当第三产业和高技术产业发展到一定比例 时，钢材消耗量便相对下降。
15
16
钢铁材料是经济发展的重要材料基础
年度 中国粗钢产量，亿吨 世界粗钢产量，亿吨
中国占百分比，%
冶金学的主要内容： 金属
制取 加工 改进性能
冶金学细分：
提取冶金学或化学冶金——冶炼
物理冶金学——金属学、粉末冶金、铸造、压力加 工。
6
冶金方法：
1、火法冶金
特点：高温下提取金属
共同工序：原料准备 冶炼 精炼
2、湿法冶金 或水法冶金
特点：常温或＜100℃下，用 溶剂提取金属。（现代湿法冶金中的
④稀有放射性金属——各种天然放射性元素，如： 镭、锕、铀等。
⑤稀土金属——镧及镧系元素（元素周期表中，
从原子序数为58的铈到71的镥，共14个元素），
它们物化性质非常相近，在矿物中总是相互半
生，要单独提取纯的稀土元素很困难。
11
二、 钢铁工业
钢铁工业是: 原料工业，也是基础工业，被称为近代和现代 社会的“骨骼”，能源是血液。
三、钢与铁的区别
• 1.成分 • 2.性能 • 3.用途
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成分
• 钢与铁都是以Fe元素为基(93~94% Fe )，并含有 少量C、Si、Mn、P、S(共6~7%)等元素的Fe - C 合金。
但钢与铁五大基本元素含量不同，其中变化最大的
是C 。
• C 含量为：2.0~4.5%的Fe - C 合金称为生铁或铸 铁；
பைடு நூலகம்
2003 2.2 9.6 22.8
2004 2.7 10.3 26.2
2005 3.5 11.3 30.8
2006 4.2 12.4 33.7
2007 4.9 13.4 36.4
2008 5.0 13.3 37.617
近代社会使用的工业材料可分为5大类： 1、金属材料（钢铁和铝、铜、锌、铅等有色 金属）； 2、陶瓷（水泥、玻璃、砖、陶器等）； 3、塑料（聚乙烯、氯乙烯、聚酯等）； 4、木材（加工材、合成板等）； 5、纤维（纤维、纸等）。
5)可回收再利用。
不足： 密度较大，容易生锈（不锈钢、涂装、镀
层、表面处理技术及电化学防腐技术可 以改进）。
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材料回收情况
塑料
铝
纸张
玻璃
钢铁
0
20
40
60
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钢铁
玻璃
纸张
铝
塑料
回收率 90
45
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现代化钢铁联合企业有以下生产环节组成：
矿山→采矿→选矿→原料处理（烧结） →焦化 →高炉炼铁→炼钢→轧钢→成品
不同
提取方法 工艺 原理 设备
不同
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如钢铁矿原料：
①.赤铁矿(hematite)，Fe2O3 带红色，条痕是赤褐色，多没磁性。 在高炉内还原性好，占铁矿石埋藏量约50%， 是重要的铁资源。
②.褐铁矿(limonite), Fe2O3.nH2O 含结晶水，块矿有时在高炉内发生热裂，消 耗水分解热，所以用作烧结矿和球团矿的原 料，较少单独用于高炉。
细分为5类：
①稀有轻金属——锂、铍、铷等，它们的 比重都很小，铷的比重=0．53。
②稀有高熔点金属——钨、钼、钛、镐、
鉭、铌、铼等，钨熔点=3400℃。
10
③稀散金属——銦、锗、镓、铊等，共同特点是， 它们常以微量杂质存在于其它矿物的晶格中。 如：锗常在煤中，可从煤燃烧的烟尘中提取； 镓分散在铝土矿中，可在生产铝的中间产品中 提取。
钢铁材料是用量最大的基础性、结构性、功能 性及可循环再利用的环保材料，在国民经济 建设中占有重要地位，其中粗钢产量是一个 国家综合国力的重要指标。
它的发展是与整个国民经济发展规模和速度相 适应的。
12
• 国民经济建设的各个部门都离不开钢铁，但 需求钢材的数量和质量是不尽相同的。
• 在经济发展初期，基础设施、基础工业、建 筑业发展较快，钢材消耗量也增长较快，产 品结构条钢型材比例较大。
高温高压过程，温度为200~300 ℃）
共同工序：浸出
分离
富集
提取
7
3、电冶金 （电热冶金、电
化学冶金）
特点：用电能提取和精炼金属
按电能 形式分
电热冶金—— 电能转变为热 能。
Cu、Zn Al
电化学冶金—— 利用电化学反应 （电解和电积）从 盐类水溶液或熔体 中析出金属。
8
金属分类
黑色金属和有色金属； 黑色金属有：铁、铬、锰，除此之外的为有
1）资源丰富 铁元素占地壳的5%，是居第4位的丰富元素， 有高品位的大矿床，需求资源量可维持400年。
2）冶炼容易 大生产的方式早已确立，其性能价格比好。
3）在强度、硬度、韧性等方面，作为使用量 最大的一般结构材料，具有优越的特性（见下 图）。
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钢
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钢
23
24
4）对于合金化、热处理、热加工方法等进 行了充分的研究，由此可以得到使用宽 广的性能。
色金属。 有色金属分： 有色重金属——铜、锌、镍、铅、锡、钴等； 它们的比重都较大，由7~11。 有色轻金属——铝、镁、钙、钡、钾等； 它们的比重都小于5。
9
贵金属——金、银、铂及铂族都属此类； 它们在空气中不氧化，价值比一般金属贵。
稀有金属——在80余种有色金属中，约有 50种被（传统习惯）认为是稀有金属。
18
这些都是重要的工业材料.
但生产量最大，且用以重要部分的是金属材料。
再把金属材料细分：
根据1981年联合国统计鉴定记载，全世界占金属材料 产量约95%的是钢，即钢94.9%.
铝2.5%,铜1.3%,锌0.7%,铅0.5%,其他和计为0.1%。
因此可以说，现代仍是“钢的时代”。 19
钢铁材料在现代社会中一直保持优势的原因
包括: 能源供应（热电厂、制氧厂）、交通运输、科 研机构、检测中心、耐火材料、备品备件、机 修、环保等机构组成。
其中炼铁和炼钢厂是钢铁联合企业的关键工序，
处于承前启后的地位，是二次能源（煤气）的
供应中心，其产品质量、品种、产量是衡量钢
铁联合企业生产水平的基本标志。
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炼钢厂所处位置
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钢铁厂 日本神户
黑色冶金——Ferrous Metallurgy
(Fe 、 Cr 、 Mn)
1
主要内容
一、冶金的基本概念 二、 钢铁工业 三、钢与铁的区别 四、钢铁产品及副产品 五、炼钢的主要方法
2
一、冶金的基本概念
冶金：从矿石或其它原料中 提取 金属或金属化合物。（经济、科学）
金属矿不同
(矿石或其它原料)
种类 特性
广州国际会展中心
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• 在加工制造业快速发展时期，例如：汽车制 造业、造船、农业机械、家用电器等，板材 扁平材比例增长较快。
• 而当第三产业和高技术产业发展到一定比例 时，钢材消耗量便相对下降。
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钢铁材料是经济发展的重要材料基础
年度 中国粗钢产量，亿吨 世界粗钢产量，亿吨
中国占百分比，%