机电一体化技术及其应用研究摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。1.4 网络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢---连铸---轧钢综合调度系统、冷连轧等。2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。参考文献1 杨自厚． 人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J]．冶金自动化，1994（5）2 唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[J]．冶金自动化，1996（4） 3 唐怀斌． 工业控制的进展与趋势 [J]．自动化与仪器仪表，1996（4） 4 王俊普． 智能控制[M]． 合肥：中国科学技术大学出版社，1996 5 林行辛． 钢铁工业自动化的进展与展望[J]．河北冶金，1998（1）6 殷际英． 光机电一体化实用技术[M]．北京：化学工业出版社，20037 芮延年． 机电一体化系统设计[M]． 北京：机械工业出版社，2004．电机功率转换的原理引言： 电机调速实质的探讨，是关系到近代交流调速发展的重要理论问题。随着近代变频调速矢量控制及直接转矩控制等调速控制理论的提出和实践，很多有关文献和论著都把调速的转矩控制确认为调速的普遍规律，并提出调速的实质和关键在于电磁转矩控制。然而，这种观点尚缺乏理论和实践的证明，值得商榷。 本文根据电机功率转换的普遍原理，提出并证明恒转矩调速的实质在于电机的轴功率控制，转速调节是功率控制的响应，其关键为如何通过电功率控制轴功率。 一、功率控制与转矩控制 根据机电能量转换原理，凡电动机都可划分为主磁极和电枢两个功能部分。主磁极的作用是建立主磁场，电枢则是与磁场相互作用将电磁功率转换为轴功率。 直流电动机的主磁极和电枢不仅结构鲜明，而且功能独立，无疑符合以上定义。而交流（异步）电动机通常以定子、转子划分构成，需加说明。 根据所述电枢定义，异步机的轴功率产生于转子，因此，异步机真正的电枢是转子。问题在于定子，一方面定子励磁产生主磁场，故定子是主磁极。另一方面，定子又通过电磁感应为电枢（转子）输送电磁功率，却不产生轴功率，因此定子又具有电枢的部分特征，这里我们把它称为伪电枢。定子的这种复合功能，是异步机区别于直流机的主要特征。 从电枢输出角度观察，电动机的轴功率与电磁转矩机械转速的关系为： PM＝MΩ (1) 或 Ω＝PM／M （2） 公式（2）除了给出了电机转速与轴功率和电磁转矩间的量值关系以外，同时表明，电机转速最终只能通过轴功率或电磁转矩两种控制获得调节，前者简称功率控制，后者简称转矩控制。 1. 功率控制 功率控制是以轴功率PM为调速主控量， 作用对象必然是电枢或伪电枢。电磁转矩在调速稳态时，取决于负载转矩的大小。 即 M＝Mfz (3) 当负载转矩一经为客观工况所确定之后，电磁转矩就唯一地被决定了，因此电磁转矩不仅与调速控制无关，而且不能随意改变其量值。 电磁转矩对转速的作用表现在调速的过渡过程，转矩的变化是转速响应滞后的结果，此时，功率控制造成电磁转矩响应。 设电机调速前的稳态转速为Ω1，轴功率为PM1，调速后的稳态转速为Ω2，相应的轴功率变为PM2。 由于电磁转矩： M＝PM／Ω (4） 故调速时，电磁转矩变为： M＝PM2／Ω 由于受惯性的作用，在t＝0的调速瞬时Ω＝Ω1，故 M＝PM2／Ω1 t=0 此时的电磁转矩将与原来的电磁转矩M1＝PM1／Ω1不等，转矩平衡被破坏并产生动态转矩，电机转速在动态转矩作用下开始由Ω1向Ω2过渡，其变化规律为： Ω1＝（Ω1－Ω2）e－t/T＋Ω2 （5） 电磁转矩则为：M＝PM2／（Ω1－Ω2）e－t/T＋Ω2 随着时间增大，动态转矩减小，直至电磁转矩与新的负载转矩平衡，即： M＝PM2／Ω2＝Mfz， 转速稳定在Ω2不变，电机调速结束。 上述的调速过程可以由图1的框图说明。图1 功率控制的调速流程 功率控制作用的是电枢，主磁场或主磁通量保持不变，根据电机理论，电机的额定电磁转矩正比于主磁通量，受限于电枢的最大载流量。因此功率控制调速时，电机的额定电磁转矩输出能力不变，属于恒转矩调速。 2. 转矩控制 根据公式（2），电机转速在轴输出功率不变的前提下，与电磁转矩成反比。由于受电磁转矩以额定转矩为上限的约束，转矩控制实际上只能在额定转矩以下实现，因此属于恒功率调速。 电磁转矩的独立控制方法主要依据转矩公式： M＝CMΦmIS （直流机） (6) 或 M＝CMΦmI2COSφ2 （交流机） (7) 受控的物理量为主磁通Φm，由于主磁通量Φm产生于主磁极，因此转矩控制实际上是磁场控制，作用对象为主磁极。转矩控制调速同样要保证稳态时的转矩平衡，即： M＝Mfz 由于调速稳态时，电磁转矩发生了变化，因此要求负载转矩适应于电磁转矩变化，即要求负载跟踪电机。 转矩控制实际是弱磁调速，主要用于额定转速以上的调速。鉴于本文重点讨论的是功率控制，故不赘述。 二、功率控制的方法与性能 电机调速的轴功率控制只能通过电功率间接控制来实现。以异步机为例，图2是其等效三端口网络。 图2.异步机的等效网络 其中电枢（转子）除产生轴功率输出外，还产生以感应电压u2和电流i2为参量的电功率响应。由于该功率与转差率成正比，故称转差功率，其端口简称Ps口。 如果电机转子为笼型，其绕组呈短路状，Ps口为封闭不可控的。反之为绕线型，Ps口则是开启可控的， 转子可以通过Ps口输出或输入电功率。由此可见，异步机的功率控制调速有两种方式，一种是通过伪电枢间接对电枢实现轴功率控制；另一种是通过Ps口直接控制电枢轴功率。 前者主要适用于笼型异步机，后者则适用于绕线型异步机。 1. 定子伪电枢功率控制。 图3.异步机定子功率控制调速 作为伪电枢，定子向电枢（转子）传输的电磁功率： Pem＝P1－△P1 （8） 电枢的轴功率则为： PM＝Pem－△P2 (9) 故 PM＝P1－（△P1＋△P2） (10) 可见，控制伪电枢的输入功率P1或增大其损耗△P1就可以控制电枢的轴功率，后者显然是低效率、高损耗的调速，不宜推荐。 控制P1调速的唯一方法是调压━━变频， 即所谓的变频调速。由于： P1＝m1U1I1COSφ1 (11) 故对于电压源供电调节端电压U1是控制功率P1的必须手段。问题的关键是为什么不能单纯调压，而必须辅以变频？这是定子除了伪电枢的功能之外，还同时兼主磁极之故。 前已叙及，功率控制的要点有： ① 保持主磁通量不变 ② 作用对象是电枢或伪电枢 ③ 控制目标是轴功率 如果单纯调压而频率不变，定子的主磁极功能就要受到严重影响。根据电机理论，做为主磁极，定子的主磁通量： Φm＝E／4.44W1kr1f1 ＝KE1／f1 ≈KU1／f1 (12) 恒频调压的结果，主磁通Φm将随U1下降而减小，形成了前述的转矩控制。更主要的是此时不但未能控制功率P1，反而增大了电机损耗，与目的绝然相悖。 设负载为恒转矩性质，由转矩平衡方程，电磁转矩： M＝Mfz＝const 又 M＝CMΦmI1COSφ1 ＝CMΦmI2COSφ2 (13) 设功率因数不变，定转子电流I1、I2将随主磁通Φm下降而正比增大，其结果功率P1不变，但定转子损耗： △P1＝m1I 12 r1 △P2＝m2I 222 r1 将按电流的平方律增大。根据式（10），轴功率控制虽能实现，却属低效率高损耗的调速。 为此，异步机定子的功率控制调速，必须要将定子的主磁极和伪电枢两种功能游离开。针对同一定子绕组，一方面使主磁极产生的磁场保持稳定，同时又要控制其向电枢传递的电磁功率。 于是变频调速建立了一条重要原则，就是调压变频，且保证V／F（压频比）为常数，这样就确保了上述控制要求的实现。顺便指出，近代变频调速的矢量控制，实际上就是遵循这一原理。矢量控制的核心思想，是把磁场与转矩游离开，分别加以控制，认为调速的根本在于转矩，而事实上游离的却是磁场和电磁功率，虽然结果无误，但理论上必须加以澄清。 2. 转子功率控制 对于绕线转子异步机的调速，可以利用转差功率端口━Ps口直接控制轴功率。方法是由Ps口移出或注入转差功率。需要指出： ① 所述的转差功率应区别经典电机学中的转子损耗转差功率，为此将后者称为转子损耗功率，记以△P2。 ② 转差功率有电能与热能之分，分别记以Pes和Prs，两者性质不同，对调速的影响也不同。 图4.异步机转子功率控制调速 当在转子的Ps口引入电转差功率Pes时，转子的轴功率： PM＝（Pem±Pes）－△P2 （14） 式中的Pem为定子向转子传输的电磁功率，电转差功率的负号表示从Ps口移出，正号表示从Ps口注入。Pes属电功率，故与电磁功率相合成，结果使轴功率PM发生变化，电机转速得到相应调节。 电转差功率调速的典型实例是串级调速和双馈调速，前者的电转差功率为负，流向为从转子移出，故实现的是额定转速以下的调速。后者的电转差功率可以双向流动，既可以移出，又可以注入，因此可以实现低同步和超同步两种调速。 当Ps口引入的是热转差功率Prs时， 转子的轴功率则为： PM＝Pem－（△P2＋Prs） (15) 显然热转差功率的引入，增大了电枢（转子）的损耗，轴功率随Prs的增大而减小，其典型例子是异步机转子串电阻调速。 三、功率控制的理想空载转速，效率与机械特性 根据电机学，电动机的理想空载转速主要取决于电枢的电磁功率，因有： Ω0＝Pem／M （16） 由于电磁转矩为负载所决定，理想空载转速Ω0就决定于某一负载条件下电磁功率的大小。 功率控制调速的电枢功率可以综合表达为： PM＝∑Pem－∑p2 （17） 相应的转速： PM／M＝∑Pem／M－∑p2／M （18） Ω＝Ω0－△Ω (19) 其中Ω0＝∑Pem／M为功率控制调速的理想空载转速，因此调节电枢的电磁功率可以改变电机的理想空载转速。换言之，电机的理想空载转速取决于电枢的电磁功率。又，△Ω＝∑p2／M 为电机的转速降。由此表明增大电枢损耗，可以增加电机转速降。 电机调速的效率表达为： η＝PM／（P1－∑pi） ＝PM／（Pem－△P2) 因此，在一定的轴功率PM输出条件下，控制电磁功率的调速是高效率的节能型调速，而控制损耗功率的调速必然是低效率的耗能型调速。 公式（18）同时刻画出了功率控制调速的机械特性，当连续改变电磁功率∑Pem时，如果损耗功率不变，电机的理想空载转速随∑Pem连续变化，其机械特性为一族平行的曲线。而增大损耗，电磁功率不变时，电机理想空载转速不变，改变的只是转速降，其机械特性为一族汇交型曲线。如图5给出了两种调速的定性曲线。 图5 a.电磁功率调速特性 b.转速降调速特性 综上所述，可以得出以下结论： ① 电磁功率控制调节的是理想空载转速，损耗功率控制调节的是转速降。 ② 电磁功率控制是高效率节能型的调速，其机械特性必为平行曲线族。损耗功率控制属低效率耗能调速，其机械特性必为汇交型曲线族。 四、异步机调速的分类与方法 与按n＝ 60f1/p·(1-S）表达式不同，根据本文所述的电机调速功率控制理论，异步机调速可分类表示如下： 性质/方案 控制点/变量 方法 要点 五、结论 1. 电机调速的基本原理有两种，一为轴功率控制，二是转矩控制。转矩控制实际是磁场控制，适于恒功率调整。 2.轴功率控制的作用对象是电枢或伪电枢， 并最终只能通过电功率控制来实现。其中，电磁功率调节的是理想空载转速，损耗功率改变的是转速降。前者为高效节能型，后者为低效耗能型，两者的机械特性亦由此决定。 3. 轴功率控制的调速具有恒转矩特性，电磁转矩的变化是转速响应滞后所造成的，调速稳态时，电磁转矩只决定于负载，与控制无关。 4. 变频调速和电转差功率控制调速同属电磁功率控制调速，两者性能一致，并无本质差别。
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原创就要收费了……
1957年，40多岁的陈新民正值年富力强、想大展宏图的时候，不幸，他在反右派斗争中蒙受冤屈。他虽被撤职，但仍以报国之心，忠实地履行教师的职责。他先后讲授物理化学、冶金热力学、普通冶金学、冶金计算、冶金分析、金属X射线、金属腐蚀与防护等课程。他以清晰的思想、渊博的知识启迪学生，教学效果极佳。学生评论：“陈老师娓娓道来，妙趣横生，深入浅出，易懂易记，像被带进了科学与艺术的殿堂，是一种极大的享受。”1959年冬，他被摘掉了“右派”的帽子，担任了教研室主任，开始创设以有色冶金为特色的冶金物理化学新专业。有色金属品种繁多，工艺复杂，除采用火法冶炼、氧化还原等方法外，还有硫化、氯化、羰化等过程，以及湿法冶金和电化学等方法。万事开头难，陈新民在创办新专业的过程中遇到了很多拦路虎。他夜以继日地查阅文献资料，殚精竭虑地奋笔耕耘，与教研室的同志一起，编写了近百万字的讲义。缺乏实验设备，他带领几个教师从废旧仓库中找代用品。例如，找到一台报废的医用X光机，就把它改造成用于观察高温冶金熔体的X射线装置，用这台设备开展了高水平的科研工作。他们还结合实验，撰写了一批科研论文。此后，他们将这个专业发展为火法冶金过程物理化学、湿法冶金过程物理化学、冶金电化学三个分支，并主攻了以下研究方向：（1）常见有色金属氧化物氯化平衡的研究；（2）有色金属主要矿物硫化物焙烧时气体平衡组成的研究；（3）冶金过程反应的动力学研究；（4）金属—氧系的热力学研究；（5）熔融法测定金属中气体的热力学分析的研究；（6）高温冶金熔体X射线装置及应用的研究等。1976年后，他主编的《物理化学》 、《冶金热力学导论》 、 《火法冶金过程物理化学》等教材先后出版。其中《火法冶金过程物理化学》获中国有色金属工业总公司高校优秀教材一等奖。他的论文多次在《金属学报》等刊物上发表，或在全国性的学术会议上宣读。其中， 《氯化镁水合物热分解的综合研究》 、 《金属中气体分析的热力学基础》等论文，获冶金部和湖南省重大科技成果奖。特别是“金属—氧系热力学和动力学”、“高温熔体物化性质”的研究成果，为中国有色金属的开发综合利用提供了理论依据，在一些重点建设项目中得到了应用。他是中国第一批博士研究生导师，曾主持制订了中南工业大学培养研究生的一整套制度，已编印成《研究生手册》供湖南省高校使用。自1984年以来，他指导的学生撰写的论文有6篇在全国性学术会议上获奖。如国家教委博士基金项目《高温冶金熔体X射线影视仪及其实验技术》于1985年通过鉴定，被认为是“国内首创，达到80年代世界先进水平”，1987年获湖南省教委科研成果一等奖。国家自然科学基金项目《金属—氧系热力学性质及β－钨亚稳性质研究》也通过国家鉴定，被评为1988年湖南省十大科技成果之一。他培养的博士生李晶在他的指导下完成了《冰铜熔炼过程的界面现象与金属损失的研究》 ，获中国科学技术协会首届青年科技奖，并被破格提升为教授。他积极创导和参与学术交流活动。曾当选为中国金属学会冶金物理化学分会副主任委员，中国有色金属学会第一届理事会常务理事兼冶金物理化学学术委员会主任委员。在从事教学和科研之外，陈新民担负了繁重的社会工作，包括国务院学位委员会第一届冶金学科评议组副组长，湖南省教育系统高级职称评委会副主任，中国高等教育学会常务理事，湖南省第五、第六、第七届人大常委会副主任，湖南省政协常委、副主席，第五、第六、第七届全国政协委员，民盟中央常委和湖南省委主任委员等职。他多次在人大、政协等重要会议上，为国民经济建设、民主政治建设、湖南的改革开放提出了许多积极的建议，其中最多的是有关教育问题的建议。他主张培养学生德育为首，全面发展；反对片面追求升学率；强调提高全民族的文化素质。他认为校风建设是学校建设的关键；有好的校风才能创造育人的好环境，促进人才成长。他说：“衡量一个学校水平高不高，标准主要看培养的学生是不是德智体全面发展。”这些真知灼见是他几十年办教育的切身体会。他为促进教育事业的改革和发展，为国分忧，献计献策，是共产党的忠实诤友。1981年3月，陈新民被选为中国科学院技术科学部委员。他先后出席过在北京、杭州、昆明、长沙召开的国际冶金学术会议；还应邀去美国、德国的一些大学讲学或作校际学术交流访问。为发展中国有色金属冶金事业，他不遗余力，作出了可贵的贡献。1992年冬，陈新民八旬高龄仍被选为民盟湖南省主任委员。他是六届中央常委，年底赴北京参加民盟第七次全国代表大会，由于心脏病突发，于12月23日22时20分溘然辞世。25日中共湖南省委根据他生前要求，追认他为中国共产党正式党员。
有色冶金化工原理分析论文
摘要 ：本文对有色冶金化工的生产过程进行了概括分析，对其中的工艺原理做出归纳探讨，以期让相关理论更加浅显明晰，对实际生产产生增益作用。
关键词 ：有色冶金；化工过程；工作原理
1有色金属冶金技术现状及原理
目前金属的化工冶炼方法主要包括三种方式：火法冶金、湿法冶金和电冶金。
1.1火法冶金
火法冶金在冶金领域是非常传统的生产方式，在整个操作中并未加入水溶液，因此这种方法也叫做干法冶金，主要的原理是制造高温的条件，矿石就能经过化学、物理反应，让其中的金属与其他的成分分离，这样就能提炼出金属单质。实际操作流程的第一步是矿石准备，第二步是冶炼，第三步是精炼。第一步：矿石准备选择精矿后要加入适当的熔剂，对精矿进行加热，让其中的矿料可以在加热情况下形成块状，或者是加入一些粘合剂来制造成型，形成小球状后结成球团，然后放进鼓风炉里进行冶炼。第二步：冶炼这一过程主要是生成两个部分，分别是炉渣和金属液。金属液中也是有着少量的杂质，因此要进行进一步的精炼。这一过程是在鼓风炉中发生，其中加入了必要的材料以及熔剂，并加入焦炭来作为还原剂，主要是为了在铁矿中还原出生铁，在铜矿中还原出粗铜，还有对硫化铅矿进行冶炼，还原出粗铅。除了生成金属液以外，还有诸多杂质组成的炉渣。若是在氧化条件下反应，对生铁用转炉来精炼，在转炉中引入适当的氧气，用氧化的方式将铁水中的杂质去除，并炼出一定品质的钢水，可以将其铸成钢锭，这就是氧化吹炼的过程。造锍熔炼是对硫化铜或者硫化镍矿石进行处理，通常来说是在反射炉以及矿热电炉中进行反应，也可以是用鼓风炉来反应。在其中会加入一些石英石熔剂，便于形成炉渣，炉渣之下会留下熔锍。第三步：精炼。这个步骤是为了将金属液中依旧存在的一些少量杂质进一步去除掉，可以让金属的纯度得到提升。如在炼钢的时候，可以对生铁进行适当的精炼，这样就能在其中去除掉更多的非金属杂质，或者是进行更加深入地脱硫。精炼铜则是将粗铜放在反射炉里氧化，再用电解的.方式进行精炼。不同的金属有着不同的精炼方式，在设备以及原料上都是有所区别的。
1.2湿法冶金
这种方法的另一个名字叫水法冶金，是借助各类熔剂，通过一系列的化学反应，实现对金属的提取以及分离，主要的步骤分为四步，其中第一步就是浸出。①浸出就是将矿物里的目标成分引入到溶液里，便于接下来的步骤逐渐展开。②通过过滤等方法，将浸出液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。③采用萃取法或离子交换法，将浸出液中目标组分富集，并和其他杂质离子分离。④从净化液中提取目标金属或化合物。湿法冶金在钴、镍、铝、铜、锌等工业中占有重要地位，世界上全部的氧化铝、大部分锌和部分铜都采用此法生产。湿法冶金对低品位矿和相似金属分离都具有很好的适用性，而且金属回收程度高，不会造成严重的环境污染，生产过程易实现连续化和自动化，利于提高生产效率[1]。
1.3电冶金
电冶金是以电能为能源进行提取和处理金属的工艺，根据电能转化形式的不同分为电化冶金和电热冶金两类。电化冶金是利用电极反应而进行的冶炼方法，对电解质水溶液或熔盐等离子导体通以直流电，电解质便发生化学变化，在阳极上发生氧化反应，而在阴极上发生还原反应。电热冶金具有加热速度快、调温准确、温度高（可达2000℃），可以在各种气氛、压力或真空中作业，具有金属烧损少等优点，是冶炼稀有高熔点金属、半导体材料等的一种主要方法。例如，目前冶炼金属铝就属于电热冶金方式，首先从铝土矿中提取氧化铝，然后在氧化铝中加入冰晶石作为助熔剂，在高温下熔融电解。
2有色冶金化工生产的核心设备的工作原理
虽然冶金化工产品种类众多，冶炼方法一般各不相同，但诸多生产流程所应用原理却大致相同，核心设备上也有着一定的共同点[2]，下面对几种主要设备介绍。高炉冶炼原理：高炉生产乃连续进行，在实际操作中，是从炉顶的位置加入各类原料以及添加剂，从下部的风口鼓入高温达到一千摄氏度以上的热风，同时喷入煤粉等燃料。铁矿石的成分主要是铁的氧化物，这样用高温的方式就可以用燃料在燃烧后形成的一氧化碳，用来进行还原反应，实现对铁矿石中氧化物的还原，就能得到单质铁。这种情况下形成的是高温铁水，从出铁口就可以放出。同时在铁矿石中有着诸多的其他物质，构成了炉渣，炉渣就要从出渣口的位置排出，经过除尘处理之后，这些还能作为一些工业的生产原料。
3结束语
理论对实践具有指导意义，通过对理论的研究解析，了解工艺、反应及设备的本质，使实际生产具有更高的经济效益和时间效益。本文浅析了冶金化工生产中的几种主流方法的原理和工艺流程，对部分设备进行了理论分析。当前我国冶金设备正在高速地革新，冶金设备提升的同时，冶金化工在不同领域也会有广泛的发展前景。面对当前的压力和未来的挑战，我们需要不断深入地研究原理，并与先进技术相结合优化现有设备与工艺，在实践中解决各类有色冶金化工问题。
参考文献
[1]中国工程院化工、冶金与材料工程第十一届学术会议——“‘化工、冶金、材料’前沿与创新”在宁波隆重举行[J].杭州化工，2016，46（04）：44.
[2].济南冶金化工设备有限公司一流的煤化工及焦化设备专业制造商[J].燃料与化工，2016，47（01）：2.
作者：胡睿康 单位：澧县第一中学
古典文学常见论文一词，谓交谈辞章或交流思想。当代，论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，简称之为论文。以下是我整理的冶金行业电气自动化技术论文，欢迎阅读！
随着中国工业技术、经济的转型，钢铁企业的淘汰与重组，钢铁企业的冶炼技术越来越精准，钢铁企业的高端设备越来越多，电气自动化水平越来越高。虽然冶金行业电气自动化水平得到了提高，但仍然不能满足工业技术发展的要求，不能满足钢铁企业生产效率的要求。只有改进和优化冶金电气自动化技术，才能提高钢铁企业的生产产量，提高经济效率，加快冶金行业的快速发展。
1、冶金电气自动化技术的特点
我国钢铁企业自动化水平还不够高，普及不够，大部分钢铁企业存在生产技术内容太广，生产工艺太复杂和电气自动化依赖太强等特点。
1.1冶金生产技术涉及内容太广
钢铁企业冶炼环节多，涉及内容非常广泛，生产过程中涉及物理变化和化学变化，生产过程中突变因素多，冶炼过程涉及的技术非常复杂，生产过程中要控制好生产原材料，监控物理变化参数和环境的化学参数。电气自动化控制系统应该能控制或跟踪生产过程的'全过程，电气自动化控制系统涉及内容非常广泛，只有这样的控制系统才能保证生产过程的安全性，提高冶炼产品的产量，提高钢铁企业的经济效益。
1.2冶金生产工艺太复杂
冶金生产工艺复杂，实际生产过程中工艺流程比较全，冶金电气自动化控制系统要覆盖全生产过程，实现软件与硬件的配合，优化生产过程。冶金电气自动化系统呈现技术难度高，虽然技术人员具有非常专业的知识，掌握专业技巧，这样才能真正做到提高生产效益。
1.3冶金自动化高依赖电气技术
随着我国钢铁联合企业的生产能力的扩大，大部分小钢铁企业重新组合，形成更具竞争优势的联合企业。这些企业大量引进全自动化生产线，电气自动化水平不断提高，几乎涵盖了冶金全过程，冶金自动化高依赖电气技术，通过电气技术完成信号采集、信号转换和结果运算等操作，实现钢铁企业的全自动化。
2、冶金电气自动化技术应用现状
冶金电气自动化系统是利用智能控制技术、计算机网络技术、神经网络技术、监控技术等控制和管理冶金企业生产过程中的各环节。就钢铁企业来说，通过冶金电气自动化控制系统控制轧钢、高炉、转炉，铸造等技术环节，解决冶金过程中高温，高热等问题，为钢铁企业生产解决了许多实际困难。许多大型钢铁企业设计或改造了许多电气自动化控制系统，这些系统都能实实现人工智能操作，自动化操纵体系是单位操纵体系的主要构成，普遍运用在单位制造管制的每个环节，其中最重要的运用是智能化操纵技术%智能化技术中的专家体系，模糊操纵，神经网络等技术被运用到钢铁行业的轧钢体系、高炉、转炉、连铸车间、轧钢调节体系等，版型在线监测、冷热轧薄板、维修保养监控等功能。通过中央计算机系统控制各个子系统，实现子模块与子模块之间的转换。冶金电气自动化控制系统使用现场总线技术，数据交换传送技术，电脑合成技术等，推动冶金过程的标准化，程序化；通过人工智能技术，使用机器人手臂特自动化设备提高冶金企业的生产力，让钢铁企业取得长足的发展，提高市场竞争力。
3、冶金电气自动化技术应用前景
我国许多大型钢铁联合企业通过引进电气自动化技术，整合行业信息化水平，通过自动化控制系统提高生产控制精度，提高产品质量，进一步压缩生产成本，降低资源消耗。这些电气自动化控制系统增加了冶金生产过程的稳定性、可靠性和安全性。从这些电气自动化控制系统可以总结出我国冶金电气自动化技术的应用前景，包括低成本自动化、行业信息化、智能控制、冶炼过程控制和综合一体化控制等方面。
3.1低成本自动化
所谓低成本自动化是利用高精尖技术，通过自动化技术科学合理投资，减少投资成本，降低投资风险。许多中小型钢铁企业通过使用微型计算机作服务器，精准的实现对全过程、全流通实现电气自动化控制，为企业实现了低成本自动化，也解决了中小型企业的约束。
3.2行业信息化
所谓钢铁行业信息化就通过计算机系统，实现信息资源共享，实现企业信息化管理的标准化和系统化。大部分钢铁企业通过电气自动化控制系统采集生产过程中的原始数据，利用信息化技术手段分析和研究这些原始数据，使用科学管理决策分析软件，挖掘潜在数据，为企业的发展提供科学合理的数据支持。
3.3智能控制
虽然电气自动化控制系统广泛应用自适应、优化、模型预测等控制策略，但仍然不能满足技术的要求，因为传统的PID控制理论是适应数学模型复杂且变化大的特点，而智能控制对总控制程序具有良好的适应性，尤其是对于复杂程度较高的综合控制系统，能分级控制智能设备，有着很大的发展空间。
3.4冶炼过程控制
电气自动化控制系统可以对产品质量监督、环保监控及物流跟踪等多个方而实施全过程监控。电气自动化控制系统采用新型传感器、数据融合处理等高精尖技术对原材料质量、钢水纯度、熔渣成分、温度、固废监控等环节进行全程控制，提高钢铁企业的效益。
3.5综合一体化控制
电气自动化综合一体化控制系统是未来的发展方向，这种系统打破了传统的计算机、仪表、电气在控制设备方面的专业界限与分工，实现了逻辑控制对模拟量进行控制的难题，极大地提高了系统的实用性与操作性。简化了程序，降低了成本，电气自动化综合一体化控制系统系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要方向。
4、结语
冶金电气自动化系统是使用计算机网络技术，人工智能技术和自动化技术实现的控制系统，优化与改进冶金电气自动化控制技术，可以提高冶金行业的生产效率利用自动化控制技术，可以保证生产流程更加规范，还可以保证我国冶金行业更好的发展电气自动化控制是冶金行业发展的主流趋势，对冶金企业的发展力向有着引导作用。钢铁企业要积极主动引进或改造自动化控制系统，提高钢铁企业的市场竞争力，增加钢铁企业冶炼产量，提高企业的经济效益，促进可持续发展。
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70、铁合金等离子体的时空特性研究
71、活塞式发动机故障诊断方法研究与工程应用
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73、概算包干模式下冶金工程的造价管理初探
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76、磷矿浆脱除燃煤锅炉烟气中SO_2的研究
好宽的范围，就只讲转炉炼钢的发展也不止5000字啊
钢铁企业的质量管理方式论文
中国钢铁行业近年来正面临着内外环境的巨大变化，用户对产品质量的要求越来越高，尤其是汽车工业、高端家电等行业对钢材产品的质量要求日趋严格，产品的个性化需求越来越多，同时国内钢铁企业面临的行业竞争也日渐加剧。各钢铁企业都高度重视质量管理工作。但传统的质量管理方式已经难以满足当前用户对产品质量的要求，而充分利用大数据提高质量管理的效率，从而提升企业的产品竞争力，已被越来越多的钢铁企业管理者所认同。
一、目前钢铁企业质量管理普遍存在的问题
国内大部分钢铁企业的信息化系统都是分阶段、分产线和不同区域分步实施上线的，其功能不够系统和完善。客户的个性化需求无法全部在质量设计中体现；生产质量实绩数据散落于不同的信息系统内，上下工序间的质量信息不能实现贯通和共享，对产品实现过程的信息和质量信息跟踪追溯困难；对产品实现的过程质量控制缺乏有效的监控，无法进行跨工序的跟踪、传递、追溯和改进验证，过程发生异常时信息无法及时获取和采取应对措施；不能完全实现过程参数判钢，判定效率低下，代表性不强，准确度不高；研发和工艺技术人员无法完整、快速获取全工序的过程数据，系统不能为质量设计和分析改进提供支持，导致质量设计和改进的效率低、效果不理想等诸多问题。钢铁企业要实现与市场、用户的无缝衔接，提升企业的竞争力，就要对质量管理工作进行创新，提高企业在“质量设计、质量判定、质量改进”等质量管理方面的工作效率和效果，满足客户个性化需求；有必要将散落在各产线、各系统中的生产质量数据采集并整合在一个大数据平台上，在此平台上构建一个集“客户需求识别→基于个性化需求的质量设计→过程质量监控→包含过程参数的质量判定→全工序质量分析与改进”为一体的质量管理信息化系统，以支撑生产的全流程质量管控及多业务协同。
二、建立企业级的大数据管理应用平台
建立企业级的大数据管理应用平台，即工厂数据库。根据质量管理业务的要求，建立质量数据采集规则，将产品实现过程的全部数据，包括原辅材料采购、炼钢、连铸、热轧、冷轧、产品出厂以及销售、用户使用等的产品全生命周期内的所有质量信息采集到大数据管理应用平台上，对质量数据进行集中统一管理。1.数据采集数据采集可分为过程实时数据采集和产品质量数据采集。按设定的采集要求，主要对包括企业信息化系统和现场检测仪表的数据进行自动采集。对不能自动采集的一些常见事件、状态等，在各数据采集服务设置相应的手工数据输入页面，由操作人员根据实际情况录入相应的数据。数据归集是对已收集到的生产过程数据和跟踪数据以确定的格式进行整理归集。炼钢和连铸以生产炉次号为采集主对象，以铸坯号为归集目标，记录生产炉次所对应的生产线上实时生产过程数据。热轧按批（卷）号和长度为跟踪单元进行精确地生产过程数据归集。冷轧覆盖酸洗、热镀锌以及彩涂等生产线，其数据归集以准确物料跟踪为基础，以钢卷号和带钢长度为跟踪单元，记录生产线上带钢所对应的测量点位置的实时生产过程数据，将生产过程数据与钢卷号、带钢长度进行匹配。2.数据处理数据处理是根据工艺特性和分析需求所定制的规则，使数据成为有效的信息。建立相应的数据之间的关系，并按存储模型的要求进行存储。大数据管理应用平台可以将过程参数匹配到板坯或钢卷的相应位置上，以实现对各产线质量数据的采集和匹配（即将时间轴转换为位置轴）。
三、大数据下的质量管理应用与创新
通过构建企业级的大数据管理应用平台，对产品实施过程质量信息采集、质量设计、质量监控、在线质量判定、过程质量追溯、质量分析和改进。实时监控产品的质量情况，以评价各产线质量水平。在质量管理信息化系统中建立相关产品和冶金规范库，作为质量判定和改进的依据。通过质量管理应用软件和分析工具解决质量控制、工艺优化和质量分析改进等问题。
1、基于大数据下的质量设计
利用大数据管理应用平台建立集中统一的产品规范数据库和冶金规范数据库，实现产品质量设计标准化和模块化。产品规范库模块是指对产品质量设计规范数据库及工艺设计规则的模块化管理。产品和冶金规范库的建立需要明确产品本质属性定义、产品的使用要求、用户特殊需求等事项，对产品从炼钢到最终成品进行的工艺路径设计、生产工艺目标控制参数设计、产品质量控制要求及性能取样判定标准等产品过程控制的规范化管理。贯彻产品质量是设计出来的理念，基于大数据管理应用平台中的历史数据开展产品质量设计，在成分设计、工序参数选择、工艺路线确定等环节，通过历史数据来确定最佳的产品设计和过程设计。ERP系统完成产品设计，质量信息化管理系统完成过程设计和客户特殊需求的补充设计。即与ERP下达的质量设计结果在相互校验、补充完善后，形成完整的产品制造过程控制目标、检验与判定标准。质量设计的结果可以自动按照规定格式形成质量计划、控制计划等技术文档。质量管理信息化系统支持对质量设计的规则基于历史数据进行验证，即质量设计完成后，用历史数据对质量设计的规则进行验证，从而可以准确地对未来产品的接单能力做出评估。
2、利用大数据对过程质量实施监控和评价
（1）基于实时的大数据平台，依据冶金规范中的参数值，应用SPC判异规则，对影响产品质量的重要工艺参数实施在线监控及预警。建立过程质量预警系统，及时向现场操作及质量管理岗位提供制造过程重要工艺参数变化及预警信息，对质量异常事件自动进行报警。
（2）对关键工艺参数采用SPC规则进行监控，进行关键工艺参数分析，通过维护判异准则，自动生成控制图，形成评价报告。
（3）开发产线质量评价模型，综合过程参数、产品指标参数、生产装备情况，定期自动对产线进行质量控制能力指数评价，以利于产品质量的持续改善。
（4）针对一些无法直接测量的工艺质量参数，采用软件测量模型进行预报后，并统一纳入监控参数进行监控。
（5）建立专家质量诊断系统，在产线出现质量问题时，利用大数据快速定位导致问题出现的工序及关键工艺参数，提出预诊断报告书。
3、应用大数据实现质量自动判定
产品质量的自动判定：包括铸坯分级判定、过程产品判定和热轧、冷轧、涂镀等产品的出厂检验判定。当产品生产完成后，质量管理信息化系统根据预先维护的质量检验判定规则对产品进行自动质量判定。判定使用的数据包括订单信息、钢种信息、产品的理化检验结果、过程质量参数、过程异常事件、产品外形尺寸、表面质量数据等。
（1）铸坯质量分级判定：依据板坯质量判定规则，对炼钢的转炉、合金微调站、LF炉、RH、连铸等各工序的工艺参数，以及铸坯表面质量的检查结果，完成板坯质量分级判定，最终的综合质量结果会匹配到每一块板坯。
（2）产品表面缺陷自动判定：钢卷的表面质量自动判定是基于表面检测系统对表面缺陷的准确识别和维护一套完善的表面缺陷检判规则，最终实现对表检仪检测出的`缺陷进行自动判定。
（3）出厂产品的质量判定：依据产品质量判定规则，对采集热轧各产线表面质量检查仪的系统数据和图片，并准确识别各种缺陷，实现自动判定。根据冷轧各产线表面质量检查仪的系统数据和图片，依据判定标准并结合客户特殊需求，实现自动判定。
4、工序质量追溯和表面缺陷跟踪
基于大数据管理应用平台，实现了从炼钢、连铸、热轧、冷轧、涂镀等产品的全流程工艺质量追溯和分析。可按物料、订单、时间、钢种等多种条件追溯，获取多工序的过程参数、质量参数，进行工艺质量数据追溯分析、工艺设定数据追溯、产品质量数据追溯、同批次物料工艺参数对比追溯分析、跨工序工艺质量参数追溯分析等，以找出制造过程工艺、质量参数等差异，定位问题的原因。
5、大数据基础上的质量持续改进
应用大数据管理应用平台和统计分析工具，建立质量管理、质量设计、工艺优化质量数据分析平台，为工艺技术人员持续改进产品质量和新产品开发提供支持。通过大数据管理应用平台，实现了对客户技术档案的管理，包括客户的基本信息、客户的原材料采购信息、客户的产品信息、客户的质量反馈及客户的特殊需求等信息的管理。也可以基于客户服务系统的质量异议数据库，对质量异议进行统计和分析，对发生质量异议的产品进行全流程的质量追溯。建立了高效、便捷的数据分析工具及KPI报表生成工具，以便于对质量状况进行分析。可以按照班、日、周、月、年自动生成统计报表。大数据下的企业质量管理创新，实现了质量管理的精细化和高效化，大大提高了质量管理的效率和水平。大数据管理平台，采集从原辅材料进厂到产品运达用户使用全过程的质量数据，实现了质量数据的集中统一管理和高效利用；在大数据平台上基于数据和分析进行的质量设计、质量监控、质量判定和质量分析改进更加严谨精准和及时规范，有利于满足用户提出的个性化需求，为从根本上实现品种结构的转型升级提供基础保障。但也需要特别指出，实时采集的数据与钢卷的精确匹配极为关键，匹配的准确性将直接影响缺陷跟踪的准确性，最终影响质量追溯、处置的准确性和产品质量分析改进的效果。
引言 随着现代科学技术的发展和工农业对钢材质量要求的提高,钢厂普遍采用了炉外精炼工艺流程,它已成为现代炼钢工艺中不可缺少的重要环节。由于这种技术可以提高炼钢设备的生产能力,改善钢材质量,降低能耗,减少耐材、能源和铁合金消耗,因此,炉外精炼技术已成为当今世界钢铁冶金发展的方向。对于炉外精炼技术存在的问题及发展方向有必要进行探讨。 1 国内外炉外精炼技术的发展历程和现状 随着炼钢技术的不断进步,炉外精炼在现代钢铁生产中已经占有重要地位,传统的生产流程(高炉→炼钢炉(电炉或转炉)→铸锭),已逐步被新的流程(高炉→铁水预处理→炼钢炉→炉外精炼→连铸)所代替。已成为国内外大型钢铁企业生产的主要工艺流程,尤其在特殊钢领域,精炼和连铸技术发展得日趋成熟。精炼工序在整个流程中起到至关重要的作用,一方面通过这道工序可以提高钢的纯净度、去除有害夹杂、进行微合金化和夹杂物变性处理;另一方面,精炼又是一个缓冲环节,有利于连铸生产均衡地进行。 日本在20世纪70年代为了降低炼钢成本,提高钢的纯净度和质量,率先将炉外精炼技术应用于特殊钢生产中,随后西欧的钢铁企业也加入到推广和使用这项技术的行列中。据资料报道,日本早在1985年精炼率达到65.9%,1989年上升到73.4%,特殊钢的精炼率达到94%,新建电炉短流程钢厂100%采用炉外精炼技术。80年代连铸技术发展迅速,原有的炼钢炉难以满足连铸的技术要求,更加促进了炉外精炼技术的发展,到1990年为止世界各主要工业国家拥有1000多台(套)炉外精炼设备。 我国早在20世纪50年代末,60年代中期就在炼钢生产中采用高碱度合成渣在出钢过程中脱硫冶炼轴承钢、钢包静态脱气等初步精炼技术,但没有精炼的装备。60年代中期至70年代有些特钢企业(大冶、武钢等)引进一批真空精炼设备。80年代我国自行研制开发的精炼设备逐渐投入使用(如LF炉、喷粉、搅拌设备),黑龙江省冶金研究所等单位联合研制开发了喂线机、包芯线机和合金芯线,完善了炉外精炼技术的辅助技术。现在这项技术已经非常成熟,以炉外精炼技术为核心的“三位一体”短流程工艺广泛应用于国内各钢铁企业,取得了很好的效果。初炼(电炉或转炉)→精炼→连铸,成了现代化典型的工艺短流程。 2 炉外精炼技术的特点与功能 炉外精炼是指在钢包中进行冶炼的过程,是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来,出钢前尽量除去氧化渣,在钢包内重新造还原渣,保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的C、P、S、O、H、N、等元素在钢中的含量,以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物,降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。这些工作只有在精炼炉上进行,其特点与功能如下: 1)可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体,精炼可以在真空条件下进行,有利于反应的正向进行,通常工作压力≥50Pa,适于对钢液脱气。 2)可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢,精炼过程采用多种搅拌形式(气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌)使系统内的熔体产生流动,加速熔体内传热、传质的过程,达到混合均匀的目的。 3)可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置,搅拌过程中可以使钢渣乳化,合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应,通常1吨钢液的渣钢反应面积为0.8～1.3mm2,当渣量为原来的6%时,钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴,反应界面会增大1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高精炼效果。 4)可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用,精炼炉具有灵活性,使作业时间、温度控制较为协调,与连铸形成更加通畅的生产流程。 3 炉外精炼技术在生产中的应用目前得到公认并被广泛应用的炉外精炼方法有:LF法、RH法、VOD法。 3.1 LF法(钢包精炼炉法) 它是1971年由日本大同钢公司发明的,用电弧加热,包底吹氩搅拌。 3.1.1 工艺优点 1)电弧加热热效率高,升温幅度大,控温准确度可达±5℃; 2)具备搅拌和合金化的功能,吹氩搅拌易于实现窄范围合金成份控制,提高产品的稳定性; 3)设备投资少,精炼成本低,适合生产超低硫钢、超低氧钢。 3.1.2 LF法的生产工艺要点 1)加热与控温LF采用电弧加热,热效率高,钢水平均升温1℃耗电0.5～0.8kW·h,LF升温速度决定于供电比功率(kVA/t),而供电的比功率又决定于钢包耐火材料的熔损指数。因采用埋弧泡沫渣技术,可减少电弧的热辐射损失,提高热效率10%～15%,终点温度的精确度≤±5℃。 2)采用白渣精炼工艺。下渣量控制在≤5kg/t,一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣,包渣碱度R≥3,以避免炉渣再氧化。吹氩搅拌时避免钢液裸露。 3)合金微调与窄成份范围控制。据试验报道,使用合金芯线技术可提高金属回收率,齿轮钢中钛的回收率平均达到87.9%,硼的回收率达64.3%,钢包喂碳线回收率高达90%,ZG30CrMnMoRE喂稀土线稀土回收率达到68%,高的回收率可实现窄成份控制。 3.1.3 LF法在生产实践中的应用 2000年6月,鞍钢第一炼钢厂新建的连铸车间正式投产,精炼设备由两座LF钢包精炼炉,年处理钢水200万t;一座VD钢水真空处理装置,年处理钢水80万t组成。LF炉最大升温速度为4℃,LF炉平均处理周期≤28min;处理效果:平均[H]≤0.0002%;最低[H]≤0.0001%。 我国现有家重轨生产厂(攀钢、包钢、鞍钢和武钢)生产典型的工艺路线如下:LD→LF→VD→WF→CC,钢包吊到LF处理线的钢包车上后,由人工接通钢包底吹氩的快速接头,根据要求的钢水成分及温度确定物料的投入量(含喂丝)重轨钢含碳量较高,因而增碳显得很重要,转炉出钢时钢水含碳量控制为0.2%～0.3%(wt),炉后增碳至0.60%～0.65%(wt),在LF炉处理时再增0.10%～0.15%(wt)个碳至标准成份的中上限,经VD处理后即可达到钢种成分要求。 3.2 RH法(真空循环脱气法)这种方法是1958年西德发明的,其基本原理是利用气泡将钢水不断的提升到真空室内进行脱气、脱碳,然后回流到钢包中。 3.2.1 RH法的优点 1)反应速度快。真空脱气周期短,一般10分钟可以完成脱气操作,5分种能完成合金化及温度均匀化,可与转炉配合使用。 2)反应效率高。钢水直接在真空室内反应,钢中可达到[H]≤1.0×10-6,[N]≤25×10-6,[C]≤10×10-6,的超纯净钢。 3)可进行吹氧脱碳和二次燃烧热补偿,减少精炼过程的温降。 3.2.2 RH法工艺参数 1)RH循环量。循环量是指单位时间内通过上升管或下降管的钢水量,单位是t/min。有关资料给出的计算公式为: Q=0.002×Du1.5·G0.33,式中:Q———循环流量,t/min;Du———上升管直径,cm;G———上升管内氩气流量,L/min。 2)循环因数。他是指在RH处理过程中通过真空室的钢水与处理量之比,其公式为:μ=w·t/v式中:μ———循环因数,次;w———循环量,t/min;t———循环时间,min;v———钢包容量,t。 3)供氧强度与含碳量的关系。向RH内吹氧可以提高脱碳速度,即RH-OB法。当[C]/[O]>0.66时钢包内氧的传质速度决定脱碳速度,其计算公式为: QO2=27.3×Q·[C]式中:QO2———氧气强度,Nm3/min;Q———钢水循环量,t/min;[C]———含碳量,Nm3/t。 3.2.3 RH法在生产实践中的应用 日本的山阳钢厂将LF与RH配合生产轴承钢形成EF-LF-RH-CC轴承钢生产线,钢中总氧量达到5.8×10-6。LF-RH法首先利用LF炉将钢水升温,利用LF搅拌和渣精炼功能进行还原精炼,是钢水脱硫和预脱氧,然后将钢水送入RH中进行脱氢和二次脱氧。经过这样处理大大的提高了钢水的清洁度,同时钢水的温度达到连铸需要的温度。 宝钢炉外精炼设备有RH-OB、钢包喷粉装置、CAS精炼装置,RH-OB的冶炼效果较理想,脱氢率为50%～70%,脱氮率为20%～40%,一般情况下,经RH-OB处理后[H]≤2.5×10-6,[C]≤30×10-6,去除钢中非金属夹杂物一般能达到70%,钢中总氧量≤25×10-6,而且在RH中合金处理可以提高合金的收得率和控制的精确度,[C]、[Si]、[Mn]的控制精度能达到±0.01%,铝的精确度可达到1.5×10-3,取得了较好的炉外精炼效果。 3.3 VOD法(真空罐内钢包吹氧除气法) 3.3.1 VOD的特点VOD法是1965年西德首先开发应用的,它是将钢包放入真空罐内从顶部的氧枪向钢包内吹氧脱碳,同时从钢包底部向上吹氩搅拌。此方法适合生产超低碳不锈钢,达到保铬去碳的目的,可与转炉配合使用。他的优点是实现了低碳不锈钢冶炼的必要的热力学和动力学的条件-高温、真空、搅拌。 3.3.2 VOD法在生产实践中的应用 20世纪90年代初,上海大隆铸锻厂从德国莱宝(leybold)公司进口1台15tVODC的关键设备和技术软件。采用电炉初炼钢水经VODC炉外精炼的工艺方法,精炼了超低碳不锈钢、中低合金钢和碳钢,取得了很好的冶金效果,钢中非金属夹杂物减少,氢含量小于3×10-6氧含量小于6.5×10-6,不锈钢中铬回收率达98%～99%,精炼后的钢具有十分优越的性能。VODC精炼工艺成熟,控制容易,适应中小型钢厂和铸钢厂的多钢种、小吨位精炼生产需要,对发展铸钢行业的精炼生产会起到很大积极作用,具有广阔的发展前景10。 抚顺特殊钢有限公司有30tVOD炉,采用EAF+VOD技术精炼不锈钢,可使[H]≤2.58×10-6,T[O]≤41.9×10-6,铬回收率达到99.5%,脱硫率64.2%,精炼高碳铬轴承钢T[O]≤12.13×10-6 。 4 发展炉外精炼技术需解决的问题及发展方向炉外精炼技术已经应用40年,对提高钢的纯净度、精确控制成分含量及细化组织结构等方面都起了重要作用,使冶炼成本大幅降低,同时提高了钢的品质和性能。但在发展的过程中也出现了一些问题,有待于解决,使这项技术更加完美。 1)实现炉外精炼工艺的智能化控制,根据来料钢水的各种技术参数,利用信息技术,制定最佳的精炼工艺方案,并通过计算机控制各精炼工序。精炼工位配备快速分析设备,实现数据网络化,减少热停等待时间。 2)炉外处理设备将实现“多功能化”。在水钢精炼设备中将渣洗精炼、真空冶金、搅拌工艺以及加热控温功能全部组合起来,实现精炼,以满足超纯净钢生产的社会需求。 3)开发高纯度、高密度、高强度的优质碱性耐火材料,以适应不同精炼炉的需要,注重产品质量的稳定性。耐火材料的使用条件应尽可能与炉渣相适应,最大限度地降低侵蚀速度。要根据精炼设备的实际情况形成不同层次的配套材料,研究开发保温和修补技术,提高炉衬的使用寿命。 4)减少精炼过程的污染排放,精炼过程会产生大量废气,其中含SO2、Pb、金属氧化物、悬浮颗粒等,在真空脱气冷却水中含有固态悬浮物、Pb、Zn等,这些污染物须经企业内部的相关处理,把污染程度降低到符合排放标准后再排放,加强环境保护意识。 5 结束语 炉外精炼技术是一项提高产品质量,降低生产成本的先进技术,是现代化炼钢工艺不可缺少的重要环节,具有化学成分及温度的精确控制、夹杂物排除、顶渣还原脱S、Ca处理、夹杂物形态控制、去除H、O、C、S等杂质、真空脱气等冶金功能。只有强化每项功能的作用,才能发挥炉外精炼的优势,生产出高品质纯净钢种。
有色冶金化工原理分析论文
摘要 ：本文对有色冶金化工的生产过程进行了概括分析，对其中的工艺原理做出归纳探讨，以期让相关理论更加浅显明晰，对实际生产产生增益作用。
关键词 ：有色冶金；化工过程；工作原理
1有色金属冶金技术现状及原理
目前金属的化工冶炼方法主要包括三种方式：火法冶金、湿法冶金和电冶金。
1.1火法冶金
火法冶金在冶金领域是非常传统的生产方式，在整个操作中并未加入水溶液，因此这种方法也叫做干法冶金，主要的原理是制造高温的条件，矿石就能经过化学、物理反应，让其中的金属与其他的成分分离，这样就能提炼出金属单质。实际操作流程的第一步是矿石准备，第二步是冶炼，第三步是精炼。第一步：矿石准备选择精矿后要加入适当的熔剂，对精矿进行加热，让其中的矿料可以在加热情况下形成块状，或者是加入一些粘合剂来制造成型，形成小球状后结成球团，然后放进鼓风炉里进行冶炼。第二步：冶炼这一过程主要是生成两个部分，分别是炉渣和金属液。金属液中也是有着少量的杂质，因此要进行进一步的精炼。这一过程是在鼓风炉中发生，其中加入了必要的材料以及熔剂，并加入焦炭来作为还原剂，主要是为了在铁矿中还原出生铁，在铜矿中还原出粗铜，还有对硫化铅矿进行冶炼，还原出粗铅。除了生成金属液以外，还有诸多杂质组成的炉渣。若是在氧化条件下反应，对生铁用转炉来精炼，在转炉中引入适当的氧气，用氧化的方式将铁水中的杂质去除，并炼出一定品质的钢水，可以将其铸成钢锭，这就是氧化吹炼的过程。造锍熔炼是对硫化铜或者硫化镍矿石进行处理，通常来说是在反射炉以及矿热电炉中进行反应，也可以是用鼓风炉来反应。在其中会加入一些石英石熔剂，便于形成炉渣，炉渣之下会留下熔锍。第三步：精炼。这个步骤是为了将金属液中依旧存在的一些少量杂质进一步去除掉，可以让金属的纯度得到提升。如在炼钢的时候，可以对生铁进行适当的精炼，这样就能在其中去除掉更多的非金属杂质，或者是进行更加深入地脱硫。精炼铜则是将粗铜放在反射炉里氧化，再用电解的.方式进行精炼。不同的金属有着不同的精炼方式，在设备以及原料上都是有所区别的。
1.2湿法冶金
这种方法的另一个名字叫水法冶金，是借助各类熔剂，通过一系列的化学反应，实现对金属的提取以及分离，主要的步骤分为四步，其中第一步就是浸出。①浸出就是将矿物里的目标成分引入到溶液里，便于接下来的步骤逐渐展开。②通过过滤等方法，将浸出液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。③采用萃取法或离子交换法，将浸出液中目标组分富集，并和其他杂质离子分离。④从净化液中提取目标金属或化合物。湿法冶金在钴、镍、铝、铜、锌等工业中占有重要地位，世界上全部的氧化铝、大部分锌和部分铜都采用此法生产。湿法冶金对低品位矿和相似金属分离都具有很好的适用性，而且金属回收程度高，不会造成严重的环境污染，生产过程易实现连续化和自动化，利于提高生产效率[1]。
1.3电冶金
电冶金是以电能为能源进行提取和处理金属的工艺，根据电能转化形式的不同分为电化冶金和电热冶金两类。电化冶金是利用电极反应而进行的冶炼方法，对电解质水溶液或熔盐等离子导体通以直流电，电解质便发生化学变化，在阳极上发生氧化反应，而在阴极上发生还原反应。电热冶金具有加热速度快、调温准确、温度高（可达2000℃），可以在各种气氛、压力或真空中作业，具有金属烧损少等优点，是冶炼稀有高熔点金属、半导体材料等的一种主要方法。例如，目前冶炼金属铝就属于电热冶金方式，首先从铝土矿中提取氧化铝，然后在氧化铝中加入冰晶石作为助熔剂，在高温下熔融电解。
2有色冶金化工生产的核心设备的工作原理
虽然冶金化工产品种类众多，冶炼方法一般各不相同，但诸多生产流程所应用原理却大致相同，核心设备上也有着一定的共同点[2]，下面对几种主要设备介绍。高炉冶炼原理：高炉生产乃连续进行，在实际操作中，是从炉顶的位置加入各类原料以及添加剂，从下部的风口鼓入高温达到一千摄氏度以上的热风，同时喷入煤粉等燃料。铁矿石的成分主要是铁的氧化物，这样用高温的方式就可以用燃料在燃烧后形成的一氧化碳，用来进行还原反应，实现对铁矿石中氧化物的还原，就能得到单质铁。这种情况下形成的是高温铁水，从出铁口就可以放出。同时在铁矿石中有着诸多的其他物质，构成了炉渣，炉渣就要从出渣口的位置排出，经过除尘处理之后，这些还能作为一些工业的生产原料。
3结束语
理论对实践具有指导意义，通过对理论的研究解析，了解工艺、反应及设备的本质，使实际生产具有更高的经济效益和时间效益。本文浅析了冶金化工生产中的几种主流方法的原理和工艺流程，对部分设备进行了理论分析。当前我国冶金设备正在高速地革新，冶金设备提升的同时，冶金化工在不同领域也会有广泛的发展前景。面对当前的压力和未来的挑战，我们需要不断深入地研究原理，并与先进技术相结合优化现有设备与工艺，在实践中解决各类有色冶金化工问题。
参考文献
[1]中国工程院化工、冶金与材料工程第十一届学术会议——“‘化工、冶金、材料’前沿与创新”在宁波隆重举行[J].杭州化工，2016，46（04）：44.
[2].济南冶金化工设备有限公司一流的煤化工及焦化设备专业制造商[J].燃料与化工，2016，47（01）：2.
作者：胡睿康 单位：澧县第一中学
中南大学冶金工程考研经验分享
一．考研院校选择和专业介绍：
1.考研院校选择：在选择院校方面起初我也有过很多迷茫，后面经过同学推荐了解到了中南大学，便马上上网搜了搜经验，发现中南大学冶金工程专业的老师比较和蔼并且不歧视双非，除了复试晚没别的毛病。再加上本人很喜欢长沙这个城市，一时冲动就定了这个学校。当然，我选择冶金工程的原因很大程度上是因为自己本科就是读相关专业的，相对于跨考来说没那大难度，所以最后决定考中南大学的冶金工程专业。
2.院校介绍：
中南大学（Central South University），位于湖南省长沙市，由原湖南医科大学、长沙铁道学院与中南工业大学于2000年4月合并组建而成。原中南工业大学的前身为创建于1952年的中南矿冶学院，原长沙铁道学院的前身为创建于1953年的中南土木建筑学院，两校的主体学科最早溯源于1903年创办的湖南高等实业学堂的矿科和路科。原湖南医科大学的前身为1914年创建的湘雅医学专门学校，是中国创办最早的西医高等学校之一。
3.专业介绍：
冶金工程专业培养具有较扎实的冶金工程专业基础理论和专业知识，能够在钢铁冶金、有色金属冶金及冶金与材料物理化学和化工技术领域从事产品开发及工艺设计、生产组织与管理、技术开发、科学研究等方面工作的高级工程技术人才。
本专业学生主要学习黑色和有色金属(包括重、轻、稀有和贵金属)冶金的基本理论、生产工艺和设备、实验研究、设计方法、环境保护及资源综合利用的基本理论和基本知识受到冶炼工艺制定、工程设计、测试技能和科学研究的基本训练。具有开发新技术，新工艺和新材料及工业设计和生产组织、管理的能力。
4.主干课程
《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》、《无机化学》、《物理化学》、《大学物理》、《大学英语》、《电工技术》、《电子技术》、《大学计算机基础》、《C语言程序设计》、《计算机制图》、《机械设计与原理》、《工程力学》、《冶金概论》、《冶金原理》、《传输原理》、《金属学》、《金属材料及热处理》、《金属材料性能》、《冶金与材料物理化学》、《钢铁冶金学》、《有色金属冶金学》、《材料分析方法》、《材料分析测试技术》、《金属电化学腐蚀与防护》、《金属材料成形加工》、《工业生态》、《功能材料》、《无机非金属材料》、《耐火材料》、《冶金研究方法》、《冶金质量分析》等。
5.课程介绍：
（1）冶金概论
《冶金概论》是2009年7月中国劳动社会保障出版社出版的图书，作者是人力资源和社会保障部。本书按照钢铁生产基本流程的顺序，分"采选矿生产""炼铁生产""炼钢生产""轧钢生产"四篇，介绍了各个主要生产环节的生产过程和相关知识。
（2）钢铁冶金学
《钢铁冶金学:炼铁部分》(第2版)系钢铁冶金专业《钢铁冶金学》(炼钢部分)课程的教学用书。按照钢铁冶金专业教学计划和本门课程教学大纲的要求，《钢铁冶金学:炼铁部分》(第2版)重点阐述炼钢过程的基本理论和工艺，主要内容包括含铁原料的造块、炼铁原理、工艺操作及高炉作业的能量利用分析，并结合钢铁工业的最新发展，对数学模型、高炉过程自动控制及非高炉法炼铁(包括直接还原及熔融还原)作了简要介绍。
（3）金属电化学腐蚀与防护
《金属电化学腐蚀与防护》这本书作为"高等学校教材"系统地介绍了金属电化学腐蚀的基本理论和应用以及金属腐蚀的防护和检测技术。内容按照循序渐进、由浅入深的原则编写，包括三部分:第一部分介绍腐蚀热力学和动力学的基本理论以及与金属腐蚀有关的电化学基础知识;第二部分介绍氢、氧的去极化腐蚀，金属的钝化和各种常见的局部腐蚀的规律与特点以及自然环境及化工生产中的腐蚀;第三部分介绍金属腐蚀的电化学防护技术、缓蚀剂技术、表面层技术以及防腐设计和腐蚀的检测与监控技术。
（4）耐火材料
培养目标
本专业培养具备耐火材料科学与工程方面的知识，能在耐火材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型、加工及工程施工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:1.掌握耐火材料的工业生产过程和设备、生产工艺的专业基础知识;2.掌握耐火材料制备的原理及工艺基础，材料的结构与性能;3.掌握本专业所必需的机械、电子、工程、计算机应用的基本知识技能;4.具有制品的工业生产、质量控制和技术管理的初步能力; 5.具有正确选用材料、设备并进行工艺设计的能力; 6.具有研究改进材料性能、开发新材料、制品、工艺的初步能力。
主干课程:材料科学与工程，热力学基础，溶液热力学，电化学热力学，表面与界面现象热力学，耐火氧化物热力学，含碳耐火材料热力学，耐火非氧化物及其复合耐火材料热力学。
主要课程:物理化学，无机材料性能、测试及研究方法，粉体工程，材料制备原理、热工过程与设备，无机材料工艺学。
（5）工业生态
工业生态学是一门研究人类工业系统和自然环境之间的相互作用、相互关系的学科。它是一门新兴交叉学科，自诞生10多年来，其理论研究与实践活动已经取得了长足的进展。
工业系统也像自然生态系统那样需要在供应者、生产者、销售者和用户以及废物回收或处理之间有密切的联系。工业生态方法寻求的目标是按自然生态系统的方式来构造工业基础。
二．考研复习经验：
数学和英语属于长期需要学习的课程，保持手感；政治和专业课属于阶段性突击学习的，所以一定要做好学习计划。
1.初试公共课复习经验：
（1）数学
数学一，主要涉及三部分，高等数学、概率论与数理统计、线性代数。概率论一定要最后学，高数和线代同时学就可以的。
前期自己的时候要放慢速度，所以不太贪快，高数时属于最难的一部分，因为不定积分、定积分、常微分方程、级数属于重难点，而且现在命题组出题也有变化，压轴题有时不会用这几个，会用极限来考察，所以对于数学的全面性一定要做到。
书籍我建议用李永乐的，题型全面，针对性强，不用做很多题就能快速理解做题技巧和解题方法，660的题就是略少，建议同学一定要第一轮看完以后再开始做，事半功倍。
（2）英语
英语部分没有太多可说的，主要是词汇、语法、做题。词汇是任何人帮不了你的，必须自己勤奋，我建议看朱伟的恋恋有词，30个list一个月看完，拓展词汇是边刷题边背的，这样可以提高效率，毕竟应试教育需要我们做的是熟悉考试出题，提高做题效率。
语法是需要词汇结束以后开始的，这样可以保证单词的认知度和一个学习思维的转变。到八月份开始的时候一定要开始刷真题，真题要一遍又一遍的刷，不要怕刷过了就没用了，是为了培养你的做题思维，可以去考研库下载电子版真题，这样可以反复利用了。
作文这里我建议每一本作文书，做好背几篇范文，以防不时之需的。
(3)政治
政治这里关键是要背，我先推荐一下政治的书，肖秀荣的网课不建议看，生涩，估计肖秀荣自己也知道，但是他的书是真的好，我估计他才最出名考研老师，肖秀荣精讲精练、1000题、肖秀荣八套卷、肖秀荣四套卷这是必须买的，帮助真的很大的。
政治的复习从八月份开始就可以的，结合着精讲精练，每天背诵完就要做题来巩固，每周定期回顾自己之前背的知识点。肖四肖八这几套卷子，我建议大题全背下下，肖秀荣押题率真的很高的，有的人不服气，但事实摆在面前。
2.初试专业课复习经验：
专业课考的是化工原理，21考研大纲上的参考书是谭天恩的化工原理，红皮上下册，和张廷安的化工原理简明教程，22就变成了只有一本简明教程，我自己感觉红皮的好用，5月到6月我主要是第一遍看课本，和做书上的例题和课后题，这个时候看的时候计算题一道看一晚上都是常有的事，看得多了就是在背答案，伯努利方程很重要，后面的流体输送也会用到，还有离心泵的原理和安装高度，官网上大纲都有各个知识点的掌握程度，比如熟悉，了解，还是掌握，第一遍可以都看一遍，等到了第二遍的时候就可以对照大纲的知识点学习。
到了7月到8月底，进行第二遍的看课本和做例题习题，这个时候可以按照大纲自己总结名词解释和论述题的知识，然后多做书上例题和习题到了9月到10月底主要是做近20年的真题，真题我是直接做计算题，不会做就看答案，过几天再自己做一遍，然后反复的看答案，做题这样子循环，真题的重复率很高的，其他的题我就是看下每一年都考了哪些，然后对照自己总结的题，勾画出来，等到了11月份去背，做真题到了11月，开始第二遍的过课本和做真题结合，等到都没有问题以后，主要的任务就放在背名解和简答论述题上，然后每天做计算题，计算题自己一定要算，多用计算器，多摁摁，练练手速，考试的时候是可以带计算器的，这个是在准考证上写着可以允许携带的。
三．复试经验：
试之前要准备中英文自我介绍，本科所学专业课的基础知识以及毕业论文相关内容。因为我考的中南大学比较人性，也相对公平。复试科目和我本科学的课程有关，在《钢铁冶金》和《有色金属冶金》之间二选一。在复试过程中，首先进行的是第一项英语复试，这个时候就需要我们提前准备好英文版的自我介绍，老师还会用口语和我们交流，让介绍一下自己的家乡，介绍一下自己的母校，介绍一下自己的爱好等问题，其次进行的第二个环节就是专业课的问答，老师会让在钢铁和有色之间进行选择，然后提问相关的专业性问题。再次，有的老师还会问毕业设计的内容，这个时候就要大胆回答，可以回答的不全面，但是一定要大胆回答，老师都理解我们，不会刻意为难我们。整个复试时间大概持续15分钟，可以说是突然开始突然结束。时间过得非常快，异常压迫。北科是严格保护一志愿的学校，复试成绩和初试成绩排名基本相差不大，因此一定要把初试成绩能考多高就考多高。复试是在周六进行的，中间间隔不到一周时间就出成绩了，很幸运我被录取了。在此我想说，在整个考研过程中确实很煎熬，其中的辛酸只有自己能体会，但是不到最后一刻一定不要放弃，勇敢往前冲就会有不一样的结果。
四．总结：
在整个考研过程中，会面临很大的压力，在努力的过程中，很多人会选择放弃，有的人甚至在考研当天考完数学就放弃了，但是我相信只要你能坚持下来不到最后绝不放弃，在我们生活中亦是如此，无论是考研还是做其它事情，我们都应该有一种不到黄河心不死的精神，追求梦想没有任何困难可以阻挡，只要有一息尚存，就奋斗不止，我相信“越努力就越幸运”，只要你能坚持到最后，脚踏实地，最终一定会收到意想不到的结果，终将上岸。
就业率比较好，但是工作环境跟选择的工作种类有关。本科毕业的，除非有过硬的关系，否则很难进研究所，学校之类的轻松单位，一般去冶炼厂，冶炼厂的工作条件一般不好，有的还非常艰苦，我去过不少冶炼厂，高温、灰尘大等，地理位置也一般是比较偏，离大城市远，工作待遇刚开始也是一般，以后就要看个人发展了。 硕士毕业的，一般可以去研究所，但是也要有关系，也可以去恩菲等相近的公司或者外企单位，待遇因地域差异存在很大的区别，也有极少部分去冶炼厂的。 博士进研究所或者设计院或高校比较容易些，待遇跟你做的项目多少有关，厉害的博士一年就可以拿几十万的年终奖，所以跟个人本事和机遇有关。博士现在出来工作一般会有15万元左右的安家费，具体上会有差异；而硕士是有的有有的没有；学士是没有。 中南大学的冶金工程是以有色金属为主（铜、铅、镍、锡等重金属，铝、镁等轻金属、镧、铈等稀有金属，金、银、等贵金属，不含铁、锰黑色金属），在国内很有名气的，排第二（第一是沈阳研究所），钢铁冶金近几年来也开始有课程，但是比较薄弱，不如东北大学的钢铁冶金。本科学业重，要学的课程多，大二和大三的暑假要外出实习；研究生、博士要做的项目多，除了自己的毕业论文外，一般还要给老师做其他项目，现在中南大学冶金院的老师做的有电池方面的课题（锂离子电池），有色金属材料制备方面，金属回收技术等等，老师的项目课题挺多的，院里的老师都挺不错的，学识也广。 是否读研读博要看个人兴趣，这个专业总体上来说还是比较艰苦的，特别是去实习会大大打击积极性。我也是这个学校冶金专业的学生，认为肯静下心来学是挺不错的，这个专业的奖学金多，好好学习，可以靠自己的奖学金来支付自己大学后三年的所有支出。对了，这个专业是中南大学最主要的专业之一，在学校是很有分量的。
一、学科概况及其特色材料是具有一定性能，可用于制作器件、构件、工具、装置和物品的物质。根据材料的性能与特征，又可分为以力学性能为其应用基础的结构材料和以物理及化学性能为其应用基础的功能材料两大类。当今，人们把材料、信息和能源作为现代文明的三大支柱，足见材料是当今社会发展和技术进步的物质基础和技术先导之一。 “材料学”主要研究材料组成，结构、工艺、性质和使用性能之间的相互关系，致力于材料的改性、工艺优化和新材料的开发与合理应用。而“无机非金属材料”是“材料学”的重要组成部分之一。她是一门多学科相互交叉的新型学科，主要研究无机非金属材料的成份和制备工艺、组织结构、材料性能和使用性能四大要素，以及它们之间的相互关系。 传统的无机非金属材料是以硅酸盐为基础的材料。随着科学技术的飞速发展，该学科还包括了新型矿物材料和氮化物、碳与碳化物、硼化物等化合物组成的材料。新型的无机非金金属材料在化学组成和晶体结构上都发生了巨大变化，这些变化为复合材料、高温超导材料、铁电性、磁电性材料以及压电性材料奠定了基础。这些材料为航空航天、军事技术，生物医学和人们的日常生活提供必备的物质条件。我们深信，随着科技的进步，研究手段的不断完善和提高，无机非金属材料的研究和开发工作将不断获取新成果，并推动社会进入新的时代。 二、培养目标具有扎实的无机非金属材料工程领域坚实的理论基础和宽广的专门知识，了解本学科的现状及国内外发展动向，掌握解决工程问题的先进方法和现代技术手段。具备将计算机技术应用于本学科的能力，具有从事科学研究和解决工程中局部问题的能力，能做出具有学术意义和应用价值的研究成果。较为熟练地掌握一门外语，并能阅读专业外文资料。具有担负工程技术和工程管理工作的能力。三、学科专业的主要研究方向无机非金属材料学科所涉及的领域较宽，结合我校和本专业学科的具体情况及相邻学科的特点，确定的主要研究方向如下： ⑴ 能源材料⑵ 无机非金属材料⑶ 新型矿物材料⑷ 微粉制备技术与纳米材料⑸ 无机复合材料⑹ 新型磁性材料⑺ 无机材料数学模型与自控 四、学习年限、课题与学习时间、学分与培养要求工程硕士研究生学制为3年，实行弹性学制，在学的最长年限为5年，课程学习时间应在20周以上，要求修满的总学分在32学分以上，允许工程硕士研究生分两阶段完成学业。五、课程设置课程类别 课程编码 课程名称 课程学时 周学时 学分 开课时间 备注 学位课 010121101 科学社会主义理论与实践 18 1.0 春 010221101 自然辩证法概论 18 1.0 秋 060121101 工程硕士英语 64 3.0 春、秋 230321201 专业英语 46 2.0 春 必修课 110121201 应用统计 40 2 秋 必修6学分以上 110221202 数值分析 60 3 秋 150121301 结构化学 40 2 秋 150221301 表面物理化学 40 2 秋 230321301 超细粉体加工 40 2 春 230321302 玻璃生产理论与工艺 40 2 春 230321303 陶瓷生产理论与工艺 40 2 春 230321304 矿物材料提纯技术 40 2 春 230321305 无机材料改性 40 2 秋 230321306 结晶学概论 40 2 秋 230321601 无机材料设计 40 2 秋 选修课 230321602230321307 学术研讨无机非金属材料与人工智能技术 2040 12 秋、春秋 230121402 环境工程 40 2 秋 230321308 无机材料测试技术 30 1.5 秋 230321603 无机材料专论 40 2 春 230321309 宝玉石加工与鉴尝 30 1.5 秋 230321310 无机非金属材料数模与仿真 40 2 春 230321604 矿物材料加工技术 40 2 秋 工程硕士生应修满学位课和必修课学分17学分以上，根据个人培养计划按学期选修课程，但每学期选修的课程不超过9学分（不包括《学要研讨》）。专业基础和专业类课程应不少于4门合10学分，选修课应设置计算机应用类、经济、管理、法律、环境保护、行业发展及相关专业的课程。工程硕士研究生课程设置六、学年总结与筛选考核工程硕士生在最后一次授课期间，学校组织研究生对入校以来的政治思想表现、课程学习、业务能力等方面进行一次全面总结、评定和考核。七、学位论文选题报告工程硕士研究生在导师的指导下，在查阅大量文献资料的基础上作选题报告，确定研究课题。查阅的文献资料应在 40篇以上，其中外文文献资料一般应占三分之一以上。学位论文选题报告应具有一定的应用价值和实用价值。首次选题未获通过者，可在6个月内补作。选题报告一般在科研所（教研室）内公开组织进行。 工程硕士研究生应在修完学分，进入学位论文工作3-6个月内完成选题报告。研究生选题报告评审通过后，应填写《中南大学研究生学位论文选题报告》，交所在单位研究生助理存档。 八、学位论文工作中期检查研究生的学位论文工作中期检查由学院、系（所）负责，分科研所（教研室）组成检查小组对研究生的论文工作进展情况、取得的阶段性成果、存在的问题、与预期目标的差距等进检查考核。对存在的问题，要提出解决问题的措施或要求。学位论文工作中期检查安排在毕业答辩前上一学期未进行。九、公开发表学术论文（取得科研成果）的要求在学习期间，工程硕士研究生必须在公开发行的刊物（增刊例外）上发表与学位论文有关的学术论文1篇以上方可申请授予学位。以上发表的论文应以中南大学为第一署名单位，研究生为第一作者或导师为第一作者，研究生为第二作者。未达到要求者，可准予毕业，但必须等到达到以上要求之后才能申请授予学位。十、学位论文研究生的学位论文应按学术要求用中文撰写，在导师的指导下由研究生本人独立完成。学位论文应表明研究生已经达到培养目标的要求。 工程硕士研究生从事学位论文的最短工作时间为为2.5年