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| 內容簡介： |
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《简明冶金学》融合钢铁冶金和有色金属冶金，在保证知识体系完整的同时，尽量使原理简明、设备直观、工艺简洁，内容力求简明扼要。钢铁冶金部分，以钢铁生产流程为主线，介绍铁冶金、铁水预处理、钢冶金、钢液炉外精炼、钢的连铸等方面的基础理论、设备、工艺及操作等内容。有色金属冶金部分，选择典型金属铜、镍、铅、锌、铝、镁、钛、钼，介绍其金属及化合物性质、矿物来源、冶炼原理、冶炼工艺及设备等方面的内容。书中配套提供典型设备的三维仿真图、生产工艺流程动画、生产现场照片及现场视频等，可扫码观看。本书可供高校冶金工程专业学生作为教材使用，也可供材料工程、资源工程专业师生以及从事冶金科研和工程技术的人员参考阅读。
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| 關於作者： |
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李小明，西安建筑科技大学教授，冶金工程国*家级一*流专业主要建设人、冶金学系列课程省级教学团队核心成员，负责冶金学省级精品资源共享课程。担任冶金技术国*家级实验教学示范中心负责人、陕西省冶金制造虚拟仿真实验教学示范中心负责人。主要从事冶金工程技术、冶金资源综合利用领域教学及科研工作。任中国冶金教育学会冶金工程实践教学研究会副理事长、工程分会理事，中国金属学会冶金反应工程分会委员、炼钢分会委员、冶金物理化学分会委员、冶金固废专业委员会委员。承担国家自然科学基金项目4项，省部级、厅局及企业横向课题20余项，发表论文200余篇，授权发明专利20余件，出版专著及教材11部。科技奖励、国家自然科学基金等项目评审专家。
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| 目錄：
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1 绪论1
1.1 冶金方法1
1.2 冶金分类2
思考题3
参考文献3
2 铁冶金4
2.1 铁矿粉造块4
2.1.1 造块概述4
2.1.2 烧结过程5
2.1.3 球团过程15
2.1.4 烧结矿及球团矿冶金性能24
2.2 高炉冶炼过程的物理化学29
2.2.1 蒸发、分解与气化29
2.2.2 还原过程31
2.2.3 炉渣性能37
2.2.4 碳的气化反应40
2.2.5 生铁的形成46
2.3 高炉炼铁工艺48
2.3.1 高炉冶炼过程概述48
2.3.2 高炉操作制度65
2.3.3 高炉炼铁的强化技术73
2.4 非高炉炼铁82
2.4.1 直接还原82
2.4.2 熔融还原94
思考题102
参考文献102
3 铁水预处理104
3.1 铁水预处理脱硫104
3.1.1 脱硫剂种类及脱硫原理104
3.1.2 KR脱硫法109
3.1.3 喷吹脱硫法110
3.2 铁水预处理脱硅111
3.2.1 脱硅原理112
3.2.2 脱硅反应的影响因素112
3.2.3 脱硅剂种类113
3.2.4 预处理脱硅方法113
3.3 铁水预处理脱磷115
3.3.1 脱磷反应115
3.3.2 脱磷反应的影响因素116
3.3.3 脱磷剂种类117
3.3.4 铁水同时脱硫与脱磷117
3.3.5 铁水预脱磷方法119
思考题121
参考文献121
4 钢冶金122
4.1 钢冶金原理122
4.1.1 硅、锰的氧化122
4.1.2 钢液脱碳124
4.1.3 钢液脱磷126
4.1.4 钢液脱硫128
4.1.5 钢液脱氧129
4.1.6 钢液脱气130
4.2 炼钢原料132
4.2.1 金属材料132
4.2.2 造渣材料133
4.2.3 耐火材料134
4.3 转炉炼钢136
4.3.1 转炉炼钢概述136
4.3.2 转炉冶炼工艺137
4.3.3 转炉炼钢关键设备144
4.3.4 转炉炼钢自动化153
4.3.5 转炉节能环保及资源利用156
4.4 电弧炉炼钢159
4.4.1 电弧炉炼钢概述159
4.4.2 电弧炉冶炼工艺160
4.4.3 电弧炉炼钢关键设备165
4.4.4 电弧炉炼钢自动化169
4.4.5 现代电弧炉炼钢技术171
思考题174
参考文献175
5 钢液炉外精炼176
5.1 概述176
5.1.1 洁净钢与钢中非金属夹杂物176
5.1.2 炉外精炼的功能及效果178
5.2 炉外精炼技术180
5.2.1 合成渣洗180
5.2.2 真空技术180
5.2.3 搅拌技术180
5.2.4 加热技术182
5.2.5 喷吹和喂丝182
5.3 炉外精炼方法183
5.3.1 钢包吹氩喂线精炼183
5.3.2 LF钢包炉精炼183
5.3.3 RH 真空脱气186
5.3.4 AOD精炼炉188
5.3.5 VD真空脱气精炼炉189
5.3.6 VOD真空吹氧脱碳精炼189
5.3.7 VAD真空电弧脱气炉191
5.3.8 ASEA-SKF精炼装置192
5.3.9 CAS-OB精炼装置193
5.4 典型钢种精炼工艺194
5.4.1 轴承钢198
5.4.2 不锈钢198
5.4.3 弹簧钢199
5.5 炉外精炼技术发展趋势200
思考题201
参考文献202
6 连续铸钢203
6.1 概述203
6.2 连铸机分类204
6.3 连铸主要设备205
6.3.1 钢包及运载装置205
6.3.2 中间包及运载装置207
6.3.3 结晶器及振动装置208
6.3.4 二次冷却装置209
6.3.5 拉坯矫直装置211
6.3.6 切割装置211
6.3.7 引锭装置212
6.4 连铸工艺及主要参数213
6.4.1 工艺流程213
6.4.2 主要参数215
6.5 连铸坯质量及控制219
6.5.1 连铸坯结构219
6.5.2 连铸坯缺陷及改进221
6.6 近终形连铸224
6.6.1 薄板坯连铸连轧224
6.6.2 薄带连铸227
思考题230
参考文献230
7 铜冶金231
7.1 概述231
7.1.1 铜及其化合物的性质231
7.1.2 铜矿物资源232
7.1.3 铜的提取方法233
7.2 铜造锍熔炼235
7.2.1 造锍熔炼原理235
7.2.2 传统造锍熔炼工艺236
7.2.3 新型造锍熔炼工艺237
7.3 铜锍吹炼248
7.3.1 吹炼原理249
7.3.2 转炉设备结构及吹炼工艺252
7.3.3 连续吹炼工艺253
7.4 火法炼铜发展趋势261
7.5 铜火法精炼261
7.5.1 精炼原理261
7.5.2 精炼设备及工艺264
7.6 铜电解精炼265
7.6.1 理论基础266
7.6.2 电解设备及操作实践267
7.6.3 精炼技术进展271
7.7 再生铜冶炼技术275
7.8 铜湿法冶金276
7.8.1 硫化矿焙烧-浸出-净化-电积法277
7.8.2 氨浸法279
7.8.3 硫酸浸出法281
7.8.4 黄铜矿的加压氧化浸出282
思考题282
参考文献283
8 镍冶金284
8.1 概述284
8.1.1 镍及其化合物的性质284
8.1.2 镍资源概况284
8.1.3 镍的提取方法286
8.2 硫化镍矿造锍熔炼287
8.2.1 造锍熔炼原理287
8.2.2 镍造锍熔炼工艺290
8.3 低镍锍的吹炼295
8.3.1 吹炼原理295
8.3.2 低镍锍吹炼设备及工艺298
8.4 高镍锍的磨浮分离300
8.4.1 高镍锍中铜镍分离方法300
8.4.2 磨浮分离原理及工艺301
8.4.3 磨浮产物303
8.5 高锍阳极电解精炼303
8.5.1 高锍阳极电解原理303
8.5.2 电解精炼工艺304
8.6 红土镍矿火法熔炼307
8.6.1 传统火法工艺307
8.6.2 火法冶炼新技术308
8.7 红土镍矿湿法冶金309
8.7.1 还原焙烧-氨浸法309
8.7.2 硫酸加压浸出工艺309
8.7.3 改进的加压酸浸工艺310
8.7.4 常压盐酸浸出工艺311
8.7.5 硝酸加压浸出312
思考题312
参考文献313
9 铅冶金314
9.1 概述314
9.1.1 铅及其化合物的性质314
9.1.2 铅冶金的原料315
9.2 烧结焙烧-鼓风炉还原熔炼316
9.3 硫化铅精矿直接熔炼原理及工艺319
9.3.1 直接熔炼原理319
9.3.2 氧气底吹QSL法321
9.3.3 基夫赛特熔炼法322
9.3.4 氧气顶吹熔炼法324
9.3.5 富氧侧吹直接炼铅技术325
9.3.6 富氧底吹直接炼铅技术326
9.4 粗铅的火法精炼328
9.4.1 粗铅除铜328
9.4.2 粗铅精炼除锡330
9.4.3 粗铅除锌331
9.4.4 粗铅除铋331
9.5 粗铅的电解精炼331
9.5.1 铅电解精炼的基本原理332
9.5.2 铅电解精炼技术333
9.5.3 铅电解的生产操作337
9.6 再生铅回收338
9.6.1 再生铅生产的原料338
9.6.2 铅酸蓄电池的回收利用338
9.6.3 二次铅资源的再生回收工艺339
思考题342
参考文献342
10 锌冶金343
10.1 概述343
10.1.1 锌及其化合物的性质343
10.1.2 锌的矿物资源343
10.1.3 锌的提取方法344
10.2 锌精矿焙烧345
10.2.1 焙烧方法345
10.2.2 湿法炼锌对锌精矿焙烧的要求345
10.2.3 焙烧过程基本原理346
10.2.4 沸腾焙烧理论及工艺350
10.3 锌焙砂浸出356
10.3.1 浸出工艺及流程356
10.3.2 铁酸锌的溶解与中性浸出过程的沉铁反应357
10.3.3 影响浸出反应速度的因素359
10.3.4 锌浸出主要设备360
10.3.5 浸出的操作及技术条件361
10.3.6 热酸浸出后的沉铁工艺362
10.3.7 常规浸出后浸出渣的火法处理363
10.4 硫酸锌溶液的净化364
10.4.1 置换法除铜、镉原理364
10.4.2 硫酸锌溶液中其他杂质的净化365
10.4.3 用特殊药剂法除钴镍原理366
10.4.4 净化工艺及技术条件控制366
10.4.5 主要净化设备369
10.5 硫酸锌溶液的电解沉积371
10.5.1 锌电积基本原理371
10.5.2 主要设备373
10.5.3 电积过程的技术经济指标375
10.5.4 析出锌的质量与常用添加剂376
10.6 锌的熔铸377
思考题377
参考文献378
11 铝冶金379
11.1 概述379
11.1.1 铝的性质379
11.1.2 铝土矿资源380
11.1.3 现代铝工业381
11.2 氧化铝生产382
11.2.1 拜耳法生产氧化铝383
11.2.2 烧结法生产氧化铝387
11.2.3 拜耳-烧结联合法生产氧化铝389
11.2.4 氧化铝的质量要求389
11.3 铝电解390
11.3.1 铝电解质390
11.3.2 铝电解反应392
11.3.3 铝电解生产与工艺394
11.4 铝精炼395
11.4.1 铝的纯度395
11.4.2 铝液净化395
11.4.3 高纯铝制备396
思考题397
参考文献397
12 镁冶金399
12.1 概述399
12.1.1 镁的性质399
12.1.2 镁资源399
12.1.3 镁的生产方法401
12.2 电解法炼镁401
12.2.1 原料准备401
12.2.2 镁电解质的组成与性质403
12.2.3 电解质中杂质对电解过程的影响405
12.2.4 镁的电解406
12.2.5 镁电解工艺407
12.3 热还原法制备金属镁408
12.3.1 硅热法408
12.3.2 碳热法409
12.3.3 铝热法409
12.4 镁的精炼及表面处理410
12.4.1 粗镁精炼410
12.4.2 镁锭的表面处理411
思考题412
参考文献412
13 钛冶金414
13.1 概述414
13.1.1 钛的性质414
13.1.2 钛资源414
13.1.3 钛的生产方法416
13.2 钛渣和人造金红石417
13.2.1 钛渣的生产417
13.2.2 人造金红石的生产419
13.3 氯化制取四氯化钛421
13.3.1 氯化原理422
13.3.2 氯化工艺422
13.3.3 四氯化钛的精制424
13.4 海绵钛生产424
13.4.1 镁热还原TiCl4 生产钛424
13.4.2 钠热还原TiCl4 生产钛426
13.4.3 金属热还原TiO2 生产钛426
13.4.4 电解法生产钛426
13.5 钛的精炼427
13.5.1 电解精炼427
13.5.2 碘化法精炼427
13.6 致密钛生产428
13.6.1 真空电弧熔炼法428
13.6.2 粉末冶金法429
13.7 钛白粉生产429
思考题429
参考文献429
14 钼冶金431
14.1 概述431
14.1.1 钼的物化性质431
14.1.2 钼的用途432
14.1.3 钼的矿物433
14.2 氧化钼生产434
14.2.1 钼精矿氧化焙烧原理434
14.2.2 回转窑法生产氧化钼435
14.2.3 多膛炉法生产氧化钼438
14.3 钼铁生产439
14.3.1 生产用原料440
14.3.2 钼铁冶炼原理440
14.3.3 钼铁生产工艺440
14.4 钼的湿法冶金442
14.4.1 钼焙砂氨浸工艺442
14.4.2 辉钼矿湿法冶金技术442
14.5 钼金属制品443
14.5.1 钼粉的生产443
14.5.2 钼金属制品的生产444
14.5.3 金属钼丝与钼杆的生产444
思考题444
参考文献445
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| 內容試閱：
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冶金工业是国民经济的重要组成部分，是国家的重要工业基础。2023年，我国粗钢产量10.2亿吨，占全球总产量的55%，自1996年起已连续27年成为世界第一产钢大国。我国十种常用有色金属(铜、铝、铅、锌、镍、锡、锑、汞、镁、钛)产量自2002年起已连续21年居全球第一，2023年，超7000万吨，占全球总产量的50%。中国已成为世界最大的冶金工业基地。
由于金属品种繁多，各种专门讲解金属冶炼的冶金学著作相继出现，如炼铁学、炼钢学、钢铁冶金学、轻金属冶金学、重金属冶金学、稀贵金属冶金学等，还有针对单一金属冶金的相关著作，如镍冶金、铅冶金、铜冶金、钼冶金等，这些著作在高校专业细分为钢铁冶金和有色金属冶金时，对学生学习相关冶金理论、冶金设备和冶金工艺起到了积极作用。
随着专业调整，1999年起，钢铁冶金专业和有色金属冶金专业合并为冶金工程专业。为了适应专业变化，相继出现了一些融合钢铁生产和有色金属生产的概论类教材，如冶金概论、钢铁冶金概论、有色冶金概论、冶金工程概论等，这些教材一定程度上满足了教学的需要。随着专业改革的不断深入，与专业教学目标、培养要求契合的冶金学教材需要及时更新。
据此，本编写团队根据多年冶金学课程的教学经验，结合行业技术进展，优化了设备展示，更新了工艺流程，融合了信息技术等，编写了本书，在保证知识体系完整的同时，尽量使原理简明、设备直观、工艺简洁。钢铁冶金部分(第2～6章)以钢铁生产流程为主线，介绍铁冶金、铁水预处理、钢冶金、钢液炉外精炼、钢的连铸等内容;有色冶金部分(第7～14章)选择典型金属铜、镍、铅、锌、铝、镁、钛、钼等，介绍其单质及化合物性质、矿物来源、冶炼原理、冶炼工艺及设备等内容。通过本书的学习，使读者掌握冶金过程基本理论、主体设备、工艺流程、控制条件与技术指标等，了解行业发展现状和发展趋势，能针对特定矿物设计相应的生产工艺，可基于绿色创新理念设计研发产品。
本书的编写团队包括高校教师和企业技术人员。其中，第1、5章由西安建筑科技大学李小明、吕明编写，第2章由西安建筑科技大学邢相栋编写，第3、4章由西安建筑科技大学吕明编写，第6章由西安建筑科技大学李小明和宝武钢铁集团新疆八一钢铁有限公司吴军编写，第7～10章由西安建筑科技大学崔雅茹、王国华编写，第11～13章由兰州理工大学申莹莹编写，第14章由金堆城钼业集团有限公司杨猛编写。全书由李小明统稿。
本书配套提供部分典型设备的三维仿真图片、生产工艺流程动画、生产现场照片及视频等数字资源，读者可扫描二维码观看。此部分内容均由北京金恒博远科技股份有限公司制作提供，特别感谢徐肖伟总经理和彭尊副总经理的大力支持。
由于编者水平有限，书中不妥之处，敬请批评指正。
编者
2024年8月
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