冶金传输原理知识点

冶金传输原理知识点（精选2篇）

冶金传输原理知识点 篇1

2.熔渣组分的来源:

矿石或精矿中的脉石;

为满足冶炼过程需要而加入的熔剂;

冶炼过程中金属或化合物（如硫化物）的氧化产物;

被熔融金属或熔渣侵蚀和冲刷下来的炉衬材料.3.冶炼渣（熔炼渣）:是在以矿石或精矿为原料、以粗金属或熔锍为冶炼产物的熔炼过程中生成的主要作用——汇集炉料（矿石或精矿、燃料、熔剂等）中的全部脉石成分、灰分以及大部分杂质，从而使其与熔融的主要冶炼产物（金属、熔锍等）分离。

4.精炼渣（氧化渣）:是粗金属精炼过程的产物。

主要作用——捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。

5.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。

6.合成渣:是指由为达到一定的冶炼目的、按一定成分预先配制的渣料熔合而成的炉渣。如电渣重熔用渣、铸钢用保护渣、钢液炉外精炼用渣等。

这些炉渣所起的冶金作用差别很大。

例如，电渣重熔渣一方面作为发热体，为精炼提供所需要的热量；另一方面还能脱出金属液中的杂质、吸收非金属夹杂物。

保护渣的主要作用是减少熔融金属液面与大气的接触、防止其二次氧化，减少金属液面的热损失。

7.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;

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;

在许多金属硫化矿物的烧结焙烧过程中，熔渣是一种粘合剂;

在金属和合金的精炼时，熔渣覆盖在金属熔体表面，可以防止金属熔体被氧化性气体氧化，减小有害气体（如H2、N2）在金属熔体中的溶解。

8.熔渣的副作用:

熔渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷;

炉渣带走了大量热量;

渣中含有各种有价金属.9.熔盐——盐的熔融态液体通常指无机盐的熔融体

10.熔锍——多种金属硫化物（如FeS、Cu2S、Ni3S2、CoS等）的共熔体.11.从平面投影图绘制等温截面图步骤：

将平面投影图中给定温度以外的等温线、温度高于给定温度的部分界线（fe1）去掉

将界线与给定温度下的等温线的交点（f）与该界线对应二组元的组成点相连接，形成结线三角形（BfC）

去掉余下的界线（Ef，Ee2，Ee3）

在液–固两相区画出一系列结线

标出各相区的平衡物相

用 “边界规则”检查所绘制的等温截面图

12.加速石灰块的溶解或造渣的主要措施：

降低炉渣熔化温度

提高熔池温度

加入添加剂或熔剂（如MgO、MnO、CaF2、Al2O3、Fe2O3）等。

增大渣中∑FeO含量

显著降低C2S初晶面的温度；

破坏C2S壳层，促进石灰块的溶解。

13.熔化性温度——粘度由平缓增大到急剧增大的转变温度。

14.熔化温度 —— 冶金熔体由其固态物质完全转变成均匀的液态时的温度。

15.熔渣可分为两种：氧化渣和还原渣。

氧化渣——能向金属液输送氧、使金属液被氧饱和或使金属液中的杂质氧化的渣。还原渣——能从金属液中吸收氧、即发生金属液脱氧过程的渣。

16.熔渣的供氧能力或吸收氧的能力取决于熔渣中与金属液中氧势的相对大小。

当熔渣中的氧势大于金属液中的氧势时，此炉渣为氧化性渣。

当熔渣中的氧势小于金属液中的氧势时，此炉渣为还原性渣。

17.金属氧化物分解压的大小是衡量氧化物稳定性的标准。

氧化物的分解压愈大，此氧化物愈不稳定，愈容易分解析出金属；

分解压愈小，此氧化物愈稳定；要使它分解就需要更高的温度或更高的真空度。

18.降低生成物活度aXA、aMe

◆ 当生成物XA不是纯物质，而是处于某种溶液（熔体）中或形成另一复杂化合物时，其活度小于1,对还原反应有利。

◆ 当生成物XA或Me为气态时，降低生成物的分压，对还原反应有利。?

◆ 当生成物Me处于合金状态，其活度小于1，对还原反应有利。?

19.降低反应物（MeA、X）的活度对还原反应不利

◆ 当反应物MeA及还原剂X处于溶液状态，或以复杂化合物形态存在时，不利于还原反应。◆ 当还原剂X为气体，其分压小于P?时，不利于还原反应。

20.对还原剂X的基本要求

◆ X对A的亲和势大于Me对A的亲和势。

◆ 还原产物XA易与产出的金属分离；

◆ 还原剂不污染产品——不与金属产物形成合金或化合物。

◆ 价廉易得。

21.H2、CO还原金属氧化物的比较

在1083 K（810 oC）以上，H2的还原能力较CO强；在1083 K以下，CO的还原能力较H2强。

MeO的CO还原反应，有些是吸热的，有些是放热的；MeO的H2还原反应几乎都是吸热反应。

H2在高温下具有较强的还原能力，且生成的H2O较易除去;

H2的扩散速率大于CO,用H2代替CO作还原剂可以提高还原反应的速率。

用H2作还原剂可以得到不含碳的金属产品；而用CO作还原剂常因渗碳作用而使金属含碳

22.金属热还原法——以活性金属为还原剂，还原金属氧化物或卤化物以制取金属或其合金的过程。

用CO、H2作还原剂只能还原一部分氧化物；

用C作还原剂时，随着温度的升高可以还原更多的氧化物，但高温受到能耗和耐火材料的限制；

对于吉布斯自由能图中位置低的稳定性很高的氧化物，只能用位置比其更低的金属来还原； 硫化物、氯化物等也可用金属来还原；

金属热还原可在常压下进行，也可在真空中进行。

23.还原剂的选择

还原剂和被还原金属生成化合物的标准吉布斯自由能及生成热应有足够大的差值，以便尽可能不由外部供给热量并能使反应完全地进行；

还原剂在被提取金属中的溶解度要小或容易与之分离；

形成的炉渣应易熔，比重要小，以利于金属和炉渣的分离；

还原剂纯度要高，以免污染被还原金属；

应尽量选择价格便宜和货源较广的还原剂。

24.影响氧化精炼过程除杂效果的因素

1）温度

◆ 金属中许多杂质的氧化过程为放热过程,升高温度对精炼除杂反应不利。

◆ 炼钢过程中硅、锰、铬、磷氧化反应的平衡常数随温度升高而减小,升高温度不利于这些杂质的氧化。

2）熔渣的成分

◆ 渣的酸碱度影响渣中氧化物的活度。

◆ 当生成的杂质氧化物为酸性（如SiO2，P2O5等）时，则在碱性渣中其活度小，有利于其除去。

◆ 当杂质氧化产物为碱性氧化物时，则炉渣应保持为酸性。

◆ 渣中主金属氧化物（MeO）的活度对氧化精炼有重大影响。

3）金属相的成分

金属相的成分将影响杂质A的活度系数f[A]。

4）杂质的性质

25.熔析精炼的类型

1、冷却凝析精炼

将具有二元共晶型的液态粗金属熔体缓慢冷却到稍高于共晶温度，杂质以固体（或固溶体）析出并浮于金属熔体的表面上，使固相与液相分离。

2、加热熔析精炼

将具有二元共晶型的固态粗金属加热到稍高于共晶温度,杂质含量接近共晶组成的熔体，沿倾斜的炉底流出，而杂质仍留在固相中。

26.熔析过程的主要影响因素

温度

过程温度愈按近共晶温度，提纯效果愈好。

粗金属成份

粗金属中某些其化杂质的存在，可能形成溶解度更小的化合物，提高精炼效果。

27.粗铅的加锌除银与其它化学精炼(萃取精炼)

原理:在熔融粗金属中加入第三种金属，该金属与粗金属中的杂质形成高熔点化合物而从熔融粗金属析出，从而实现杂质的分离。

冶金传输原理知识点 篇2

本课程是冶金工程专业本科学生必修的专业基础课, 通过学习《冶金传输原理》, 可以使学生掌握动量传输、热量传输和质量传输的基本概念理论以及研究分析方法, 具备分析、研究冶金过程中传输问题的能力。理解“三传”过程的内在联系及本质区别, 能够应用该课程中的知识研究冶金过程中实际流体的传输问题, 具备一定的计算能力, 为冶金工程专业课程的学习和从事专业技术研究打下坚实的基础。

《冶金传输原理》课程主要包括动量传输、热量传输和质量传输三部分, 故称之为“三传”。动量、热量和质量的传输过程既有区别, 又有紧密的联系。课程内容中有大量的理论推导, 包括各种守恒方程式的推导, 如质量守恒定律下的连续性方程及动量守恒定律下的欧拉方程、N-S方程等。这些基本理论是在单独的相关部分中讲解的, 因此部分公式推导不可避免地会出现重复, 有时显得凌乱, 缺乏传输原理的系统性。除此之外, 学习该课程要有扎实的数学基础, 学生普遍反映学习难度大, 学习效率低。作为该课程的主讲教师, 笔者结合近几年的教学经验和体会, 对该课程的教学做出以下几方面的改革尝试, 使学生在课程所规定的学时内, 能够较好地掌握该课程的基础知识和基本原理, 取得较好的教学效果。

二、教学方法的改进

《冶金传输原理》是冶金工程专业最主要的专业基础课程之一, 该课程的最大特点是理论性非常强, 涉及冶金过程的流体动力学原理、衡算方程式的推导及各种流体流动状态下的“三传”现象。在学习该课程的过程中, 如果高等数学、无机化学、物理化学等课程掌握得不扎实, 学习《冶金传输原理》就会感到有些吃力。针对上述情况, 应对《冶金传输原理》进行教学设计和课堂教学方面的进一步改进。

1. 课堂教学方面的改进。

课堂教学是有计划、有步骤地实行的。课程的每一堂课必须毫无例外地按照教学大纲和教案完成规定的教学进度, 只有这样才能按学时完成所有的教学课程任务。不管学生是否知道、掌握或提高, “赶”着学生按照指定的步骤“走”, 完成教案内容, 达到教学目的, 这种教学方法实际上存在一定的封闭性, 会使课堂教学变得程序、呆板和教条化, 缺乏生趣和兴趣, 最终必然会导致僵化。因此, 作为高校教师, 重要的是要培养他们分析问题、解决问题的能力。所以在课堂教学中, 应充分开展课堂讨论, 采用启发式教学, 提高学生自主思考、主动学习的能力。在讲授新内容时, 教师可以针对生活中的现象、冶金生产提出问题, 然后再介绍如何解决这些问题以及解决这些问题需要具备怎样的理论知识, 由此引出要讲解的新内容。 (1) 根据教学大纲, 讲深讲透重点内容。例如, “稳定导热”内容的教学中, 需要掌握平壁、圆筒壁的一维稳态导热及不稳态导热的基本概念及薄材、半无限大物体、有限厚物体的不稳态导热的基本方程。讲解过程中, 首先针对钢铁企业普遍存在的传热现象提出问题, 包括热风管道的传热、烟囱壁和热烟气之间的热交换等, 然后介绍要解决这个问题就必须了解流体与壁面之间的热传递过程, 从而引出传热过程的学习内容。在讲解连续性方程、传热微分方程等基本公式时, 应注重讲解基本公式推导的思路、方法以及公式中每个物理量的具体的应用与意义。在课堂教学时, 应避开复杂的数学公式推导, 把授课重点放在基本概念的理解、公式推导方法的掌握及具体应用等方面, 化烦琐为简单。 (2) 采用启发式教学, 注意培养学生自主思考、主动学习的能力。启发式教学是任课教师在授课过程中依据学生学习的客观规律, 使学生积极主动、自发地掌握基本知识点的教学方法。启发式教学在教育教学改革研究和实际学习中取得过许多成果。实行讨论式和启发式教学, 可提高教学质量, 培养学生独立思考和创新的意识, 是发展素质教育对教育教学提出的新要求之一。如何落实讨论式和启发式教学的新要求, 特别是怎样行之有效地实施启发式和讨论式教学需要认真的研究探讨。比如, 在介绍质量传输时, 在讲解完学习内容后, 应再将提出的问题作为课堂讨论的内容, 要求学生提出解决方案。大量的实践表明, 这种发现问题、提出问题并逐步层层展开、剖析的启发式教学会大大地激发学生主动思考问题的自觉性和学习兴趣, 提高分析和解决问题的能力。 (3) 注重课堂形象教学。《冶金传输原理》所包含的基本概念、相关公式比较抽象, 学生很难在短时间内理解。所以在课堂教学中, 应注重形象教学。随着计算机的普及, 计算机虚拟技术在冶金传输原理实验中得到充分应用, 同时提供寓教于乐的教学环境。多媒体授课无疑有着许多优点, 可形象地展示图形、图像、生产工艺等教学内容, 因此采用PPT、CAI、Matlab仿真工具等软件制作多种类型的电子课件是丰富教学形式、完善教学内容从而进行形象化教学的重要途径。但由于《冶金传输原理》课程的特殊性, 概念、公式、理论扩展分析等内容则很难充分而完整地通过多媒体软件进行展示, 因此在教学过程中应充分利用多媒体展示的同时, 适时采用板书教学能够得到完美补充。 (4) 重视实践性环节。《冶金传输原理》课程的授课过程中应重视相关理论要联系工程实际, 将具体的冶金生产流程和动态形象的3D动画素材贯穿于理论教学的各个章节, 将教师的科研成果和理论教学相结合, 通过例题和习题巩固工程观点, 开展习题课讨论式教学。如“流体流动”一章, 首先让学生观看模拟结晶器内钢水的流动过程, 使学生了解钢水流动过程及其凝固原理。在介绍压缩气体流动时, 以气体流速达到音速为重点, 使学生充分认识氧枪达到超音速气流的条件。实践环节是对理论教学的重要补充。通过不同形式的实验, 使学生增强对理论知识的理解, 提高动手能力, 通过金工实习、认识实习和生产实习, 充分认识钢铁冶金的生产过程, 增加感性认识, 强化工程观点, 为学生由学校到工厂、由理论到实践架起一座“桥梁”。通过冶金实验研究方法课程的学习和专业课程设计, 提高学生理论基础知识与工程实际问题相结合的能力, 将原来的经验设计改为优化设计, 将过去的工艺和设备校验扩展成工艺设计、设备校验、经济评价和绘制工艺设备流程图等“一条龙”设计, 从而真正使学生得到工程设计的综合锻炼。 (5) 严格考核制度。严格考核制度能够提高学生的学习积极性, 培养严谨、科学的学习态度和脚踏实地的作风, 同时也能够提高理论知识的学习水平。在过去, 课程的考核要依据期末考试来反映学生的学习情况, 面对新形势下高素质实践型、创新型人才的社会需求, 必须改革现阶段应试教育的考核模式, 可将期末总成绩分为平时和卷面成绩两项。各部分的比例由任课教师灵活掌握。平时考核成绩约占总成绩的30%, 包括学生的课堂精神面貌、课堂回答问题情况、课下答疑情况、出勤率、作业完成情况等;卷面成绩占70%左右, 试卷命题可选择多种题型, 全面覆盖知识点。经过两个学期的实践, 这种新形式的考核办法对“教”和“学”都具有良好的促进作用, 有利于教学水平和效果的全面提高。

2. 教学设计和管理的改进。

在教学设计中, 始终坚持“以学生为主体”、与时俱进的教学理念。从课程和学生的实际情况出发, 精心准备教学内容, 丰富课堂知识, 采用多种教学方法和手段, 采用通俗易懂的语言, 联系生产和科研实例, 运用例题和习题分析等新颖活泼的形式, 活跃教学气氛, 启发学生思考, 增强教学效果, 充分发挥学生的主体作用, 激发学生学习的积极性和创造性。例如, 学习“三传”中的动量传输的目的是要解决冶金过程中煤气流局部阻力损失和沿程阻力损失的问题, 学习热量传输的目的是要提高冶金加热炉、保温设备的热效率和降低热损失问题, 学习质量传输的目的是要思考如何使冶金反应速率最大化的问题, 从而提高传质速率。在介绍热量传输中的辐射传热部分时, 对炼铁车间热风炉如何提高风温的实际问题进行讲解。学习完本章课程后, 回过头重新看原来提出的问题, 让学生自己提出方案来解决此类问题, 并将其作为课堂讨论内容。明确学习目的的学习方法是非常切实有效的。在实践环节的教学设计中, 注重加大学生的实践动手能力, 培养发现问题和分析、解决问题的能力以及创新能力。通过6周的生产实习, 进一步学习冶金生产的过程, 使学生最大限度地掌握冶金过程动力学的基本知识点和重难点, 为下学期冶金工程的专业课学习奠定坚实的理论基础。

在教学管理方面, 进一步加强和完善课程组的建设。聘请退休老教师加入课程组中来, 不定期听课, 传授教学经验和教学方法, 研究教学内容和教学方法的改革。以相关课程为单位成立课程组, 课程组之间可相互组织教师听课, 经常开展教学法讨论, 使之程序化、经常化。为了进一步提高青年教师的专业素质, 定期举行青年教师基本功大赛。实践证明, 通过一系列的措施, 不但提高了整体教学水平, 还增强了授课教师课堂教学的实效性, 进而达到推进新课程改革的目的。