冶金原理(中南大学)

1、第一章冶金熔化，第一章冶金熔化，冶金原理，第一章冶金熔化概述，第一章冶金熔化概述，许多高温冶金工艺，在熔融介质中进行；许多熔炼工艺、产品或中间产品是熔融状态物质。冶金熔化在高温冶金过程中处于熔化状态的反应介质或反应产物冶金熔体的分类对构成熔体的主要成分不同的金属熔渣熔化熔化熔化熔化熔化熔化非金属熔化垫，1.0概念，1.0概念，1.1金属熔化，金属熔化液态金属和合金，例如铁水、钢、粗铜、铝溶液，1.1金属熔化，1.2渣，渣主要是由冶金原料的氧化物或冶金过程中生成的氧化物组成的熔体。Cao、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3除氧化物外，渣中还包含少量化合物或金属(如

2、氟化物、氯化物、硫化物、硫酸盐等)、1.2渣、2、普通冶金渣的组成、以及渣中经常含有其他化合物，例如氟化物、硫化物等。渣中含量最多的氧化物通常只有三种，总含量可达80%以上。大部分有色金属渣和炉渣的主要氧化物是FeO、CaO、SiO2高炉渣和某些有色金属渣的主要氧化物是CaO、Al2O3、SiO2，1.2渣、3、矿渣成分的来源，矿石或精矿的矸石：Al2O3、CaO、SiO2等，如高炉冶炼MgO是熔金属或熔渣侵蚀和冲刷的衬料，例如碱性渣炼钢，主要是镁质衬，1.2渣，4，渣的主要作用和分类，和其他渣的作用取决于炉渣在冶炼过程中的作用，但可以分为四类。1、冶炼渣(冶炼渣)以矿石或精矿为原料，在以粗金

3、属或熔体为冶炼品的冶炼过程中产生的主要作用高炉(矿石或精矿、燃料、通量等)中，将整个矸石成分、灰分和大部分杂质从熔化的主要冶炼物(金属、熔融垫等)中分离出来。例如，在高炉炼铁时，铁矿石中大量的矸石成分与燃料(焦炭)的灰分和添加的通量(石灰石、白云石、硅石等)反应，形成渣，从而与金属铁分离。在哑光熔炼中，铜，镍的硫化物在高炉中与铁的硫化物一起熔化，形成熔化。铁的氧化物与渣通量SiO2和其他矸石一起形成渣。1.2渣，2，精炼渣(氧化渣)是粗金属精炼过程的产物。主要作用从一点中捕获杂质的氧化产物，将其与主要金属分离。例如，冶炼生铁或废钢时，原料中的杂质元素氧化产物将添加的渣通量与Cao及FeO含量高

4、的渣融合在一起，去除钢液中的硫、磷等有害杂质，从钢液中吸收非金属夹杂物。1.2渣，3，精矿渣是特定冶炼工艺的产物。作用将原料的部分有用成分浓缩到渣中，以便在后续工序中回收利用。例如钛铁矿在电炉中通过还原冶炼得到所谓的高钛渣，并从高钛渣中进一步提取钛金属。对于含有大量铜、铅、砷等杂质的锡矿石，一般先冶炼渣，大部分锡(90%)进入渣中，只产出少量杂质大部分集中的金属锡，然后冶炼锡渣，提取金属锡。1.2渣，4，合成渣是由特定成分预配置渣物质的熔渣，以达到特定冶炼目的。Electroslag remelting渣、铸钢保护渣、钢水外部精炼渣等。这个渣的冶金效果很不一样。例如，单边渣重熔渣提供了精炼所需

5、的热量。另外，还可以去除金属液中的杂质，吸收非金属夹杂物。炉渣的主要作用是减少熔化的金属表面与大气的接触，防止二次氧化，减少金属表面的热损失。1.2渣，5，渣的其他作用发生在金属液滴或液滴收集、生长和沉淀介质冶炼产生的金属液滴或液滴原始分散渣中。这些分散的小水滴的收集、生长和沉淀在渣中进行。高炉等竖炉熔炼过程中炉渣的化学组成直接决定炉缸的最高温度。对于低熔点渣类型，燃料消耗增加时，仅提高炉熔量，炉最高温度不会进一步提高。在许多金属硫化物矿物的烧结焙烧过程中，渣是一种粘合剂。烧结时，熔融温度低的炉渣粘合细小颗粒，冷却后形成一定强度的烧结块或烧结球团。在细化金属和合金时，如果熔胶复盖在金属熔胶表面

6、，则可以防止金属熔胶被氧化气体氧化，并减少金属熔胶中有害气体(例如H2、N2)的溶解。1.2渣，6，熔渣的副作用，熔胶对衬的化学侵蚀和机械精炼大大缩短了炉的使用寿命，熔渣在燃料消费品中含有多种价态金属，降低了金属的直接产率，1.2渣，1.3熔盐，熔盐，熔盐的熔态液体一般是无机盐熔盐熔体的普通熔盐，是碱金属或碱土金属的卤化，碳酸盐，碱土金属的熔盐一般不喝水，具有水溶液和许多其他特性。例如熔盐的高温稳定性好，蒸汽低，粘度低，导电性好，离子迁移扩散速度高，热容量高，溶解各种其他物质的能力等。广泛应用于许多工业部门的冶金、材料、化学、核酸、能源技术、环境保护等领域。1.3熔盐，冶金领域中，熔盐主要用于金属及其合金的电解生产和精炼熔盐电解，广泛用于铝、镁、钠、锂等轻金属和稀土金属的电解萃取或精炼，这些金属都属于负电性金属，不能在水溶液中通过电解沉积。例如，铝的熔盐电解是工业铝生产的唯一方法，其他碱金属、碱土金属、钛、铌、钽等熔点金属，以及部分重金属(如铅)的熔盐电解对al-li合金、铅钙合金、稀土铝合金、WC在用作某些金属的熔体精制过程中，熔体用碱金属和碱土金属的氯化物、氟的混合熔体精制，以减少粗镁中的非金属杂质和某些金属杂质。助焊剂在精炼中的作用：去除镁中的某些杂质，在熔融镁表面形成