《钢铁冶金（铁）》课程教学大纲（本科）.docx

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1、钢铁冶金（铁）（Metallurgy of Iron and Steel （Iron Making）课程编号：07410100学分：2.5学时：40（其中：课堂教学学时：40实验学时：0上机学时：0课程实践学时:0 ） 先修课程：物理化学、无机化学、冶金物理化学、冶金传输原理、金属学及热处理 适用专业：冶金工程教材：钢铁冶金学（炼铁局部），王筱留主编，冶金工业出版社，2013年2月第 3版一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）本课程是冶金工程专业教学计划中的专业必修课。钢铁冶金学（炼铁局部）包括铁矿粉造 块与炼铁工艺学两局部内容。它是冶金工程专业的一门主要专业课

2、程。通过该课程的学习使学生熟悉铁矿粉造块及高炉冶炼过程的基本原理和基本工艺；培养学生应 用专业基础理论知识如冶金物理化学、冶金传输原理等来分析和解决造块与高炉冶炼过程的具体问 题；使学生掌握高炉冶炼过程中的物理化学，在冶金热力学和动力学基础上理解炉料各种形态的物 理化学变化、铁氧化物的还原反响、炉渣的生成反响、碳的气化反响以及生铁的形成反响等；使学 生理解高炉是一个煤气上升、炉料下降的逆流式移动床，掌握炉内冶炼过程的动量、热量和质量传 输现象；使学生了解高炉作业的能量利用分析及高炉冶炼的技术经济指标，并能结合钢铁工业的最 新开展，对高炉低碳、高效冶炼的技术措施和非高炉炼铁等技术有所了解。钢铁冶

3、金学（炼铁局部）建立在冶金物理化学、冶金传输原理、金属学及热处理等课程知识 的基础上，与其它专业课程紧密联系，是钢铁教学和生产一个必不可少的环节，为冶金工程专业的 学生进行生产实习、毕业设计以及毕业后工作打下坚实的基础。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力 目标。）课程目标1： 了解钢铁工业概况、钢铁生产流程和高炉冶炼过程。课程目标2：掌握炼铁过程的基本原理和工艺；课程目标3：掌握含铁原料的造块、炼铁原理、工艺操作及高炉作业的能量利用分析；课程目标4：能够根据钢铁冶金学（炼铁局部）的基础知识，分析高炉冶炼实际生产过程中出 现的问题。二、课程内容与教

4、学要求第一章概论（一）课程内容（1）本课程的性质、研究对象与方法、目的、任务（2）钢铁工业在国民经济中的地位及中国钢铁工业概况（3）钢铁联合企业中的炼铁生产（4）高炉冶炼过程概述（二）教学要求了解钢铁工业在国民经济中的地位及中国钢铁工业概况；掌握高炉炼铁过程、所需原料及主要 的技术经济指标；了解高炉炼铁目前的开展及新动向；了解我国炼铁的技术优势及劣势。（三）重点与难点（1）重点是掌握高炉冶炼的主要技术经济指标；（2）难点是高炉炼铁工艺流程及炉内的主要过程。第二章铁矿粉造块（一）课程内容（1）铁矿粉造块的意义和作用、造块的基础理论（2）烧结、球团生产的工艺过程及物理化学反响（3）烧结矿和球团矿的

5、质量检验（4）高炉炉料结构（二）教学要求了解铁矿粉造块的意义和作用，掌握造块的基础理论，熟悉烧结和球团的工艺过程、主要反响 和成矿机理，了解烧结矿和球团矿的检验指标和方法，掌握最正确的炉料结构及综合炉料的冶金性能（三）重点与难点（1）重点是烧结和球团生产的工艺过程；（2）难点是造块的基础理论及烧结、球团生产的物理化学反响。第三章高炉冶炼过程的主要物理化学变化（一）课程内容（I）炉料的蒸发、分解与气化现象（2）还原过程包括铁的氧化物及其特性，铁氧化物还原的热力学和动力学，C、Mn、Si等其它元素的还原 过程，炉缸中液态渣铁间的氧化还原反响一一耦合反响。（3）炉渣包括造渣过程和炉渣的作用，终渣的主

6、要理化性能，炉渣去硫、排碱。（4）高炉冶炼中碳的气化反响包括固体碳气化的一般规律，风口前碳的燃烧和燃烧带以外碳的气化。（5）生铁的生成包括渗碳反响，其它少量元素的溶入。（二）教学要求了解碳酸盐分解、析碳反响和气化过程：掌握铁的氧化物及其特性和铁氧化物还原的热力学， 了解气固相反响的动力学；掌握促进Mn还原及低硅生铁冶炼的途径，了解耦合反响的条件和作用； 掌握终渣的主要理化性能及炉渣去硫反响的条件；了解碳气化的一般规律，掌握煤气产生及上升过 程中量与成分的变化；了解渗碳反响及其他少量元素的溶入。（三）重点与难点（1）重点是铁氧化物及Mn、Si的还原，炉渣去硫及碳的气化过程（2）难点是铁氧化物还原

7、的热力学及炉渣除硫反响的热力学第四章高炉冶炼过程中的传输现象（一）课程内容（1）高炉中的流体力学现象，煤气流经散料层的阻损方程（2）逆流运动中散料的有效质量，炉料下降的力学分析及悬料机理（3）高炉内的热晶传输，包括：热交换的三种传热方式，热交换的基本模式，水当量的概念（二）教学要求了解煤气流经固体散料层的一般规律，掌握有效质量的概念和高炉悬料的机理；掌握水当量和 热交换空区的概念，了解高炉条件下的传热方式（三）重点和难点（1）重点是煤气流经固体散料层以及流经固液相共存区时的压降与液泛（2）难点是卡门（Carmen）公式和欧根（Ergun）公式的推导第五章高炉冶炼能量利用（一）课程内容（1）评价

8、高炉能量利用的指标（2）高炉冶炼能最利用的计算分析包括物料平衡、热平衡计算，理论焦比的计算。（3）高炉能量利用图解分析包括铁的直接还原度与碳消耗匕-卬（C）图解，里斯特操作线图解。（二）教学要求掌握评价高炉能量利用的指标；熟悉渣量、燥气量和风量等的计算，了解物料平衡表的编制方 法；熟悉三种编制全炉热平衡和区域热平衡的方法和存在的差异；了解理论焦比的四种计算方法， 掌握碳素消耗与直接还原度的关系；熟练绘制里斯特操作线，掌握操作线的特点和受到的限制，了 解利用操作线分析高炉生产问题的方法。（三）重点和难点（1）重点是高炉冶炼能量利用的计算分析，里斯特操作线的绘制，操作线的特点和受到的限 制（2）难

9、点是里斯特操作线的绘制和计算，物料平衡和热平衡的全面考虑和精确计算。第六章高炉炼铁工艺（一）课程内容（1）高炉炼铁生产的原那么（2）高炉操作制度，包括装料制度，造渣制度，送风制度和热制度（3）高炉低碳、高效冶炼的技术措施（二）教学要求掌握有效容积利用系数、冶炼强度和焦比的关系；掌握“上部调节”和“下部调节”的概念； 掌握高压操作和高风温操作对高炉冶炼的影响。（三）重点和难点（I）重点是高炉的低碳、高效冶炼技术（2）难点是如何提高产量、降低焦比，实现高炉冶炼生产的目标。三、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实验上机课程 实践小 计第一章44讲授

10、法、讨论法1第二章88讲授法、讨论法、演 示法1、 2、 3、 4第三章1010讲授法、讨论法、研 究型教学方法1、 2、 3、 4第四章44讲授法、讨论法、1、 2、 3、 4第五章99讲授法、讨论法、研 究型教学方法1、 2、 3、 4第六章55讲授法、讨论法、 演示法1、 2、 3、 4合计4040注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；2 .主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、工程、案例 等教学方法）等。四、课程考核注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。考核形式考核要求考核权重备注点名及课堂表现以随机的形式，在每章内容进行中进行随堂提

11、 问，主要考核学生课堂的听课效果和课后及时 复习消化本章知识的能力，结合平时的随机点 名，最后按20%计入课程总成绩。20%平时作业课后每章完成相应习题，主要考核学生对每节 课知识点的复习、理解和掌握程度，计算全部 作业的平均成绩再按10%计入总成绩。10%期末考试试卷题型可包括填空题、名词解释题、问答题、 计算题及综合分析等类型。根据评分标准计算 得分并以卷面成绩的70%计入课程总成绩。70%3 .考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小论文、工程设计和作品等。4 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、工程设计要求等。5 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。五、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1、高炉炼铁理论与操作，宋建成编著，冶金工业出版社，2005年1月第一版2 .实用高炉炼铁技术，由文全 编，冶金工业出版社，2002年6月第一版3 .炼铁学，梁中渝主编，冶金工业出版社，2009年4月第一版六、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）1、本课程采用多媒体教学。2、为考查学生对教学内容的掌握情况，每局部内容教学后都布置作业题，针对第五章布置计算 题，要求学生认真做每章后的习题和思考题，理解教学内容。2017年9月10日