冶金專業論文

冶金專業論文1

　　摘要：冶金工業發展對冶金工程專業學生知識、能力和素質的要求，為了培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高的人才，更加適應社會發展的需要，必需改變過去過分強調專業對口的培養模式，拓寬專業口徑，實現人才培養模式的轉變。人才培養模式的轉變，關鍵是從注重知識的繼承與傳授向注重能力和素質培養為主轉變。

　　關鍵詞：冶金工程;人才培養模式;培養方案

　　一、課程體系改革勢在必行

　　隨著時代的發展，科學技術加速發展，知識積累呈指數增長，新的技術革命促進了信息化社會的發展，人類社會的學習方式、工作方式、生活方式、生產方式乃至思維方式也在不斷改變，以知識傳遞為特征的傳統課程體系已不適應21世紀對人才培養的客觀要求，高等教育課程體系改革勢在必行。我國現有的高等教育取得了空前的發展，但仍然面臨著前所未有的困境和挑戰。主要體現在高等教育體制改革不能適應社會主義市場經濟發展的需要，教育思想、教育理念不能適應時代的要求，教學內容、教學方法不能適應創新型人才培養的要求等。因此，人才培養模式、專業設置、課程體系、教學內容和方法等的改革勢不容緩。

　　二、高等教育的培養目標應是拓寬的專業教育

　　我國高等學校的辦學模式是在當年的計劃經濟條件下形成的。建國初期主要是借鑒前蘇聯教育模式，按行業設置專業。不可否認這種教育模式在當時為冶金工業的發展做出了重大貢獻。但是在新的歷史時期，原有專業培養的人才已不能適應新時代要求;隨著冶金及材料工程生產規模的迅速擴大，計算機自動控制的系統工程得到充分利用，現有的培養模式，已經不能適應新技術發展的要求。上個世紀80年代，將煉鐵、煉鋼、電冶金三個專業調整為鋼鐵冶金專業，專業面有所拓寬，但專業宏觀結構不盡合理，嚴重影響著本科人才的培養質量。因此有人主張我國高等教育應盡快與國際接軌，培養“通才”。筆者認為，現階段我國高等教育的培養目標還應是拓寬的專業教育，而不應是通才教育。為了培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高的人才，更加適應社會發展的需要，必需改變過去過分強調專業對口的培養模式，拓寬專業口徑，實現人才培養模式的轉變。人才培養模式的轉變，關鍵是從注重知識的繼承與傳授向注重能力和素質培養為主轉變。20xx年教育部本科專業設置目錄將鋼鐵冶金、粉末冶金、有色冶金、冶金物理化學四個專業合并為“冶金工程”專業。這就是要強化基礎教育，注重學科交叉與滲透，全面培養學生的各種能力。

　　三、加強學生基礎理論的培養

　　面對未來要求，工程技術人才將是掌握整個工程技術系統所涉及的有關學科專業的知識和方法，能夠在形勢和任務多變的情況下，在群體的協調工作中對跨學科領域的問題進行綜合考察和分析，求得最合理解決方法的“綜合性復合型”人才。顯然，在高等學校有限的學制內完全達到這一要求也是非常困難的，但是培養新型的工程技術人才已經成為當今世界許多先進國家高等工程教育發展的主流。

　　1.強化公共基礎課教育。專業教學計劃是高校按照培養目標對學生進行培養的具體設計圖，是人才培養目標、培養規格的具體體現。主要包括專業培養目標、培養規格、學習年限、課程設置、學時配置、實踐環節等項內容，其中培養方案中的目標和規格是制訂教學計劃的基本依據，課程體系的設置和課程內容的學時配置是教學計劃的核心。為了適應高等人才目標的具體要求，充分體現拓寬專業、加強基礎、學科交叉、注重能力和素質培養的模式，我們對教學計劃作了如下調整：①調整課內理論總學時到2300學時以內，改變過去填鴨式、灌輸式的教學方法，采取課堂精講與課下多練相結合的方式，運用啟發、引導、討論和提問等教學方法，使學生變被動學習為主動學習，讓學生從學會什么向會學什么轉變。②加強公共基礎課教學，增加總學時。重點是增加外語和計算機課總學時，并要求外語和計算機學習四年不間斷。外語課除了240學時的公共外語課外，在三、四年級還開設48學時的專業外語。專業英語的內容由過去只講鋼鐵冶金逐漸向科技英語拓寬;同時鼓勵學生學習第二外語。在畢業設計(論文)中要求有一定數量的外文參考文獻，并翻譯1到2篇外文文獻。計算機課內總學時由40學時增加到100學時，其內容由過去只講Basic語言改為講計算機原理、Fortran語言、網絡技術和軟件設計等內容。學生在課程設計和畢業設計中要求使用計算機進行設計計算、繪圖，用計算機打印設計說明書和論文;同時在冶金數學模型課中充分利用計算機的優勢，以提高學生應用計算機解決專業問題的能力。

　　2.加強專業基礎課教育。冶金熱力學、冶金過程傳輸原理、金屬學及熱處理三門課為冶金專業的三大理論支柱，為拓寬專業口徑，夯實專業基礎理論，本次課程體系改革，我們對這三門課進行了認真細致的研究，對授課內容和學時都進行了調整。冶金爐熱工基礎為原鋼鐵冶金專業的另一門專業基礎課，這次改革將本門課改為冶金過程傳輸原理，它側重于冶金過程中三相間的動量、熱量和質量傳遞規律，理論性較強、覆蓋面寬，特別是加強了數學解析內容，增加了專業理論深度，有助于提高學生分析和解決問題能力的培養。未來的鋼鐵工業將由規模效益型向質量、品種效益型轉變，新型材料不斷涌現，為此，在金屬學基礎上增加一門屬于金屬學范疇的選修課——金屬強韌化，為學生將來進行新材料的開發研究奠定理論基礎。

　　四、加強學生的綜合素質教育

　　為適應社會發展的需要，高等技術人才應具有良好的綜合素質。綜合素質主要包含：思想道德素質、科學文化素質、業務素質、心理和身體素質等。科學文化素質又是一種基礎性的素質，在人才培養過程中對于其他素質的形成和發展具有很大的影響力。人才培養要堅持知識、能力和素質的共同發展，文化素質對于人的人生觀、價值觀的形成具有基礎性的決定作用。因此，培養德、智、體、美、勞全面發展的基礎扎實、知識面寬、能力強的高素質人才，必須改革課程體系，增加人文科學方面的選修課，如大學語文、美學教育、職業道德教育、音樂欣賞、科技寫作等，同時利用第二課堂活動，經常組織科技文化節、藝術節等文體活動來不斷提高學生們的文化修養。

冶金專業論文2

　　摘要：計算機自動化與鋼鐵聯合企業的聯系日益緊密，冶金企業生產環節步步謹慎，在信息發達的今天，如何利用計算機的優勢為冶金企業發揮最大的作用已成為必須研究的問題。文中先介紹冶金企業的生產環節，分析其中的特點及技術技巧，然后介紹生產環節中涉及的設備特點及工作流程，再從計算機控制的角度分析冶金設備的不足和冶金企業生產環節的需求，以此說明鋼鐵冶金聯合企業的生產環節與計算機控制有著緊密的聯系。

　　關鍵詞：鋼鐵冶金 計算機 自動化 高爐 控制

　　引言：

　　本學期選修課，我選擇了冶金工程概論，因為這與我學習的計算機專業有著一定的聯系。通過十周的學習，在老師的耐心講解下，我對冶金專業有了一定的了解，結合計算機專業，我也有一定的見解，鋼鐵生產的性質和生產設備對冶金企業有一定的影響，從利益的角度講，利用計算機控制設備生產既減少了企業的員工需求，又可以給員工提供一定的安全保障。

　　1鋼鐵冶金聯合企業的生產環節

　　1.1 鐵礦石的開采

　　1.1.1鐵礦石開采技術要求

　　一般來說，必須有工業價值的礦床，然后才能考慮開采問題。因為我國富鐵礦石不多，所以品位越高，質量越好。我國的工業品位定在大于45%，含磷越低，鐵礦石的冶煉和分選的成本越低，是冶煉廠青睞的，價格也較高。鐵礦石在理論上來說，凡是含有鐵元素或鐵化合物的礦石都可以叫做鐵礦石。但是，在工業上或者商業上來說，

　　鐵礦石不但是要含有鐵的成份，而且必須有利用的價值才行。

　　1.1.2礦石開采分類

　　礦石的開采一般分為露天開采和地底開采。

　　露天開采：成本低，利潤高，主要是利用挖崛機，裝載機，汽車，風鉆機，炸藥等。 地下開采：成本較高，還需要坑道支架和通風設備，鋪設礦山軌道，利用專門設備小火車運到地表。

　　1.2 高爐煉鐵

　　1.2.1高爐煉鐵過程

　　高爐煉鐵生產是冶金(鋼鐵)工業最主要的環節。高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續生產過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內形成交替分層結構。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。 高爐生產是連續進行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續生產幾年到十幾年。生產時，從爐頂（一般爐頂是由料種與料斗組成，現代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風口吹進熱風（1000～1300攝氏度），噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出，經除塵后，作為工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓，用導出的部分煤氣發電。

　　1.2.2高爐設備及其介紹

　　高爐設備：高爐、熱風爐、鐵水罐車等。

　　高爐：橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技 術經濟指標良好，工藝 簡單 ，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優點，故這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂排出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產品是生鐵 ，還有副產高爐渣和高爐煤氣。

　　熱風爐： 熱風爐是為高爐加熱鼓風的設備，是現代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風溫可以通過提高煤氣熱值、優化熱風爐及送風管道結構、預熱煤氣和助燃空氣、改善熱風爐操作等技術措施來實現。理論研究和生產實踐表明，采用優化的熱風爐結構、提高熱風爐熱效率、延長熱風爐壽命是提高風溫的有效途徑。

　　鐵水罐車： 鐵水罐車用于運送鐵水，實現鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉移或放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。

　　1.3 轉爐煉鋼

　　1.3.1轉爐煉鋼的基本冶煉過程

　　轉爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使爐內達到足夠高的溫度。因此轉爐煉鋼不需要另外使用燃料。煉鋼的基本任務是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調整成分。歸納為：“四脫”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調整”（成分和溫度）。采用的主要技術手段為：供氧，造渣，升溫，加脫氧劑和合金化操作。

　　轉爐的外形就像個梨，內壁有耐火磚，爐側有許多小孔（風口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內，又叫做側吹轉爐。開始時，轉爐處于水平，向內注入1300攝氏度的液態生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉動轉爐使它直立起來。這時液態生鐵表面劇烈的反應，使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應遍及整個爐內。幾分鐘后，當鋼液中只剩下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現巨大的火焰。最后，磷也發生氧化并進一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應生成穩定的磷酸鈣和硫

　　化鈣，一起成為爐渣。當磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應立即停止鼓風，并把轉爐轉到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進行脫氧。整個過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉爐。

　　轉爐一爐鋼的基本冶煉過程。頂吹轉爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下六步組成:

　　（1）上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動設備等并進行必要的修補和修理；

　　（2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；

　　（3）降槍開吹，同時加入第一批渣料（起初爐內噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；3～5min后硅錳氧接近結束，碳氧反應逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時渣料熔化，噪聲減弱）；

　　（4）3～5min后加入第二批渣料繼續吹煉（隨吹煉進行鋼中碳逐漸降低，約12min后火焰微弱，停吹）；

　　（5）倒爐，測溫、取樣，并確定補吹時間或出鋼；

　　（6）出鋼，同時（將計算好的合金加入鋼包中）進行脫氧合金化。

　　1.3.2轉爐設備及其介紹

　　轉爐設備：轉爐、AOD精煉爐、VOD精煉爐、LF精煉爐、氧槍 、轉爐傾爐系統。

　　轉爐：爐體可轉動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內襯耐火材料，吹煉時靠化學反應熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設備，也可用于銅、鎳冶煉。

　　AOD精煉爐：AOD即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。AOD爐型根據容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。裝備水平也由半自動控制發展到智能計算機控制來冶煉不銹鋼。

　　VOD精煉爐：VOD精煉爐是在真空狀態下進行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調整、化學元素調整。

　　LF精煉爐：LF爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進行的。

　　氧槍：氧槍是轉爐供氧的主要設備，它是由噴頭、槍身和尾部結構組成。噴頭是用導熱性良好的紫銅經鍛造和切割加工而成，也有用壓力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目前應用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮—擴張收縮型噴孔，當出口氧壓與進口氧壓之比p出/p0

　　轉爐傾爐系統：

　　傾爐系統：變頻調速(變頻器+電機+減速機+大齒輪)。

　　傾爐機構：傾爐機構由軌道、傾爐油缸、搖架平臺、水平支撐機構和支座等組成。

　　2計算機與冶金專業的聯系

　　自動化的動向和計算機控制與鋼鐵工業的聯系日益緊密，鋼鐵工業自動化的目的在于提高大型設備的生產效率，加強質量管理，實現生產管理合理化以及省力化、無人化。提高大型設備的生產效率對于像鋼鐵工業這種具有大型設備的工業，為了提高投資效率，必須提高設備運行率。而且要求始終在穩定狀態下運行。近代設備的理想條件，是要求設備本身具有自控能力，變化部分可以通過自動化來補償。可是實際情況離這種理想條件很遠，設備的運行條件使冶金過程中計算機系統的控制成為必要。

　　為什么鋼鐵生產過程要實行計算機控制，或者說計算機控制的效果表現在哪里？為了說明這個問題，下面介紹鋼鐵生產過程的性質和特點。

　　鋼鐵生產的性質可概括為以下三點：一是大型裝置工業；二是需要復雜的生產過程；三是訂貨生產方式。

　　這些性質具體表現為如下特點：

　　①設備方面的特點是：單機設備大；多半不是連續過程，而是間歇過程；人工操作仍相當多。

　　②生產過程中物流的特點是：原料使用量大；要使用大量的能量和水；物流相當復雜；原料和成品的運輸量大。

　　③生產過程狀況的特點是：生產過程中物流多種多樣；高溫下作業。

　　④按訂貨進行生產的特點是：生產管理需要大量的信息；信息流和生產管理都很復雜。 ⑤從勞動條件方面看的特點是：要求熟練工的作業多；多為高溫、重體力勞動。

　　這些特點，無論拿哪一項作為企業條件都是不容易的。以這種過程進行生產，從企業來講要降低產品成本是相當困難的。然而正相反，對鋼鐵產品的質量和價格的要求卻越來越苛刻了，這更加重了困難程度。也就是說，鋼鐵企業在原料、能量、設備償還和勞動力費用方面都受到很大壓力，而對如此嚴酷要求，必須找出有效的對策解決。計算機控制就是措施之一，鑒于鋼鐵生產過程的復雜性，只憑在其他工業的連續性生產發展起來的閉環反饋控制為基礎的一系列控制技術是很難解決問題的。而且今后鋼鐵工業的趨勢將是更困難、更復雜。鋼鐵工業的現代化正在經歷著種種變革。這些變革必須實行自動化，或實現至少以自動化為前提的計算機控制系統。

　　結論

　　本文從冶金企業的生產特點和設備性質上分析了冶金企業與計算機之間的關系，闡述了冶金過程中計算機系統的控制成為必要。可以看出，冶金企業受影響的因素很多，除了計算機，還有其他專業的知識也要用到冶金中。在以后的冶金過程中，加入更多計算機應用成為了一種趨勢。

　　[參考文獻]

　　[1] 張訓鵬. 冶金工程概論[M]. 中南大學出版. 20xx,03.

　　[2] 趙文廣等. 計算機在冶金中的應用[M]. 化學工業出版社. 20xx