冶金热工基本概念

职工培训教材热工技术基础知识2004年4月15日目录第一章钢铁基础知识第一节钢与铁的差别第二节钢铁生产的工序排布及我公司的设备配置第三节我们这条线（棒材）的配置第二章热工基础知识第一节概念第二节热工工艺第三章炉子的操作第一节炉子的组成第二节烘炉第三节点炉第四章安全知识第一节安全规程第二节煤气中毒的产生、预防第三节煤气着火事故的发生、预防和处理第五章HTAC高温空气燃烧技术第一节概述第二节原理第三节优势第四节HTAC技术的开发与应用进展第一章钢铁基础知识第一节钢与铁的差别铁：是金属，铁的化学符号Fe；钢是一种铁的合金，除含铁外还可以加有：C、Mn、Si、P、S、Cr、Co、Ti、等元素。

根据品种不同，各种元素含量也不同。

含碳量小于等于2.3%是钢，大于2.3%是铁。

具体各类钢的元素含量，大家可以查阅相关的国家相关标准。

钢的生产过程就是：尽量减少有害元素P，S等的含量，保证添加的各种合金元素满足要求。

其中我们生产的光圆Q235是低碳钢，C含量在＜.0.25 范围。

光圆45＃钢的C含量在（0.25～0.5）%范围属于中碳钢。

螺纹钢HRB335、HRB400的C含量为＜0.25%，属于低合金钢。

钢的主要元素有：Fe、C、Si、Mn、P、S几种元素。

另外，各类特钢还要添加很多种元素，如：Mn、Cr、Ni、W、Ti等等。

钢材的比重一般在：（7.80～7.85）g/㎝⒊钢的性质主要是与化学成分：C、Mn、Si、S、P及其它合金元素等的含量有着密切关系。

分述如下：C 为各种元素中对钢的性质影响最大者。

增加钢的含碳量，其钢的脆性、硬度、强度均增加，并且易熔化，同时焊接性能随之降低。

减少钢中含碳量，则其韧性、可朔性、可锻性及焊接性均随之增强，熔化也较难，但硬度随之减小。

高碳钢和中碳钢易于淬火，而低碳钢则无淬火性能。

含碳＜0.25%为低碳钢，含碳（0.25～0.5）%为中碳钢，含碳＞0.5%为高碳钢。

还有如Mn钢、Si钢、Cr钢等各类钢种，其性能不同。

904热工基础【最新版】目录一、热工基础的概念与重要性二、热工基础的基本原理三、热工基础的应用领域四、热工基础的发展趋势正文一、热工基础的概念与重要性热工基础，全称为热能工程基础，是一门研究热能的生成、转换、传输及利用的学科。

它主要研究热力学、传热学、燃烧学等基础理论，以及热力设备、热力系统等实际应用。

在我国能源领域，热工基础占据着重要地位，对于能源的开发、利用和节约具有重要意义。

二、热工基础的基本原理热工基础主要包括以下几个方面的基本原理：1.热力学原理：研究热能与其它能量之间的转换关系，如热力学第一定律和第二定律。

2.传热学原理：研究热能在不同介质中的传输规律，如导热、对流和辐射传热。

3.燃烧学原理：研究燃料与氧气在特定条件下的化学反应过程，如燃烧反应动力学和燃烧过程的控制。

三、热工基础的应用领域热工基础在多个领域具有广泛的应用，如：1.能源工程：包括火力发电、核能发电、太阳能发电等，热工基础为这些领域提供理论基础和设计依据。

2.化工过程：石油化工、煤化工、天然气化工等，热工基础为化工过程提供热能转换和利用的技术支持。

3.冶金工业：钢铁、有色金属等，热工基础为冶金工业提供高温熔炼、热处理等关键技术。

4.航空航天：火箭推进、发动机燃烧等，热工基础为航空航天领域提供高性能热力系统的设计与优化。

四、热工基础的发展趋势随着全球能源需求的增长以及环境污染问题的加剧，热工基础在未来发展中将面临诸多挑战和机遇。

具体表现在以下几个方面：1.高效清洁能源技术的研究：热工基础将更加注重高效、清洁、可再生能源技术的研究，以降低能源消耗和减少环境污染。

2.节能减排技术的发展：热工基础将加大对节能减排技术的研发力度，提高能源利用效率，降低碳排放。

3.热工系统智能化：随着信息技术的发展，热工基础将引入大数据、云计算等技术，实现热工系统的智能化和优化运行。

总之，热工基础作为能源领域的重要学科，对于我国能源事业的发展和环境保护具有重要意义。

冶金工程知识概述冶金工程是一门关于金属材料的加工与应用的学科，它涉及到金属材料的提取、制备、加工、性能评估等方面。

本文将对冶金工程的基本知识进行概述，包括冶金工程的定义、发展历史、主要分支和应用领域等内容。

一、冶金工程的定义冶金工程是一门研究金属材料的加工与应用的学科，其目的是通过改变金属材料的组织结构和性能来满足不同工程领域的需求。

冶金工程主要包括金属材料的提取、制备、加工和性能评估等方面。

二、冶金工程的发展历史冶金工程作为一门学科，其发展历史可以追溯到古代。

在古代，人们通过熔炼和锻造等方法，将天然金属提取出来，并加工成各种实用工具。

随着社会的发展，冶金工程逐渐成为一门独立的学科，并在工业革命时期得到了迅猛发展。

在工业革命时期，冶金工程得到了前所未有的发展。

人们发明了高炉、转炉等先进的冶炼设备，使得金属材料的生产效率大大提高。

同时，冶金工程的理论研究也取得了重要进展，为冶金工程的发展奠定了坚实的基础。

三、冶金工程的主要分支冶金工程是一个综合性学科，涉及到多个分支领域。

以下是冶金工程的主要分支：1. 冶金物理化学：研究金属材料的相变规律、热力学性质和反应动力学等方面的知识。

2. 冶金原理与工艺：研究金属材料的提取、制备和加工工艺，包括熔炼、铸造、锻造、挤压等工艺过程。

3. 材料加工与表征：研究金属材料的加工方法和技术，包括金属的切削、焊接、热处理等加工过程，以及对材料性能进行测试和表征的方法。

4. 金属材料与工程应用：研究金属材料的性能评估和应用，包括金属的力学性能、耐腐蚀性能、导热性能等方面的研究。

四、冶金工程的应用领域冶金工程的应用领域非常广泛，涵盖了各个工程领域。

以下是冶金工程的一些主要应用领域：1. 金属材料工业：冶金工程在金属材料的生产和加工方面发挥着重要作用，包括钢铁、有色金属等行业。

2. 汽车工业：冶金工程在汽车制造中起着关键作用，包括车身结构、发动机部件等方面的材料选择和加工。

3. 航空航天工业：冶金工程在航空航天领域的应用非常广泛，包括航空发动机、航天器结构材料等方面的研究和应用。

904热工基础（实用版）目录一、热工基础概述二、热力学基本概念1.能量与功2.热力学循环三、热力学第一定律1.能量守恒2.内能与热量四、热力学第二定律1.热量传递的方向性2.熵与熵增加原理五、热力学应用领域1.工程热力学2.物理化学正文一、热工基础概述热工基础是研究热力学系统在热力学循环过程中的宏观性质和规律的学科，它主要研究热力学系统的状态变化、能量转换以及热力学循环的效率等问题。

热工基础是能源科学与工程领域的基础知识，广泛应用于电力、化工、冶金等工程领域。

二、热力学基本概念热力学是研究热力学系统在热力学循环过程中的宏观性质和规律的学科。

热力学系统是由一组相互作用的物质和外部环境组成的，其状态变量包括压力、体积、温度等。

热力学系统在热力学循环过程中，会发生能量的转换和传递，从而实现功的输出。

1.能量与功能量是热力学系统状态变化的度量，可以表现为热力学系统的内能、热量和功。

功是热力学系统在力的作用下发生的位移所对应的能量，是能量转换的一种形式。

2.热力学循环热力学循环是指热力学系统在固定的过程路径上进行的一系列状态变化，包括吸热、膨胀、放热和压缩等过程。

热力学循环的效率是指热力学系统在循环过程中实际输出的功与输入的热量之比。

三、热力学第一定律热力学第一定律，又称能量守恒定律，是指热力学系统在状态变化过程中，其内能的变化量等于吸收的热量和对外做的功之和。

即ΔU = Q - W，其中ΔU 表示内能变化，Q 表示吸收的热量，W 表示对外做的功。

1.能量守恒能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，它表明在任何物理过程中，能量的总量保持不变。

2.内能与热量内能是热力学系统分子无规则运动的能量总和，是热力学系统的一种状态变量。

热量是在热力学系统间由高温部分传递到低温部分的能量，也是热力学系统的一种状态变量。

四、热力学第二定律热力学第二定律是指在热力学循环过程中，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，即热量传递具有方向性。

第一章冶金热力学基础1.冶金反应的焓变和吉布斯自由能变计算2.化学反应等温方程式3.溶解组元的活度及活度系数4.有溶液参加反应化学反应等温方程式分析5.熔铁及其合金的结构6.铁液中组分活度的相互作用系数关系式7.铁液中元素的溶解及存在形式8.熔铁及其合金的物理性质绪论冶金过程，尤其是钢铁冶金过程是高温、多相、多组元的复杂物理化学反应体系，一般而言：温度：>1000℃，炼钢温度在1600℃，甚至1700℃；多相：包括气—液—固三相气相：大气、燃气、反应气体、金属及其化合物的蒸气；液相：金属液、渣液；固相：金属矿石、固体燃料、耐火材料；多组元：金属液、炉渣、燃料都不是纯物质，而是多组元物质。

冶金过程物理变化：熔化、溶解、吸附、脱气、分金属夹杂上浮、金属的凝固等；冶金过程化学反应：燃料燃烧反应、生成—离解反应、氧化—还原反应、脱硫反应、脱磷反应、脱氧反应、脱碳反应等。

对这样的复杂体系，冶金物理化学能做什么？运用物理化学基本原理及实验方法，冶金物理化学研究和分析冶金过程的基本规律，为探索高效、优质、绿色的冶金工艺过程提供理论依据。

冶金物理化学大致分为：冶金热力学——主要研究冶金过程（反应）进行的方向和限度，以及在复杂体系中实现意愿反应的热力学条件。

是以体系的状态（平衡态）为基础，以状态函数描述过程的可能性为基本分析方法，不涉及“时间”这个参数。

冶金动力学——主要研究冶金过程（反应）的机理和速率，以及确定过程的限制性环节和强化过程的措施。

工业过程是要在有限时间内完成反应产物的获得，光有“可能性”还不够，要有“实现性”，这就必然涉及过程（反应）的机理和速率。

冶金熔体——高温金属熔体和熔渣结构、性质及模型描述。

冶金电化学——高温电解反应、金属液熔渣多相反应的机理和描述。

应该说，正是冶金物理化学的发展，才使得冶金由“技艺”成为“工程”和含有“科学”分量。

相对而言，冶金热力学发展得较为成熟，但研究高温下多相复杂冶金反应很困难，许多热力学数据还不完整。

传热原理冶金炉热工基础1. 引言炉内传热是冶金炉操作中的重要环节，对于冶金炉的热工系统运行和工艺效果具有重要影响。

了解传热原理以及热工基础对于冶金炉的操作者来说是至关重要的。

本文将介绍传热原理在冶金炉中的应用以及与冶金炉热工基础相关的知识。

2. 传热原理传热是指热量在物体之间由高温区向低温区的传递过程。

在冶金炉中，主要的传热方式包括导热、对流和辐射。

2.1 导热传热导热传热是指热量通过固体传递的过程。

冶金炉内的固体材料通常具有较高的导热性能，因此导热在炉内的传热过程中起着重要作用。

导热传热的热流由热量的梯度驱动，即高温区的热量自动流向低温区。

导热传热的速率与材料的导热系数以及温度梯度成正比。

2.2 对流传热对流传热是指热量通过流体传递的过程。

流体可以是气体或液体，其传热方式包括自然对流和强制对流。

在冶金炉中，气体和液体往往被用作冷却介质或传递热量的媒介。

对流传热的速率与流体的热传导性能、流体的流动速度以及温度差异成正比。

2.3 辐射传热辐射传热是指热量通过辐射形式传递的过程。

当物体的温度高于绝对零度时，就会发射辐射能量。

辐射传热不需要媒介，可以在真空中传递。

在冶金炉中，炉内的物体因高温而发出辐射能量，同时也吸收周围物体发出的辐射能量。

辐射传热的速率与物体的辐射能力、温度差以及表面特性有关。

3. 冶金炉热工基础了解冶金炉的热工基础对于操作者来说至关重要，以下是一些与冶金炉热工基础相关的知识：3.1 温度控制冶金炉的操作需要精确控制炉内的温度，以保证冶炼的工艺效果。

温度控制可以通过调节燃料供给、冷却介质流量以及加热功率等方式实现。

3.2 热平衡冶金炉在工作时需要保持热平衡，即吸收的热量等于炉内的热损失。

热平衡的维持依赖于冷却系统的正常运行以及传热设备的有效运行。

3.3 热能利用在冶金炉操作中，合理利用热能是降低能源消耗的关键。

通过回收废热、优化能量利用以及有效利用传热原理，可以增加能源利用效率。

3.4 物料流动与热传递冶金炉中的物料流动对于热传递起着重要作用。