第一篇：《鋼鐵冶金概論》課程考核論文封面

選課課號：

(2012-2013-1)-B110343-600025-1

課程性質(zhì)：

選修課

《鋼鐵冶金概論》課程考核

題目：

教師評語： 成績：

（課程論文）

學(xué)生姓名：

學(xué) 號： 授課教師： 袁 曉 麗

專業(yè)班級：

重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院 2012年12月

中國

重慶

第二篇：《冶金工程概論》課程考核論文封面

選課課號：(2011-2012-2)-BG11191-320105-1課程類別：公選課

題目：鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)與管理

《冶金工程概論》課程考核（課程論文）作者： 袁浪 學(xué)號： 2011443710 授課教師： 田世龍 班級： 物流管理11-01班

重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院

二零一二年 11 月中國重慶

鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)與管理

摘要：鋼鐵工業(yè)是國家的基礎(chǔ)工業(yè)之一，鋼鐵產(chǎn)量往往是衡量一個國家工業(yè)水平和生產(chǎn)能力的主要標志，鋼鐵的質(zhì)量和品種對國民經(jīng)濟其它工業(yè)部門產(chǎn)品的質(zhì)量，都有著極大的影響。目前，我國冶金技術(shù)已進入成熟發(fā)展階段，大型高爐的技術(shù)經(jīng)濟指標不斷改善，但很多冶金企業(yè)重視科學(xué)技術(shù)而忽視了其中的管理，這就暴露了諸多問題，如果能實現(xiàn)科技進步的同時注重企業(yè)的現(xiàn)代化管理，將對鋼鐵冶金企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排，節(jié)約成本，提高效率的長遠發(fā)展需求提供促進作用。

關(guān)鍵詞：冶金鋼鐵工序管理

一．生產(chǎn)環(huán)節(jié)

1.1采礦

原料是高爐冶煉的物質(zhì)基礎(chǔ)，冶煉1t生鐵大約需要1.6~2.0t礦石，0.4~0.6t焦炭和0.2~0.4t溶劑。高爐冶煉是連續(xù)生產(chǎn)過程，因此必須盡可能為其提供數(shù)量充足，品位高，雜質(zhì)少，強度好，粒度均勻，粉末少以及性能穩(wěn)定的原料，對一些不能滿足上訴要求的原料，要進行一系列的準備處理，以確保高爐操作穩(wěn)定順行

采礦方法就是根據(jù)礦床的賦存要素和礦石與圍巖的物理力力學(xué)

等因素所確定的礦石開采方法，它包括采區(qū)的采準，切割和回采。根據(jù)回采時地區(qū)管理方法分為三大類：空場采礦法，充填采礦法和崩落采礦法。

1.2選礦

（1）鐵礦石：我國是世界上鐵礦石資源較為豐富的國家之一，已探明的鐵礦石儲量有443億噸。作為煉鐵原料的鐵礦石主要有赤鐵礦，磁鐵礦，褐鐵礦及菱鐵礦四種。磁鐵礦堅硬致密，具有磁性，故其復(fù)合礦適合用磁選的方法富集，但還原能力差。赤鐵礦質(zhì)軟，組織疏松易破碎，還原性能優(yōu)于磁鐵礦。褐鐵礦和菱鐵礦在受熱時，所含結(jié)晶水及碳酸鹽分解貨揮發(fā)后，形成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，還原性好。對于含銅或含釩鈦類型鐵礦石，為了綜合回收各種有用礦物，多采用磁，浮，重，化等聯(lián)合流程進行選別。

（2）多金屬礦石 ：典型多金屬硫化礦石是銅，鉛，鋅硫化礦石。

其特點：硫化礦物種類多，品位低，嵌布細，各種有用礦物共生，可

選性不一。

1.2人工造礦（球團和燒結(jié)）

粉礦造塊的方法：燒結(jié)法和球團法，以燒結(jié)法為主。

1）燒結(jié)是分礦造塊的主要方法，其工藝是將粉礦，燃料和熔劑

按一定比例混合；利用其中燃料燃燒產(chǎn)生的熱量使混合料發(fā)生一系列

物理化學(xué)反應(yīng)，部分原料顆粒表面發(fā)生軟化和熔化，產(chǎn)生一定液相，并潤濕其他未熔化的礦石顆粒；當冷卻后，液相將粉礦顆粒粘結(jié)成塊，這個過程成為燒結(jié)。

2）主要設(shè)備：吸風(fēng)帶式燒結(jié)機。

2·煉鐵

目前常用的煉鐵方法有高爐煉鐵，直接還原和熔融還原鐵三種方法。

高爐煉鐵是以焦炭為能源基礎(chǔ)的傳統(tǒng)煉鐵方法，利用焦炭作為發(fā)熱劑

和還原劑，把鐵礦石還原成生鐵的碳熱還原熔煉過程。

2.1高爐煉鐵的過程如下：

1）燒結(jié)礦及部分塊狀鐵礦石與焦炭，溶劑從高爐頂裝入高爐中；

2）從高爐下不得風(fēng)口鼓入1000~1300℃的熱風(fēng)，爐料中的焦炭

在風(fēng)口前與鼓風(fēng)中的氧發(fā)生燃燒反應(yīng)；

3）同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升

過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。

4）反應(yīng)產(chǎn)生的2000℃以上的熾熱的具有還原性的煤氣，在爐內(nèi)

上升過程中加熱緩慢下降的爐料。礦石料在下降過程中逐步被還原，熔化成生鐵和渣，聚集在爐缸中，并定期從鐵口，渣口放出。

5)上升的高爐煤從爐頂排出。所以，可以把高爐看成是一個爐料

下降，煤氣上升的兩個逆向物流運動的反應(yīng)器。

2.2高爐煉鐵的特點

1)高爐冶煉是在爐料與氧氣氣流逆向運動過程中完成各種錯綜

復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和物理變化的，爐內(nèi)主要是還原性反應(yīng)。

2)高爐是密閉的容器，除裝料，出鐵，出渣及煤氣外，操作人員

無法直接觀察到反應(yīng)過程的狀況，只能憑借儀器。

3)高爐是連續(xù)的大規(guī)模的高溫生產(chǎn)過程，機械化自動化水平高

3.煉鋼

1）造渣：調(diào)整鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能

力的操作。目的是通過渣——金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣，能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧，以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下，并使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。

2）出渣：電弧爐煉鋼時根據(jù)不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時，氧化末期須扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。

3）熔池攪拌：向金屬熔池供應(yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運動，以改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件。熔池攪拌可藉助于氣體、機械、電磁感應(yīng)等方法來實現(xiàn)。

4）電爐底吹：通過置于爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達到加速熔化，促進冶金反應(yīng)過程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率。

5）熔化期：煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務(wù)是盡快將爐料熔化及升溫，并造好熔化期的爐渣。

6）氧化期和脫炭期：普通功率電弧爐煉鋼的氧化期，通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務(wù)是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度，要求脫碳量大于0.2%左右。隨著爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。

7）還原期：普通功率電弧爐煉鋼操作中，通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務(wù)是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分和調(diào)整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。

8）爐外精煉：將煉鋼爐(轉(zhuǎn)爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進行成分微調(diào)等。將煉鋼分兩步進行的好處是：可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時間，簡化工藝過程并降低生產(chǎn)成本。

9）鋼液攪拌：爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化，并能促進冶金反應(yīng)。多數(shù)冶金反應(yīng)過程是相界面反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的擴散速度是這些反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)。鋼液在靜止狀態(tài)下，其冶金反應(yīng)速度很慢，如電爐中靜止的鋼液脫硫需30～60分鐘;而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3～5分鐘。

10）出鋼：鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規(guī)定要求時將鋼水放出的操作。

4·軋鋼

?熱軋，每一階段的主要生產(chǎn)過程為：1）加熱。將鋼坯在加熱爐中，加熱到再結(jié)晶溫度以上的某一適當溫度。2）軋制。不同品種或規(guī)格產(chǎn)品，分別在不同類型的軋機上進行軋制。3）精整。包括剪切、冷卻、矯正、檢驗、表面處理等。

?冷軋的主要生產(chǎn)過程為：1）酸洗。除去坯料表面的氧化鐵皮。

2）軋制。3）退火。消除加工硬化。4）精整。

二、管理

1.針對企業(yè)管理

（1）建立健全和完善企業(yè)的用人機制

隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)已成為企業(yè)最重要的無形資產(chǎn)，已成為生產(chǎn)力的首要要素。而掌握科學(xué)技術(shù)的就是人。因此，企業(yè)若要在市場競爭中始終立于不敗之地，就必須牢固地確立“人力資源是第一資源”、“人力資源的開發(fā)與管理戰(zhàn)略是企業(yè)發(fā)展的第一戰(zhàn)略”的理念，根據(jù)人力資源配置的合理性和有效性原則，確立科學(xué)的、靈活的用人機制，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營提供充足的人力資源保障。

（2）加強規(guī)劃，優(yōu)化人力資源結(jié)構(gòu)

企業(yè)對于決定引進、提高、流出的人力資源，應(yīng)做出科學(xué)預(yù)測和相關(guān)規(guī)劃安排。針對企業(yè)中專業(yè)技術(shù)人才少、冗員多的現(xiàn)象，一方面要培養(yǎng)、引進大批人才，另一方面要實行淘汰制，堅決分流出那些不適應(yīng)崗位要求的富余人員，只有“有進有出”，才能保持企業(yè)人力資源的持續(xù)優(yōu)勢。企業(yè)在進行人力資源規(guī)劃時，要注意充分關(guān)注員工期望，建立企業(yè)關(guān)鍵崗位的繼任規(guī)劃并優(yōu)先從內(nèi)部提拔員工，完善健全科學(xué)的激勵機制。

（3）加大資金投入，提高系統(tǒng)開發(fā)的能力

企業(yè)人力資源的開發(fā)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括人力資源的生

理開發(fā)、心理開發(fā)、專業(yè)技能、知識技能和創(chuàng)造力開發(fā)等方面。要系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)人力資源，必須加大資金投入，加強對員工的全方位培訓(xùn)。

2.針對生產(chǎn)管理

（1）明確崗位責(zé)任制

公司領(lǐng)導(dǎo)起到公司總體規(guī)劃，決策的作用，無需親臨一線指揮，二級廠領(lǐng)導(dǎo)的責(zé)任是加強員工思想政治工作、組織建設(shè)和完善管理制度，指揮生產(chǎn)，把握生產(chǎn)技術(shù)方向等。主要依靠專業(yè)現(xiàn)代化企業(yè)管理者作為管理隊伍，深入到生產(chǎn)第一線了解生產(chǎn)環(huán)節(jié)，制定出合理的人力資源管理規(guī)劃并嚴格執(zhí)行。

（2）強化對工長的管理和培養(yǎng)

工長是企業(yè)生產(chǎn)管理的基層，對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營起到關(guān)鍵作用。工長的工作應(yīng)包括對生產(chǎn)的指揮和開展對人員的思想工作，要體現(xiàn)出管理上的兩手都要抓，兩手都要硬。

（3）實行崗位輪換，培養(yǎng)職工一專多能

為實現(xiàn)企業(yè)減員增效，提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，同時減少工作相互不了解，缺乏溝通和銜接的情況，對職工展開多技能培訓(xùn)以及崗位輪換工作，讓每個崗位職工掌握多種技能，了解上下工序生產(chǎn)技術(shù)內(nèi)容和要求，進而整體提高企業(yè)的競爭力、創(chuàng)造力和凝聚力。

將企業(yè)目標與職工個人目標相契合，企業(yè)需營造一種的企業(yè)文化，這種企業(yè)文化，在這里有較好的溝通渠道，可以暢所欲言。采取各種各樣的方式使員工能夠很好地融合在一起，讓員工感覺到在這樣一種環(huán)境中工作，雖然比較辛苦，但是很快樂，很高興。在實現(xiàn)自身目標的同時，也是在實現(xiàn)企業(yè)的目標。

參考文獻：

[1] 冶金管理.2008年 第六期

[2] 冶金信息導(dǎo)刊.2008年第四期

[3] 陳維政.人力資源管理.高等教育出版社，2006年10月第二版

第三篇：《冶金工程概論》課程考核論文封面

選課課號：

(2011-2012-1)-BG11191-600025-1

課程性質(zhì)：

公選課

《冶金工程概論》課程考核

題目：

教師評語： 成績：

（課程論文）

學(xué)生姓名： 王遠航 學(xué) 號： 2010442016 授課教師： 袁曉麗 班 級：

化學(xué)工程工藝10-3 重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院 2011年11月

中國

重慶

第四篇：《冶金工程概論》課程考核論文

選課課號：

(2012-2013-1)-BG11191-320105-課程類別：

公選課

題目：淺談鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)

《冶金工程概論》課程考核

（課程論文）

——化學(xué)在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用

作 者： 李純杰 學(xué) 號： 2011442249 授課教師： 田世龍 班 級：

應(yīng)化普11-4 重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院 二零一二年

11月

中國

重慶

淺談鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)

——化學(xué)在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用

摘要：隨著國家的發(fā)展，工業(yè)也跟著發(fā)展。在這個快速發(fā)展的社會，鋼鐵工業(yè)占著重要的地位，對發(fā)展鋼鐵工業(yè)的意義及其對國民經(jīng)濟發(fā)展的重要性越來越受重視，中國冶金工業(yè)科技水平也逐步上升。中國應(yīng)當以提高競爭力為目標，進一步提高冶金工業(yè)科技水平。冶金行業(yè)安全問題要引起高度重視，解決安全問題要采用綜合性措施，常抓不懈。完善中國冶金行業(yè)的標準從一定意義上來講是解決冶金安全的關(guān)鍵，應(yīng)構(gòu)建安全標準體系來保障行業(yè)健康發(fā)展。然而要完善中國冶金行業(yè)的標準，就要加深對冶金行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的了解，增長與冶金相關(guān)的知識，寬闊自己的眼界。

Abstract: with the development of the country, the industry also follow development.In the rapid development of society, the iron and steel industry takes important position, the development of iron and steel industry and its significance to the development of national economy is more and more valued the importance of, China metallurgical industry science and technology level also to rise gradually.China should to improve competitiveness as the goal, further improve the metallurgical industry science and technology level.Metallurgical industry safety problems to draw high attention, solve the safety problems to the comprehensive measures, and pay special attention to be solved.Perfect China metallurgical industry standard in a certain sense, is the key to solve the metallurgical safety, should build up safety standard system to guarantee the healthy development of industry.However, to perfect China's metallurgical industry standard, will deepen our understanding of the current situation of the development of metallurgical industry of understanding, growth and metallurgical related knowledge, broad his horizon.關(guān)鍵詞：冶金 鋼鐵 程序 采礦 化學(xué)

Keywords: metallurgical steel program mining chemical 引言：通過了接近十周的《冶金工程概論》課的學(xué)習(xí)，讓我這個從來都不接觸鋼鐵冶煉的學(xué)生了解了鋼鐵的冶煉和我國鋼鐵業(yè)的發(fā)展歷程。這個課程即將結(jié)束，我將通過這篇論文將我所學(xué)到的展現(xiàn)出來，一方面檢測自己的學(xué)習(xí)情況，另一方面來對所學(xué)知識進行概括復(fù)習(xí)。不僅擴充了自己額外的知識，更重要的是對自己以后在某一領(lǐng)域的發(fā)展起到了一定的作用。本篇文章主要是將鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)主要有哪些生產(chǎn)環(huán)節(jié)，每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要過程、主要設(shè)備、生產(chǎn)方法以及特點進行描述。并結(jié)合自己的專業(yè)談?wù)劵瘜W(xué)在冶金領(lǐng)域上的應(yīng)用。Introduction: through the close to ten weeks of the metallurgical engineering "introduction to course of study, let me this never contact iron and steel smelting students know the of steel and iron smelting and China's steel industry development course.This course is coming to an end, I will pass through this paper I have learned show come out, on the one hand, testing their learning situation, on the other hand to generalization knowledge review.Not only expanded their extra knowledge, more important is to oneself later in a certain area development, and play a certain role.This article mainly is to iron and steel metallurgical joint enterprise what are the main production link, each production link of the main process, main equipment, production methods and features of the description.And combining with my own professional talk about chemistry in metallurgical field application.鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié) 1采礦和選礦 1.1采礦

原料是高爐冶煉的物質(zhì)基礎(chǔ)，冶煉1t生鐵大約需要1.6~2.0t礦石，0.4~0.6t焦炭和0.2~0.4t溶劑。高爐冶煉是連續(xù)生產(chǎn)過程，因此必須盡可能為其提供數(shù)量充足，品位高，雜質(zhì)少，強度好，粒度均勻，粉末少以及性能穩(wěn)定的原料，對一些不能滿足上訴要求的原料，要進行一系列的準備處理，以確保高爐操作穩(wěn)定順行

采礦方法就是根據(jù)礦床的賦存要素和礦石與圍巖的物理力力學(xué)等因素所確定的礦石開采方法，它包括采區(qū)的采準，切割和回采。根據(jù)回采時地區(qū)管理方法分為三大類：空場采礦法、充填采礦法和崩落采礦法。

鐵礦石的開采方式主要有露天開采和液體開采，a礦石的品位要高于其他礦石。礦石的品位（含鐵量）愈高，脈石含量愈少，冶煉是所需溶劑量和產(chǎn)出的渣量就少，因而能耗相應(yīng)降低，產(chǎn)量增加。經(jīng)驗表明，含鐵量每增加1%，則焦比降低2%，產(chǎn)量提高3%：貧礦石直接入爐冶煉在經(jīng)濟上是不合算的，應(yīng)該選礦提高品位后，制成燒結(jié)礦或球團礦再入爐冶煉。B酸性脈石要低。一般的鐵礦石脈石屬酸性，主要成分為SiO2和Al2O3。在高鐵冶煉條件下，Al2O3不被還原，SiO2只有很少量的被還原，最終進入爐渣與金屬分離為未獲得熔點，粘度，堿度等性能適當?shù)娜墼?，就需要在爐料中配加一定數(shù)量的堿性溶劑（CaCo3）。因此，礦石中SiO2和Al2O3愈多，加入的溶劑就愈多，渣量就愈多，燃料消耗量愈多。所以礦石中酸性脈石含量越低愈好。C有害雜質(zhì)要少。

鐵礦石中的主要雜質(zhì)主要是硫和磷，他們在高爐冶煉中很容易進入生鐵，從而對鋼鐵性能帶來危害。在鋼鐵冶煉過程中，硫的脫除主要是在冶煉過程中進行的，磷的脫除主要是在煉鋼過程完成的，因此鐵礦石中硫和磷含量高會大大增加煉鐵和煉鋼的負擔，獲得高產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)，低耗既長壽的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標。1.2選礦

（1）鐵礦石：我國是世界上鐵礦石資源較為豐富的國家之一，已探明的鐵礦石儲量有443億噸。我國鐵礦資源優(yōu)點：一是貧礦多，富礦少，品均含鐵量為34%，含鐵量在50%以上可以直接入爐的富礦僅占5.7%，因此必須大力發(fā)展選礦和造塊工業(yè)；二是復(fù)合礦多，含多種金屬的復(fù)合礦約占總儲量的25%。鐵礦石的的種類較多，在自然界中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有300多種含鐵礦物。作為煉鐵原料的鐵礦石主要有赤鐵礦，磁鐵礦，褐鐵礦及菱鐵礦四種。磁鐵礦堅硬致密，具有磁性，故其復(fù)合礦適合用磁選的方法富集，但還原能力差；赤鐵礦質(zhì)軟，組織疏松易破碎，還原性能優(yōu)于磁鐵礦；褐鐵礦和菱鐵礦在受熱時，所含結(jié)晶水及碳酸鹽分解揮發(fā)后，形成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，還原性好。對于含銅或含釩鈦類型鐵礦石，為了綜合回收各種有用礦物，多采用磁、浮、重、化等聯(lián)合流程進行選別。總的來說，鐵礦石的富選過程包括破碎、磨碎、篩分、分級和選別作業(yè)。

（2）多金屬礦石 ：典型多金屬硫化礦石是銅，鉛，鋅硫化礦石。其特點是硫化礦物種類多，品位低，嵌布細，各種有用礦物共生，可選性不一。此類礦石的篩選用混合浮選流程：?加硫酸鈉活化閃鋅礦，加少量氰化物抑制硫化鐵礦物，之后用石灰石將礦漿調(diào)制pH=9~10，并加“氰化鈉+硫酸鋅”抑制閃鋅礦，實現(xiàn)銅，鉛與鋅礦分離，從而獲得閃鋅礦精礦。?銅鉛分離時，加重鉻酸鉀攪拌90~100min，調(diào)pH=9~9.5，抑鉛浮銅，獲得銅精礦。?尾礦中主要是鉛精礦，還有一部分易浮的鋅礦進入，此時用硫酸銅活化鋅礦物浮鋅抑鉛，分別獲得鉛精礦和鋅中礦。1.3 人工造礦（球團和燒結(jié)）

粉礦造塊的方法：燒結(jié)法和球團法，以燒結(jié)法為主。

1）燒結(jié)是粉礦造塊的主要方法，其工藝是將粉礦，燃料和熔劑按一定比例混合，利用其中燃料燃燒產(chǎn)生的熱量使混合料發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，部分原料顆粒表面發(fā)生軟化和熔化，產(chǎn)生一定液相，并潤濕其他未熔化的礦石顆粒；當冷卻后，液相將粉礦顆粒粘結(jié)成塊，這個過程成為燒結(jié)。

2）主要設(shè)備：吸風(fēng)帶式燒結(jié)機。2．煉鐵

目前常用的煉鐵方法有高爐煉鐵，直接還原和熔融還原鐵三種方法。高爐煉鐵是以焦炭為能源基礎(chǔ)的傳統(tǒng)煉鐵方法，利用焦炭作為發(fā)熱劑和還原劑，把鐵礦石還原成生鐵的碳熱還原熔煉過程。

2.1高爐煉鐵的過程如下：

1）燒結(jié)礦及部分塊狀鐵礦石與焦炭，溶劑從高爐頂裝入高爐中；

2）從高爐下不得風(fēng)口鼓入1000~1300℃的熱風(fēng)，爐料中的焦炭在風(fēng)口前與鼓風(fēng)中的氧發(fā)生燃燒反應(yīng)；

3）一同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。

4）反應(yīng)產(chǎn)生的2000℃以上的熾熱的具有還原性的煤氣，在爐內(nèi)上升過程中加熱緩慢下降的爐料。礦石料在下降過程中逐步被還原，熔化成生鐵和渣，聚集在爐缸中，并定期從鐵口，渣口放出。

5)上升的高爐煤從爐頂排出。所以，可以把高爐看成是一個爐料下降，煤氣上升的兩個逆向物流運動的反應(yīng)器。2.2.1 冶煉的主要設(shè)備

高爐是冶煉生鐵的主要設(shè)備，除高爐本體外，還包括許多附屬設(shè)備?，F(xiàn)代高爐類型一般有爐缸、爐腹、爐腰、爐身和爐喉五段部分。爐喉 爐喉呈圓筒形。在此進行爐頂布料相妒料的初步加熱。

爐身 爐身呈圓臺形，它適應(yīng)了爐料和煤氣因溫度變化而引起的體積改變。礦石在這里完成在固體狀態(tài)下的整個加熱過程，是高爐容積最大一部分。

爐腹 爐腹為倒圓臺形適應(yīng)爐料熔化體積收縮的特點。利于媒氣流的均布。

爐缸 爐缸是圓筒形，它既要貯存一定數(shù)量的鐵水和爐渣，又要能保證燃料有足夠數(shù)量的焦炭。鐵口、渣口和風(fēng)口都設(shè)置在爐缸部位。風(fēng)口設(shè)在渣口水平上方一定距離舶位置，要求渣面不要上升到風(fēng)口平面，風(fēng)口下應(yīng)留有一定的焦炭燃燒空間。2．2．2 高爐煉鐵的特點

1）高爐冶煉是在爐料與氧氣氣流逆向運動過程中完成各種錯綜復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和物理變化的，爐內(nèi)主要是還原性反應(yīng)。

2）高爐是密閉的容器，除裝料，出鐵，出渣及煤氣外，操作人員無法直接觀察到反應(yīng)過程的狀況，只能憑借儀器。

3）高爐是連續(xù)的大規(guī)模的高溫生產(chǎn)過程，機械化自動化水平高 3.煉鋼

1）造渣：調(diào)整鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作。目的是通過渣——金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣，能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧，以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下，并使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。

2）出渣：電弧爐煉鋼時根據(jù)不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時，氧化末期需要扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。

3）熔池攪拌：向金屬熔池供應(yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運動，以改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件。熔池攪拌可藉助于氣體、機械、電磁感應(yīng)等方法來實現(xiàn)。

4）電爐底吹：通過置于爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達到加速熔化，促進冶金反應(yīng)過程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率。

5）熔化期：煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務(wù)是盡快將爐料熔化及升溫，并造好熔化期的爐渣。

6）氧化期和脫炭期：普通功率電弧爐煉鋼的氧化期，通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務(wù)是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度，要求脫碳量大于0.2%左右。隨著爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。

7）還原期：普通功率電弧爐煉鋼操作中，通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務(wù)是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分和調(diào)整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。

8）爐外精煉：將煉鋼爐(轉(zhuǎn)爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉，即爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉，即將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進行成分微調(diào)等。將煉鋼分兩步進行的好處是可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時間，簡化工藝過程并降低生產(chǎn)成本。

9）鋼液攪拌：爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化，并能促進冶金反應(yīng)。多數(shù)冶金反應(yīng)過程是相界面反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的擴散速度是這些反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)。鋼液在靜止狀態(tài)下，其冶金反應(yīng)速度很慢，如電爐中靜止的鋼液脫硫需30～60分鐘;而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3～5分鐘。鋼液在靜止狀態(tài)下，夾雜物*上浮除去，排除速度較慢;攪拌鋼液時，夾雜物的除去速度按指數(shù)規(guī)律遞增，并與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關(guān)。

10）出鋼：鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規(guī)定要求時將鋼水放出的操作。4.軋鋼

軋鋼有熱軋和冷軋兩種。

熱軋，每一階段的主要生產(chǎn)過程為：1）加熱。將鋼坯在加熱爐中，加熱到再結(jié)晶溫度以上的某一適當溫度。2）軋制。不同品種或規(guī)格產(chǎn)品，分別在不同類型的軋機上進行軋制。3）精整。包括剪切、冷卻、矯正、檢驗、表面處理等。

冷軋的主要生產(chǎn)過程為：1）酸洗。除去坯料表面的氧化鐵皮。2）軋制。3）退火。消除加工硬化。4）精整。

化學(xué)在冶金方面的應(yīng)用

化學(xué)是一門是實用的學(xué)科，它與數(shù)學(xué)物理等學(xué)科共同成為自然科學(xué)迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)的核心知識已經(jīng)應(yīng)用于自然科學(xué)的各個區(qū)域，化學(xué)是改造自然的強大力量的重要支柱。20世紀的化學(xué)取得了輝煌的成就，21世紀的化學(xué)將在與物理學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)、能源、環(huán)境、海洋、空間科學(xué)的相互交叉，相互滲透，相互促進中共同大發(fā)展。當今，化學(xué)日益滲透到生活的各個方面，特別是與人類社會發(fā)展密切相關(guān)的重大問題。總之，化學(xué)與人類的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、國防、環(huán)境保護、醫(yī)藥衛(wèi)生、資源利用等方面都有密切的聯(lián)系，它是一門社會迫切需要的實用學(xué)科。本專業(yè)培養(yǎng)培養(yǎng)目標：具備化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的知識，能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保和軍工等部門從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等方面工作的工程技術(shù)人才。

冶金工程是一門實用性技術(shù)學(xué)科，專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生基礎(chǔ)寬厚、理論扎實、技能全面，同時，也要具備冶金和金屬材料加工等方面的知識和技能。加之，冶金行業(yè)屬于國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè)之一，必然它和許多學(xué)科有千絲萬縷的關(guān)系,例如化學(xué)知識就在冶金領(lǐng)域得到了更好的體現(xiàn)，比如濕法冶金過程中所用到的原理如流體力學(xué)、熱力學(xué)及動力學(xué)等等, 基本上與化學(xué)工業(yè)中所到的原理一樣，至于所用的設(shè)備如高壓釜、過濾機、沉降槽等等也有很多上是基本一樣的。所以它可以利用很多化工及石油方面的研究成果、新的技術(shù)及新的投備。最近幾十年來, 化學(xué)工業(yè)及石油工業(yè)發(fā)展得很快。從這些工業(yè)中總結(jié)出來的原理, 發(fā)展出來的新技術(shù)及新投備, 都可以川到濕法冶金中去。

化學(xué)中的光譜分析儀在冶金方面也有應(yīng)用，光譜冶金分析是指冶金生產(chǎn)過程中利用化學(xué)知識對各物料的化學(xué)組成及其含量的分析。它對原料的選擇，在冶煉前的爐料計算，冶煉工藝流程的控制中，產(chǎn)品的檢驗，新產(chǎn)品的試制，以及冶金工廠中環(huán)保分析都是必不可少的。特點是：①在保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下，分析速度要快，特別是分析；②冶金分析物料種類繁多，有固體、粉末和液體等，因此要求分析方法適應(yīng)性強；③分析數(shù)量大，任務(wù)重，并且要求日夜連續(xù)不斷進行。

總結(jié)

本文給出了鋼鐵冶金的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)的主要生產(chǎn)過程、主要設(shè)備、生產(chǎn)方法及其特點，并簡要介紹了化學(xué)知識在冶金方面的應(yīng)用。祖國蓬勃的建設(shè)事業(yè)需要冶金工程方面大量的專業(yè)人才，眾多的鋼鐵冶金，有色金屬冶金企業(yè)等也需要擁有相當好的化學(xué)知識作為基礎(chǔ)，例如冶金過程中所涉及的反應(yīng)及其原理無不與化學(xué)知識相聯(lián)系，隨著當代環(huán)境問題的日益突出，冶金過程中所產(chǎn)生的“工業(yè)三廢”都需要從化學(xué)的角度去思考，去衡量，去解決?？傊痪湓捯苯痣x不開化學(xué)，為了更好的提升自己以后在冶金方面的價值，學(xué)好化學(xué)知識是必不可少的。

【參考文獻】

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第五篇：鋼鐵冶金概論論文-粉末冶金工藝

粉末冶金工藝

學(xué)生姓名： 年級： 學(xué)號：

摘要：粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點，它已成為解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。關(guān)鍵詞：粉末冶金 高密度 硬質(zhì)合金 粉末高速鋼

前言

我國粉末冶金行業(yè)已經(jīng)經(jīng)過了近60年的發(fā)展，經(jīng)歷了從無到有、多領(lǐng)域發(fā)展。但與國外的同行業(yè)仍存在以下幾方面的差距：(1)企業(yè)多，規(guī)模小，經(jīng)濟效益與國外企業(yè)相差很大。(2)產(chǎn)品交叉，企業(yè)相互壓價，競爭異常激烈。(3)多數(shù)企業(yè)缺乏技術(shù)支持，研發(fā)能力落后，產(chǎn)品檔次低，難以與國外競爭。(4)再投入缺乏與困擾。(5)工藝裝備、配套設(shè)施落后。(6)產(chǎn)品出口少，貿(mào)易渠道不暢。隨著我國加入WTO以后，以上種種不足和弱點將改善，這是因為加入WTO后，市場逐漸國際化，粉末冶金市場將得到進一步擴大的機會；而同時隨著國外資金和技術(shù)的進入，粉末冶金及相關(guān)的技術(shù)水平也必將得到提高和發(fā)展。

【1】【2】【3】

【4】1.粉末冶金基礎(chǔ)

1.1粉末的化學(xué)成分及性能

尺寸小于1mm的離散顆粒的集合體通常稱為粉末，其計量單位一般是以微米（μm）或納米（nm）。1.1.1粉末的化學(xué)成分

常用的金屬粉末有鐵、銅、鋁等及其合金的粉末，要求其雜質(zhì)和氣體含量不超過1%～2%，否則會影響制品的質(zhì)量。1.1.2粉末的物理性能

（1）粒度及粒度分布

粉料中能分開并獨立存在的最小實體為單顆粒。實際的粉末往往是團聚了的顆粒，即二次顆粒。實際的粉末顆粒體中不同尺寸所占的百分比即為粒度分布。

（2）顆粒形狀即粉末顆粒的外觀幾何形狀。常見的有球狀、柱狀、針狀、板狀和片狀等，可以通過顯微鏡的觀察確定。

（3）比表面積

即單位質(zhì)量粉末的總表面積，可通過實際測定。比表面積大小影響著粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。1.1.3粉末的工藝性能

粉末的工藝性能包括流動性、填充特性、壓縮性及成形性等。

（1）填充特性

指在沒有外界條件下，粉末自由堆積時的松緊程度。常以松裝密度或堆積密度表示。粉末的填充特性與顆粒的大小、形狀及表面性質(zhì)有關(guān)。

（2）流動性

指粉末的流動能力，常用50克粉末從標準漏斗流出所需的時間表示。流動性受顆粒粘附作用的影響。

（3）壓縮性

表示粉末在壓制過程中被壓緊的能力，用規(guī)定的單位壓力下所達到的壓坯密度表示，在標準模具中,規(guī)定的潤滑條件下測定。影響粉末壓縮性的因素有顆粒的塑性或顯微硬度，塑性金屬粉末比硬、脆材料的壓縮性好；顆粒的形狀和結(jié)構(gòu)也影響粉末的壓縮性。

（4）成形性指粉末壓制后，壓坯保持既定形狀的能力，用粉末能夠成形的最小單位壓制壓力表示，或用壓坯的強度來衡量。成形性受顆粒形狀和結(jié)構(gòu)的影響。1.2粉末冶金的機理

1.2.1壓制的機理

壓制就是在外力作用下，將模具或其它容器中的粉末緊密壓實成預(yù)定形狀和尺寸壓坯的工藝過程。鋼模冷壓成形過程如圖7.1.2所示。粉末裝入陰模,通過上下模沖對其施壓。在壓縮過程中，隨著粉末的移動和變形，較大的空隙被填充，顆粒表面的氧化膜破碎，顆粒間接觸面積增大，使原子間產(chǎn)生吸引力且顆粒間的機械楔合作用增強，從而形成具有一定密度和強度的壓坯。1.2.2等靜壓制

壓力直接作用在粉末體或彈性模套上，使粉末體在同一時間內(nèi)各個方向上均衡受壓而獲得密度分布均勻和強度較高的壓坯的過程。按其特性分為冷等靜壓制和熱等靜壓制兩大類。

（1）冷等靜壓制

即在室溫下等靜壓制，液體為壓力傳遞媒介。將粉末體裝入彈性模具內(nèi)，置于鋼體密封容器內(nèi)，用高壓泵將液體壓入容器，利用液體均勻傳遞壓力的特性，使彈性模具內(nèi)的粉末體均勻受壓。因此，冷等靜壓制壓坯密度高，較均勻，力學(xué)性能較好，尺寸大且形狀復(fù)雜，已用于棒材、管材和大型制品的生產(chǎn)。

（2）熱等靜壓制

把粉末壓坯或裝入特制容器內(nèi)的粉末體置入熱等靜壓機高壓容器中，施以高溫和高壓，使這些粉末體被壓制和燒結(jié)成致密的零件或材料的過程。在高溫下的 等靜壓制，可以激活擴散和蠕變現(xiàn)象的發(fā)生，促進粉末的原子擴散和再結(jié)晶及以極緩慢的速率進行塑性變形，氣體為壓力傳遞媒介。粉末體在等靜壓高壓容器內(nèi)同一時間經(jīng)受高溫和高壓的聯(lián)合作用，強化了壓制與燒結(jié)過程，制品的壓制壓力和燒結(jié)溫度均低于冷等靜壓制，制品的致密度和強度高，且均勻一致，晶粒細小，力學(xué)性能高，消除了材料內(nèi)部顆粒間的缺陷和孔隙，形狀和尺寸不受限制。但熱等靜壓機價格高，投資大。熱等靜壓制已用于粉末高速鋼、難熔金屬、高溫合金和金屬陶瓷等制品的生產(chǎn)。1.2.3粉末軋制

將粉末通過漏斗喂入一對旋轉(zhuǎn)軋輥之間使其壓實成連續(xù)帶坯的方法。將金屬粉末通過一個特制的漏斗喂入轉(zhuǎn)動的軋輥縫中，可軋出具有一定厚度、長度連續(xù)、強度適宜的板帶坯料。這些坯體經(jīng)預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)，再軋制加工及熱處理等工序，就可制成具有一定孔隙度的、致密的粉末冶金板帶材。粉末軋制制品的密度比較高，制品的長度原則上不受限制，軋制制品的厚度和寬度會受到軋輥的限制；成材率高為80%～90%，熔鑄軋制的僅為60%或更低。粉末軋制適用于生產(chǎn)多孔材料、摩擦材料、復(fù)合材料和硬質(zhì)合金等的板材及帶材。1.2.4粉漿澆注

是金屬粉末在不施加外力的情況下成形的，即將粉末加水或其它液體及懸浮劑調(diào)制成粉漿，再注入石膏模內(nèi)，利用石膏模吸取水分使之干燥后成形。常用的懸浮劑有聚乙烯醇、甘油、藻骯酸鈉等，作用是防止成形顆粒聚集，改善潤濕條件。為保證形成穩(wěn)定的膠態(tài)懸浮液，顆粒尺寸不大于5μm～10μm，粉末在懸浮液中的質(zhì)量含量為40%～70%。粉漿成形工藝參見本書6.2.2。1.2.5擠壓成形

將置于擠壓筒內(nèi)的粉末、壓坯或燒結(jié)體通過規(guī)定的?？讐撼觥０凑諗D壓條件不同，分為冷擠壓和熱擠壓。冷擠壓是把金屬粉末與一定量的有機粘結(jié)劑混合在較低溫度下（40℃～200℃）擠壓成坯塊；粉末熱擠壓是指金屬粉末壓坯或粉末裝入包套內(nèi)加熱到較高溫度下壓擠，熱擠壓法能夠制取形狀復(fù)雜、性能優(yōu)良的制品和材料。擠壓成形設(shè)備簡單，生產(chǎn)率高，可獲得長度方向密度均勻的制品。

擠壓成形能擠壓出壁很薄直經(jīng)很小的微形小管，如厚度僅0.01mm，直徑1mm的粉末冶金制品；可擠壓形狀復(fù)雜、物理力學(xué)性能優(yōu)良的致密粉末材料，如燒結(jié)鋁合金及高溫合金。擠壓制品的橫向密度均勻，生產(chǎn)連續(xù)性高，因此，多用于截面較簡單的條、棒和螺旋形條、棒（如麻花鉆等）。1.2.6松裝燒結(jié)成形

粉末未經(jīng)壓制而直接進行燒結(jié)，如將粉末裝入模具中振實，再連同模具一起入爐燒結(jié)成形，用于多孔材料的生產(chǎn)；或?qū)⒎勰┚鶆蛩裳b于芯板上，再連同芯板 一起入爐燒結(jié)成形，再經(jīng)復(fù)壓或軋制達到所需密度，用于制動摩擦片及雙金屬材料的生產(chǎn)。

將置于擠壓筒內(nèi)的粉末、壓坯或燒結(jié)體通過規(guī)定的?？讐撼觥０凑諗D壓條件不同，分為冷擠壓和熱擠壓。冷擠壓是把金屬粉末與一定量的有機粘結(jié)劑混合在較低溫度下（40℃～200℃）擠壓成坯塊；粉末熱擠壓是指金屬粉末壓坯或粉末裝入包套內(nèi)加熱到較高溫度下壓擠，熱擠壓法能夠制取形狀復(fù)雜、性能優(yōu)良的制品和材料。擠壓成形設(shè)備簡單，生產(chǎn)率高，可獲得長度方向密度均勻的制品。1.2.7爆炸成形

借助于爆炸波的高能量使粉末固結(jié)的成形方法。爆炸成形的特點是爆炸時產(chǎn)生壓力很高，施于粉末體上的壓力速度極快。如炸藥爆炸后，在幾微秒時間內(nèi)產(chǎn)生的沖擊壓力可達106MPa（相當于107個大氣壓），比壓力機上壓制粉末的單位壓力要高幾百倍至幾千倍。爆炸成形壓制壓坯的相對密度極高，強度極佳。如用炸藥爆炸壓制電解鐵粉，壓坯的密度接近純鐵體的理論密度值。

爆炸成形可加工普通壓制和燒結(jié)工藝難以成形的材料，如難熔金屬、高合金材料等，還可壓制普通壓力無法壓制的大型壓坯。

除上述方法外，還有注射成形及熱等靜壓制新技術(shù)等新的成形方法。

2.粉末冶金特點

粉末冶金具有獨特的化學(xué)組成和機械、物理性能，而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。運用粉末冶金技術(shù)可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導(dǎo)桿、刀具等，是一種少無切削工藝。（1）粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導(dǎo)材料、新型金屬材料（如Al-Li合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料等）具有重要的作用。

（2）可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。

（3）可以容易地實現(xiàn)多種類型的復(fù)合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復(fù)合材料的工藝技術(shù)。

（4）可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。

（5）可以實現(xiàn)近凈形成形和自動化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。

（6）可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。

我們常見的機加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技術(shù)制造的。

3.粉末的制取方法

（1）還原法

這是一種應(yīng)用最廣的金屬粉末制取方法，是采用氫氣、一氧化碳等作為還原劑，使金屬氧化物或氧化物礦石在高溫下與之反應(yīng)，制得金屬粉末。這種粉末多呈多面體形，其成形性與燒結(jié)性良好。粉末粒度可由原料的粒度及還原條件的不同任意調(diào)整并均勻化。目前，粉末成形使用的鐵粉大部分由還原法產(chǎn)生；難熔化合物粉末（如硬質(zhì)合金）的制取也用此類方法。（2）霧化法

這是一種生產(chǎn)效率較高、成本較低、易于制得高純度粉末的生產(chǎn)方法。它利用高壓惰性氣體或高速旋轉(zhuǎn)的葉片將從小孔噴嘴中熔融的金屬擴散成霧狀液滴并迅速使之冷卻成金屬微粒的制粉方法。霧化粉末的顆粒形狀因霧化條件而異。金屬液的溫度越高，球化的傾向越顯著。其缺點是易產(chǎn)生偏析和不易制得超細粉末。（3）電解沉積法

在金屬熔鹽或金屬鹽的水溶液中通入直流電，使金屬離子重新獲得外層電子，變成金屬粉末。電解沉積法制取的粉末純度高，顆粒成樹枝狀或針狀，成形性和燒結(jié)性都很好，但生產(chǎn)率低，成本較高，僅適用于制造要求純度高、密度高的粉末材料和制品。（4）機械粉碎法

利用機械，通過壓碎、擊碎和磨削等作用，使金屬塊、合金或化合物機械地粉碎成粉末。這種方法生產(chǎn)效率低，動力消耗大，成本較高。

3.1粉末冶金的基本工序

（1）原料粉末的制備?，F(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類：機械法和物理化學(xué)法。而機械法可分為：機械粉碎及霧化法；物理化學(xué)法又分為：電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。

（2）粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯，并使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應(yīng)用最多的是模壓成型。

（3）坯塊的燒結(jié)。成型后的壓坯通過燒結(jié)使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結(jié)又分為單元系燒結(jié)和多元系燒結(jié)。除普通燒結(jié)外，還有松裝燒結(jié)、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結(jié)工藝。

（4）產(chǎn)品的后序處理。燒結(jié)后的處理，可以根據(jù)產(chǎn)品要求的不同，采取多種 方式。此外，近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工，取得較理想的效果。

4.粉末冶金材料

粉末冶金是一項很有發(fā)展的新技術(shù)、新工藝，已廣泛應(yīng)用在農(nóng)機、汽車、機床、冶金、化工、輕工、地質(zhì)勘探、交通運輸?shù)雀鞣矫妗７勰┮苯鸩牧嫌泄ぞ卟牧霞皺C械零件和結(jié)構(gòu)材料。工具材料大致有粉末高速鋼、硬質(zhì)合金、超硬材料、陶瓷工具材料及復(fù)合材料等。機械零件和結(jié)構(gòu)材料有粉末減摩材料，包括多孔減摩材料和致密減摩材料；粉末冶金鐵基零件及粉末冶金非鐵金屬零件等。

【5】

4.1硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金由硬質(zhì)基體(質(zhì)量分數(shù)為70%～97%)和粘結(jié)金屬兩部分組成。硬質(zhì)基體是難熔金屬的碳化物，如碳化鎢及碳化鈦等；粘結(jié)金屬為鐵族金屬及合金，以鈷為主。

（1）硬質(zhì)合金的種類和牌號

硬質(zhì)合金為一種優(yōu)良的工具材料，主要用作切削刀具、金屬成形工具、礦山工具、表面耐磨材料及高剛性結(jié)構(gòu)部件。類型有含鎢硬質(zhì)合金，鋼結(jié)硬質(zhì)合金，涂層硬質(zhì)合金，細晶粒硬質(zhì)合金等。鋼結(jié)硬質(zhì)合金是一種新型的工模具材料，性能介于高速工具鋼和硬質(zhì)合金之間，是以一種或幾種碳化物(如WC、TiC)為硬化相，以碳鋼或合金鋼(如高速工具鋼、鉻鉬鋼等)粉末為粘結(jié)劑，經(jīng)配料、壓制、燒結(jié)而制成的粉末冶金材料。退火處理后，可進行切削加工；淬火、回火處理后，有相當于硬質(zhì)合金的高硬度和耐磨性，一定的耐熱、耐蝕和抗氧化性。適于制造麻花鉆、銑刀等形狀復(fù)雜的刀具、模具和耐磨件。

含鎢硬質(zhì)合金按其成分和性能特點分為鎢鈷類(WC-Co系)、鎢鈦鈷類(WC-TiC-Co系)、鎢鈦鉭(鈮)類[WC-TiC-TaC(NbC)-Co系、WC–TaC(NbC)-Co系]。鎢鈷類硬質(zhì)合金的主要化學(xué)成分是碳化鎢(WC)及鈷。牌號為“YG+數(shù)字”(YG為“硬鈷”漢語拼音字首)，數(shù)字表示鈷平均質(zhì)量分數(shù)。如YG6表示鈷平均質(zhì)量分數(shù)為6%，余量為碳化鎢的鎢鈷類硬質(zhì)合金。該類合金的抗彎強度高，能承受較大的沖擊，磨削加工性較好，但熱硬性較低(800～900℃)，耐磨性較差，主要用于加工鑄鐵和非鐵金屬的刃具。

鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金的主要化學(xué)成分是碳化鎢、碳化鈦(TiC)及鈷。牌號為“YT+數(shù)字”(YT為“硬鈦”漢語拼音字首)，數(shù)字表示碳化鈦平均質(zhì)量分數(shù)。如YT15表示TiC為15%，其余為WC和Co的硬質(zhì)合金。該類硬質(zhì)合金的熱硬性高(900～1100℃)，耐磨性好，但抗彎強度較低，不能承受較大的沖擊，磨削加工性較差，主要用于加工鋼材。鎢鈦鉭(鈮)類硬質(zhì)合金又稱為通用硬質(zhì)合金或萬能硬質(zhì)合金。它是由碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭(TaC)或碳化鈮(NbC)和鈷組成。牌號為“YW+順序號”(YW表示“硬萬”漢語拼音字首)，如YW1表示萬能硬質(zhì)合金。該類硬質(zhì)合金是在上述硬質(zhì)合金中添加TaC或NbC，它的熱硬性高(>1000℃)，其它性能介于鎢鈷類與鎢鈦鈷類之間，它既能加工鋼材，又能加工非鐵金屬。（2）硬質(zhì)合金的性能及應(yīng)用

性能:硬質(zhì)合金的硬度高，室溫下達到86～93HRA，耐磨性好，切削速度比高速工具鋼高4～7倍，刀具壽命高5～80倍，可切削50HRC左右的硬質(zhì)材料；抗彎強度高，達6000MPa，但抗彎強度較低，約為高速工具鋼的1/3～1/2，韌性差，約為淬火鋼的30%～50%；耐蝕性和抗氧化性良好；線膨脹系數(shù)小，但導(dǎo)熱性差。

應(yīng)用:硬質(zhì)合金主要用于制造高速切削或加工高硬度材料的切削刀具，如車刀、銑刀等；也用作模具材料(如冷拉模、冷沖模、冷擠模等)及量具和耐磨材料。根據(jù)GB2075—87規(guī)定，切削加工用硬質(zhì)合金按切削排出形式和加工對象范圍不同，分為P、M、K三個類別，同時又依據(jù)加工材質(zhì)和加工條件不同，按用途進行分組，在類別后面加一組數(shù)字組成代號。如P01、P10、P20??，每一類別中，數(shù)字越大，韌性越好，耐磨性越低。

4.2粉末高速鋼

高速鋼的合金元素含量高，采用熔鑄工藝時會產(chǎn)生嚴重的偏析使力學(xué)性能降低。金屬的損耗也大，高達鋼錠重量的30%～50%。粉末高速鋼可減少或消除偏析，獲得均勻分布的細小碳化物，具有較大的抗彎強度和沖擊強度；韌性提高50%，磨削性也大大提高；熱處理時畸變量約為熔煉高速鋼的十分之一，工具壽命提高1～2倍。

采用粉末冶金方法還可進一步提高合金元素的含量以生產(chǎn)某些特殊成分的鋼。如成份為9W-6Mo-7Cr-8V-8Co-2.6C的A32高速鋼，切削性能是熔煉高速鋼的1～4倍。

常用高速鋼牌號為W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2，含有0.7%～0.9%C，及>10%的鎢、鉻、鉬、釩等合金元素。其中碳保證高速鋼具有高硬度和高耐磨性，鎢和鉬提高鋼的熱硬性，鉻提高鋼的淬透性，而釩則提高鋼的耐磨性。

4.3鐵和鐵合金的粉末冶金

在粉末冶金生產(chǎn)中，鐵粉的用量比其金屬粉末大得多。鐵粉的60%～70%用于制造粉末冶金零件。主要類型有鐵基材料、鐵鎳合金、鐵銅合金及鐵合金和鋼。粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)零件具有精度較高，表面粗糙值小，不需或只需少量切削加工，節(jié)省材料，生產(chǎn)率高，制品多孔，可浸潤滑油，減摩、減振、消聲等特點。廣泛用于制造機械零件，如機床上的調(diào)整墊圈、調(diào)整環(huán)、端蓋、滑塊、底座、偏心輪，汽車中的油泵齒輪、活塞環(huán)，拖拉機上的傳動齒輪、活塞環(huán)，以及接頭、隔套、油泵轉(zhuǎn)子、擋套、滾子等。

粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料的牌號用“粉”、“鐵”、“構(gòu)”三字的漢語拼音字首“FTG”，加化合碳含量的萬分數(shù)、主加合金元素的符號及其含量的百分數(shù)、輔加合金元素的符號及其含量的百分數(shù)和抗拉強度組成。如FTG60-20，表示化合碳量0.4%～0.7%,抗拉強度200MPa的粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料；FTG60Cu3Mo-40，表示化合碳量0.4%～0.7%，合金元素含量Cu2%～4%、Mo0.5%～1.0%，抗拉強度400MPa的粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料。

【6】

5.粉末冶金產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景

功能材料向多功能化、集成化、小型化和智能化方向發(fā)展； 結(jié)構(gòu)材料向高性能化、復(fù)合化、功能化和低成本化方向發(fā)展； 薄膜和低維材料研帛發(fā)展迅速，生物醫(yī)用材料異軍突起； 新材料制品的精加工技術(shù)和近凈形成形技術(shù)受到高度重視； 材料及其制品與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性倍受重視； 材料制備與評價表征新技術(shù)、新裝備不斷涌現(xiàn)； 材料在不同層次上的設(shè)計發(fā)展迅速。

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6.結(jié)語

粉末冶金材料具有特殊性能，未來多樣化發(fā)展中，粉末冶金在某些行業(yè)，如汽車工業(yè)，粉末冶金材料將占有舉足輕重的地位，隨著粉末品質(zhì)的不斷提高，粉末制造成本的不斷下降，成形機設(shè)備的費用不再偏高，粉末冶金材料的應(yīng)用會越來越廣。

參考文獻：

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