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用红土镍矿提取镍金属有三种主要工艺，即湿法冶炼（电解法），火法冶炼（电炉法），火法冶炼（高炉法）。目前我国新设工业项目已实行环保评估一票否决制度，因此首先从环保与循环经济方面进行比较： 无论是电炉还是高炉，生产中产生的固体炉渣因已经高温煅烧，经干燥研磨即成为低强度的水泥，是水泥生产厂家生产标准水泥时最佳的填充剂，也是砖瓦厂生产砖瓦的优质原料，可100%得到循环使用；另外，高炉生产中使用的冷却水，可建封闭冷却水池循环使用；高炉冲渣水也可沉淀后循环使用。因此火法冶炼产生的固体、液体废弃物几乎全部得到循环回收利用，在三废中彻底解决了二废，因此是我国镍金属提炼工业发展的方向。但无论是电炉还是高炉，对生产中产生的CO2排放尚没有彻底解决的办法，国际上也没有解决此难题的报导。由于红土镍矿与一般铁矿相比硫含量较低，因此生产中SO2排放较一般生铁冶炼大大减少，但火法冶炼中对煤气的回收利用，对粉尘的回收利用则是重点。其中电炉占地面积小，较易处理；高炉则相对工程与投资量较大。我们应密切结合我国的实际，加速研究、制定整套火法冶炼镍铁的符合环保生产和循环经济需要的设备、标准和工艺是当务之急。电炉冶炼主要以电为主要能源。一般人都认为电能清洁、方便，冶炼时不排放CO2，符合环保。我们应了解，如果所用的电是核电、风电、太阳能电，这观点当然不错。但事实是我国电炉冶炼绝大部分使用煤电，发电过程中产生大量CO2与废气，煤燃烧经锅炉将水变成高温、高压蒸汽以气体能带动气轮机转动形成机械能，汽轮机的机械能再带动发电机转动形成电能。能量的形式每转换一次，效率就降低一次；加之电能远距离输送的损耗，因此经层层损耗，电能至用户电炉时每消耗一度电发出的热量远低于将发这一度电的煤炭直接投入高炉产生的热量。因为投入高炉的焦炭是直接燃烧不经能量转换而效率高。由于用电能和电炉冶炼同高炉相比必须达到同样的温度才能出铁水，因此用电能与电炉冶炼耗电转化为电煤的用量将高于用高炉用焦炭的用量，推而论之，用电能经电炉冶炼排放CO2总量将超过高炉冶炼。其次，高炉冶炼时以焦炭为能源，而将煤炼成焦炭过程可从煤中提取几百种化工原料，公认是最经济合理综合利用煤资源的有效途径。最后，电力生产投资大，焦炭生产投入少。因此，高炉生产镍铁比电炉生产在能源消耗与环保上更胜一筹。从不同工艺的产品质量、价格与市场需求比较，湿法冶炼：能分别提炼出含量的镍和钴金属，这是湿法冶炼最大的优势。其产品纯镍是电镀、电池、化工催化设备与特种不锈钢特钢的主要原料；纯钴是耐高强、高温、高耐磨特钢的主要原料。湿法冶炼在我国历史比较长，占我国镍金属产量比例较高。但纯镍的年产量已远超过以上用途的年市场需求量。因此，目前相当大部分被转用于300系列含镍不锈钢的冶炼。这真是高射炮打蚊子，有大材小用之嫌。由于湿法冶炼生产工艺投资大，周期长，工艺复杂，成本较高而售价较高，使不锈钢与特钢生产企业对其是又爱又恨。爱其纯度高，使用方便，产品质量有保证；恨其价格太高，使产品成本上升盈利降低，减少市场竞争能力，但这种状态一时尚难以改变。火法冶炼的电炉工艺：能提炼出含镍10~25%，含少量钴与铬的镍铁，可以代替纯镍成为冶炼300系列不锈钢的镍原料。因其以电作为主要热能（一般需消耗7000~8000度电生产一吨镍铁），它不像高炉用焦炭作为热源同时也把焦炭中的磷带入产品中，因此电炉产的镍铁磷含量应比高炉低，对缩短冶炼不锈钢时间有利，因此广受市场欢迎。但美中不足的是，我国电力供应持续紧张，我国对高耗电行业管制很严，而且生产企业所在地区一旦用电紧张，首当其冲是断用电大户电炉的电，使生产不正常。其次，电炉炼镍铁产量较低，单台万KW的电炉，每年产含镍14%的镍铁为万吨左右，远远不能满足近几年我国不锈钢产业井喷式发展对镍金属的大量需求；最后要说明，电炉冶炼含镍15~25%，甚至更高含镍量的镍铁并不是通过提高入炉镍矿的镍含量来实现，相反是通过减少镍矿中铁的还原来实现，这样大量的未经还原的氧化铁以炉渣排出（有时炉渣中铁的含量竟高达20%以上），炉渣又被运到水泥厂做水泥或制砖厂做砖瓦。考虑到目前含铁量65%的进口铁矿市场价已达到一千几百元一吨，大量的含铁炉渣去做水泥或砖瓦实在是对资源的极大浪费。电炉工艺生产的镍铁销售价以含镍量计，在市场纯镍价基础上打一定折扣，其余铁、钴、铬奉送不计价，冶炼300系列不锈钢相比用纯镍冶炼，每吨可下降成本3000~4000元。火法冶炼高炉法：能冶炼出含镍并含少量铁与铬的镍铁，可以成为冶炼含镍不锈钢的基础原料。由于矿价与海运费高和镍铁销售仅以含镍量计价的原因，除非客户特别要求并给于升价，一般含镍4%以下的镍铁已很少有厂家冶炼，市场上最受欢迎的是含镍10%，含磷≤的镍铁，不锈钢厂家只需要加入一定量铬铁即可冶炼成300系列的产品（低于镍含量10%的镍铁去冶炼300系列不锈钢还需加入一定量的纯镍或电炉产高镍镍铁作调节）。因技术、矿的成分等原因，目前能生产以上成分的高炉不多。高炉冶炼镍铁的最大特点是产量高。一座208m3高炉年产量可达到4万吨以上，由于需加入铬铁与高镍铁，6座这样的高炉可满足一家年产30万吨304不锈钢厂的基本镍与铁需求。不锈钢冶炼脱磷最难，高炉镍铁控制磷含量达到以下是关键。目前本公司已基本掌控了高炉内脱磷技术，我们的产品甚至比一些电炉冶炼厂家的产品镍更高，磷更低。由于产量比较高，镍含量一般比电炉冶炼低，销售计价方式同电炉镍铁，但折扣系数更大些，每个镍略低于电炉镍价。综上所述，以高炉镍铁为基本原料，以电炉镍铁为调节原料，是组成300系列不锈钢原料的成本最低，供应量最有保障的最佳组合，是今后发展的方向。高炉能炼生铁，也能炼镍铁。镍铁和生铁虽一字之差，却分属于铁合金与普铁二个行业，其所用矿成分、配方及冶炼工艺等有相当大的区别，将冶炼生铁的一套观念生搬硬套到镍铁冶炼上去是绝对错误的。镍铁和生铁矿的金属含量有天壤之别：高炉冶炼生铁如用进口含铁65%矿，出一吨铁产几百公斤的渣；如炼含镍7%的镍铁，一般需要消耗含镍、含铁20%左右的干矿5吨，湿矿为吨左右，矿总金属含量在左右，因此出1吨镍铁产4吨炉渣，几乎是生铁冶炼出渣的近十倍。渣口打开与出渣耗时、出渣次数明显增加，工艺等必须作大的调整。目前盛行炼生铁大高炉是先进生产力，符合环保，小高炉是落后生产力，是污染大户，必须淘汰，并把这一观点生搬硬套到冶炼镍铁上来，其实这是天大的误解。由于炼镍铁出渣是炼生铁的很多倍，因此大型高炉不宜转炼镍铁，因为出渣量实在太大，出渣口开放时间太长，影响炉温，影响生产顺行。从高炉每立方米炉容每天出铁吨数来比较，一般100~200立方米的小高炉出铁系数在，即每立方米每天产铁吨，炉型、炉料和技术如果配合好，还可超过这一系数。相反，近年国内外大量投产的几千立方米高炉，其出铁系数仅在2左右徘徊，原因何在？原来高炉大小是按炉容来衡量的，而炉容是长宽高的三维立体空间，是以长度单位米的3次方计量的，但高炉以顶部加入烧结矿与焦炭后逐步下降并燃烧，温度逐步上升，直至某一个高度层面温度才达到矿中氧化铁在此温度环境下还原流出铁水，即主要的产铁量主要是由层面面积大小决定的，而层面面积是以长度单位米的2次方计量，在米的数字大于1以后，米的二次方永远小于米的三次方。因此说大高炉一定比小高炉好，在出铁比上却恰恰相反，虽然大高炉上环保设备比较经济，人力成本分摊相对较低，但如果大高炉不装节能环保设备同样是污染大户。目前国内冶炼镍铁高炉一般均从炼铁高炉改造而来，最大炉容没有超过400m3，生产尚正常，但我们已发现炉容越大，生产越困难，单位容积每天出镍铁量越少的规律。实践是检验真理的唯一标准，科学发展观首先必须建立在科学的客观的在实践基础上的调查研究上，才能保证在实事求是的基础上制定新的政策。因此就高炉冶炼镍铁这一特定项目而言，说大高炉一定比小高炉好，甚至不经调查研究，拍脑袋下达新建镍铁高炉必须达到1000m3以上的标准是典型的反科学的行为，而且已造成十分严重的后果。举个例子：我公司生产的产品以冷的镍铁块运至我国主要的几家不锈钢厂供冶炼300系列不锈钢用。其中一家不锈钢冶炼厂去年因新建的一座几千立方米的高炉即将投产，原有的二座各为700 多立方米的高炉将停炉，希望我公司将其改炼镍铁，本公司表示同意。我们预计这二座完全符合国家铁合金生产标准的高炉可年生产含镍7%左右的镍铁水25万吨左右，可直接入该厂转炉及AOD炉炼成300系列不锈钢。镍铁水热装热送符合国家大力提倡的节能减排政策，与用冷的镍铁块需用中频炉熔化相比每吨可节省电费300~400元左右，以25万吨计，每年可节省近一亿元以上的电费，相当于每年节约用煤近7万余吨，可减少排放CO220万吨左右。但不久该厂说为完成节能减排指标此二座高炉必须拆除。去年年末，当一家著名报刊头版刊登该厂二座700多立方米高炉被拆除，每年可减少排放多少万吨废气时我只有痛心疾首，几亿元完全有使用价值的国家资产顷刻灰飞烟灭，而每年几十万吨冷的镍铁块仍源源不断的运往该厂加热熔化炼成不锈钢，而这一切均是在节能减排名义下进行的。
我国钢铁年产量已连续多年居世界第一，成为名副其实的世界钢铁大国。作为衡量世界钢铁强国标志之一的高性能、高附加值的我国不锈钢年产量2007年已达到720万吨左右，已连续3年居世界首位，其中含高镍的300系列不锈钢产量约占58%左右我国是一个镍资源相对贫乏的国家，相当大部分依赖进口。传统的从硫化镍矿中提取镍金属已有近百年历史，工艺成熟，但经百年开采，地球上硫化镍矿资源日渐枯竭，因此用氧化镍矿（俗称：红土镍矿）提取镍金属正逐步成为世界提取镍金属的主流。我国作为世界镍矿与镍金属进口的第一大国，针对从 镍矿中提取镍金属不同工艺的特点，研究并探索一条适合我国国情的镍金属生产发展道路，建议政府有关部门制定相应的战略与策略，对确保我国不锈钢与特钢产业持续健康发展必须的镍资源供应具有重大现实意义。
镍冶金渣资源化利用现状分析论文
摘要：镍冶金渣作为重要的二次资源，含有铁、镍、铜等有价金属。随着镍需求量的增大，排放的镍渣也越来越多，若不能得到合理利用，既造成资源浪费，又污染环境。本文对镍冶金渣资源化利用现状进行分析，并讨论了进一步资源化的方向。
关键词：镍冶金渣；资源化；有价金属；建筑材料
随着我国对有色金属需求量增大，每年有色冶金渣的数量不断增长，这些冶炼弃渣由于未得到合理利用，不仅占用大量的土地资源，同时对环境有着潜在的威胁，从而不利于可持续发展，因此有色冶金渣的资源化利用就有着十分重要的意义。中国是世界上镍资源消费最大的国家，每生产1t镍约排除6~16t渣，仅金川集团的镍冶金渣堆存量多达4000万t，每年还新增约200万t[1-3]。镍渣的组成因其矿石种类和冶炼工艺不同而变化较大。以金川镍闪速炉渣的物相组成为例，主要由铁氧化物、硅氧化物、钙和镁的氧化物组成，渣中含有约40%的铁元素，还含有一定数量的有色金属元素镍、铜、钴；铁主要以铁橄榄石形式存在，橄榄石间充填的非晶态玻璃质并且机械夹杂着大颗粒镍硫[4]。镍渣的处理已经成为镍冶炼过程的重要工序，如何正确有效的回收再利用这些二次资源，使得镍冶炼过程顺畅，解决排渣占地和环境污染等问题，成为镍冶金发展循环经济的主要问题。本文对目前镍渣资源化利用进行综述，再利用的主要研究包括：有价金属的提取，用作填充材料，制作微晶玻璃，生产建材等[5-7]。
1、镍渣资源化利用现状
有价金属提取
倪文[8]等利用以焦炭为还原剂的熔融还原法提取闪速炉水淬镍渣中的有价铁，探讨了不同碱度，不同还原温度，不同还原时间对提铁率的影响。结果表明控制100g渣配加、和焦炭，熔融温度为1500℃，还原时间为180min，铁的还原率达。王爽[9]等将镍渣、氧化钙和焦粉制备成含碳球团进行深度还原回收有价金属铁、镍和铜，结果表明碱度对有价金属的回收率有影响，适当提高碱度可以促进金属相生长，改变形态结构有利于后续分离，碱度过高会使金属相中产生杂质，当碱度确定为时，铁、铜、镍的回收率分别为、、；镍渣中的铁经深度还原后以金属铁的形式存在，镍和铜主要与铁以固溶体形式存在。卢雪峰[10]等利用自制小型直流电弧炉对镍渣进行硅钙合金回收，以焦炭和为还原剂，控制镍渣、生石灰及还原剂的比例，可以获得相应的的硅钙合金。肖景波[11]等对镍渣进行铁、镍、镁回收，实验过程将镍渣破碎后的粉末进行酸浸，向酸浸液中加入氧化剂与pH控制剂生成铁沉淀物，分离后与硫酸作用生成硫酸铁溶液，精制后采用氧化沉淀法获得高纯铁沉淀物；沉铁溶液加入硫化物生成硫化镍沉淀，经分离、洗涤、干燥制得镍精矿；提镍溶液加入助剂LN除杂，得到精制硫酸镁溶液与氨水反应制得氢氧化镁产品。
生产充填材料
镍渣被用于井下填充材料技术相对成熟，既解决了镍渣的资源化问题，又可以降低填充成本，减少水泥的消耗，降低水泥生产过程中环境污染。目前水淬渣用作充填材料关键在于对活性渣进行激发，激发方式分为机械激发和化学激发。传统的机械激发采用普通机械球磨进行物理细化，高能球磨可以使矿渣迅速细化，增加比表面积，增大水化反应面提高物料的物理化学活性。镍渣经过高能球磨处理后，抗压强度会显著提高。化学激发利用激发剂与矿渣的化学反应生成具有水硬胶凝性能的物质来提高矿渣的活性，激发剂多采用硫酸盐类、碳酸盐类等。杨志强[12]等采用机械活化和化学活化两种方式进行实验研究。
结果表明，机械活化镍渣、脱硫石膏、电石渣、水泥熟料的最佳比表面积分别为620，200，200，300m2/kg，化学活化以脱硫石膏和电石渣为主，硫酸钠和水泥熟料为辅，前两者比例相同各占总量5%时，镍渣充填体强度最高；加入3%的硫酸钠和2%的水泥熟料可以提高激发效果；外加的PC高效减水剂，配置胶砂比为1∶4，料浆浓度为79%的充填浆料完全满足矿山对充填体的强度要求，可以替代水泥应用于金川矿山交接充填采矿。高术杰[13]等利用水淬二次镍渣制备矿山充填材料，利用脱硫石膏和电石渣等物质激发生成大量水化产物，产生较高充填强度。并且水淬镍渣充填料的'流动度好于水泥充填料的流动度。结果表明，脱硫膏与电石渣比为1∶1混合再与少量硫酸钠及水泥熟料配置复合激发剂，具有较好地激发效果。
制作高附加值玻璃
微晶玻璃和泡沫玻璃均数高附加值玻璃，微晶玻璃具有玻璃和陶瓷的双重特性，比陶瓷亮度高，比玻璃韧性强。泡沫玻璃具有不燃烧、不变形、热学性能稳定、力学强度较高且易加工的优点。王亚利[14]等对镍渣熔融炼铁剩余熔渣制备微晶玻璃进行了研究。提铁二次渣经过均化→澄清→浇注→晶化→退火→研磨→抛光制备出符合建筑装饰国家标准的微晶玻璃，确定了最优原料比。冯桢哲[15]等以镍渣和废玻璃为主要原料，添加碳酸钠作为发泡剂，烧制出泡沫玻璃。探讨了碳酸钠添加量、发泡温度、保温时间对泡沫玻璃质量的影响，结果表明，主要原料镍渣和废玻璃分别为20%和80%，外加5%~7%的碳酸钠发泡剂、2%的硼酸为稳泡剂和2%的硼砂为助溶剂，在870℃下恒温1h，可以制备出总气孔率为，抗折强度高达的镍渣基泡沫玻璃。
生产建材
镍渣的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3，利用镍渣生产硅酸盐水泥可以部分替代黏土和铁粉，减少能源消耗。镍渣中存在的少量镍、铜、钴等元素对降低熟料的液相最低共熔点和黏度有积极的作用，可以改善其易烧性，有利于熟料矿物的形成。吴阳[16]等用镍渣替代铁粉制备道路硅酸盐水泥，通过合理配料制备出以C3S，C2S和C4AF为主要矿物的道路硅酸盐水泥熟料，其强度、矿物组成、安全性等性能符合国标要求；最佳条件为镍渣掺杂量（质量分数）10%，煅烧温度1370℃。王顺祥[17]等探讨了镍渣不同细度和不同掺杂量对硅酸盐水泥水化特性的影响。结果表明，随着镍渣的掺量增加，使得水泥浆体凝结时间延长，水化反应放热减少，硬化水泥砂浆的抗压强度、抗折强度讲师；相反，随着镍渣细度的提高可以改善上述影响，并且有利于硬化水泥浆体的结构致密化。镍渣作为混凝土掺合料和集料使用，能够提高混凝土的强度，并且镍渣结构致密且金属含量较高，含有大量的橄榄石，使得镍渣硬度高，从而使掺入镍渣后的混凝土耐磨度提高。李浩[18]等研究了镍渣砂掺量对混凝土耐磨性的影响，当镍渣粉、粉煤灰、镍渣砂同时掺入混凝土中，掺量分别为10%、10%、40%时，混凝土的耐磨性最好。丁天庭[19]等基于镍渣的掺量对混凝土的抗压强度影响进行研究，当镍渣掺量为20%时，混凝土的抗压强度最大，当镍渣掺量为50%时，混凝土的抗压强度最小。
2、发展趋势
资源利用率低，资源紧缺，产业结构不合理成为制约我国经济社会发展的战略问题。结合我国目前矿产资源现状来看，镍渣中含有的主体金属是铁，应该以提铁为主进行资源化利用，不但可以缓解我国铁矿石资源压力，而且有利于可持续发展，又可增加企业效益。提铁后的二次渣还可以用来制备微晶玻璃，充填材料等建筑材料，镍渣资源得到充分利用。
3、结语
镍渣作为重要的二次资源，含有铁、镍、钴、铜等有价元素，单纯提取有价金属经济性有限，并且存在二次渣的废弃问题；单纯做非金属资源处理造成对有价金属元素的浪费；因此，将有价金属提取后的二次渣进行非金属资源处理更有利于达到镍渣的高效化和生态化利用。
参考文献
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[6]郭亚光，朱荣，裴忠冶，等.镍渣熔融还原提铁动力学[J].中国有色冶金，2017，46（5）：75-80
一、镍基高温合金的成分性能镍基高温合金中应用最为广泛。主要原因在于，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。二、镍基高温合金的生产工艺冶炼方面：为了获得更纯净化的钢水，减低气体含量与有害元素含量；同时由于部分合金中有易氧化元素如Al，Ti等存在，非真空方式冶炼难以控制；更是为了获得更好的热塑性，镍基耐热合金，通常采用真空感应炉熔炼，甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行生产。变形方面：采用锻造、轧制工艺，对于热塑性差的合金甚至采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。变形的目的是为了破碎铸造组织，优化微观组织结构。铸造方面：通常用真空感应炉熔炼母合金保证成分与控制气体与杂质含量，并用真空重熔-精密铸造法制成零件。热处理方面：变形合金和部分铸造合金需进行热处理，包括固溶处理、中间处理和时效处理，以Udmet500合金为例，它的热处理制度分为四段：固溶处理，1175℃，2小时，空冷；中间处理，1080℃，4小时，空冷；一次时效处理，843℃，24小时，空冷；二次时效处理，760℃，16小时，空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。
耐热钢[1][2]在高温条件下，具有抗氧化性和主够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件heat-resisting steels在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸钢在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。合金元素的作用铬、铝、硅 这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐蚀的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度,含量为2％时，强化效果最好。镍、锰 可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。钒、钛、铌 是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳、氮 可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。硼、稀土 均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶界迁移，从而提高钢的高温强度；稀土元素能显著提高钢的抗氧化性，改善热塑性。类别 耐热钢按其组织可分为四类：珠光体钢 合金元素以铬、钼为主，总量一般不超过5％。其组织除珠光体、铁素体外,还有贝氏体。这类钢在500～600℃有良好的高温强度及工艺性能，价格较低，广泛用于制作 600℃以下的耐热部件。如锅炉钢管、汽轮机叶轮、转子、紧固件及高压容器、管道等。典型钢种有：16Mo，15CrMo，12Cr1MoV， 12Cr2MoWVTiB，10Cr2Mo1,25Cr2Mo1V,20Cr3MoWV等。马氏体钢 含铬量一般为7～13%,在650℃以下有较高的高温强度、抗氧化性和耐水汽腐蚀的能力，但焊接性较差。含铬12%左右的1Cr13、2Cr13,以及在此基础上发展出来的钢号如1Cr11MoV，1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB等,通常用来制作汽轮机叶片、轮盘、轴、紧固件等。此外,作为制造内燃机排气阀用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo等也属于马氏体耐热钢。铁素体钢 含有较多的铬、铝、硅等元素，形成单相铁素体组织，有良好的抗氧化性和耐高温气体腐蚀的能力,但高温强度较低,室温脆性较大，焊接性较差。如1Cr13SiAl,1Cr25Si2等。一般用于制作承受载荷较低而要求有高温抗氧化性的部件。奥氏体钢 含有较多的镍、锰、氮等奥氏体形成元素，在 600℃以上时，有较好的高温强度和组织稳定性，焊接性能良好。通常用作在 600℃以上工作的热强材料。典型钢种有 1Cr18Ni9Ti, 1Cr23Ni13, 1Cr25Ni20Si2，2Cr20Mn9Ni2Si2N,4Cr14Ni14W2Mo等。生产工艺冶炼 耐热钢一般在电弧炉或感应炉中熔炼。质量要求高的往往采用真空精炼和炉外精炼工艺。铸造 某些高合金耐热钢难以加工变形，生产铸件不仅比轧材合算，而且铸件还有较高的持久强度。所以在耐热钢中耐热铸钢占有相当大的比例。铸造方法除采用砂型铸造外，还可用精密铸造工艺以获得表面光滑、尺寸精确的产品。对合成氨和乙烯裂解用的高温炉管往往采用离心铸造的方法。热处理 珠光体热强钢通常经正火或调质后使用；马氏体耐热钢用调质处理，以稳定组织，得到良好的综合力学性能和高温强度。铁素体钢不能通过热处理强化。为消除因冷塑性变形加工和焊接所导致的内应力，可在650～830℃进行退火处理，退火后快速冷却,以便迅速地经过475℃脆性温度范围。奥氏体抗氧化钢大多采用高温固溶热处理，以获得良好的冷变形性。奥氏体热强钢则先用高温固溶处理，然后在高于使用温度60～100℃条件下进行时效处理,使组织稳定化，同时析出第二相，以强化基体。耐热铸钢多在铸态下使用，也有根据耐热钢的种类采用相应的热处理的。[编辑本段]耐热钢焊接工艺1. 锅炉及压力容器对钢材性能的要求按工作条件分为两大类：一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管具有特点：1 有较高的室温强度通常以屈服极限σs和强度极限σb为设计依据，要求有较大的σs和σb良好的韧性性能材料需具有足够的韧性防止脆性断裂，在考虑强度的同时也不能忽略韧性，(1) 材料的韧性通常用冲击韧性值αk表示。压力容器用钢的冲击韧性要求冲击韧性值αk(N·m/cm2)20℃ -40℃>=60 >=35(2)还需要考虑时效韧性时效就是钢材经冷加工变形后，在室温或较高温度下，冲击韧性随时间变化。通常在200-300℃，冲击韧性值显著降低。一般要求下降率不超过50%。由于容器断裂过程包括在缺陷处形成裂纹和裂纹扩散两个阶段，相应两种防止断裂方法(1)选用具有足够韧性的钢材以防止裂纹产生，要求如上表所示(2)选用韧性更高的材料，以求在裂纹产生后能够阻止裂纹扩展。(要求温度比无塑性转变温度NPT高一定数值，例如元件的设计应力为屈服极限σs一半时，要高17℃3 较低的缺口敏感性制造过程中，开孔和焊接会产生局部应力集中，要求材料有较低的缺口敏感性，以防止产生裂纹4 良好的加工工艺性能和焊接性能由于焊接热循环作用，会(1)降低热影响区材料的韧性、塑性(2)在焊缝内产生各种缺陷其中(1)、(2) 均会产生裂纹在选材料时需考虑(1)材料中碳的当量值(保证材料具有较好的可焊性)(2)适当的焊接材料和焊接工艺(3)材料具有良好的塑性(碳钢和碳锰钢δs不低于16%，合金钢δs不低于14%)(4)良好的低倍组织(5)钢材的分层、非金属夹杂物、气孔、疏松等缺陷尽可能减少(防止裂纹的产生)二、用以制造高温承压元件的钢管1 具有足够的蠕变强度、持久强度和持久塑性通常以持久强度为设计依据，保证在蠕变的条件下安全运行2 具有良好的高温组织稳定性长期高温下不发生组织变化3 具有良好的的高温抗氧化性要求材料在高温条件下的氧化腐蚀速度小于 具有良好的加工工艺性要求冷加工性(冷态弯曲)和焊接性2. 锅炉与压力容器用钢的分类一、工作温度低于500℃的钢材碳素钢和低合金结构钢1 铁素体-珠光体结构钢屈服强度σs为300-450MPa16Mn，15MnV，15MnVN加入合金元素，固溶强化，结晶强化作用2 低碳贝氏体类型钢屈服强度σs为500-700Mpa14CrMnMoVB延缓奥氏体分解，得到贝氏体，增加强度3 马氏体型调质高碳钢屈服强度σs为600Mpa以上18MnMoNb和14MnMoNbB正火加回火，有良好的低温韧性二、工作温度高于500℃的钢材低合金热强钢和奥氏体不锈钢1 低合金珠光体热强钢15CrMo和12Cr1MoV，结晶强化，沉淀强化2 低合金贝氏体热强钢12Cr2MoWVTiB和12Cr3MoVSiTiB，特点：合金数量多而量少，高温强度高，抗氧化性强3 奥氏体不锈钢18-8型铬镍奥氏体不锈钢：1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti，高温强度高，抗氧化性强，且具有很高的韧性和较好的加工工艺性3. 碳素钢一、碳素钢中主要成分对性能的影响1 碳的影响碳增加，强度增大，塑性减少，可焊性变差，时效敏感性降低2 锰的影响脱氧(FeO)脱硫，改善热加工性能3 硅的影响脱氧4 硫的影响热脆性5 磷的影响冷脆性6氧的影响降低强度、塑性7 氮的影响提高强度、硬度，降低塑性8 氢的影响氢脆二、碳钢的分类化学成分：高(含碳量在于)、中(含碳量)、低碳钢(含碳量小于)用途：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢1 普通碳素结构钢甲类钢：按机械性能供应(A)，钢板，角钢等2 优质碳素结构钢按机械性能和化学成分供应含碳量低：钢板、容器、螺钉、螺母含碳量中：齿轮、轴含碳量高：弹簧、钢丝绳3 碳素工具钢(T)高硬度和耐磨性，制造刀具、量具、模具三、锅炉与压力容器常用碳素钢承压元件主要使用低碳钢，因为塑性、韧性、加工工艺性和可焊性好(1) 优质碳素结构钢10号和20号无缝钢管20号钢含碳量比10号钢多一倍，强度高，屈服极限σs和强度极限σb高20%，时效敏感性低，多采用20号钢(2) 专用碳素钢A3g A3R 15g 20g，冲击韧性好，金属表面和内部缺陷少4. 普通低合金结构钢低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量Si,Mn,Cu,Ti,V,Nb,P等合金元素构成的，它的含碳量较低，多数小于。其组织多数仍为F+P。由于少量合金元素的加入可以大大提高钢材的强度，并改善了钢材的耐腐蚀性能和低温性能。低合金钢可轧制成各种钢材，如板材，管材，棒材和型材等。它广泛用于制造远洋轮船、大跨度桥梁，高压锅炉，大型容器，汽车，矿山机械及农业机械等。大型化工容器材料采用16MnR，生量比碳钢可减轻1/3。用15MnV制造球形贮罐，与碳钢相比节省45%。焊接5. 低合金热强钢在原油加热，裂解，催化设备中，常用到许多能耐高温的钢材。如裂解炉管，要求承受650～800℃高温。20号钢在540℃下于氧化性气体中，因氧化强度只有50MPa。因为石墨化。常用的抗氧化钢——Cr13SiAl,Cr25Ti,Cr17Ti,Cr25Ni2热强钢——12CrMo,Cr5Mo,1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni206. 不锈耐酸钢是不锈钢(耐大气)和耐酸钢(不锈)的总称，铬不锈钢——1Cr13多用作化工机器中受力大的耐蚀零件，如轴，活塞杆，阀件，螺栓，浮阀等0Cr13,Cr17Ti F组织，有良好塑性铬镍不锈钢——1Cr18Ni9 18-8不锈钢有较高的抗拉强度，较低屈服点，极好的塑性和韧性，焊接性能和冷弯成型性能好，用来制造贮罐，塔器，反应釜，应用最广。7. 低温用钢深冷分离，空分，液化气贮罐低温使用。低温钢平均含碳量～，单相F组织，加入适量的Mn,Al,Ti,Nb,Cu,V,N等元素改善钢的综合机械性能。常用低温用钢1) 低合金低温用钢16MnDR -40℃ 机械性能优于一般低碳钢2) 镍钢 -60℃ -100℃9% -200℃3) 高锰奥氏体钢15Mn25Al4 其中Mn是形成A的基本元素，Al作为稳定A的元素。4) 铬镍奥氏体不锈钢18-8奥氏体不锈钢国外低温设备用钢，以高铬镍为主，其次用镍钢，铜，铝。
真空冶金作为冶金工业中的新兴技术，虽然得到工业应用的时间才短短几十年，但已显示出强盛的生命力和广阔的市场前景。随着真空技术的进步，真空冶金在二次资源的高效、综合回收利用中表现出良好的前景，取得较好的结果。
戴永年教授 、中国工程院院士、博士研究生导师，现任昆明理工大学真空冶金研究所所长。享受国务院政府特殊津贴，荣获“全国五一劳动奖章”、全国“高校先进科技工作者”、“云南省劳动模范”、“云南省有突出贡献优秀科技人才”等荣誉称号。研究方向：有色金属真空冶金及材料、电池及电池材料。先后培养了博士、硕士研究生50余名以及大量的本科生，承担并完成了数十个研究项目，发表科研学术论文100余篇，其中被SCI、EI、ISTP等收录30多篇。出版学术专著7部，其中《有色金属材料的真空冶金》被列为国家科学技术著作出版基金项目，《真空冶金》获全国优秀科技图书二等奖。获发明专利和实用新型专利共计11项。研究成功的“内热式多级连续蒸馏真空炉”和“卧式真空炉” 等相关技术已在国内40多个单位及巴西、玻利维亚和越南三个国家推广应用。获得国家和省部级的各种奖励共计28项，其中，国家技术发明二等奖一项、国家科技进步二等奖一项、国家发明四等奖一项、云南省科学技术突出贡献奖（奖金300万元）一项、省部级科技进步一等和二等奖四项、中国真空学会 “94'科技成就奖（HAYASHI AWARD）”一项。 博士、 教授 、博士研究生导师，现任昆明理工大学副校长。先后获教育部高校青年教师奖、霍英东教育基金会第七届高等院校青年教师奖，云南省自然科学一等奖，云南省自然科学二等奖，云南省高等教育教学成果一等奖，原中国有色金属公司科技进步三等奖；云南省高校科研成果二等奖， 第十三届全国发明展览会金奖、银奖，云南省优秀发明创造选拔赛二等奖，中国青年科技成果大奖赛金奖，中国青年科技博览会金奖，云南省科技发明比赛一等奖，云南省首届青年科技成果大奖赛二等奖，全国及云南省大学生科技“挑战杯”获奖指导教师，获昆明市青年十杰称号，云南省高等院校优秀党务工作者等称号。研究方向：微波加热在材料冶金中的应用、冶金新技术、资源综合利用。担任博士、硕士、本科生的《微波冶金》、《微波加热在材料制备中的应用》等5门课程。指导博士生和硕士生 20余名，本科毕业生论文20余人次。先后主持和参加了国家自然科学基金、国家教育部科学基金、云南省自然科学基金重点项目、攻关项目、昆明市科技重点项目、四川省攀枝花市科技项目、中-德、中-英国际合作项目等29个项目。作为项目负责人承担并完成的项目被评为其研究成果在国内外尚属首创，处于国际领先水平。出版专著2部，共发表论文160余篇，其中第一作者91篇，刊于国内核心刊物62篇，国际核心期刊8篇，国际会议31篇，其中被SCI、EI、ISTP、CA等收录10余篇。申请中国专利10项，其中4项已获授权。华一新博士、教授、博士研究生导师，现任冶金工程系主任。享受国务院政府特殊津贴，1991年被国家教委和国务院学位委员会评为“做出突出贡献的中国博士学位获得者”， 1995年被评为原中国有色金属工业总公司跨世纪人才，1997年被评为云南省中青年学术和技术带头人， 2004年被评为云南省优秀教师。研究方向：冶金新技术与新工艺、冶金物理化学、微波冶金、离子液体应用。讲授过《普通冶金学》，《冶金新技术》，《冶金动力学》，《现代冶金分析技术》，《微波化学》，《火法冶金过程物理化学》等9门课程，主持《有色重金属冶金学》精品课程建设。目前指导硕士、博士研究生10余人。近年来，主持和参与完成国家重点科技攻关、国家自然科学基金、国家教委优秀年轻教师基金等国家和省部级项目的18项。获国家发明专利2项，省部级等各种科研奖励5项。已在国内外学术刊物上发表论文50余篇，其中被SCI、EI等收录30余篇次。出版《冶金过程动力学导论》（冶金工业出版社，2004年）和《微波化学》（科学出版社，1999年）2部学术专著。王华博士、教授、博士研究生导师，现任研究生院常务副院长，1996年5月被原有色金属总公司授予“先进青年工作者”称号，97年5月被授予“昆明市十大杰出青年”称号，1998年12月获“云南省有突出贡献的中青年专家” 称号，2000年12月获昆明理工大学首届香港伍达观基金杰出教师奖，2005年6月被授予“云南省十大杰出青年”称号，2003年1月当选为第13届昆明市五华区人大代表。研究方向：冶金能源与环保、强化冶炼与节能、钢铁冶金新技术、冶金过程仿真与控制。为博士、硕士研究生及本科生讲授主干课程7门，已培养硕士、博士生10余人，博士后研究人员1人。先后主持国家自然科学基金项目、云南省“十五”科技攻关项目、云南省自然科学基金重点项目、教育部优秀回国人员科研基金项目等课题10余项,发表学术论文50余篇、其中被SCI、EI收录10余篇，出版学术专著5部，申请国家专利19项。科研成果应用于生产实践，每年能获得1000余万元的经济效益。先后获省部级科技进步2等奖1项、3等奖5项，省自然科学2等奖1项、3等奖1项。谢刚 博士、教授、博士研究生导师，为国家首批新世纪“百千万人才工程”人才，云南省学术和技术学科带头人、云南省有突出贡献的专业技术人员，云南省青联常委，当选为1996年昆明市十大杰出青年。研究方向：计算冶金、冶金物理化学。主讲博士生、硕士生及本科生课程6门，指导毕业博士及硕士生20多人，指导在读博士及硕士生10多人。承担完成多项国家自然科学基金和云南省自然科学基金，在国内外学术刊物上发表学术论文90多篇，其中SC、IEI收录20多篇，获云南省自然科学三等奖三项。多次主办和参与国际和国内学术会议。 博士、教授、博士研究生导师，现任材料冶金工程学院副院长。获2003年国家技术发明奖二等奖一项； 1999年广东省科技进步奖一等奖一项； 1998年原中国有色金属工业总公司科技进步二等奖一项； 1994年原中国有色金属总公司科技进步二等奖一项；2004年获云南省优秀教师称号；2004获云南省有突出贡献的专业技术人员称号。研究方向：有色金属冶金、真空冶金。发表科研学术论文30余篇，出版学术专著2部，申请国家专利11项，其中发明专利8项，实用新型3项，已授权10项，研制成功的真空冶金新工艺和新设备，在国内推广应用，累积创利税上亿元，并培养了硕士研究生10余名。陶东平博士、教授、博士研究生导师。研究方向：熔体(溶液)相平衡的分子热力学、液态合金理论及应用、硅酸盐熔体(熔渣)热力学》。讲授本科生的必修课《冶金原理》、研究生的学位课《冶金热力学》和必修课《材料热力学》以及选修课《熔体相平衡的分子热力学》、《统计热力学》和《冶金熔体物理化学》、《熔体相平衡的分子热力学》、《统计热力学》和《冶金熔体物理化学》。已发表学术论文36篇，其中有16篇为SCI收录、4篇为EI收录。在Metall. Mater. Trans. A和B上已发表6篇论文，提出了分子相互作用体积模型-MIVM。承担过云南省应用基础研究基金项目2项，国家自然科学基金项目2项。出版专著1本。省部级科研奖1项（均排名第一）。郭忠诚博士、教授、博士研究生导师。原中国有色金属工业总公司和云南省中青年学术与技术带头人，云南省政府特殊津贴获得者，昆明市优秀专家，昆明理工大学首届特聘教授。荣获教育部全国百篇优秀博士学位论文奖，云南省高校首届青年“科技创新十大杰出标兵”和全国电镀行业首届“十大优秀青年”等荣誉称号。研究方向：材料表面改性及其物理化学过程、新型多功能材料制备技术及其微观结构表征、超细粉体金属粉体材料、表面工程。讲授过3门研究生课程，培养了硕士生7人，博士生2人， 自90年代以来一直开展新材料及其表面改性与精饰的研究工作，先后主持完成国家863计划、国家发展与改革委员会高技术产业化、国家中小企业创新基金、云南省科技攻关计划等项目20多项。发表学术论文150多篇，其中被《SCI》、《EI》等国际权威检索机构收录40多篇，被国内外刊物引用200多篇次，出版专著2部。申报国家发明专利8项。获省部级科技进步奖4项。魏昶 博士、教授、博士研究生导师。研究方向：有色金属冶金新技术和新材料制备、有色金属冶金新技术及其理论研究、复杂矿物资源和再生资源分离新技术。近几年发表学术论文20余篇，多篇被EI和全国核心期刊收录。编著并出版了《湿法炼锌理论与应用》、《铅锌锡及综合利用》等专著，参加编著并出版了《锌冶金学》等著作。先后主持并完成国家自然科学基金项目“用硫化碱法提锡的基础理论和新工艺”；国家“八五”攻关子项目“镍电解混合阳极液除铁研究”；云南省应用基金项目“高钙镁难选低品位氧化铜矿新工艺”；省自然科学基金项目“脆硫铅锑矿湿法分离新工艺和基础理论”等项目。目前已培养6届硕士研究生16人和1届博士生。王亚明博士、教授、博士研究生导师，现任生化学院院长。中国林学会林产化学化工分会理事，全国松香、松节油专业委员会委员。云南省中青年学术和技术带头人，云南省造纸学会副理事长，云南省十五重点学科应用化学学科带头人，昆明理工大学重点学科化学工程学科带头人。研究方向：新型催化材料。先后主持完成了国家级、省部级项目十余项，主要从事纳米粒子催化剂固体超强酸的制备、物性表征以及在天然产物(松香、松节油等)的深加工制精细化学品的催化性能研究及相关技术开发。出版专著两部，《催化原理及新催化技术》获97-98年度西南、西北地区科技图书贰等奖，《松节油择形催化》获2002年西南地区科技图书壹等奖。发表论文50余篇，EI收录10篇。松脂深加工新型催化剂、新工艺研究》获2002年度云南省科技成果奖(自然科学)贰等奖(排名第一)。获发明专利授权二项(排名第一)。 博士、教授、博士研究生导师，现任材料与冶金工程学院副院长。云南省中青年学术技术带头人后备人才，2006年获教育部“霍英东基金”青年教师奖（教学类三等），2007年获教育部“新世纪优秀人才”。现兼任日本东京大学可持续材料国际研究中心合作教授、国家自然科学基金通讯评议专家、中国有色金属学会青年工作委员会副主任委员、云南省青联委员等。研究方向：真空冶金物理化学及多晶硅材料。现主持和参与国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国家973预研计划、教育部博士点基金、国际合作项目等10余项，获云南省自然科学二等奖3项、三等奖1项，申请国家专利7项，参编学术专著1部，发表学术论文40余篇，其中被SCI、EI等收录30余篇次。
锌是我国传统的优势资源，其使用领域十分广泛。锌能和多种有色金属制成合金用于机械制造业、制造各种精密铸件以及镀锌作业。随着我国地质勘探工作的萎缩、资源开采强度的不断提高及冶炼能力的过快增长，我国锌资源的优势格局已经发生了改变。我国的锌净出口量，包括合金中含的锌，自2000 年以来一直呈逐渐减少的趋势，中国锌供应由过剩转为短缺。在金属锌的使用过程中，会产生许多含锌的二次资源，这些资源是回收锌的重要原料。为保证我国锌资源产品对国民经济的有效供给，推进锌工业的可持续发展，缓解资源的供需矛盾，有必要重视锌二次资源的回收治理工作。真空冶金作为冶金工业中的新兴技术，虽然得到工业应用的时间才短短几十年，但已显示出强盛的生命力和广阔的市场前景。随着真空技术的进步，真空冶金在二次资源的高效、综合回收利用中表现出良好的前景，取得较好的结果。真空法回收锌的原理在锌二次资源中常伴有铁、铝、铅、锡、锗、铟、银、铜等杂质，采用真空蒸馏的方法从二次资源中回收锌是基于二次资源中所含元素在纯金属状态下饱和蒸气压的差异。在同一蒸馏温度和一定的真空下，蒸气压大的金属就会优先挥发，蒸气压小的金属就会少挥发或者不挥发。
你看好了锌的二次冶金摘要 ：本文介绍世界和我国的二次锌资源的现状和利用情况，以及二次锌资源的来源方向。主要介绍全球先进的二次锌的提取冶炼新技术，整合以便我们能更好的创新，为研究出一套更能完全、安全，无烟尘、无毒、环保的冶炼二次锌资源的技术奠定基础。 关键字：二次锌资源、存在情况、再生、技术方法一 世界和我国的锌二次资源情况锌是目前世界上循环利用较好的金属之一，二次锌资源已成为锌生产的重要原料，全球30%锌来源于二次锌资源，再生锌年产量高达290万吨，西方发达国家不仅有一系列专业二次锌冶炼厂，而且主要锌冶炼厂也从事二次锌的回收处理，尤其是近几年由于锌精矿供应日趋紧张， 国外等3著名锌公司均纷纷改变原料结构，采用电弧炉烟尘等二次锌资源作为锌冶炼的主要原料。锌是我国传统的优势资源，其使用领域十分广泛。锌能和多种有色金属制成合金用于机械制造业、制造各种精密铸件以及镀锌作业。据美国锌贸易公司估计，目前全世界每年消耗金属锌及锌化合物的金属约1000万吨。70%是从矿石中提取的，；另外有30%是利用再生原料生产的。美国矿务局估计，2000年美国再生锌占锌消费总量的40%。美国每年生产再生锌12万吨以上。再生氧化锌万吨。国际锌协会估计。世界再生锌产量的增长速度3倍于原生锌。到2005年再生锌占世界锌消耗量的40%。随着我国地质勘探工作的萎缩、资源开采强度的不断提高及冶炼能力的过快增长，我国锌资源的优势格局已经发生了改变。我国的锌净出口量，包括合金中含的锌，自2000 年以来一直呈逐渐减少的趋势，中国锌供应由过剩转为短缺。 在金属锌的使用过程中，会产生许多含锌的二次资源，这些资源是回收锌的重要原料。在我国，一方面，锌精矿原料供应日趋紧张，已成为影响锌冶炼厂发展的关键因素；另一方面，国内二次锌资源利用刚起步，再生年产量不到10万吨，不到精锌产量的5%。尚未形成规模，与西方工业国家相距甚远， 为保证我国锌资源产品对国民经济的有效供给，推进锌工业的可持续发展，缓解资源的供需矛盾，有必要重视锌二次资源的回收治理工作。 尽管锌作为一种主要是增强其他材料的使用性能的功能性材料，人们主要是依靠开发矿产资源来获得金属锌。按目前普遍实行的统计口径过去很长一段时期里，矿产锌的产量在世界锌总产量中所占的比例都在90%以上。近年来，随着循环经济理念的逐步建立，人们日益重视二次资源的回收利用循环复用。二 二次锌资源的来源构成二次锌资源包括1 热镀锌行业，热镀锌厂长生的锌灰，锌浮渣和锅底渣2 化工及化学品生产，钢铁厂炼钢过程产生的烟日锌和锌合金零件，例化工厂及冶炼厂的工艺副厂品以及其他含锌废料。3 锌加工行业和回收行业。废黄铜料、压铸废料、烟尘、镀锌废渣及废边角锌片，镀锌钢废料、热镀锌渣及废旧锌锰电池，生产中产生的废料主要来源于镀锌钢生产过程和汽车、建筑物及其它制品的加工过程，连续镀锌钢生产线产出的废渣量一般约为产品产量的；汽车、洗衣机、冰箱等设备的生产与装备过程废料产生量较大，其中汽车行业废料产生率约为28%-30%；回收的废料主要为报废的汽车、家用电器、空调、高速公路路障及路灯柱等含锌部件。全球范围内，镀锌废钢的收集量正在逐年上升，1995年全球镀锌钢废料回收量为6500万吨。据国际锌协会的数据，欧洲再生锌的基本原料来源是：黄铜42%；镀锌渣27%；压铸厂品废料16%;钢铁工业港絪尘6%；锌材料加工半成品废料6%；化学工业锌废料2%；其他1%。二次锌资源的成分波动很大，几种主要物料的组成（质量分数）如下： 锌辉(热镀锌过程中的氧化物）:Zn 60%-85%,Pb 0%，Fe 2%-12%; 锅渣（热镀锌过程形成的合金，类似于硬锌）：Zn 96%,Fe 4%; 电弧炉炼钢烟尘（其他成分取决于废钢原料）：Zn 15%-25%，二次锌源的来源及组成差异很大，回收处理过程中要针对不同原料采取不同的工艺，以达到最大限度回收复用目的。三 锌的二次冶金生产技术，二次锌资源的冶金技术包括：火法工艺，湿法工艺活法工艺中魏式炉挥发生产工业氧化锌作为湿法炼锌的原料；电炉处理生产金属锌粉；横罐或竖罐蒸馏牛产粗锌；或是作为烧结配料用熔炼法处理，还有真空冶金技术，物理法等等。 钢铁厂高锌含铁尘泥处理工艺其中物理法处理工艺主要有两种：磁性分离和机械分离。磁性分离是利用锌富集在磁性较弱粒子中的特性，采用磁选方法富集锌元素。该方法用于高炉粉尘时，要增加浮选除碳工艺，以提高磁性分离的效率。机械分离是利用锌一般富集在较小粒度中的特性，采用离心的方式富集锌元素。机械分离按分离状态可分为湿式分离和干式分离。磁性分离工艺较简单、易行，其主要缺点是锌的富集率较低；机械分离除工艺简单易行外，对处理后的粗粉可直接用于炼铁，但该法的操作费用较高，富锌产品的锌含量过低，价值较小。一般，物理法只作为湿法或火法工艺的预处理。 湿法处理锌废料的冶金技术近年来发展较快，主要是溶剂萃取剂技术的发展最近为锌回收行业所认识，预计未来十年其应用将会日益增多。具有代表性的工艺是西班牙Tecnicas Rejunidas公司开发的Zincex Process法和MZP，该法的特点是废锌料经硫酸或盐酸溶解后，利用有机萃取剂的高选择性，将锌离子从溶液中萃取出来，并实现与其他杂质分离，达到提纯的目的。该公司建有8000吨每年的工厂，处理再生锌原料，产品可以是电锌、超纯硫酸锌或超纯氧化锌。萃取剂是D2EHPA的煤油溶液。 湿法处理工艺湿法工艺一般用于中锌和高锌尘泥的处理。氧化锌是一种两性氧化物，不溶于水或乙醇，但可溶于酸、氢氧化钠或氯化铵等溶液中。湿法回收技术就是利用氧化锌的这种性质，采用不同的浸取液，将锌从混合物中分离出来，工艺流程如图1所示 根据选择浸出液的不同，湿法处理工艺又可分为以下几种：酸浸，浸出反应如下：Zn+H2O=Zn2++H2O； 碱浸、 培烧、碱浸。湿法工艺有以下特点：1）当尘泥中铁酸锌含量较高时，锌的浸出率低，同时浸渣中锌含量较高，不能作为原料在钢铁厂循环利用，也满足不了环保提出的堆放要求；2）设备腐蚀严重，处理过程中引入的硫、氯等易造成新的污染；3）与钢厂现有技术不配套。火法处理冶金含锌尘泥的主要工艺有直接还原法：回转窑法。回转窑工回转窑工艺( 简称SPM法) 是住友重工业公司钢铁厂从废料中分离锌并回收含铁料而发展起来的。其工艺流程见图下。把钢厂内各种来源的废料放入泥浆池内进行混合, 然后过滤, 在旋转干燥器内干燥。混合料与细的无烟煤一起装入还原窑, 通过燃烧靠近回转窑出料端沿轴向布置的燃烧器内的焦炉煤气和空气来加热。窑内的炉料足以加热到部分地软化和熔化并在窑衬上富集形成结瘤挂圈, 回转窑高温带的成球棒把这些料从窑壁上刮下, 并沿窑壁滚动形成小球或颗粒。废料中锌的氧化物被还原成金属锌, 在窑温下蒸发并与排出的其烟气一起离开回转窑。当烟气在排放系统中冷却时, 一部分锌氧化成细小的固体颗粒并被收集在布袋式除尘器内。直接还原的铁产品排入回转冷却器内, 用大量的水进行快速冷却。然后用筛孔为7 mm 的筛子筛分, 粒度大于7 mm 的直接还原铁送至高炉, 剩下的全部送往烧结厂。工艺特点: 不需造球, 还原出的产品30%( 粒度大于7 mm) 可直接作为高炉原料使用, 剩下约70%的粉末须重新烧结。还原炉内原料填充率仅为2%, 金属化率为75%, 因此产品质量差, 生产效率较低。另外,该工艺设备庞大、投资大、成本较高。转底炉法。 转底炉法是将高锌含铁尘泥、碳粉和粘结剂混合造球。生球经烘干后置于转底炉内，当转底炉转动时生球被加热，至1100 °C左右时氧化锌被还原，还原出的锌被蒸发并随烟气一起排出，经冷却系统时被氧化成细小的固体颗粒而沉积在除尘器内。转底炉处理含锌尘泥有许多优点，但也有不足之处，例如：粉尘中脉石成分（大于30%）在直接还原处理后仍保留在金属化球团中；如尘泥含锌高，直接还原处理后的金属球团中仍含有较高的锌（大于）和硫（大于），这些问题都将影响金属化球团的进一步有效利用。国外加热转底炉通常用天然气，但我国天然气资源不足，因此，需考虑我国具体条件下，转底炉的加热气源问题.真空冶金技术在锌二次资源再生中的应用 真空法回收锌的原理。在锌二次资源中常伴有铁、铝、铅、锡、锗、铟、银、铜等杂质, 采用真空蒸馏的方法从二次资源中回收锌是基于二次资源中所含元素在纯金属状态下饱和蒸气压的差异。在同一蒸馏温度和一定的真空下, 蒸气压大的金属就会优先挥发,蒸气压小的金属就会少挥发或者不挥发。纯金属的蒸气压随温度的高低而异, 利用克劳修斯- 克莱普朗方程可得到其与温度具有如下的关系 真空法回收锌的实例。昆明理工大学真空冶金及材料研究所1991年研发了真空蒸馏处理热镀锌渣提取金属锌的工艺技术及其设备卧式真空蒸馏炉, 使用该设备得到产品的化学成分如表1 所示[ 实践证明控制适当的蒸馏条件, 锌的直收率可达, 所得锌锭化学成分能够达到国家2# 锌标准。其工艺流程如下图, 再生锌潜力巨大，“如果锌的二次金属回收率达到消费量的30%，意味着我国每年可回收90万吨锌，这将在很大程度上缓解锌资源的压力”。中国有色工程设计研究总院原副院长兼总工程师蒋继穆昨日在上海表示。蒋继穆提出，重视再生资源的回收利用也是解决我国锌资源短缺的有效途径。在我国，锌的二次资源回收利用重视不够，处于自流状态，没有形成产业。据统计，我国近五年来再生锌产量占消费量的比例为％－之间，而发达国家锌的二次资源回收率已经达到锌产量的30％，可以看出我国再生资源利用程度相当低。蒋继穆表示，对二次锌资源回收，国家有关部门必须引起高度重视。首先是对用锌量最大的镀锌钢材的废杂料集中收集，集中在能有效回收锌的专门炼钢厂处理。其次要加快研究步伐，尽快突破废干电池经济有效的回收工艺。除氧化锌涂料难以回收外，锌材、压铸合金，铜锌合金等只要注意收集，均能较易回收其有价金属。四 结束语目前锌的二次冶金已帮助相关企业处理了多种锌二次资源, 解决了企业长期积压的废弃物, 为有色金属的再生提供新方法。在所取得的成果的基础上,研究企业将进行不断的完善和深入的研究其他有色金属的再生利用。采用进行锌二次资源的再生利用能从源头上减少或消除环境污染, 符合建设资源节约型、环境友好型社会的发展道路, 为有色行业为节能减排贡献一份力量。五 参考文献钢铁厂高锌含铁尘泥二次利用的发展趋势 彭开玉, 周云, 王世俊, 李辽沙, 王海川, ( 安徽工业大学冶金与资源学院, 安徽马鞍山243002) 二次锌资源回收利用现状及发展对策 肖松文，肖骁，刘建辉，马荣骏（长沙矿冶研究院研究开发中心）真空冶金技术在锌二次资源再生中的应用进展 韩龙, 杨斌, 戴永年, 刘大春, 杨部正( 昆明理工大学真空冶金国家工程实验室, 云南昆明650093)
字号： 大大 中中 小小 中国工艺美术史结题论文 中国金属工艺之古今变迁 ——金属工艺在中国历史工艺美术舞台上的发展 内容提要：本文展述了什么是中国工艺美术，中国工艺美术之一的金属工艺在中国工艺美术中的地位，发展和金属工艺在当代有哪些需求的市场，以及金属工艺在设计、艺术中的一些可行性的创造，并且介绍我们身边一位以金属工艺进行艺术创造的人和她的艺术行为。 关键词：中国古代工艺美术、景泰蓝\烧瓷\花丝镶嵌\斑铜工艺\锡制工艺\铁画\金银饰品等等、金属工艺的当今市场、金属工艺用途、创造金属工艺、“铁哥们”、郭新、双城（twocities） 正文： 首先我们要了解，什么是中国古代工艺美术？ 中国古代工艺美术是中国人民为满足自己的物质需要和精神需要，在不同的历史条件下，采用各种物质材料和工艺技术所创造的人工造物的总称。它是中华民族造型艺术的重要组成部分，既体现了工艺美术的一般本质特征，在内涵和形式上保持着实用性与审美性的统一，又显示了中华民族文化自身所具有的鲜明个性。中国工艺美术以其悠久的历史、别具一格的风范、高超精湛的技艺和丰富多样的形态，为整个人类的文化创造史谱写了充满智慧和灵性之光的一章。工艺美术有物质文明和精神文明的又重属性，尽管它不是纯艺术，创作不以震撼人心或道德说教等为宗旨，但它对人的影响又绝不小于纯艺术。因为，人可以不去欣赏纯艺术，却不必去专门欣赏它，而它却永远在源源不断地提供着形式语言，潜移默化地培育起人的基本审美意识，如影随形般左右了人的终极审美判断。中国古代工艺美术夙享盛誉，长期是中华文明传播的承载体，域外人士在使用中国工艺美术的同时，也潜移默化地认知了中华文明。（参考《天公开物》） 工艺美术这个词，就具有悠久技艺传统的，富有地方和民族特色，反映中国古典文化精神的传统工艺美术，其主要门类有烧造、煅冶、染织、编扎、雕刻、木工、髹饰工艺等等。而金属工艺就是其中一项中国优秀的传统民族技艺。金属工艺是中国工艺艺术的一个特殊门类，主要包括景泰蓝（景泰蓝是用细扁铜丝掐成图案的，焊在铜胎上，再填点上彩色釉料，经烧制而成）、烧瓷（又名“铜胎画珐琅” ，与景泰蓝的区别在于不用掐丝，而是在以铜制胎之后，在胎体上敷上一层白釉，烧结后用釉色进行彩绘，经二、三次填彩、修正后再烧结、镀金、磨光而成。）、花丝镶嵌（又叫“细金工艺”。它是用金、银等材料，镶嵌各种宝石、珍珠，或用编织技艺制造而成。）、斑铜工艺（斑铜工艺品是云南独有的民间传统工艺品, 它采用高品位的铜基合金原料，经过铸造成型，精工打磨，以及复杂的后工艺处理制作而成，它"妙在有斑，贵在浑厚"，褐红色的表面呈现出离奇闪烁、瑰丽斑驳、变化微妙的斑花而独树一帜，堪称金属工艺之冠。）、锡制工艺、铁画（也称铁花，是以低炭钢为原料，将铁片和铁线锻打焊接成的各种装饰画。）、金银饰品等等。 中国金属艺术历史悠久，品种繁多，技艺精湛，风格独特，是中华民族璀璨的瑰宝，亦是中国优秀文化传统的结晶。我认为中国金属工艺在从古至今的岁月变迁中，是处在半消亡半沿袭状态的下的。这相对于其他中国工艺美术门类的发展情况看来，是趋于一个悲哀而并不绝望的状态，一种发展的涌动的状态。 金属工艺在当今，也占有非常大的需求量。这不会象我们在现在的生活中，去更多的去用塑料代替漆器，用玻璃代替了陶瓷，用工业印染的面料代替了传统织物等等。我们现在有许多酒吧、别墅、环境雕塑、绿化景观围栏等等，这些都需要去用到许多传统金属工艺的沿袭手段的，并且将金属工艺加以发扬光大，再设计再创造，使其与传统形式又有所区别，使得金属工艺更花样百出，更为当今的产业，人文，大众审美，或艺术家的创造所提供材料与技术的服务。但是，当今的金属工艺纯手工的几乎灭亡，这些内容也只是通过工业手段完成，利用机器，科技。我们能看见的传统的，废功费时的纯手工制作的金属工艺制品或许只有在一些艺术院校，或金属手工工作室内产出。 纯科技带领的金属工艺的大量浮现，这样的情况势必使我们的社会有更多的有关金属工艺的商机出现，商机出现会带动这个种工艺的的需求量，也会增加这种工艺本身的种类变化。达到我们以前通过手工艺无法达到的目的。古时候，我们祖先基本只用金属制作兵器和餐具，或者是女子装饰物和居室装饰物。如今，金属工艺大到被用做建凿高楼大厦，航天航海工具，小到肉眼无法看到科学仪器。电器需要它，店面装饰需要它，城市雕塑要它，房屋中的旋转楼梯需要它…… 中国古代人就对冶金技术很是着迷，他们迷恋于发现金属工艺能创造出不同性质的物体所带来的装饰性。但是，中国古代金属技术的成就及其在科学技术上的地位，并未为世界乃至包括中国人自己所充分了解。中国的青铜器早已举世闻名，但直到20世纪60年代初，商周青铜器的冶铸技术仍被视作是难解之谜。中国的古人更乐忠于金属工艺的装饰。就拿中国女子的发簪做例子，中过古代女子的发簪形式多种多样，但它不注重其功能性，只要是能扎在头发里做装饰便可，它更重视其装饰效果，如明代，凤金簪zan；宋代，金钗 chai，钗形状如叉，是有两跟针脚的簪；唐代 四蝶银步摇；宋代，银栉 zhi，栉下面有齿、上面有背，齿有疏密，疏者称梳，用以梳理头发，密者称篦，用以篦除发垢，等等。而如今，我们生活中的金属工艺更简洁，更注重它的性能方面，如有：黑色金属的两瓣式发夹，简洁大方从小姑娘到老奶奶都可以使用。弹簧式的发夹；圈套丁字形发夹等等； 除了在这些金属工艺的使用方面以外，我们更可喜的是能看到，金属工艺被我们所创作和设计。越来越多的艺术家和设计师，喜欢使用金属做为他们艺术创作的材料。如，著名北欧家具设计IKEA，也喜欢利用金属工艺做一些金属家具，如，床。在中国我们个大美术院校也力在培养大量的金属工艺沿袭者。并且还有专门的当代金属艺术作品展览。如，清华大学美术学院建院五十周年，美院工艺美术系于10月26日至11月5日在美院举行了金属艺术展。在他们学院，金属艺术专业随着他们美术学院特艺系的建立，经过了几十年的逐步完善和发展，目前形成了金属艺术和首饰艺术这两个有特色的专业方向。他们的作品，这些金属艺术作品也从不同程度上体现出中国传统文化的内涵。（参考《现代艺术设计丛书》——《金工艺术》） 在这次的田野考察中，我去了莫干山路50号，去看了”铁哥们”工作室，这个工作室的艺术家，将一些平时看似废弃的金属材料制作成了一些玩具式的作品，有唱京戏拿大刀的角，还有欧洲的骑士，小恐龙，门口的彩色铁皮风铃罐头等等，都十分的有趣和生动，并且将废铜烂铁变废为宝，这个是具有很好的环保理念的创举，在日益耗尽的资源面前，艺术应该作为一种先发至人的东西存在，来以它的形式，广而告知那些尚未意识到问题的人们。在今后我们更应该在环保上多作考虑。金属并不应该无限制的制造，这样的话总有一样会耗尽所有，所以还当反复使用。这一点“铁哥们”走出了希望的步伐，将一堆废气金属变为了装饰性很强的艺术品。值得我们深思和学习。 我还重点去采访，并且接触了我们上海大学美术学院综合材料造型工作室，做首饰艺术的女艺术家，郭新老师和她的双城手工艺工作室（twocities）。郭老师拥有美国印第安大学文学硕士与艺术硕士学位。她用金属工艺做“艺术首饰”，以艺术首饰作为艺术创作的形式。”艺术首饰”(art jewelry)是目前首饰设计的最前卫的艺术表现形式。它直根于现代艺术。她教导学员设计首饰造型一定要有创造性，创作出艺术性个性化的东西来。艺术首饰可以由多种不同材料表现，不受限制，而金属正是艺术首饰中最常见和最常使用的一种。她说，金属工艺在中国传统中已近流失。这是非常令人痛惜的事情。而在西方，高速发展的科技并没有使手工艺术消亡。在西方的许多美术学院里都设有金工艺术课程。许多金工艺术课程是和首饰作为同一个专业研究的。一把全手工锻造的茶壶要花近两个月的时间敲打出来。在现代手工艺术运动中，手工锻造的餐具、器皿是现代设计理念加上与传统手工艺的完美组合。（参考《郭新：上海大学美术学院教师作品集》） 科技引领的金属工艺手段，可以说是“加工型”的金属工艺，这需要我们通过大脑和手工艺实践，所谓的“创意型” 相互的结合，并且是后着影响牵引前者发展。那么随着人们的艺术修养的提高，金属工艺从古至今会越走越好。并且创造出更灿烂的金属创作的未来。
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始：一、分类：金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳 2％～4％的铸铁，含碳小于 2％的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金，以及金属基复合材料等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属 、喷射成形金属，以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型，主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型，其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。二、性能为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。三、生产工艺：金属材料生产，一般是先提取和冶炼金属 。有些金属需进一步精炼并调整到合适的成分，然后加工成各种规格和性能的产品。提炼金属，钢铁通常采用火法冶金工艺，即采用转炉、平炉、电弧炉、感应炉、冲天炉(炼铁)等进行冶炼和熔炼；有色金属兼用火法冶金和湿法冶金工艺 ；高纯金属以及要求特殊性能的金属还采用区域熔炼、真空熔炼和粉末冶金工艺。金属材料通过冶炼并调整成分后，经过铸造成型，或经铸造、粉末冶金成型工艺制成锭、坯，再经塑性加工制成各种形态和规格的产品。对有些金属制品，要求其有特定的内部组织和力学性能，还常采用热处理工艺 。常用的热处理工艺有淬火、正火、退火、时效处理（将淬火后的金属制件置于室温或较高温度下保温适当时间，以提高其强度和硬度）等。四、发展趋势：金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步，传统的金属材料得到了迅速发展，新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料，已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用，并产生了巨大的经济效益。
镁法海绵钛爬壁钛生成量的初探沈俊宇（遵义钛业股份有限公司 贵州省 563004）摘要：在海绵钛的还原生产过程中，反应器的上部器壁会生成大量环状的爬壁钛，一炉产品爬壁钛的生成量少则500 kg左右，多则达800至1000 kg，爬壁钛不仅产品取出困难，增加操作人员劳动强度，而且其质量较差，经济损失大。本文分析了海绵钛爬壁钛的形成机理及生产过程中爬壁钛增多的原因，提出了还原中后期最大加料速度限制，以缓解反应剧烈程度和控制反应液面高度在1#范围内小幅波动，防止形成新的活性中心，是生产过程中减少爬壁钛生成量的主要途径。关键词：海绵钛 爬壁钛 生成量 加料速度 反应液面高度A Study the Production of the Titanium on Walls Produced in the Process of Sponge Producing by Magnesium ProcessJunyu，Shen(Zunyi Titanium 563004)Abstract：A quantity of annular titanium will be produced on upper walls of reactors during the reduction and distillation。The production per batch is from 500kg to 800 or 1,000kg. It is difficult for operators to take products out ,and also influences the quality .Therefore ,the titanium on walls not only strengthens the labor intensity ,but also causes a big loss The paper analyzes the formation mechanism of the titanium on wall and reasons why its production order to ease the strong reaction,make the liquid level in reaction waves no more than 1’’and prevents the formation of new active centers ,the paper introduces a main method to reduce the production of the titanium on walls,that is to retrict the speed in mid or late period of reduction and sponge the titanium on walls production feed speed liquid level in reaction 1 前言在海绵钛的还原生产过程中，反应器的上部器壁会生成大量环状的爬壁钛，如图1所示。爬壁钛会导致以下不良后果： 第一，由于目前使用双法兰反应器，反应器上部热损失较大（上部有三圈水套，反应器约300 mm高度在加热炉外），上部爬壁钛中的氯化镁很难被蒸发出去，使爬壁钛中含有较高的杂质元素氯，剥取产品时会看到反应器口部（爬壁钛的最上部）粘有大量的镁和氯化镁。第二，海绵钛还原、蒸馏反应器为铁制反应器，由于爬壁钛在反应器器壁上粘附较强，加之双法兰反应器上部热损失大，为保证反应器上部温度，蒸馏期间加热炉1#、2#加热电阻丝送电频率高且时间长，致使爬壁钛普遍有发亮现象，分析结果显示杂质元素铁含量较高。第三，爬壁钛在反应器上部空间极易被泄漏进的空气污染，使产品中杂质元素氮、氧含量较高。由表1可看出，产品分析爬壁钛质量级别基本上在3—5级（极少部分在2级以上），同时，也有少部分因杂质元素过高成为等外品。一炉产品爬壁钛的生成量少则500kg左右，多则达800至1000 kg，经济损失较大。另外，爬壁钛过多也给产品取出带来困难，增加操作人员劳动强度。为了减少爬壁钛生成量，降低损失，我们进行了控制液面高度及调整料速试验。表1 2007年下半年爬壁钛质量统计表分析批数（批） 2级品批数（批） 3～5级品批数（批） 等外品批数（批） 2级品影响因素 3～5级品、等外品影响因素75 12 51 12 HB、Fe、Cl、O、N HB、Fe、Cl2 爬壁钛形成机理镁还原TiCl4主要反应为：TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2，在还原反应刚开始时，加入的TiCl4大部分气化，发生气相TiCl4—气相Mg或气相TiCl4—液相Mg反应，同时也有一部分TiCl4液体未来得及气化，进入液镁中，发生液相TiCl4—液相Mg间的反应。还原刚开始在反应器铁壁和熔镁表面夹角处上，一旦有钛晶粒出现后，裸露在熔镁面上方的钛晶体尖峰或棱角便成为活性中心。[1] 镁还原TiCl4主要在此活性中心上进行。液镁靠表面张力沿铁壁和钛晶体毛细孔上爬，被吸附在活性中心上，与气相TiCl4反应生成最初的海绵钛颗粒。随着反应的进行，生成的海绵钛颗粒依赖其与反应器壁的粘附力和熔体浮力的支持沿反应器壁在熔体表面逐渐长大，并浮在熔体表面。随着生成的海绵钛块增厚、增大，加之排放氯化镁，失去熔体浮力支持的海绵钛块体大部份就会沉落在熔体底部，这样在反应器器壁上，将有环状海绵钛粘附在其上，其实，这部分也是最初的爬壁钛。另外，在还原反应初期，液镁有很大的蒸发表面，而空间压力较低，故镁具有很大的蒸发速度。还原反应中期，反应温度较高和对反应器底部加热时，也会有部分镁蒸发。镁蒸气挥发后，冷凝在反应器器壁和大盖底部，与气相TiCl4反应也会生成部份爬壁钛。海绵钛块沉落熔体底部后，熔体表面会重新暴露出液镁的自由面，还原反应将恢复到较大的速度。随着反应的进行，在熔体表面会重新生成海绵钛桥，通过排放氯化镁，钛桥被破坏，海绵钛块靠自重下沉，又为下一层海绵钛生长创造条件，爬壁钛也在这一过程中逐渐形成，还原反应如此周而复始进行，直至镁的利用达到65%—75%之后。3 生产中爬壁钛增多原因分析中后期加料速度随着还原反应的进行，特别是进入中期后，加料速度逐渐增加，反应进行的非常剧烈，熔体表面反应区中心部最高温度可达1200℃以上，而镁的沸点仅1105℃，此时镁处于沸腾状态。加之目前还原操作料速按玻璃转子流量计实际刻度与自动加料系统对照进行加料，因玻璃转子流量计出厂时是用水标定，当被测介质改为TiCl4时，其修正系数，经计算应为。当玻璃转子刻度显示最大加料量为150 kg /，实际料速已达160～170 kg /。这样更加剧了反应的剧烈程度，沸腾的液镁将不断吸附在最初反应器壁上已形成的少量环状爬壁钛上，通过钛晶体毛细孔上爬，与气相TiCl4反应生成新爬壁钛，使原环状爬壁钛增多、增厚。另外，由于反应剧烈程度增加，也加剧了液镁的气化，液镁蒸气挥发后，冷凝附着在反应器器壁上部和大盖底部，与气相TiCl4反应生成爬壁钛，这些爬壁钛主要粘附在反应器器壁上部和大盖底部。因此，最大料速持续的时间越长，生成爬壁钛也就越多（表2）。表2 部分大料速爬壁钛生成量统计表最大料速（kg /） 持续的时间（h） 爬壁钛占毛产量比例（%）生产炉-1 155～165 35 生产炉-2 145～155 40 生产炉-3 155～165 36 生产炉-4 155～165 40 生产炉-5 155～165 35 反应液面高度反应液面高度太低、波动范围过大会增加爬壁钛生成量，其原因如下：第一，当反应液面高度过低时，TiCl4距液镁表面间距面相对较远，发生液相TiCl4—液相Mg间的反应相对减少，气相TiCl4与镁蒸气反应相对增加，从而增加爬壁钛生成量。第二，因未定时、定量准确排放MgCl2，反应液面高度大幅上下波动，易在钛晶体活性中心之外，形成新的活性中心，液镁靠表面吸引力沿铁壁和钛晶体孔隙上爬，被吸附在活性中心上，这样在反应器壁上会粘附形成新的爬壁钛。因此，不控制好液面高度，及时准确排放MgCl2，也将增加爬壁钛的生成量（表3）。表3 反应液面高度大幅波动量统计表反应液面高度波动范围 爬壁钛占毛产量比例（%）生产炉-6 1#～2# 生产炉-7 1#～2# 生产炉-8 1#～2# 生产炉-9 1#～2# 生产炉-10 1#～2# 生产炉-11 1#～2# 措施通过上述分析，可以知道爬壁钛是海绵钛生产过程中必然要形成的，但其生成量是可以控制的，因此，我们对加料速度以及反应液面高度进行了调整。结合生产实践，采取两项措施：第一，我们对部分处于通风不好而影响散热的炉子还原中期最大加料速度限制在135～140 kg /，以缓解反应剧烈程度，特殊炉次，因反应温度太低，可以适当提高至160～170 kg /，但持续时间不能太长，最多3～4 h;后期最大料速限制在105～110 kg /。第二，控制反应液面在1#范围内小幅波动，防止形成新的活性中心，以达到降低爬壁钛生成量的目的（表4）。表4 调整料速及排放MgCl2制度试验对比表料速及排放MgCl2制度 平均爬壁钛占毛产比例(kg) 平均钛坨重量(kg) 平均加料时间(h) 中期平均最大料速(kg /) 后期平均最大料速(kg /)调整前 5291 89 160 120调整后 5483 87 138 107从表4的统计数据可以看出，通过控制最大料速以及控制好液面高度及时准确的排放MgCl2，产品生成的爬壁钛占毛产比例大大下降，调整前平均爬壁钛为％，调整后平均爬壁钛％，平均下降％。在进行调整料速试验期间，对生产炉-59一炉产品还原中期加料再次进行提高料速到155～165 kg /试验，结果爬壁钛增至占毛产量的％，从这点也证明了加料速度对爬壁钛形成的影响。此外，调整前，钛坨平均重5291 kg，调整后，钛坨平均重5483 kg，平均毛产重量未受影响；调整前平均加料时间89小时，调整后平均加料时间87小时，加料时间也略有减少。试验在降低爬壁钛生成量的同时，缩短了还原生产周期，降低了还原电耗，取得了较好的效果。5 结论对处于通风不好而影响散热的炉子还原中期最大加料速度限制在135～140kg /，后期最大料速限制在105～110 kg / 控制反应液面高度在1#范围内小幅波动。本试验在巩固海绵钛钛坨产量的情况下，降低了爬壁钛生成量，试验取得了效果，为进一步研究探索海绵钛爬壁钛生成量打下了基础。参考资料[1] 莫畏， 邓国珠 ，罗方承 . 钛冶金[M].版次（第二版）.北京:冶金工业出版社,1998:281-293
好宽的范围，就只讲转炉炼钢的发展也不止5000字啊
中文摘要: 钢铁炉料为钢铁企业生产提供了必要的物质保证,而钢铁炉料采购面临的是一个动荡起伏、复杂多变的市场环境。本文以供应链理论为指导,结合实际工作经验,分析了炉料市场状况,从四个方面对建立适应炉料市场变化的采购管理机制进行了研究。 通过对炉料采购过程控制的研究,提出了采购活动八个过程,并按采购过程设置采购管理机构,实行分段管理的采购管理机制,以确保采购过程的高效、透明、约束。 通过对炉料供应商评价管理的研究,提出了供应商分类分级评价体系的必要性,提出了量化的评价标准和具体的分类分级评价方法,为建立长期稳定的供应商合作关系和培育核心供应商打下了良好的基础。 通过对炉料采购定价管理的研究,提出了适用于炉料采购的两种定价方式,并着重对竞争性采购定价方式中所应用的五种定价方法进行了研究,目的在于寻求公开透明、决策灵活、规范受控的价格形成体系。 通过对采购手段及采购策略的研究,提出了用电子商务手段来改进采购方式,提出了与核心供应商建立战略合作伙伴关系及采购供应基地,确保资源稳定、安全的获得。英文摘要: The supply of the furnace charge provides the necessary guarantee for the iron and steel companies, but the unstable and complicated market environment exists while purchasing furnace charge. This paper analyses the market situation of furnace charge upon the theory of the supply chain and the experience of the practical work, and elaborates the practical management mechanism of purchasing the furnace charge to adapt the changing market from four respects,. On the basis of the study of controlling the p...目录:摘要 5-6Abstract 6致谢 7-11第一章 绪论 研究背景 钢铁炉料采购过程管理概述 论文结构安排 12-14第二章 钢铁炉料采购市场状况分析 炉料市场状况 铁矿石资源状况分析 铁合金资源状况分析 废钢资源状况分析 煤炭、焦炭资源状况分析 炉料运输条件的分析 16-18第三章 炉料采购过程控制管理 炉料采购管理的重要性 炉料采购管理机制 线性管理机制 分段管理机制 两种管理机制的比较 实行分段管理机制的优点 分段管理机制 马钢炉料采购过程控制管理的做法 24-26第四章 供应商评价管理 钢铁企业开展供应商评价管理的背景及重要意义 钢铁企业开展炉料供应商评价管理的必要性 供应商评价管理体系 供应商评价管理方法 评价管理组织机构 供应商评价指标权重 评价标准及评分方法 评价实施 评价周期 实施供应商评价管理效果 马钢炉料供应商评价管理的做法 33-34第五章 炉料采购定价管理 炉料采购定价管理的必要性 炉料采购定价方式 战略性采购定价方式 竞争性采购定价方式 竞争性采购定价方式的应用 常用的炉料采购定价方式 炉料采购定价过程的若干问题 炉料采购定价管理机制的落实与保障措施 马钢炉料采购定价管理的做法 40-41第六章 炉料采购策略及采购手段的研究 采购策略 与核心供应商建立战略合作伙伴关系 建立采购供应基地 通过电子商务改进采购手段 钢铁企业网上采购发展过程 传统招标采购与电子商务相结合的采购模式 实施电子商务手段的作用 45-46第七章 结束语 46-48参考文献 48-49攻读硕士学位期间发表的论文 49-50
摘要本设计的主要任务是设计一座年产批量为650万吨的转炉炼钢车间。本设计从基础的物料平衡和热平衡计算开始。主要包括以下几部分：顶吹转炉炉型设计、转炉炼钢车间设计、连铸设备的选型及计算、炉外精炼设备的选型与工艺布置以及炼钢车间烟气净化系统等。其中，转炉炼钢车间设计是本设计的重点与核心。转炉的原料主要有铁水、废钢以及其它一些辅助原料。本车间的炉外精炼主要采用了喂丝以及真空脱气手段。本车间的浇注方式为全连铸。车间的最终产品为板坯。为了适应我国现代钢铁工业的发展需求,同时本着节能和获得最大经济效益的原则，并考虑环境保护的因素，本次设计尽量采用新技术、新工艺,力求设计更加合理,以提高产品质量,提高车间的综合效益。关键词：顶吹转炉炼钢车间精炼连铸'smodernironandsteelindustry,meanwhileinlinewiththeprincipleofconservationofenergyandobtainingthemaximumeconomicefficiency,andconsideringthefactorofenvironmentalprotectionthe,thisdesignusesnewtechnology,：Topblowing;Converter;Steel-making;Workshop;Refining;Continuous-casting