火法冶金的原理篇1
关键词：有色冶金原理课程教学质量
《有色冶金原理》是研究和确定各种元素与其化合物等在冶炼过程中所遵循的具有普通意义的物理化学规律，从而为有效地控制现有生产工艺，改造旧工艺和新发展工艺提供理论根据。《有色冶金原理》是有色冶金专业必修的课之一，它是有色冶金专业最重要的基础课，该门课程在整个有色冶金专业课程体系中的位置极为重要。《有色冶金原理》课程教学质量直接影响后续专业课的教学。因此必须高度重视该课程的教学，积极探索和实践提高《有色冶金原理》课程教学质量的途径和方法。
1把握专业基础课定位，处理好“3232”
《有色冶金原理》作为有色冶金专业最重要的专业基础课，在基础课与专业课之前起着承上启下的作用。要提高该门课程的教学质量必须牢牢把握好专业基础课这一定位，来组织实施教学。具体来说，《有色冶金原理》课程承上启下归纳为“3232”，《有色冶金原理》是物理化学作用规律在有色冶金生产中的应用。
第一个“32”承上――与基础课的联系（主要是物理化学）具体的可以概括为三个问题，两部分内容：
三个问题：①如何确定反应在标准状态下究竟向哪个方向进行？
②如何确定反应进行到何种状态达到平衡？
③如何确定反应进行的速度？
即研究确定反应的方向、限度和速度。
两部分内容：①反应的热力学。
②反应的动力学。
即反应的原理、反应速度的确定及影响因素
要将以上三个问题、两部分内容讲授清楚，必须了解学生对物理化学掌握情况，并据此来开展教学工作，使学生能够从物理化学的角度出发研究和思考有色冶金生产的实际问题。
第二个“32”――启下是《有色冶金原理》在各门专业课（主要是《冶金学》）中的应用。
具体的也可以概括为三张图，两部分内容。
三张图：①渣系状态图
②ΔG―t图
③e―pH图
即将物理化学的抽象规律，转换为有色冶金专业的专用直观图表。（解释内容、分析具体用途）
两部分内容：①火法冶金
②湿法冶金（解释内容、分析具体用途）
即从冶金反应的温度和反应物质所呈状态的角度，对反应进行分类。
这三张图和两部分内容，体现了从有色冶金专业对《有色冶金原理》课程内容的分类，以及将物理化学知识转化为有色冶金专业直观工具，为学生以后利用这些工具业进行专业的思考和研究打好基础。
2突出重点章节，精讲多练
目前通用的《有色冶金原理》教材，一般都包括冶金炉渣、化合物离解生成反应、氧化物还原、硫化物火法冶金、氧化物和硫化物的火法氯化、物质在水溶液中的稳定性、矿物浸出、浸出液净化、水溶液电解质电解、熔盐电解等内容，要在有限的90个学时来完成以上这些内容逐一讲精讲透既无可能也没有必要。而是应根据第二个“32”，结合课程内容之间的内在联系，突出重点章节，精讲多练。具体地说就是要从火法冶金、湿法冶金这两部分内容出发，重点讲授化合物离解――生成反应、冶金炉渣、物质在水溶液中的稳定性这三个章节，使学生了解、掌握应用渣系状态图、ΔG―t图、e―pH图；同时也对具有相同基础知识点的章节教学打牢基础，让学生能够举一反三、触类旁通，增强自学能力。
3引进现代化教学手段，提高授课质量
根据《有色冶金原理》教学的需要，在教学过程中十分注重丰富教学手段，特别是现代化教学手段的运用，以往传统教学中手段单一，不能有效调动学生学习的积极性的弊端，提高教学质量。
（1）开发和使用《有色冶金原理》多媒体教学课件（网络版），通过课件的使用将传统教学中难以处理的抽象概念用简洁明了、生动形象的多媒休技术展现出来，调动了学生学习的积极性，提高了教学质量。同时，将教学内容移到校园网上，也可以使学生充分利用时间，根据自身的实际情况出发，灵活主动学习，既锻炼了学生自学能力，又能促进教学质量的提高。例如，化合物离解-生成反应中讲授ΔG―t图时，传统教学从图的绘制、分析、应用基本需要6～8学时，但由于不够直观，学生理解起来比较困难，而采用教学辅助软件后学生能够直观认识到ΔG值（吉布斯自由能）随温度t变化规律，进而通过ΔG值的大小判断反应平衡进行的方向，并与冶金过程尤其是火法冶金过程的应用相结合（反应条件、还原剂选择、还原程度控制、杂质脱除程度等）。同样在火法冶金过程常用的基本知识―三元相图的教学也是如此，传统教学方法从绘制、讲解、应用的整个过程耗时较长效果不理想，采用多媒体教学软件后，教学效果有显著提高。
（2）充分利用校园网及数字图书馆的资源，结合课程教学进度布置一些专门问题，让学生独立自主地进行学习，实现讲授与自学的有机结合，转变学生被动学习的传统观念，并进行讨论，达到教学良性互动。
4结合课程内容；合理安排实验教学（如何与3232相联系）
根据现有实验条件及学时安排，有针对性地安排了3～4个有典型代表性的专题实验（氧化铅还原动力学实验、硫化锌精矿焙烧动力学实验、铁―水系e―pH图测定）。让学生有机会动手实践，将理论知识与实际相结合，直观了解相关反应的机理及过程。巩固相关知识的基础。
5结束语
只要牢牢把握《有色冶金原理》专业基础课的定位，处理好与基础课和专业课的承启关系，突出重点，使用现代化教学手段，合理安排实验教学，可以使《有色冶金原理》课程的教学质量提高到一个新的水平。培养出下得去，上手快，留得住，用得上的创新型冶金高技能专门人才。
参考文献：
[1]韩明荣.冶金原理课程教学中注重对学生能力培养的探讨[J].中国冶金教育，2009，(04).
[2]刘洪萍.高职院校有色冶金原理课程教学的探索研究[J].昆明冶金高等专科学校学报，2006，(05).
火法冶金的原理篇2
关键词：有色冶金；废渣；有价金属；回收
中图分类号：X758文献标识码：a
金属是我们工业生产与生活中所必须的重要资源，随着社会的发展我们对金属的需求量越来越高，但是金属作为一种有限资源，目前已经出现短缺的态势。为保证我国金属资源利用的可持续性，必须要从有色冶金废渣中有效回收有价金属，做好资源的重复利用工作，发展绿色循环经济。通过回收废渣中的有价金属，确保金属资源的合理利用，与此同时降低有色金属废渣的污染，推动经济的健康可持续发展。
一、有色冶金废渣中的有价金属
有价金属属于有色冶金废渣中的一部分，金属冶炼单位要重点关注有价金属的回收，提高冶金废渣的处理效率，以免浪费过多的有价金属。
1有色冶金废渣
有色金属是冶炼行业的主要资源，其在冶炼的过程中会产生较多含有金属的废渣，而且有价金属的种类丰富，如：铅渣、锌渣等，如果不采用回收利用，即会造成很严重的金属资源浪费，部分有价金属随着冶金废渣的排放，直接作为废物处理，无法得到再次利用，对金属资源开采造成一定的压力。有色金属废渣在金属冶炼中占有很大的比重，已成为冶金处理的一项重点。
2有色冶金废渣中的有价金属
此类有价金属是指包含在冶金废渣中的物质，有色冶金主金属以外的金属资源。有价金属并不是需要冶炼的主金属，但是具有回收利用的价值，所以冶金行业需要针对此类有价金属，采取回收利用，降低有色冶金过程中的资源消耗。
二、有色冶金废渣中有价金属的回收
有价金属在有色冶金废渣的回收中必须要采用科学合理的回收技术，提高回收效率，目前，比较常见的有价金属回收途径主要包括：火法冶炼、湿法冶炼及选冶技术三类。
1火法冶炼
火法冶炼对有价金属的回收主要是依靠高温条件实现提炼。火法冶炼的提炼方式比较简单，没有复杂的工艺。首先有色冶金废渣需要经过蒸压等措施，大概提取含有有价金属的物质，重复焙烧；然后采取电炉还原的方式，即可得到有价金属的合金；最后根据合金的状态，选择对应的浸出萃取方式，待溶液沉淀后，获取精度很高的有价金属。目前，随着有价金属回收的发展，火法冶炼处于相对的弱势地位，因为火法冶炼消耗的能源比较多，所以其在回收技术中处于发展缓慢的状态。
2湿法冶炼
有价金属湿法冶炼的条件主要是通过一系列的化学反应。湿法冶炼以有色金属废渣为处理对象，采用酸碱化学反应、电化学反应等多项途径，保障有价金属回收的效益。湿法冶炼并不能适用于所有的有价金属，具有一定的选择性，湿法冶炼常用于难熔化的有色金属废渣中，如镍-钴，因此，有色冶金废渣回收有价金属时，需要有针对性的选择湿法冶炼。有价金属在有色冶金废渣中的含量基本不同，湿法冶炼的过程中，提前采用氧化的方式，促使除有价金属以外的物质能够挥发，避免影响回收的效果。以粗铜冶金的废渣为例，该废渣中含有丰富的有价金属，如铜、锌，此类有价金属的回收，不能重新进行炉内冶金，以免影响有价金属的回收效果，因此只能采用湿法冶炼，先对冶金废渣实行充分的水浸，沉淀废渣内的不溶物质，促使铜、锌可以溶入水分中，便于回收，除此以外，还可将铜过滤出去，获取成品硫酸锌，完成有价金属的成品回收。
3选冶技术
选冶技术在含量较少的有色冶金废渣中，具有较广泛的应用。部分有色冶金废渣中的有价金属含量少，如果采用其他回收技术，并不会取得高回收率，所以采用选冶技术回收有价金属。有价金属具有自身物理和化学特性，一般根据各类特性，合理的安排选冶回收。例如，某有色金属冶炼后产生的废渣，其中含有金、银、铁等有价金属，经过选冶技术后，比较明显的回收是铁精矿，而且回收的效率高达56.68%，具有很高的利用效率。近几年，选冶技术在有色金属废渣中回收利用的效益比较高，提升了有价金属的回收水平，有利于有价金属的资源应用。
三、有色冶金废渣中的金属制取
有色冶金废渣中的有价金属回收，还包括金属制取的工艺，此类工艺用于提炼金属，金属制取的方法主要分为电解法和联用技术两类。
1电解法
电解法是有价金属提取的核心，用于精炼废渣中的金属，而且电解法也能与回收技术相连，完善有价金属的回收。电解法在湿法冶炼中的最终环节，发挥电解的作用，电解有价金属溶解，由于电解法电极产生的电流效益好，密度可达1000a/m?以上，所以不会消耗太多的能量，体现高效率的电解回收，电解液盐酸基本不会发生损失，是有价金属回收中经常用到的方法。电解法在有价金属回收中能够得到纯净的金属物质，常用于有色冶金废渣的处理中，能够有效避免造成金属资源浪费。
2联用技术
有色冶金废渣中的金属种类多，废渣中含有不同特性的有价金属，其在回收过程中具有不同的物理表现和化学表现。因为废渣中有价金属的多样性表现，所以采用单一的回收技术，只能对一类有价金属产生作用，而利用联用技术则可以实现不同有价金属的回收，提高回收效率降低能源消耗，减缓资源开采利用压力。
结语
回收有色冶金废渣中的有价金属对社会经济发展及环境保护都是有利而无害的，对我国可持续发展战略的实行具有重要意义。有价金属的回收不仅提高了金属资源的利用效率，同时是对我国有色冶金行业发展的良好引导。但是关于回收技术还需要专业技术人员不断的研究、开发创新技术，降低回收成本的投入，利用更先进的技术提高回收效率，推进我国社会经济的健康可持续发展。
参考文献
火法冶金的原理篇3
关键词：砷有色冶金烟尘治理
中图分类号：tF文献标识码：a文章编号：
有色冶金砷的来源
砷是一种普遍存在的元素，其在地壳中的丰度位于所有元素的第20位，约为1.5-3mg/kg。自然界中存在超过200种含砷矿物。砷常伴生于有色金属矿中，并随精矿进入有色冶炼厂。矿冶活动是人类向环境中排放砷的最大来源。尽管通过选矿可使大部分的砷留在尾矿中，但每年仍有大量的砷（超过50000t/a）随精矿进入冶炼厂，并以气、液和固三种物理形态被排放到环境中。有色冶炼过程中，含砷气体和含砷液体的量较少，由于砷及其化合物具有较强的挥发性，含砷烟尘是固态砷的主要排放形态。
这些含砷烟尘不仅给企业造成了严重的压力，而且造成了企业周边环境的严重污染。目前，我国对砷的卫生标准做出规定：居民区大气中砷的日平均最高容许浓度为0.003mg/m3，饮用水中砷的最高容许浓度为0.05mg/L（以as2o3计），工业废水中砷的最高容许排放浓度为0.5mg/L。如果饮用水、空气、食物中的含砷量超标，就有可能引发砷中毒。2004年12月15日，世界卫生组织公布，全球至少有5000多万人口正面临着地方性砷中毒的威胁，其中，大多数为亚洲国家，而中国正是受砷中毒危害最为严重的国家之一。因此，迫切需要对有色冶金工业中产生的含砷烟尘进行综合治理或者综合回收，使其达标排放或综合利用。
有色冶金含砷烟尘的减量化处理
当前，有色冶金含砷烟尘的处理方法主要有2类：火法处理和湿法处理。
火法处理，典型工艺是火化挥发法，基本原理是利用砷及其化合物具有较强挥发性的特点，通过高温焙烧，使得烟尘中的砷氧化成三氧化二砷（俗称白砒）进行回收。根据实践经验，有效脱砷的根本途径，是冶炼前降低矿石的含砷量。如，在熔炼锡精矿时，对含砷大于1%的锡精矿必须在冶炼前将砷脱除。国内的生产装备水平，火法处理回收的白砷，品位不高。如柳州冶炼厂采用蒸馏炉挥发法生产白砷，杂质含量较高，as2o3一般在90%~95%。同时，挥发后的矿渣含砷高达10%，砷回收率不高，需要进行二次焙烧。总体来看，火化挥发法的缺点是砷的挥发率不高，高品质的一级和二级白砷产品仅占白砷产品总量的32.63%~57.38%。同时，高温焙烧，生产环境比较恶劣，矿渣的砷含量仍保持一定水平，容易污染环境。
湿法处理，典型工艺是浸出法，基本原理是利用砷在不同液体中的溶解度差异，通过浸出液将烟尘中绝大部分的砷溶解，然后对含有砷的浸出液进行砷的回收处理或者进行无害化处理。常用的湿法处理包括酸浸、碱浸和盐浸，其中最普遍采用的是硫酸浸出法。烟尘用硫酸浸出时，绝大部分的砷进人浸出液中，得到的浸出液进一步用硫化法处理或者进行无害化处理。广西来宾冶炼厂于1987年完成了采用湿法流程从锡精矿焙烧产出的含砷烟尘中提取优质白砷的半工业试验。该厂将布袋收得含砷高（大于55%）的烟尘用冷水浆化，在不断搅拌的情况下，缓缓加入以碳铵为主的添加剂，调节料浆pH值至5~6之间，再升温近沸浸出1h后过滤。滤液在60~70℃下加入以as2S3为主的添加剂，恒温搅拌脱杂1h后过滤，滤液经脱色后浓缩结晶，即可产出优质白砷，其白度为84.5~91.8，纯度为99.62%~99.84%。但是，由于as2o3在水中的溶解度小，以蒸发浓缩的方法从水溶液中提砷，能耗高，增加了该产品的成本。湿法处理虽然改善了劳动条件，减少了污染，但生产成本高，有待于进一步的改进。
虽然早期火法工艺从含砷烟尘中制备三氧化二砷有一定的应用，但由于环保要求的提高限制了其在生产中的应用。火法工艺从含砷烟尘中制备三氧化二砷的不足是砷挥发率不高，渣含砷高，产品质量较低。应该看到湿法工艺在从含砷烟尘制备三氧化二砷具有一定的优势，但是目前已有或已经投产的湿法制备三氧化二砷的工艺尚存在一些不足，使得砷的直收率低，残渣含砷较高，废水中的砷未充分回收。此外，除砷得到的砷酸铁、砷酸钙稳定性较差，需要进行高温热处理或者水泥固化。
有色冶金含砷烟尘的资源化处理
砷对人体及动植物的危害性，决定了含砷烟尘最终处理要十分慎重，避免造成环境污染。目前，含砷烟尘的最终处理，主要思路是回收烟尘中的砷，对无法回收的固体尾渣进行水泥固化封存处理；一个更有建设性的思路，是直接发掘含砷烟尘的经济用途。
目前，含砷烟尘的资源化还处于起步阶段，相关的应用研究较少。含砷烟尘回收的主要产品是三氧化二砷（俗称白砒）。白砒是玻璃制造工艺过程中的澄清剂。刘小波等对含砷烟尘应用于玻璃制造工艺过程，直接替代白砒做玻璃澄清剂的可行性进行了理论分析和实验证明。
一方面，含砷烟尘在玻璃高温环境下形成的白砒，与外部直接添加白砒，在排除玻璃液中细小气体中所起的作用基本相同：在低温阶段，白砒as2o3氧化，形成as2o5；1300℃后的高温阶段as2o5重新分解成as2o3和氧气，产生的氧气进入玻璃液中的其他气泡中，促使气泡长大，并最终顺利排除，从而减少玻璃液中的细小气泡，起澄清作用。
另一方面，含砷烟尘是一种组成复杂的超细粉体，能在玻璃熔制过程中与二氧化硅形成硅酸盐，对玻璃熔制起助熔作用。
这一应用，既消除了有色冶金企业含砷烟尘的危害，同时也减轻了玻璃厂的废气污染。采用含砷废气做澄清剂时，玻璃厂烟道中废气的含砷量仅为采用白砒时的17.3%。
有色冶金企业的重金属污染，成为制约行业健康发展的瓶颈约束。随着现阶段我国有色金属行业清洁生产标准要求的不断提高，一方面要继续加大对含砷烟尘的减量化处理工艺的研究，另一方面也需要对含砷烟尘的资源化开展深入研究，增加含砷产品的使用范围。合理有效地利用含砷物料，不仅可以改善生存环境而且可以带来良好的经济价值和社会效益。
参考文献
孙锦龄.砷的环境卫生标准[J].环境保护，1994，（4）：45-46
刘小波，章礼，杨名江.含砷烟尘做玻璃澄清剂的应用研究[J].环境科学研究，1995，(5)：46-48
金哲男，蒋开喜，魏绪钧，贺家齐.有色冶金工业含砷废弃物的处理现状与展望[J].有色金属（冶炼部分），1999，（6）：9-12
作者简介：
火法冶金的原理篇4
关键词：冶金工业；钢结构；设计；施工；防火；防腐
中图分类号：tU391文献标识码：a文章编号：
1.引言
钢结构由于自重轻、施工周期短、承重能力强等优势，在大型冶金企业得到广泛应用。但在冶金工业的恶劣环境考验下，钢结构暴露出两个严重的弱点：一是钢结构防腐能力差，尤其在冶金工业恶劣的生产环境下，钢结构需要频繁进行防腐维护，造成生产成本大大增加；二是钢结构对高温的耐受性较差，当温度达到一定程度时，钢结构的承重性能将会大幅下降，可能会不堪重负而发生垮塌，冶金工业中有着极强的生产热源，这对钢结构的防火性能是一个严峻的考验。对于钢结构的这两个严重弱点及其它设计上的不足，我们可以通过两个方面来进行弥补，一是在设计过程中对缺陷的弥补，二是在施工过程中对质量进行严格控制。
2.钢结构简介
在进行钢结构设计之前，我们需要先对钢结构的特性进行必要的了解。钢结构主要有以下几个特点：
2.1自重轻，承重能力强，当同样跨度同样荷载时，钢结构的体积和重量都是最小的，有利于降低运输成本。
2.2钢结构与力学计算的假定比较符合。由于钢材本身的物理特性，钢结构更能准确反应设计意图。
2.3钢结构施工周期短，钢结构主要构件都是钢厂成品，施工过程中焊接工作量小，加工简便、快捷。
2.4适用于大跨度结构。大跨度对于钢筋混凝土来说几乎不可能，但钢结构却能很好解决问题，现在广泛应用于机场、桥梁、体育场等。
2.5钢结构耐火性差、不耐高温。钢材虽然是不燃材料，但在高温作用下，其力学性能如屈服强度、弹性模量等却会随温度升高而降低，在550℃左右时，降低幅度更为明显，一般在15min左右就会丧失承重能力而垮塌。
2.6钢结构耐腐蚀性差，由于钢材本身的物理特性，钢结构的耐腐蚀性远低于砖石和钢混结构。
3.钢结构设计要点
无论哪个领域，搞设计的人都明白一个道理，尽可能将问题解决在设计阶段，因此设计的重要性不言而喻。在对大型冶金工业钢结构进行设计时，针对钢构的特性及钢结构中容易出现的问题笔者认为钢结构设计应有如下要点：
3.1防火设计，防火设计在任何场合都是十分重要的内容，鉴于冶金工业生产热源较多的具体情况，在防火设计上更要加倍注意。一般可以采取如下几种手段：
3.1.1钢结构厂房防火分区，《建筑设计防火规范》要求在建筑物内划分防火分区，并明文规定了各级防火分区的最大允许面积，但冶金工业由于生产需要一般厂房都很大，所以要在充分考虑冶金工业实际生产需要的情况下尽可能不要超过防火分区的最大允许面积，同时在整个车间设自动喷水灭火装置。
3.1.2喷涂防火涂料，喷涂防火涂料法是用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成保护层。钢结构防火涂料按所使用的胶粘剂的不同可分为有机防火涂料和无机防火涂料两类，按涂层厚度分为薄涂型和厚涂型两类，高温时涂层膨胀增厚保护钢构件。具有重量轻、施工较简便，适用于隐蔽结构和的钢梁、斜撑等构件。
3.1.3屏蔽法，钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里，只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这是一种经济的防火方法。
3.1.4浇筑混凝土或砌筑砖块法，当结构可能受到炽热熔化金属的侵害时，采用耐火砖或耐热材料做成的隔热层加以保护；当结构表面长期受辐射热达150℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时，应采取加隔热层或水套等。用现浇混凝土作外包层时，可以直接在钢结构上现浇成型，施工简单，效果明显。
3.2防腐设计，由于钢材本身耐腐蚀性较差，在冶金工业的高温生产环境下极易产生高温腐蚀，钢架防腐一般采取喷涂重防腐涂料的手段，重防腐涂料指能在恶劣腐蚀环境下应用并具有长效使用寿命的涂料。现在冶金工业厂房中使用的重防腐涂料主要有氯化橡胶涂料、醇酸树脂耐酸涂料、氯磺化聚乙烯涂料、玻璃鳞片涂料、环氧树脂自流平涂料、富锌涂料等类型。
3.3其它需要注意的问题，钢架的稳定性、结点设计等问题也是需要特别关注的。这是钢架整体质量的保障。
4.钢结构施工质量控制
施工是设计的具体实现，只有严格的施工才能完全实现设计的效果，因此施工质量控制是一个十分重要的环节。关于施工质量控制我们主要讲两个要点：
4.1防火方面的施工质量控制，近年来，某冷轧厂火灾、废储罐火灾，都造成了很大的经济损失和社会影响。究其原因，都是施工方野蛮施工或考虑不周造成的。所以必须精心组织，科学施工，严格遵守《防火规范》。
4.2防腐方面的施工质量控制，关于防腐的施工可分为三个步骤进行：第一步钢材基层处理，在进行基层表面施工时，要采用正确的施工方法，并要辅以严格的过程监控；第二步多遍防锈底漆涂装，多层涂装有利于提高涂层的防锈能力；第三步中间漆和面漆的涂装，首先要求良好的施工环境，减少空气与温度对施工影响，然后采用高压无气喷涂方式按照自上而下、先里后外、先难后易、纵横交错的方式进行涂装。最后再对涂装厚度、针孔、附着力等进行严格检验。防火涂料的喷涂施工可以参照防腐涂料喷涂过程。
5.结语
冶金工业钢结构工业厂房的设计纷繁复杂，既要考虑经济因素又要满足使用要求，同时规范的条文不能覆盖到每一种情况，这就给设计人员带来新的挑战，设计人员需具体问题具体分析，根据实际情况拿出最佳设计方案，同时在施工方面要进行严格质量控制，以最大程度地实现设计效果。
参考文献：
[1]梁涛.大型冶金工业钢结构厂房的设计探讨[J].科学之友，2011，10：27-31.
火法冶金的原理篇5
1感应加热的方式
感应加热是利用感应电流来使工件加热的.在工业应用中，采用的感应加热方式有两种，一种是有铁芯的感应加热方式（如图1甲），这时被加热的材料相当于次级线圈；另一种是无铁芯的感应加热方式（如图1乙），这时被加热材料相当于芯棒.
由于感应电流有趋肤效应，交变电流的频率越高，趋肤效应越显著，材料的受热层越薄.因而采用感应加热时，要根据加热的目的、要求、被加热物体的材料和尺寸，选择适当的频率.感应加热的电源按频率可分为工频、中频和高频三种.
工频即50Hz的电源，可直接从供电网中取得，不需要特殊的频率变换装置.中频是50Hz～10000Hz的频率.常用的中频频率为500Hz、1000Hz、2500Hz、4000Hz、8000Hz、10000Hz.获得中频电流有两种方法，一种是利用旋转变频机，它是用感应电动机来驱动中频发电机.另一种方法是利用可控硅变频器，它是利用硅整流元件将工频交流变为直流，再利用可控硅元件将直流变为所要求的中频交流.高频电源一般指20000Hz以上的电源，它是通过电子管振荡器获得的.
2感应加热的应用
感应加热的应用范围很广，主要用于合金钢、铸铁、有色金属的熔炼、钢制零件的表面热处理和焊接等.
2.1金属熔炼设备
用于金属熔炼的感应熔炼炉有：
（1）有芯感应熔炼炉有一个用硅钢片叠成的闭合铁芯，采用50Hz工频电源.主要用于铜、锌、铝、黄铜、青铜等低熔点金属和合金的熔炼、保温.在铸铁生产过程中，可用于铁水的加热、保温和调整化学成分.有芯感应炉的容量为几百千克到几百吨.
（2）无芯感应炉的熔炼室一般做成坩埚形状.用紫铜管绕在坩埚四周作为感应线圈.主要用于熔炼钢、铸铁和铜、铝、镁、锌等有色金属及其合金.有工频、中频和高频三种.一般说来，炉子的装料容量越大，所用的电源频率就越低.高频炉的装料容量只有几十千克，输入功率只有几十千瓦，用于熔炼少量的特种合金和合金钢.中频炉容量从几十千克到20吨左右，输入功率可达几千千瓦，用于熔炼钢及有色金属.工频炉主要用于熔炼铸铁.合金钢保温炉的容量可达一百多吨.
将无芯感应炉的坩埚放在真空室里，就成为真空感应炉.炉料在真空中熔炼，可除去材料中的氢、氮、氧等气体，并减少材料的氧化损失.这种感应炉可用于熔炼耐热合金、磁性材料、电工材料、高强度钢和核燃料.大型的真空感应炉容量可达几十吨.
2.2感应加热设备
采用感应加热的设备有透热、淬火、焊接等.金属材料的锻造、冲压、挤压、轧制等热加工之前需要加热，使材料整体被热透，称之为透热.图2是感应透热设备的示意图.这种设备还可以用于金属部件的退火等加工工艺.
2.3感应淬火
利用交变电流的趋肤效应，采用感应加热的方法使金属零件表面加热，随即进行淬火，能使零件表面达到高的硬度、耐磨度和抗疲劳强度，而内部仍保持原有的韧性.利用感应淬火比用一般的火焰淬火加热速度快，零件表面氧化损失少，加工成本低，劳动条件好，已成为机械加工行业主要的表面淬火方法.
3感应加热的相关习题举偶
以感应加热为背景知识，根据中学物理要求，有下列习题可供教学选择使用.
（1）高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，图4是冶炼金属的高频感应炉的示意图.冶炼锅内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快、温度容易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属.该炉的加热原理是
a.利用线圈中电流产生的焦耳热
B.利用红外线
C.利用交变电流的交变磁场在锅内金属产生的涡流
D.利用交变电流的交变磁场所激发的电磁场
（2）图5是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈a是通高频交流电的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起，当a中通有交流电时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化焊接起来.
①试分析说明，焊接的快慢与交流电的频率有什么关系？
火法冶金的原理篇6
关键词：锰粉末冶金应用前景
引言：元素锰早在1774年就被发现，但是，在钢铁工业中的重要作用直到1856年发明底吹酸性转炉，以及1864年发明平炉炼钢法之后，才为人们所认识。现在，锰作为有效而廉价的合金化元素，已成为钢铁工业中不可缺少的重要原料。约90%锰消耗于钢铁工业，用量仅次于铁，其余10%消耗于有色金属冶金、化工、电子、电池、农业等部门[4，5]。
锰及其化合物是生产粉末冶金材料的常用原料。于1950年便已经被人们认识到锰在粉末冶金材料中的重要性。此后，锰在粉末冶金工业中的应用逐渐扩大。通过开发母合金技术和预合金技术，开发了含锰系列的高强度烧结钢。并且，在其它粉末冶金材料中作为主要组元或添加组元，发挥了重要作用。本文就锰在粉末冶金材料中的应用情况进行综述。
一锰在高强度烧结钢中的作用
将锰和硅作为合金元素同时添加的低合金烧结钢，表现出良好的强化效果和烧结尺寸稳定性，价格便宜，具有很强的竞争优势[7，8]。据相关报道，1250℃保温60min烧结的Fe-3.2%mn-1.4%Si-0.4%C合金，拉伸强度达800~1000mpa。烧结铁和烧结钢主要用于制造机械零件，在选择合金元素时，必须注意到其对尺寸稳定性的影响。在一般情况下，加入硅会引起压坯在烧结时收缩，而加入锰则会引起压坯膨胀。同时加入锰和硅，能够较好控制烧结体的外观形状和尺寸[9]。在测定的5种成分试样的尺寸变化ΔL/L0中，发现Fe-2.0%Si-2.0%mn和Fe-2.0%Si-4.0%mn基本与纯铁相同，尺寸变化为1.2%~1.4%；而Fe-4.0%mn较高，约为1.7%；Fe-2.0%Si较低，约为0.7%[10]。其中列举了几种含镍、钼、铜、锰、硅烧结钢的力学性能，如表1。可以看出，同时添加锰和硅合金元素的烧结钢具有很高的性能。
同时，烧结时锰升华并形成蒸气。图1给出了Fe-45%mn-20%Si合金在600~1200℃条件下的锰蒸气压。在添加的锰足够多的情况下，锰蒸气填充到压坯空隙中有效防止其它元素发生氧化[12，13]，并在铁颗粒表面沉积，通过表面扩散、体积扩散等均匀渗入铁颗粒，甚至颗粒中心，加快合金化速率[14]。在对Fe-2.0%Si-4.0%mn试样进行观察，发现有瞬时液相形成。液相促使合金元素快速扩散，并可能克服母合金颗粒表面氧化物层的抑制作用，使合金元素达到高度均匀化[10]。
二改善铁基烧结材料的切削加工性能
烧结钢中添加硫化锰（mnS）后能有效减小切削力，改善其切削加工性能[22~26]。在铁基材料中，硫化锰是一种脆性的而又有作用的金属夹杂物，其强度远低于铁基体。硫化锰在材料中的作用相当于孔隙，它破坏铁基体的连续性，降低强度，从而使切削力减小。韩蕴秋等研究发现[27]，烧结钢中含有锰、硫元素之后切削性能得到有效的提高，锰和硫含量分别为0.318%和0.21%的600mS牌号铁粉，烧结制得样品的平均切削力仅为295mpa，远远低于锰、硫含量较低的牌号SC-100.26的688mpa。尹平玉等的实验结果表明[28]，往Fe-2%Cu-0.5%mo-0.6%C烧结体系中添加硫化锰粉末后，材料的切削性能大大改善。而且，添加剂对材料的烧结温度、硬度以及尺寸精度均无明显影响。
经过实验表明，304L奥氏体不锈钢中添加硫化锰后钢粉的成形性和烧结性能发生明显变化。硫化锰粉的加入降低了压坯密度，在硫化锰含量低于0.6%时，压坯收缩比和烧结坯密度随添加剂含量升高而降低；而高于0.6%之后却上升。添加硫化锰粉之后，烧结钢的耐腐蚀性变差，经10%浓度的FeCl3腐蚀液浸泡之后，样品质量损失随硫化锰添加量的增加而增加[29]。硫化锰对粉末冶金烧结钢的疲劳断裂有重要影响，裂纹萌生于样品表面或表面下层的空洞，并以多种模式扩展，但是添加硫化锰并没有改变烧结钢的疲劳机理[30,31]。同时，还发现烧结钢的抗挠强度、断裂韧性等性能不仅受硫化锰添加量的影响，而且与添加剂颗粒大小也有明显关系。硫化锰相主要分布于基体颗粒之间或孔隙当中，而颗粒内部却很少，因而硫化锰晶粒尺寸对上述性能具有直接的影响[32]。
三烧结钢表面渗锰
烧结钢常需防磨损保护而进行热处理，包括：表面淬火、碳氮共渗、软氮化、渗硼等。采用这些方法可以获得硬化表面，但或多或少使零件尺寸变大。不宜对硬化零件作精整处理，只能以磨加工进行尺寸修正。渗锰处理可用于制造烧结耐磨零件，并能够保证零件的尺寸精度不变，避免上述缺点。使得锰的表面合金化可以在烧结过程中进行，从而免除附加的工序如渗碳、硬化和磨削。渗锰生成奥氏体锰钢表面硬化层，其性能类似于高锰钢。
表面经锰扩散处理的零件，其特性对在磨损和高温工况应用具有特殊的价值。pohl测定了表面渗锰试样的硬度和强度（试样经450℃回火1h）。据作者的结果，在450℃测试温度下，表面渗锰零件的硬度高于碳氮共渗零件，两者分别约为400HV0.05和350HV0.05；而且，相对于室温下的硬度值，表面渗锰零件下降不多，仍有室温的80%，但碳氮共渗零件仅有50%。表面渗锰零件疲劳强度高于碳氮共渗零件，且随回火温度上升而线性增加，于450℃的值比室温时高8%。
四锰基阻尼材料
据1976年的相关报道，通过粉末冶金方法已开发成功mn-Cu阻尼合金。烧结在露点较低的氢气中进行，最终烧结温度取决于锰含量，含55%mn的合金约900℃，含75%mn的合金升高到1075℃。当锰粉粒度由-100目减小到-325目时，烧结密度和拉伸强度略有增加。60mn-40Cu合金在真空中烧结，如果烧结温度不低于氢中烧结，则锰将显著挥发。压坯在加热过程中先有百分之几的膨胀，当温度接近最终烧结温度时才发生收缩。表3列出了60%～75%mn合金（含1%粘结剂）的拉伸强度和硬度数据。试样在氢气中加热，于760℃保温0.5h，860℃保温1h，最终烧结温度保温1h，可获得最大拉伸强度。孔隙和其他组织特性降低力学性能，但增加相对阻尼性能。材料烧结后便可获得良好的阻尼性能，从简化工艺和降低成本的角度出发，这一点是可取的。
以锰为基体的阻尼材料包括mn-Cu、mn-Fe及mn-ni合金等[33]。在mn-Cu系的烧结过程中，表现为锰进入铜的单向扩散机制,生成单相固溶体[34]。mn-Cu合金是良好的阻尼材料，在对mn-Cu（70%mn）合金回火过程中的衰减能力进行了研究[35]，发现：在回火过程中，经过预先淬火的烧结样品内的γ固溶体具有与普通铸造合金极为相似的衰减方式；但不同的是，即使回火温度达到460℃，烧结合金的衰减强度也相对较低。他们认为，造成这一现象的原因与合金优异的化学均匀性有关。增加合金中铜含量，密度、硬度、声波传播速率以及泊松比等均随之提高，但杨氏模量与体弹性模量之比（e/K）却减小。e/K在2.0~2.4范围时，高锰含量对应的高e/K值的合金具有更优异的阻尼性质。烧结mn-Cu合金含有α-mn和γ-mnCu相，其阻尼常数在10-1量级，并且对温度和频率不敏感。当mn-Cu合金1123K淬火后，仅由γ-mnCu单相构成。单相合金的对数衰减率与温度关系曲线上存在两个峰，分别位于223K和460K位置，该双峰强度均高于铸造生产的m2052合金。作者认为，位于223K的主峰是由微观结构中的孪晶界面引起，而另一个峰则源于面心正交结构（fct）的γ-mnCu向面心立方结构（fcc）的转变。此外，含铜、镍组元的锰合金有很高的热膨胀系数，在多种领域有应用前景，如用作热响应控制器件中的双金属片。
五锰在铝合金中的应用
锰元素添加于铝合金中通常是经熔炼-破碎后按照粉末冶金工艺完成。在熔炼冷却时，采用高的冷却速率，以避免粗大的al6mn相的形成，为此，在尝试了以mnal薄饼或锰粉注射两种方式添加到铝合金基体中[38]。结果表明，前一方式依靠组元之间反应释放的热量，使锰的固溶过程不需要额外的设备就可以维持，整个过程所需温度较低；而且，材料性能对锰颗粒尺寸依赖程度小。而采用后一种方式时，由于通过高速气流载入锰金属粉末，需要补加设备。此外，采用该方法工艺周期长，操作温度也明显高于第一种方式。同时，发现锰粉粒度不论在大于还是小于最佳尺寸时，均不利于材料性能。
al-mn合金是常见的铝合金，它由α固溶体和al6mn金属间化合物两相组成[39]。金属间化合物对合金的力学性能影响很大，随化合物含量的增加，合金屈服应力和抗疲劳强度明显上升，而延伸率却降低（尤其在较低温度的工作环境中）[40]。在al-mn合金中添加少量铬之后合金性能改变明显，在等研究了al-(6~8)%mn-(1~3)%Cr合金的力学性能与成分之间的关系后。结果表明在mn+Cr含量高于8.8%之后，合金强化程度因沉淀而明显上升。al-7mn-3Cr合金具有最佳的强化效果，拉伸强度达到480mpa，同时延伸率为7%。在铬添加量较低时，合金中沉淀出al6mn第二相；当铬添加量较高时，形成al7Cr相，对热挤压的合金样品进行热处理后，体系中生成G相，即(mn,Cr)al12相。第二相的形成对影响合金微观组织和力学性能均表现出显著影响。在al-mn合金中加入硅元素也取得了较好的效果，Hawk等采用快速凝固技术制备了al-12.6mn-4.8Si合金[42]。经350℃退火处理100h后样品的微观组织非常稳定，强度和延伸率没有下降现象，在室温至380℃区间，拉伸强度从465mpa降到115mpa，延伸率从6%上升至12%；当温度上升至425℃后，延伸率进而增加到30%。同时，合金的强度、塑性取决于应变速率，高的应变速率下强度和塑性均有所提高。蠕变测试结果表明，在测试温度范围内，合金的蠕变激活能在100～230kJ/mol之间，应力指数介于3～5间。粉末冶金工艺制备的高强度almnCe合金比传统合金具有更高的耐磨损性能[43]。al90mn8Ce2合金在753～793K、1.2Gpa条件下等静压制成形后，具有最佳的压缩强度和硬度，分别达到900mpa和26HRC，强度的提高归因于合金细小的晶粒和第二相强化[44]；研究发现al90mn8Ce2合金具有优异的耐磨损性能，如在773K条件下，该合金的耐磨损能力是普通a355铝合金的3倍。还发现材料中的al6mn、al4Ce以及al2o3等第二相硬质颗粒，对合金耐磨损性能提高有利。
六结束语
锰作为粉末冶金材料的主要成分或添加剂，对改善材料性能和开发新材料起到重要的作用；而且，锰的资源丰富，价格低廉。研究和开发锰的应用，无论在科学理论上还是在生产实践上，均具有重要的意义。随着市场需求的扩大和材料科学技术的发展，锰的应用前景必将更加广阔。
但是，锰的扩大应用遇到了来自自身的障碍，那就是锰容易氧化，而氧化物又难于还原。在粉末冶金生产过程中，锰的氧化一直是十分棘手的问题。随着制粉技术和烧结技术的发展，防止锰氧化的问题有所缓解，但仍未彻底解决。在提倡扩大应用锰的同时，还应加强这方面的研究，寻找合理的措施。
参考文献:
[1]杨志忠.中国锰系铁合金的现状与发展趋势[J].中国锰业，2005,23(4):1-6.
[2]江权.锰的存在及应用[J].中国锰业，2001，19(3):36-38.
火法冶金的原理篇7
关键词：稀氧燃烧技术；铜冶炼；应用
应用在各种熔炼以及精炼工艺的氧气在有色金属冶炼工艺中是不能缺少的工艺气体，而稀氧燃烧技术的使用对于冶炼企业完成耗能以及节能减排的目标已经成为一种成熟的低碳冶金的手段。回转式精炼炉是火法精炼厂中标准的精炼设备，各国的铜冶炼常已经成熟且广泛应用了拥有降耗节能优点的稀氧燃烧技术。
1概述
稀氧燃烧技术现今，吹炼的工艺以及铜熔炼、有色金属冶炼等都广泛运用氧气来控制烟尘排放以及对冶炼过程进行强化。被有色行业广泛使用的利用富氧助燃的稀氧燃烧技术具备低排量的烟气、高效的热效率、控制容易的炉内气氛以及更加快速的提问速度。
1.1稀氧燃烧技术原理分析以普通空气为助燃剂的传统燃烧技术应用于冶金行业的燃烧方法具备耗能高、烟气大、热效低的缺点，比如烟气在温度达到1400摄氏度左右的时候就可以将热量带走60%以上，这种方式是铜冶炼中不合理的方法。相对传统燃烧技术，稀氧燃烧技术的使用能够对热量的利用提高了效率，其就是将传统燃烧方式的空气摒弃，取而代之的是富氧作为助燃剂；不同喷嘴将富氧和燃料高速地射近高温的炉膛内，燃料与氧气经历了在炉膛内高速的搅动以及卷吸过程形成了一种稳定且均匀分布的火焰分布的加热体系。
1.2稀氧燃烧的组成装置控制系统、控制阀组、燃烧烧嘴组成了稀氧燃烧技术的装置；第一，重油管路以及氧气管路是在控制阀组管路上的；其中重油管路的入口出设计有过滤器，重油需要被过滤之后进入油枪，其中分别会经过过七动切断法、流量计以及流量调节阀。第二，单通道雾化氧气的氧枪、喷射重油的油枪以及压缩空气的烧嘴砖构成了稀氧燃烧烧嘴；和常规空气火焰的烧嘴相比，传热的均匀性以及火焰峰值温度的不高并且能够具有均匀的燃烧火焰的特点是稀氧燃烧烧嘴的主要特点，主要的效果是能够控制热点的产生。第三，控制系统的作用就是对进入燃烧控制阀组的氧气根据系统所需要来控制其进入氧枪以及中心油枪；自动控制的燃烧系统使得人机界面对所有的燃烧过程有关工艺的参数可以调节。铜冶炼过程中的氧流量会在铜精炼炉的不同工作阶段能够自动按比例来对重油的流量进行跟踪。
2稀氧燃烧技术在铜冶炼中的应用
稀氧燃烧技术的时候以后，拥有了简单的操作，以及能够有效避免由于煤气燃烧引起的安全隐患；同时也提高了单位时间内处理冷态粗铜锭的能力。具体表现在利用稀氧燃烧烧嘴来代替回转式的精炼炉的传统烧嘴，并且使用以柴油或者天然气作为主燃料的双燃料系统，这样能够提高燃烧的效率以及作业过程中的安全性。其中，莱克斯的稀氧燃烧技术被广泛应用在金属熔炼炉和金属加热的作业中，而重点的烧嘴具备几个特点：一是能够将燃料的消耗降低将近50%；二是热效率在作业的过程达到70%左右，并且强化了传热和传热的控制。而相对空气的燃烧只是在20%到30%之间而已；三是提升加热的效率以及使物料熔化的比率，并且能够有效加快物料熔化和加热的速度[1]。
2.1提高铜的回收率传统燃烧方式是利用空气来助燃的，由于大量不是助燃的气体进入燃烧的炉膛的烟气废弃内，对烟气的浓度进行稀释，必须经过脱硫塔的洗涤之后的烟气才能够达标进行排放。以富氧为助燃剂的稀氧技术应用之后，明显减少了烟气量，而高速的运转燃烧中会挺高单位时间内烟尘浓度。应用稀氧燃烧技术的布袋收尘系统拥有不少优点：第一，不仅能够缓解洗涤塔面对烟气含尘量脱硫时候的压力、确保环保标准排放的达标，而且能够对烟尘内的铜进行回收效率的提高，从而对于精炼系统内铜的总回收率也进行的提升。第二，相对传统燃烧模式在被洗涤后剩余的含有1%-2%铜的石膏渣只能作为弃渣而难以回收，但是在稀氧燃烧技术的基础上，经过布袋收尘系统的石膏渣内只含有0.1%-0.4%的铜，使得回收铜的效率得到很大的提高[2]。
2.2解决燃烧过程中的安全隐患铜冶炼的生产过程中对于传统烧嘴在利用煤气燃烧的时候，还会利用柴油进行辅助燃烧；这种方式在整个生产过程，就会因为操作不慎的原因导致管道内，特别是弯管的地方有煤焦油记忆大量的冷凝水的存在。所以，必须要对暂停精炼炉的作业来进行疏通的工作；然而对于堵塞的疏通工作，耗费时间且程度上的繁琐姑且不说，如果管道里煤气的置换没有彻底，会存在不可挽回的安全隐患；管道内的少量煤气因为没有置换干净，会外泄出来令工作人员中毒甚至在接触明火导致爆炸事件的发生。稀氧燃烧技术应用在铜冶炼的优势这时候就能够看到了，主要以天然气或者柴油的主要燃料在稀氧烧嘴的应用，而较小孔径的燃料以及较大燃料供给的压力是其技术使用的特点。只要工作人员需要精心的维护燃料、设备以及使用过程，就避免对烧嘴孔的清理堵塞的工作，就更不用担心会发生类似传统燃烧系统中在堵塞情况下发生的祸事；所以，利用稀氧燃烧技术之后，对于有效作业的时间得到了提高以及更加连续化的生产过程降低了操作工的劳动强度。
2.3提高处理物料的能力铜冶炼的过程中，在传统的燃烧方式过程中，熔化冷态粗铜锭的速度是每小时3.75吨；对比在稀氧燃烧技术运用的生产过程中，该速度能够提高到每小时熔化7.5吨的冷态粗铜锭，而单炉期的作业速度也能够从原先的一天提高到16小时的程度，如此整个作业的成本得到了降低以及提高了有效的生产率。有关数据部门统计，与传统煤气的燃烧模式相比，使用稀氧燃烧技术每年能够为铜冶炼厂节约将近一半的能耗，节约的能耗价值将近750万元。
2.4保证能源供给的稳定性稀氧燃烧技术的使用过程中，既能够使用天然气燃烧又可以燃烧柴油的双燃料燃烧系统是铜冶炼中能源稳定供给的保证，这种使用模式是我国独特拥有的模式，是根据安全性、地理性的基础上进行考虑的。我国幅员辽阔且地理位置各异，如果在天然气的使用受限的一些地区，就能够在铜冶炼作业过程中利用双燃料燃烧系统进行柴油燃烧模式的切换。
3结语
可持续发展一直是我国经济建设中坚持的伟大战略，是确保国家长久发展的保证。在有色冶金的过程中氧气拥有不可代替的重要角色，环保意识在大众内心逐渐受到重视以及不断发展的有色冶金技术促使了稀氧燃烧技术在各种冶金过程得到了成功运用。所以，稀氧燃烧技术是目前在铜冶炼中的一种节能、减排、环保的有效方法。
参考文献：
[1]任晓雪.稀氧燃烧技术在铜冶炼中的应用[a].中国有色金属学会冶金设备学术委员会、中国有色金属学会重有色金属冶金学术委员会.第九届全国有色金属工业冶炼烟气治理专利技术推广及三废无害化处置研发技术研讨会论文集[C].中国有色金属学会冶金设备学术委员会、中国有色金属学会重有色金属冶金学术委员会,2012:5.
火法冶金的原理篇8
【摘要】河北武安有着丰富的铁矿资源，历史上冶铁业发达。本文概述了建国以来武安固镇汉代冶铁遗址、矿山村炼铁炉的发掘、发现及午汲古城铁器的出土情况，介绍了近五年来武安牛头、固镇两处炼铁炉的发掘及固镇古城、固镇棋盘地古墓葬出土铁器的情况，并在此基础上对武安古代冶铁业得出了一些初步的认识。
武安市位于河北省南部，太行山东麓，地处晋、豫、冀三省交界地带，历史悠久，文化遗存、自然资源都十分丰富，尤其是河流域有着丰富的铁矿资源，冶铁业发达，是河北省乃至全国有名的文物大县。据《后汉书·郡国志》载：武帝时全国设铁官49处，武安为其一。北宋时，在全国产铁地设管理冶铁“二十务”，武安即为一处。史料载，宋神宗元丰元年（1078年），固镇产铁过百万斤。元至明初，在固镇设有“铁冶提领”。明代时，在磁山苑城设有“三冶使”。入清以后，近现代采矿、钢铁工业迅猛发展，时至今日，钢铁业已成为武安市的支柱产业。由此说明，武安冶铁业在邯郸古代冶铁史乃至中国冶铁史上都占有举足轻重的地位。
然而，与武安冶铁业的重要地位不符的是，武安冶铁考古工作仍相对滞后，尤其是见诸报道的冶铁考古资料很少，不利于冶铁考古研究工作的开展。而且随着现代开发的深入，很多炼铁遗址及信息资料已经处于消失的边缘。因此，本文拟对武安冶铁前期考古及新的发现予以简要介绍和总结，以促进冶铁考古研究工作的开展。
一、武安冶铁前期考古
武安冶铁考古始于上世纪50年代，除古墓葬、古遗址发掘中曾发现大量铁器外，1976年的邯郸地区文物普查，1979-1982年的武安河流域考古调查，以及上世纪80年代初进行的第二次全国文物普查，均发现了不少冶铁遗址或炼铁炉，其中较重要的有午汲古城发掘出土铁器、固镇汉代冶铁遗址、阳邑冶铁遗址、矿山村宋代炼铁炉等。
1、午汲古城出土铁器
1956年5月，河北省文化局文物发掘组对午汲古城遗址进行考古调查、勘探、发掘，清理了一批东周至西汉时期的灰坑、窑址及春秋战国时期的古墓葬。灰坑中出土的铁器数量最多（共17件，多残缺），有犁、锄、镰、刀、齿轮、铁铤三棱铜镞、铁箭头和一些因氧化过甚而无法辨别器型的碎块。其中一件铁齿轮属全国罕见，该齿轮残缺一半，为单模铸成，一面平，一面略凸起，斜齿，整体形状像风车，中心有贯穿的方孔，在其一边有一个似铆钉状的小凸包。至于此铁齿轮是什么机械上的零件，还有待进一步研究[1]。
2、固镇汉代冶铁遗址
1979年，邯郸地区文化局、文物管理所对固镇汉代冶铁遗址进行了考古发掘。该遗址位于冶陶镇固镇村北，固镇古城东侧，当地俗称“药葫芦地”的台地上。此次发掘共开探沟4条，出土了相当数量的铁器，包括犁、铲、镰、马衔、钩、铧、炉条、裁刀等工具，以及一部分熟铁半成品。在遗址内发现残炉基、残炉壁和数量较多的炉渣、碎矿石层、耐火砖、红烧土以及白灰、木炭、炉塞等，此外，还发现有灰坑、工作面、窖穴等遗迹。由此可见，当时的冶铁业无论从形式上还是技术上都已具有一定的规模。
3、阳邑冶铁遗址
位于武安城西27.7公里阳邑镇阳邑东街东南坡地，主要遗迹为料石场、炼铁炉。料石场遗址土质为红褐色，粘性较大，地表有陶片、耕土，修路时被铲掉，下面出大面积矿石与矿渣夹杂层。
炼铁炉位于料石场台地下第三层地块断崖处，前为石砌水渠。炼铁炉有两座，均高约2米，直径1.5米，圆锥体，鼓腰，下部被土埋没。炉体用河卵石砌成，壁厚0.7米，炉体内硫化物中未发现木炭之类。该地文化层内涵丰富，陶片多为战汉陶器残片，据此及矿渣、硫化物推断，此炉应为汉代冶铁遗址。
4、矿山村炼铁炉
位于武安市城北13.5公里的矿山村南部，现仅存两座残炉，编号为1号炉、2号炉。1号炉仅存东半壁，高约6米，底径3米，中间部分较粗，两头小，呈鼓形，炉壁厚0.4～0.8米。高炉的砌法，外皮用砾石砌墙，内用河卵石、沙质耐火土砌成（图一）。炉内残留有矿渣、木炭、未熔化的矿石和青石子等硫化物。2号炉位于1号炉的东北56米处，残高1米，直径1.5米。据《武安市文物志》记载，上世纪50年代时，此地尚有古残炼铁炉多座，并有大量矿渣，有的矿洞内还发现有古代采矿工具痕迹。
另据《武安市文物志》记载，在阳邑镇经济村西的宋代文化遗址内，曾发现数座炼铁炉及大量炉渣、铁粉、木炭和冶铁痕迹。在磁山镇崔炉村西南台地边缘，原有一座炼铁炉，腰鼓状，高约6米，最大腹径2.5米，炉壁由河卵石砌成，厚约0.7米，炉内有煤渣及矿石硫化物等。该炉为宋代遗存，已因公路拓宽建设破坏无存。在西土山乡西土山村，据当地村民讲，村西原有许多古代炼铁炉，但因多年取土破坏，现已不存。上团城乡西营井有20余座隋唐时期的炼铁炉遗址，现在也所存无几。
除上述地点发现有冶铁遗址外，武安市磁山村西、中孔壁村南、河西村、中营井、马村、冶陶村等地也发现有炼铁炉或冶铁遗迹，具体情况有待文物部门进行深入调查、发掘和研究。
二、武安冶铁考古新发现
2008年以来，配合青红高速公路建设及邯长铁路复线工程穿越固镇古城项目建设，邯郸市文物保护研究所及河北省文物研究所在工程施工沿线进行了抢救性考古发掘，取得了重大收获。另外，2008年开始的第三次全国文物普查，在对已有冶铁遗址进行复查的基础上也有新发现。其中较重要的是，在牛头村发现并清理了一座隋唐时期的炼铁炉，在固镇村北清理了两座金元时期的炼铁炉，在固镇古城遗址及古城西侧棋盘地古墓葬出土了一定数量的铁器。
1、牛头炼铁炉
该炉位于武安市冶陶镇牛头村南，河支流的东南岸。邯郸市文物保护研究所于2008年3、4月间对该炼铁炉进行了抢救性考古发掘，发现该炼铁炉炉体的上半部和前部均已无存，从残留部分来看，原形状为圆筒形，最大直径2.55米，底部为锅底形，直径1.7米；底部上边缘处向西有一沟状通风口，炉体前有一出入口，两侧由泥坯砌筑而成，顶部残缺；炉内包含物有大量铁矿石渣、红烧土、木炭块、草木灰、陶片等（图二）。从炉内出土木炭碎块判断，其主要燃料为木炭。依据炉体结构及出土陶器的器形，初步推测其时代为隋唐时期。
2、固镇炼铁炉
2011年11月，邯郸市文物保护研究所在固镇村北约700米处，当地俗称“炉垴”的台地上清理了两座炼铁炉。两炉位于台地北坡上部，并排而立。修筑方式为在坡上挖出边长近3米的方形土圹，在土圹东、西、南三侧用青色石块及大块河卵石垒砌成厚0.6～0.8米的炉壁，炉壁内侧为用碎青石及耐火土砌成的耐火层，北侧用耐火土封堵，预留铁渣出口。
本次发掘将两炉编号为1号、2号。其中1号炼铁炉由于后期破坏、内部坍塌，原结构不详。2号炼铁炉在1号炉西侧，保存稍好。炉膛呈圆形，腰鼓状，顶部不存，最大内腹径1.8米，高2.4米。炉底不平，中部有一南北向小沟，似为排风之用。炉膛北壁中部有一个宽不到1米的豁口，应为铁渣、铁水出口。铁渣口外为铁渣和铁水出道，两侧用大块卵石、条石垒砌成墙，平面呈喇叭口状，剖面为斗形（图三）。渣道北侧为工作面，两炉的工作面连成一片，现残存面积近20平方米。炉壁已烧硫化，壁面留有炉渣、白灰等。炉内出土大量河卵石块、生铁块、铁矿石、矿渣、陶片、瓷片等。炉前工作面上填土为大量炉渣、碎石块、黑色颗粒等。从填土中出土的炉渣判断，当时燃料以煤为主，用木炭做助燃。根据炉内出土的陶片、瓷片及炉体结构判断，这两座炼铁炉的时代为金元时期[2]。
在对两炉所处台地的台面勘探后发现，表土下约0.8米处有大量矿石及矿渣遗存。
3、固镇古城及固镇冶铁遗址新发现
固镇古城位于武安城西南25公里的冶陶镇固镇村，是一座战汉时期古城址。该古城总面积约46万平方米，延续时间长，城内文化层堆积厚，遗迹、遗物十分丰富，城周边古遗址、古墓葬众多。据文献记载，固镇建村较早，金代设镇；元代在村西北冶铁，设有铁冶提领；明代置固镇关巡检司，直至清初。
2010年10月至2011年3月，河北省文物研究所对固镇古城进行考古发掘、全面勘察及考古测绘。在城内发掘区的灰坑中出土了部分铁制品，有战国时期铁镞，宋金时期铁环、铁质直柄马刀，金元时期铁、残铁器等，多为生产生活用具[3]。
现在固镇古城前城东北部、水库西侧，仍可见大面积冶铁用料木炭堆积层和冶铁炉基。在第三次全国文物普查中，新发现罐江沟冶铁遗址。该遗址位于固镇古城东部偏北，固镇冶铁遗址北100米处，南北长300米，东西宽250米，文化层厚2～3米，遗址内涵极为丰富，遗址内有矿石、炉渣等堆积。
4、棋盘地古墓葬出土铁器
2011年4-7月及10-12月，邯郸市文物保护研究所对固镇古城东北侧的棋盘地古墓葬进行了抢救性考古发掘，共清理古墓葬72座，时代分属战国、汉代、曹魏三个时期。
此次发掘共出土文物342件（套），含铁器18件，占总数的5.3%。其中，战国时期墓葬出土铁器6件，有铁带钩、铁刀、铁等，占同时期随葬品数的5.9%；汉代墓葬出土铁器9件，有铁、铁环、铁锛、铁罐、铁刀、铁镰等，占同时期随葬品数的5.2%；曹魏时期墓葬出土铁器3件，有铁、铁杯、铁犁头等，占同时期随葬品数的4.4%。其中铁多出土于墓葬填土中[4]。
三、结语
综上可知，武安冶铁遗存丰富，但多未经系统考察与发掘清理。近年来，牛头村炼铁炉、固镇村炼铁炉的发现与清理，固镇古城、棋盘地古墓葬中相当数量不同时代铁器的出土，不仅为武安冶铁研究提供了新的实物资料，而且通过目前所掌握的调查及发掘资料，也使我们对武安古代冶铁遗址及炼铁炉有了一些初步的认识。
1、古代冶铁遗址多位于距矿山及水源较近的地方。如固镇、阳邑、磁山、矿山村等地，附近均有丰富的矿石资源，便于就地开采，运输方便。冶铁遗址多分布在河流两岸，接近水源，可能也与炼铁及生活方便有关。冶铁遗址附近多有同时期古城存在，显示着城址的功能、性质与冶铁业有着密切的关系[5]。
2、古炼铁炉多筑于二级或多级台地的边缘，炉顶及炉底外侧多有较开阔的平台，有的一侧临沟壑。炉前及炉顶的平台，一是便于活动和操作，二是易于填充矿石原料、燃料及出铁、排渣等。炉前沟壑主要是为了排渣和清除废弃物品。
3、古炼铁炉炉体顶部一侧平台上多有用于堆放燃料或其它原料的坑穴，可能主要是为了向炉内填充或补充原料方便而设。唐代以前所用燃料主要为木炭，宋代以后用煤炭炼铁才逐渐得以普及。
4、古炼铁炉的形制多为在土坡上掘出方形土圹，土圹内用大块河卵石、砾石填充粗砂、耐火土砌成外墙，内侧用小块砾石、耐火土抹砌成炉衬，炉门用耐火土封堵。炉膛近圆形，呈腹径稍大的腰鼓状，利于炉气合理分布，提高冶炼质量。炉前修整出工作面，以进行熔炼操作。
令人惋惜的是，虽然冶铁考古越来越受到业内专家学者的关注，但武安市境内的炼铁炉及冶铁遗存仍处于日渐消失的境地。为此，加强相关保护措施是很有必要的。应大力开展专项调查、抢救性发掘、保护研究和宣传教育等工作，保护好古人留下来的文化遗产，这是我们义不容辞的责任。
（本文得到乔登云所长的大力支持与帮助，在此深表谢意！）
[1]孟浩，陈慧，刘来成：《河北武安午汲古城发掘记》，《考古通讯》1957年4期。
[2][4]资料正在整理中。
火法冶金的原理篇9
【关键词】布袋式除尘器；应用；环境保护
1前言
随着国内经济建设的快速推进，极大地带动了国内冶金行业的不断发展，然而在冶金行业快速发展的过程中，环境污染问题也逐渐被暴露出来。冶金行业最大的环境污染源就是粉尘，所以针对粉尘，各个企业都相应采取了控制污染措施。目前，应用布袋除尘器治理粉尘是我国冶金行业治理粉尘污染问题的主流手段，其具有造价低廉、结构简单、除尘率高等优点，被广泛应用到冶金行业生产过程中的各道工序当中。随着中国经济产业结构的不断调整，经济发展和环境保护将会有机的融合在一起，“可持续发展、控制污染物总量、一控双达标”等要求的提出，将使布袋除尘器在治理粉尘、烟尘、一氧化碳、氟、硫化物等污染方面大有作为。
2布袋除尘器技术发展概况
空气除尘设备一般包括四种类型：机械式除尘、电除尘、过滤式除尘和湿式洗涤除尘设备。过滤式除尘的主要设备就是布袋式除尘器。其除尘效率高，一般在99%以上，除尘器出口气体含尘浓度在数十mg/m3之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。结构简单、操作方便，适应性强，被广泛应用到水泥、垃圾焚烧处理、冶金、矿产等工业生产上。
袋式除尘技术在工业上的应用有着悠久的历史。德国在1881年时，就已经申请了机械振动清灰袋式除尘器的技术专利，并将其投入到商业化生产中。随着经济的发展和科技的不断进步，带动了布袋式除尘器技术的快速发展和提高。1957年，我国在仿造欧美先进布袋式除尘器的基础上，自行研制了第一台国产布袋式除尘器，填补了我国布袋式除尘技术的空白。进入上个世纪八十年代，国内各科研、设计单位在引进、消化、移植先进国外技术的基础上，研制出适合钢铁工业、有色冶金工业需求的分室反吹风布袋式除尘器和长袋低压或高压脉冲袋式除尘器，极大地满足了钢铁冶金行业对大风量设备的要求。时至今日，我国的布袋式除尘器技术取得了弥足珍贵的发展和进步，在过滤材料、缝制技术、除尘技术等方面，都已经达到国际先进水平。
3布袋除尘技术的应用
目前，国内钢铁工业广泛使用的是布袋式除尘器，从矿石破碎、筛分、皮带转运、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、铁合金冶炼、焦化、石灰、耐火材料等等，基本上生产过程中的各道工序，都可采用袋式除尘器，使用效果良好。仅上海宝钢公司一家就拥有布袋式除尘器200台以上，其布袋式除尘器排放浓度严格控制在35mg/nm3以下。
在炼铝工业中，电解制铝的过程能产生大量的氟化物和粉尘等有害物质，对环境造成严重污染。通过采用布袋式除尘器，对铝电解槽烟气系统进行净化，不仅工艺技术成熟，运行稳定，还有效地控制了烟气污染，比较彻底解决了电解槽烟气污染问题。
4布袋除尘技术的原理
袋式除尘器是一种依靠过滤材料来实现分离含尘气体中粉尘的收尘装置。其工作机理是：粉尘通过滤袋时被产生的筛分、惯性、粘附、扩散和静电作用而被捕集。当开始使用新的滤袋时，由于滤料层的空隙比某些粉尘的尺寸大些，因此过滤效率较低。随着过滤时间的延续，滤袋表面积留的粉尘越来越厚，形成一层初始粉尘层，其孔隙尺寸越来越小，因而可以捕集更微细的粉尘，这时收尘效率越来越高。袋式除尘器就是主要依靠这层粉尘层进行高效的过滤，而滤料本身只是起到支撑这层粉尘的作用。随着过滤的连续进行，滤下的粉尘越来越厚，其阻力也越来越大。当阻力达到一定数值后就需要进行清灰，清除掉多余的尘层而保持初始尘层，这是保持袋收尘器长期高效稳定运行的关键之一。从整体装置来看，袋式除尘器一般由尘气室、净气室、滤袋、清灰装置和卸灰装置等5部分组成。当含尘气体进入除尘器时，粗粉尘因受导流板的碰撞作用和气体速度的降低而落入灰斗中；其余细小颗粒粉尘随气体进入滤袋室；受滤料纤维及织物的惯性、扩散、阻隔、钩挂、静电等作用，粉尘被阻留在滤袋内，净化后的气体逸出袋外，经排气管排出。滤袋上的积灰用气体逆洗法或喷吹脉冲气流的方法去除，清除下来的粉尘由卸灰装置排走。
5布袋除尘器应用中存在的问题
5.1控制烟气温度，防止滤袋随高温老化
影响滤袋使用寿命的主要原因之一就是烟气温度过高，因为滤袋材质的不同，所能承受的高温上限也有所不同，但总之随着温度的升高，滤袋寿命的折损就逐渐增加。而高温状态下，加速了滤袋内化学物质的反应能力，使滤料容易被氧化，使滤袋使用强度降低，容易被腐蚀。所以应当严格控制烟气温度，避免在高温状态下长时间运行。
5.2滤袋堵塞降低使用寿命
如果布袋除尘器顶部的净气室盖板密封性不好，或顶部排水方式设计存在缺陷，布袋除尘器在运行时，一旦遇到潮湿阴雨天气，就会有水被吸入净气室。造成滤袋板结，形成堵塞。从而导致除尘器压差升高，粉尘捕集率降低。另外，由于除尘器灰斗密封不好或者卸灰阀漏风、反吹风量不足，喷吹压力不足，清灰机构不良，都会造成除尘器清灰不良而形成阻塞，降低滤袋的使用寿命。
5.3滤袋正常使用寿命较短
除尘器维护费用的高低和除尘效果的优劣取决于除尘器滤袋的使用寿命，尽管国产滤袋的使用寿命可以达到2到3年，但在实际应用过程中却要低于这个数据。导致滤袋使用寿命降低的直接原因就是滤袋质量技术欠佳，同时运行参数的不合理设置，也会加剧缩短滤袋的使用周期，如虑速偏高、滤袋布置不合理、清灰不良等。
5.4防火防爆性能有待提高
因为大部分布袋除尘器的滤袋都具有可燃性，所以布袋除尘器在日常使用过程中，应避免与明火接触，在设备上设置明显的防火标志，并在烟道进口上安装防爆装置，以达到布袋除尘器防火防爆的要求。
6小结
随着国家对环境保护问题的逐渐重视、“节能减排”“低碳环保”等要求的提出，布袋式除尘器作为治理环境污染的重要手段，在冶金工业中将会逐渐被普及。充分发挥布袋式除尘器运行稳定、维护便捷、操作简易等优点，并有针对性的提高布袋除尘技术水平，对节能减排、保护环节有着十分重要的意义。
参考文献
[1]李仁刚，蒋峥.国？内？袋？式？除？尘？器？发？展？现？状？与？展？望[C].2010年全国燃煤电厂袋式、电袋复合式除尘技术研讨会，2010（01）.
[2]肖容绪.袋式除尘器有广阔的发展前景[J].中国环保产业，2003（03）.
火法冶金的原理篇10
他从生产一线普通的操作工干起，成长为一名基层生产管理人员，参与了贵冶二期、三期建设，为转炉改造后新技术、新设备的推广使用作出了积极贡献，有力保障了工艺改造前后的顺利接轨以及贵冶三期工程的达产达标。
他提出转炉烟罩进水系统的改造，并主持该项目的实施和验收，成功杜绝了困扰转炉生产的烟罩漏水现象。贵冶三期工程投产后，致力于各项生产技术经济指标的优化，特别是针对转炉进料量和冷料处理能力的提升，展开了《转炉耐火砖减薄扩容研究》、《铜吹炼系统的节能》及plc系统改造等攻关。其中，《转炉耐火砖减薄扩容研究》项目攻关，增加了转炉容积，年可多产粗铜2万吨，年产值达4个亿，比新建一台转炉节省资金800多万元；《转炉炉龄攻关》项目，每年为贵冶节约资金2千万元以上，令日本专家大为震惊。
如今，他正着手于转炉作业率的提高这一攻关项目，已取得了初步成绩。
他利用科技进步解决了许多生产过程中的技术难题，在高品位冰铜吹炼的物料、炉况和渣含铜的控制中，提出了有效的工艺操作方案，成功实现了在高冰铜品位吹炼条件下的中间物料平衡和渣含铜的稳定。由于工作业绩突出，1999、2000年××被授予贵冶青年岗位能手称号，2002年，他负责的《转炉耐火砖减薄扩容研究》获得××冶炼厂科技进步二等奖，同年，还获得××冶炼厂先进劳动者荣誉称号。2004年，又被评为××十佳青年荣誉称号。
××事迹材料
“点石成金”的科技尖兵
科技是第一生产力。科技创新是一个企业强基固本、保持持续发展的坚实后盾。
××××冶炼厂熔炼车间转炉工段长××，满腔热情扎根生产一线，痴心不渝从事冶金技术研究，以“点石成金”的技改之作，在车间的产量提升和科技攻关及技术跨越中，发挥了一名基层科技人员的重要作用，为贵冶这座现代化大型炼铜工厂的生产顺行与蓬勃发展作出了突出的贡献，大伙毫不吝啬给他起了个“科技尖兵”的美誉。
（一）
××毕业于昆明工学院冶炼专业，1997年，他带着年青人的梦想和憧憬，走进了贵冶这座大熔炉，开始拓展青春的“闪亮点”。
万事开头难。记得刚到熔炼车间转炉工段，置身于高大、喧嚣、宽敞的厂房，面对繁杂、林立、陌生的设备，感受着紧张、忙碌、火热的工作场景，感觉到周围的一切与自己那瘦小身躯、厚重眼镜的“文弱书生”形象是那么不相协调，随之而来的是一阵困惑和茫然，在高温、烟气、粉尘交织的艰苦环境里，自己能顺利驾驭设备，熟练掌握高、精、尖的炼铜技术吗？
准确定位，寻找行动的支点。分到转炉工段后，××便迫不及待地将一摞一摞的生产操作资料与设备图纸当成“有味诗书”咀嚼起来，常常是一个人挑灯夜战，直到深夜。他凭借“初生牛犊”的闯劲和青春的满腔豪情，用虚心请教学习、踏实勤勉工作、执着进取钻研去填补实践的空白，用青春的汗水去催开成功之花，在一次次的实战中，他找到了专业理论知识与实践相结合并相互促进提高的最佳切入点。
功夫不负有心人。不到半年，他不仅能够完全独立胜任转炉工序任何一个岗位，而且总能出色地完成领导交下的各项生产任务，逐渐成为了转炉吹炼技术的“行家里手”。
车间转炉每天有着上千万吨的物料吞吐量，是保证生产连续、稳定和产品高精度的关键环节。随着贵冶产量的逐年提升，传统的转炉吹炼控制技术已日显“笨拙”，越来越不能与工厂生产发展的要求相匹配。
在实践中日趋“见多识广”的××凭着自己敏锐的专业嗅觉，深感从日本引进的全套生产设备的控制系统已大大落后于时代步伐，一场技术革新迫在眉睫，不容置疑。
但一个“改”字谈何容易？当时没有任何资料，也没有其它厂家的经验可借鉴，困难重重。设备改造必须与生产实际严密吻合，加之熔炼车间设备呈现出自动化程度高，连锁性强的特点，只要某台设备的“神经”稍有短路，都有可能导致严重的设备和人身事故。××经过几番认证，以惊人的胆识和魄力，向被喻为“老虎屁股摸不得”的洋设备动起了“手术”。
在转炉二期改造工程中，他主持了转炉控制系统的重大改造工程，在时间紧、任务重、控制系统复杂的情况下，一旦改造失败将给工厂带来无法挽回的损失，面临着巨大的压力和挑战，他沉着冷静应对，敢于在洋设备上“动刀”，果断地将原有的控制系统拆除，使用了代表最新科学技术发展的plc可编程序逻辑控制技术，使转炉的控制系统发生了质的变化，此次改造是贵冶历来电气项目中最大的一次，无论从工作量、难度还是控制系统的复杂性来说，都是史无前例的，在他的组织安排和技术指导下进行攻关，取得了令人满意的效果，不但准确性能高，故障率少，而且操作简单、直观，大大减轻了工人的劳动强度，从而大大拓展了转炉的生产空间，为今后生产能力的提升打下了扎实基础。
2000年，××全面参与了工厂二期二步试车计划的编写及全方位试车工作，2002年又主编了近百万字的《转炉岗位培训教材》，为贵冶的产量提升、技术跨越作出了积极贡献。
有人说，××天生就是干技术的“行家里手”，可又有谁知道为了练就这“手到擒来”的本领，他付出了多少心血和汗水啊！××房间的书柜里全被《××工程》、《有色金属》、《闪速炼铜》等专业书籍塞得满满当当，“学无止境”成为他牢记在心的座右铭。
贵冶是我国第一座从日本成套引进、采用世界先进闪速熔炼技术的现代化炼铜工厂，可谓高标准规划，一开始就紧跟当代世界炼铜工业发展水平。高起点的引进，同时，也给工厂的技术进步和创新带来了难度，进入21世纪，面对日新月异世界炼铜科技发展潮流，熔炼转炉如何进行工艺改造，使生产能力再上台阶呢？一副副重担压在了时任转炉工段长的××身上。
（二）
沿着人家的老路求发展，只能是永远“慢半拍”，并有可能陷入“盲目”的尴尬境地。创新，必须走自己的路，形成自身的技术优势。
贵冶三期工程改造后，熔炼车间年产阳极铜实现了由20万吨提升至30万吨的大跨越，但从以往车间多年生产实绩来看，因转炉期交换作业炉次无法“拔高”，而使转炉日处理冰铜量难上新台阶，若不采取针对措施，三期投产后转炉工序将成为熔炼车间生产工序的一个大“瓶颈”。
在生产困难面前，从不言败的××深知：只要用好科技这把“利剑”，没有过不去的火焰山。
他独辟蹊径，在现有转炉单炉生产能力下，利用减薄炉衬扩大炉膛有效容积这一手段，来增加转炉冰铜处理量，从而达到增产的目的。根据生产实践，××将炉体耐火砖的长度从原来的400mm减为350mm，这50mm的“细微”差别，便能使转炉多“腾挪”出4m？的容积，从而使转炉“肚量”大开，单炉处理冰铜量由原先的185吨一举提高到205吨，年可多产粗铜约2万吨，相当于1台转炉的生产能力，而建设1台转炉至少也需要1000万以上的资金费用。
延长炉寿命是降低成本的有效方法。××并没有满足现状，在一方面加大转炉冷料处理量的同时，对转炉炉龄展开了攻关，他细研大量国内外相关资料，根据造渣含硅率和冷料率、富氧率及炉衬消耗速度，绘制了作业曲线图，严格标准化操作，使炉龄攻关取得突破性进展，2004年，2＃、5＃、3＃转炉炉龄相继取得240炉次以上的好成绩，创贵冶三期生产以来的最好值，按每炉200万元的炉修耐火砖费用计算，××每年为工厂节约的资金就达1000万元以上，该项成果在中日技术交流中令日方专家大为震惊，他们看到了有贵冶特色的炼铜模式正在强势崛起。
2003年，××参与了大型冶金工程类教科书《现代铜冶金学》的编写工作。在熔炼车间，科技创新与技术攻关已渗透到了××日常工作中的每一天，尤其近几年，他更是有数篇高技术含量的科技论文相继在省、部级和部级刊物上发表，有《转炉水冷烟罩的技术性能与管理措施》、《转炉炉龄的生产实践》等。
工作中的××尽心尽责，敬业精业，在他的创新管理和技术革新下，熔炼车间的新老设备在大幅度的生产跨越中，始终保持着良好的运行状态，发挥着巨大的生产效能，他本人也由于出色的工作成绩多次被公司评为“先进工作者”。
（三）
作为一名生产工段长，身心都要经受到巨大的考验，用××的话说，就是“累并快乐着”。
每当自己的技术改造项目获得成功，他感到无比的欣慰和自豪，以至于他将自己的婚姻大事一拖再拖，无暇顾及。
作为车间最年轻的工段长，他自然有他的管理“秘诀”。他工作中朝夕相处的同事谈到吴段长都会翘起大拇指，在他们心中，吴段长是那种技术过硬、可以交心谈心的朋友。“碰到生产中难以解决的难题，找吴段长准没错……”一名刚分来转炉两年的大学生一脸佩服地说。
生活中的××也有着太多的“缺憾”，自从担任生产工段长以来，他从来没有休过一次探亲假和年休假，父母亲家虽然离工厂只有区区一百公里之遥，但也只是偶尔过年时回去短暂的匆匆一瞥，因为工厂已牢牢栓住了他那颗充满奋斗豪情的心。