电磁冶金技术精选(九篇)
第1篇：电磁冶金技术范文
【关键词】：粉末冶金；材料；分类；应用
0.引言
所谓的粉末冶金材料指的是用几种金属粉末或者金属与非金属粉末为原料，通过配比、压制成型以及烧结等特殊工艺制成的各类材料的总称，而这种与熔炼和铸造明显不同的工艺也被统称为粉末冶金法。因其生产流程与陶瓷制品比较类似，所以又被称为金属陶瓷法。就目前而言，粉末冶金法不单是用来制取某些特殊材料的方法，也是一种优质的少切屑或者无切屑方法，且其具有材料利用率高、生产效率高，节省占地面积及机床等优点。然而粉末冶金法也并非万能之法，其无论是金属粉末还是模具都有着较高的成本，且制品的形状和大小都受到一定的限制。
1.粉末冶金材料的主要分类
1.1传统的粉末冶金材料
第一，铁基粉末冶金材料。作为最传统也是最基本的粉末冶金材料，其在汽车制造行业的应用最为普遍，并随着经济的迅猛发展，汽车工业的不断扩大，铁基粉末冶金材料的应用范围也就变得越来越广阔，因此其需求量也越来越大。与此同时，铁基粉末冶金材料对其他行业来说也非常重要。
第二，铜基粉末冶金材料。众所周知，经过烧结铜基制作的零件抗腐蚀性相对来说比较好，且其表面光滑没有磁性干扰。用来做铜基粉末冶金材料的主要材料有：烧结的青铜材质、黄铜材质以及铜镍合金材料等，此外还有少量的具有弥散性的强化铜等材质。在现代，铜基粉末冶金材料主要备用到电工器件、机械设备零件等各个制造类领域中，同时也对过滤器、催化剂以及电刷等有一定的作用。
第三，难熔金属材料。因这类材料的熔点、硬度、强度都比较高，因此其主要成分为难熔性的金属及金属合金复合材料，主要被应用国防、航空航天以及和研究领域等。
第四，硬质合金材料。所谓合金材料指的是由一种或者几种难熔性的金属经过碳化之后形成的硬质材料的总称。其主要是由金属粘结剂进行粘合之后，再用粉末冶金技术制作而成。因这类硬质合金材料具有高熔点、高硬度、高强度，所以常被用到切削领域。
第五，粉末冶金电工材料。在现代工业中，这种材料主要应用于仪表和电气领域，尤其是各类分断和接通电路重点额电接触元件和电阻焊用的电极上。近几年，随着国内无线电技术的迅速发展，电阻器件的应用范围也越来越广泛，其主要材质就是这类材料。此外，粉末冶金电动材料对真空技术领域中的电力管阴极和电加热元件也有着重要的作用。
第六，摩擦材料。顾名思义，这类材料具有很强的摩擦磨损性能，可以用于制造摩擦离合器以及制动器的摩擦部分。利用其摩擦磨损性较强的特点，有效实现各个元件之间动力的阻断性和传递性，以此实现运动物体的及时减速和停止运动等。
第七，减摩材料。与摩擦材料相反，这类材料则具有较低的摩擦系数以及较高的耐磨性，其可以是金属材质也可以是由非金属材质构成。通常情况下，建模材料主要是由教导强度的金属基体和具有减摩成分的剂构成。因粉末冶金法在一定程度上能够对金属材料的基体和减摩成分进行有效调整和控制，此外，这类减摩材料还具有较强的自性能，这就使得其在金属铸造领域和塑料减摩材料领域中发挥着重要作用。
1.2现代先进粉末冶金材料
第一，信息领域中的粉末冶金材料。在这里主要指的是软磁材料，通常情况下，其又可以分为铁氧体软磁材料和金属软磁材料两种，最大区别是前者出现较早，且只能通过粉末冶金烧结法获取。因其在烧结过程中，软磁材料有着较强的饱和磁化性能和较高的导磁率，所以被各个磁行业广泛应用。
第二，能源领域中的粉末冶金材料。顾名思义，这种能源材料指的是在不断的发展过程中，能够对促进新能源建立和发展具有重要作用的材料，其能够满足各种新能源的不同需求。能源领域中的粉末冶金材料不仅仅是当今社会新能源发展的关键组成部分，还是新能源材料发展的重要前提和基础。就目前而言，电池、氢能、太阳能等方面成为新能源材料发展的主要方向，并随着技术的不断进步，这类材料的应用范围也变得越来越广阔。
第三，生物领域中的粉末冶金材料。最近几年以来，国内的生物研究领域取得了较大的进步，生物研究逐渐对我国的经济发展及产业结构调整有着越来越重要的影响，为此国家对于生物研究领域所取得的重大突破也给予了高度关注，特别是生物材料研究方面。在医学领域中，生物材料能够有效改善人们的健康状况，大大提高了人们的生活质量。
2.粉末冶金材料的应用研究
2.1在机械合金方面的应用
机械合金主要应用的是粉末冶金技术中的高性能球磨技术。其应用原理为：在高能球磨的基础之上，有效利用了金属粉末混合物的变形和易断裂特性，逐步调整金属粉末原子之间的距离，并最终形成合金粉末。所谓机械合金指的就是在固态形式下进行的固态反应，从而科学实现了合金化，而在这种状态下形成的合金不会收到物质熔点及蒸汽压力等因素的影响，进而表现出较强的稳定性。
2.2在干燥喷雾方面的应用
所谓的烦躁喷雾指的是运用雾化器将呈现出一定浓度的原料液转变成一种具有喷射性能的雾状液滴的形式，之后再经过一系列的接触热空气程序将雾状液滴迅速转化成干燥剂，这就是粉粒状干燥喷雾的制作过程。通常情况下，制作干燥喷雾需要经过四个基本阶段，依次是料液雾化、热干燥、蒸发干燥、分离四个流程。更为重要的是，在粉末的制作过程中，还可以依据不同的需求对粉粒形状、大小进行相应的规定。
3.结语
上文系统的总结了粉末冶金材料的种类，并对其应用领域进行了分析研究。从中不难看出，相对普通材料来说粉末冶金材料无论是从性能上还是获取上，都有着无法比拟的强大优势，这也是目前这类材料应用广泛的原因之一。未来，随着经济的发展及科技的进步，粉末冶金材料将会发挥出越来越重要的作用。
【参考文献】
[1]张宪铭，张江峰.标准：粉末冶金材料的分类和牌号[J].世界有色金属，2009（05）.
第2篇：电磁冶金技术范文
关键词：连续铸钢；发展状况；发展趋势
连续铸钢技术的开发与应用是钢铁生产中继氧气转炉之后又一次重大的技术革命。大型化、连续化和自动化是现代工业生产技术的总体发展趋势。早在19世纪中叶，英国发明家、鼓风炼钢发明者H.Bessemer提出了双辊法连续铸钢的专利。差不多经过一个世纪的努力， 连续铸钢才于本世纪50年代初用于工业生产。自连续铸钢工业化以后的40多年来， 由于其与模铸相比具有节约能源、降低消耗、节省投资、生产成本较低、钢的质量较好以及劳动生产率较高等优点而在钢铁生产中迅速得到推广应用。到1940年， 世界连续铸钢产量达到5.1亿吨， 连铸比超过70%，不少工业发达国家的连铸比已接近或达到100%， 采用全连铸的工厂更为普遍。
我国自1958年重钢三厂第一台工业规模的连铸机投产以来， 经过近40年的努力， 全国连铸机总量已达247台，总生产能力5294万吨， 1995年的连铸坯产量达到4377万吨， 居世界第三， 连铸比也达到46.9%。预期“ 九五”末期， 我国连铸比可望达到80%。
连铸技术的发展历程， 钢铁工业发展迅猛，生产面貌焕然一新，钢铁产量迅速增长，产品品质大幅提升，生产效率显著提高，生产成本明显降低， 环境污染得到有效控制。究其本质因素， 核心推动力来自钢铁行业的技术进步，即： 以氧气转炉炼钢、炉外精炼、连续铸钢、连轧与控轧控冷为核心的4项技术革新带动的钢铁生产流程的技术进步。作为4项重大技术革新之一的连铸技术彻底改变了炼钢生产的流程和物流控制，使得单元化、间隙式炼钢生产模式转变为连续化、大型化、专业化、优质化、高效生产模式，同时推动了冶炼、精炼和轧制工序的技术革新。
一、连铸在我国的发展历程
连铸在我国的发展经历了曲折的发展过程，大致可以分为研究开发、缓慢发展、规模建设、跨越发展四个阶段。
1.1 研究开发阶段（1954-1967年）
原冶金部钢铁研究总院、上海交大、重庆钢铁厂等单位开始了连铸的试验研究，研究与实验内容包括：连铸结晶器振动、二冷、拉矫机、直流变速、液压切割等关键设备；机型设计包括： 水平、倾斜、弧形、立弯、立直等； 铸坯断面包括：方坯（60mm×60mm-250mm×250mm）、矩形坯（130mm-180mm×160mm-280mm）、板坯（110mm-250 mm×55mm-2000mm）。值得一提的是1964年重钢三厂弧形板坯连铸机投产， 比号称世界第一台弧形连铸机的德国迪林根钢厂弧形铸机还早一个星期。可以肯定20世纪60 年代初期与中期我国连铸技术的研发与生产取得了与世界同步的成绩。
1.2 缓慢发展阶段
即阶段。连铸技术的完善与发展在我国处于停滞状态，直至1980年我国连铸比稍见增长，1982年全国连铸比为：7.6%，连铸坯产量275万吨。此外，我国平炉慢节奏生产客观上阻碍了连铸的发展，15 年的徘徊不前，使我国连铸生产大大地落后于欧、日等发达国家，连铸比仅为与日本连铸比的十几分之一。
1.3 规模建设阶段（1983-1989年）
1983 年全国炼钢工作会议上，原冶金部钢铁司明确提出加快发展连铸技术和连铸生产的任务。组织了对西马克—康卡斯特引进的板坯连铸机的消化吸收和对上钢一厂国产板坯连铸机的联合攻关工作，1985年，武钢二炼钢成为我国第一个全连铸炼钢厂。1988年原冶金工业部召开了第一次全国连铸工作会议，总结了三十年来连铸发展的经验和教训，第一次提出了“以连铸为中心，炼钢为基础，设备为保证”的连铸生产技术方针。1988年和1989年，在连铸机建设速度增加的同时，连铸比年增长达到1.6个百分点， 年增铸坯超过110万吨。增强了全行业加快发展连铸的信心。
1.4 跨越发展阶段（1990年至今）
在实现全连铸生产和炼钢-炉外处理-连铸“三位一体”组合优化等技术目标的引领下，我国连铸取得了长足进步，连铸成为我国钢铁生产突破模铸生产“瓶颈”，加快淘汰平炉，促进高炉、转炉高效长寿，实现流程优化和跨越式发展的关键因素。1990年，我国连铸比为25.07%； 1993年后，我国连铸坯的年增长量超过产钢的年增长量；1996年我国连铸比首次突破50%；2001年连铸比达88.2%，首次超过了世界平均连铸比86.8%的水平。截至2007年底，我国现有铸机996台2906流，铸机产能达到5.0亿吨以上，连铸比稳定保持在95%以上。基本确立了我国在连铸生产第一大国的领先地位。与此同时，高效连铸技术的自主开发与薄板坯连铸连轧技术消化与创新也取得了可喜成绩。
二 现代连铸技术--高效连铸技术
高效连铸技术的内涵是： 以高拉速为核心， 以高质量、无缺陷铸坯生产为基础， 实现高连浇率、高作业率的系统生产技术。其核心技术包括： 高效结晶器技术、电磁连铸技术、振动优化技术、带液芯压下技术、二冷动态控制技术、连续弯曲与矫直技术等等。高效连铸的应用， 获得了铸机产能提高一倍以上， 品种覆盖几乎所有钢种的冶金效果。
2.1 高效结晶器技术
高效结晶器技术是当今连铸技术优化发展的核心技术之一。其目标是：提高结晶器内热流密度， 增加坯壳凝固厚度； 改善结晶器传热均匀性， 均匀凝固坯壳；均匀内壁与铸坯表面的摩擦， 提高结晶器铜板（管）的寿命。以方坯连铸连续锥度结晶器技术为例，通过优化结晶器铜管内腔锥度， 实现了强化初生凝壳在结晶器内边、角部位的传热， 均匀纵断面方向热流分布的目标。
2.2 电磁连铸技术
电磁技术在连铸工艺中有着广泛的应用， 概括地讲可以分为如下几个方面： ①电磁力学特性的利用， 如注流约束、电磁制动、电磁搅拌、电磁软接触等； ②电磁热特性的利用， 如中间包感应加热等； ③电磁物理特性的利用， 如电磁下渣检测、液面检测等。已被用于工业生产的电磁冶金技术主要是电磁制动和电磁搅拌技术。以电磁制动为例， 通过改变结晶器内的钢液流动， 进而改变结晶器的传热和铸坯内的溶质分布， 以改善连铸坯的凝固组织。与常规连铸相比， 电磁制动能够降低结晶器内钢液向下冲击的深度， 促进凝固前沿非金属夹杂物的上浮， 稳定弯月面的波动， 促进保护渣的均匀分布。电磁制动的作用包括： 当拉速处在高拉速的情况下， 其作用力可以让板坯外壳充分冷却， 使得漏钢概率降低； 当拉速变化时达到稳定拉速的作用， 从而达到抑制结晶器液位波动、减少钢水偏析、提高板坯质量的
作用。
2.3 结晶器振动优化技术
其核心是实现结晶器的非正弦振动， 通常指与正弦振动相对应、具有一定偏斜的波形。结晶器非正弦振动与正弦振动相比其具有如下特点： 结晶器上升时间长且速度平缓， 可减少初生坯壳所承受的拉伸应力； 结晶器下降时间短且速度快， 对初生坯壳施加了压应力， 有利于脱模； 负滑动时间明显减少， 可减少振痕深度， 提高铸坯表面质量。
2.4 带液芯压下技术
带液芯压下是融浇注凝固与塑性变形、连铸与轧制一体的新工艺技术。具体形式有辊式轻压下技术和锻压式轻压下技术，带液芯压下的主要作用概括为如下四方面： 在连铸坯的凝固末端进行适量压下， 以减小铸坯中心宏观偏析及疏松， 改善铸坯质量； 在结晶器下方进行压下， 以扩大结晶器容积， 利于稳定薄板坯连铸结晶器内钢液面， 促进钢中夹杂的上浮； 提高薄板坯连铸保护渣的效果，改善铸坯表面质量； 可以灵活地改变铸坯厚度， 增加产品规格范围， 使生产组织具有更大的灵活性。
三、关键生产应用技术
3.1 结晶器液面控制和自动浇铸
应用放射线、电磁涡流等传感器监测液面以及带有控流塞棒或滑板的结晶器液面控制与自动浇铸系统已经成为连铸机的基本配置。它已成为稳定工艺、保证铸坯表面质量、提高劳动生产率的重要措施。
3.2 铸坯矫直
过去的弧形连铸机普遍采用单点矫直方式，全部的矫直变形都集中在矫直点处。由于刚刚凝固的坯壳塑性很差，容易形成矫直裂纹，所以“全凝矫直”或“矫直前全凝”几乎成为定律。但是浇铸速度的大幅度提高使铸坯液心变得很长，人们不得不突破这一定律，寻求其它避免矫直裂纹的方法。多点矫直和连续矫直方式将矫直变形分配在几个矫直点上或整个矫直区域内，使矫直过程中发生了回复和松弛，从而保证不产生矫直裂纹。该技术在连铸机的设计和实际生产中都取得了良好的效果。
3.3 二次冷却控制
连铸坯壳从结晶器中拉出时，其内部还有很多液心，需要进行喷水冷却，谓之二次冷却。二次冷却具有保证生产顺行、提高生产率、控制铸坯质量、保护设备等重要作用。冷却介质可用水或汽水。现代连铸机按不同断面钢种设有多套冷却制度，在浇铸过程中分回路自动在线调控水量。在线调控水量的方法可采用静态水表法和二冷动态控制法。
3.4 电磁搅拌
电磁搅拌（EMS） 是利用感应电动机原理使导电融体流动的方法和设备。这种流动发生在铸坯液芯里会有多方面的作用：其一是均匀液芯内钢水的温度；其二是将凝固枝晶带入铸坯心部，使其成为等轴晶的凝固核心；其三是冲洗凝固前沿的富集溶质，最终在这一区域形成白亮带。所以电磁搅拌的冶金效果是扩大等轴晶区、减少中心偏析和皮下缺陷。
3.5 粘结漏钢预报
凝固坯壳粘结在结晶器壁上时结晶器铜板的温度场会反映出特定的变化模式。因此，用布置在铜板上的热电偶测量这种变化模式就可以预报粘结漏钢的发生。但实际生产中情况非常复杂，连铸机的产量和压力都较大。漏钢预报系统的设置需要与特定的铸机及操作状况相适应。目前我国进口的大型板坯连铸机都装备有这种系统。
3.6 凝固末端轻压下及液芯压下
凝固末端轻压下是指在铸坯即将完全凝固时用外压力使之变形的工艺。板坯连铸机中轻压下可由原有辊列实现，方坯连铸机中由拉矫机或专用机架完成。凝固末端轻压下可以改善中心疏松或缩孔、减轻中心偏析。文献常常回避凝固末端轻压下的副作用，多认为其有利，实际上刚刚凝固的坯壳塑性很差，轻压下时又很难保证每一点三向压应力的状态，任一方向有拉应力都可能使铸坯产生裂纹。
四、结语
我国特钢企业走过了漫长而艰苦的道路。在此历程中，特钢企业为我国“ 四个现代化”、为国防和尖端产业提供了重要的材料，作出了重大贡献。冶金部“ 九五” 国家重点科技攻关计划明确了特钢的发展要以市场为导向，以生产高质量产品为目标，以国际先进成熟的工艺装备为样板进行高起点技改。集中资金完整改造几个特钢企业，形成20万t高质量钢的特殊钢企业。坚持以科技进步为依托，可以相信，通过不懈的努力，一定可以尽快使中国这样一个特钢大国跃变为特钢强国。
第3篇：电磁冶金技术范文
关键词：粉末冶金 配料系统 自动化
中图分类号：TF37 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（c）-0077-01
长期以来我国粉末冶金企业在配料方面存在工艺水平落后、生产效率低、自动化程度不高等问题。随着我国经济社会的发展，用工成本和原材料价格也在不断上涨，依靠传统的人工称量配料或一般的配料设备已不能适应当前的发展。本文提出的快速高精度全自动配料系统，就是有针对性的为粉末冶金配料开发设计的。
1 粉末冶金行业在配料方面存在的问题
1.1 传统配料方式危害工人健康
传统配料方式为工人领到配料单后，按配比将各种原料分别在电子台秤上称量后投入混料机。所用原料多为200目以上的铁粉、铜粉、铅粉、石墨、树脂、硬脂酸锌等。由于颗粒微小极易产生扬尘，加上工人佩戴的口罩或防毒面罩过滤效果有限，工人长期在此环境下工作对皮肤和肺部危害极大。
1.2 配料的用工成本不断增加
据统计近几年粉末冶金行业薪酬以年均10%的速度增长，然而年轻一代的新增就业人群宁愿选择工资低些环境好些的岗位，也不愿意选择像粉末冶金配料这样“脏、累、差”的岗位。再加上老员工的流失，企业不得不开出更高的薪酬留人，即便这样配料工的用工缺口仍在扩大。
1.3 人工配料方式效率低下
由于传统配料过程都是由人工完成，会产生工作繁重、出错率高、无数据纪录、无法保证生产工艺，且无法实现技术档案的信息化管理，不能完成数据的调用与核对。粗放的配料模式已不能满足行业的发展要求。
1.4 一般的配料设备应用性差
针对以上问题，部分粉末冶金企业采购了一些自动化配料设备。如若干原料仓下接螺旋输送机，根据配比将原料输送至一个或几个计量仓，计量完毕后下料至混料机。这种简单的配料设备虽然部分替代了人工，但是这种系统配料精度低，整体稳定性差，不能记录数据，自动化程度低。
2 快速高精度自动化配料系统
这是一种集合了微电脑技术、变频技术、破拱技术、精细喂料技术、实时检测技术和集尘除尘技术的配料系统；集解包、输送、计量、配料、记录、监测、收尘等功能于一体。
2.1 电气控制部分
（1）上位计算机，安装了由组态软件编好的程序放置于控制室内，主要用于对配方的选择和设定、对配料过程的监测、对报警信号的处理、对配料数据的调取。
（2）可编程控制器，安装于电控柜内，用于配料系统的流程控制。
（3）称量仪表，作为工业控制终端以及专门的配料控制器安装在控制柜内，是用来控制一种或多种物料的配制的微电脑系统。
（4）变频器与电位器，安装于电控柜或现场控制箱内，分别用于控制螺旋输送机和电磁振动给料机的无极调速给料。
（5）触摸屏，可作为备选辅助设备安装在控制柜或现场操作箱内，用于现场控制和实时监测。
2.2 上料破拱部分
（1）粉末冶金所用原料上料时易形成扬尘，因此解包器要与集尘机配合使用。主要模块：①自动检测装置，即在开关门上安装行程开关，开门集尘机工作反之则停止；②滤芯反吹装置，储气包内的正压气体通过膜片阀，定期对滤芯上附着的原料粉尘进行反吹回收；③解包器下料口下方带有不锈钢过滤网，网孔大小10*10以上以易于落料并挡住误操作而落入的杂物。
（2）粉末冶金所用原料流动性较差易于起拱，因此破拱装置必不可少。主要有：①电磁振动器，适用于流动性相对好的原料；②气吹破拱装置，适用于密度小流动性差的原料。根据起拱特点决定气吹头的个数、排列方式和气吹频率；③搅拌破拱装置，适用于密度大流动性差的原料。根据起拱特点选择搅拌点的位置和搅拌叶片的形状；④振动料斗，适用于流动性极差的原料。
2.3 喂料计量部分
（1）精密喂料是配料成功的关键，适用于粉末冶金配料的喂料机主要有螺旋输送机和电磁振动给料机。主要应用方式有：①单独螺旋输送机或电磁振动给料机，适用于精度要求不高的原料；②大螺旋输送机配微量螺旋输送机，适用于量大、精度要求高和密度大的原料；③大螺旋输送机配微量电磁振动给料机，适用于量大、精度要求高和密度小的原料。
（2）计量部分一般采用圆形或方形计量仓，仓上配有称重传感器、排料阀和振动器。注意设计：①在规定量程内，尽量选用小量程的传感器，以提高系统的计量精度；②尽量减少喂料机出料口与计量仓之间的落差，以减小原料的提前量而提高计量精度；③在喂料机与计量仓之间配挡料阀，以挡住计量完毕而意外落下的原料，从而提高计量的可靠性。
2.4 监测校核部分
（1）监测部分：①阻旋料位计对原料仓的料位监测。低料位报警则需上料，高料位报警则停止上料；②控制仪表对计量仓的物料检测。启动喂料机后如发生起拱，计量仓持续无物料落入时，控制仪表反馈信号给破拱装置以启动破拱。
（2）校核部分：①仪表对计量仓排料后残余物料量进行核对，如超出允许误差范围则启动声光报警，人工干预后停止报警并继续进行配料流程；②仪表对排至混料机的总物料量与之前所有单个计量仓称量量之和进行对比，如超出允许误差范围则启动声光报警，人工干预后停止报警并启动混料流程。
2.5 集尘除尘部分
（1）集尘部分是用单个带反吹滤芯装置的集尘机，对同一种原料的解包器处、喂料器喂料处和计量仓下料处除尘与回收装置。必须是一种原料配一台集尘机，其出风口接工厂的总除尘系统的负压管道。
（2）除尘部分是相对集尘部分而言的，就是对集尘部分没有涉及到的扬尘处进行收尘的装置。因为其收集的为混合物料或灰尘没有利用价值，所每个收尘单元可直接接工厂的总除尘系统的负压管道。
3 结论
本配料系统通过以上功能模块的协调工作，能很好得完成粉末冶金原料的配料任务。自投入使用以来运行高效稳定可靠，人机界面友好，系统软件易于升级，现场环境干净整洁。为工人创造了高效、舒适的工作环境，为企业提高了效益、降低了成本，为我国粉末冶金行业的转型升级提供了有力支持。
参考文献
[1] 宋建成.PLC控制和应用[M].科学出版社，2002.
第4篇：电磁冶金技术范文
关键词：微波烧结 原理 进展
中图分类号：TK11文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）14-0053-03
The Principle and Development of Microwave Sintering Technology
Fang Ke；Fang Li
（School of Materials Science and Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430073，China）
Abstract: Microwave sintering is a new type of technology，it has great development prospect in the fields of ceramic materials and powder metallurgy etc., and it is greatly possibile to become the main method of material preparation in the new century. The technology of microwave sintering has many great advantages such as much higher speed, lower energy consuming, more safety, no pollution, and so on, so it has significant effect on the development economic and societyin our country. The origin and evolvement, the principle，unique character，equipment, research advance of the technology are reviewed in this paper.
Key words: microwave sintering；principle；development
0引言
微波烧结是指采用微波辐射来代替传统的外加热源，材料通过自身对电磁场能量的吸收（介质损耗）达到烧结温度而实现致密化的过程。二十世纪50年代美国的VonHippel在材料介质特性方面的开创性研究为将微波加热应用于材料烧结奠定了基础[1]；从60年代至90年代，各国研究人员对微波烧结原理、特点和应用等各方面开展了广泛、深入和系统的研究，积累了大量数据和经验，逐渐认识和掌握了这项新型技术，其环保、节能、高效等诸多优点激起众多材料研究人员的兴趣和研究热情，得到各国政府高度重视；90年代后期，微波烧结进入产业化阶段，美国、加拿大、德国等发达国家开始小批量生产陶瓷产品[2-4]。
1微波烧结原理
微波烧结技术是基于物质与电磁场相互作用中产生热效应的原理。当材料的基本细微结构与特定频率的电磁场耦合时，内部微观粒子响应电磁振荡，热运动加剧，材料发生介质损耗，吸收微波能转化为热能。将微波加热原理应用于传统烧结工艺，就是微波烧结。在微波烧结中，因存在电磁场作用，材料介电性能、磁性能以及导电性能等特性对烧结效果具有重要影响[5，6]。
1.1 介质材料在外加电磁场作用下，介质材料中的极性分子会受到电场力作用，从原来的随机分布状态转变为依照电场方向取向排列。高频电磁场每秒交替变换几亿次，分子排列取向周期往复改变，发生剧烈运动，电磁能不断被损耗，转化为粒子剧烈运动的动能，材料温度升高。介质材料在电磁场的作用下会产生电子极化、原子极化、偶极子转向极化和界面极化等介质极化，各类极化建立和消除的时间周期存在差异。由于电磁振荡频率很高，材料内部介质极化过程无法跟随外电场变化，极化强度矢量相对于电场强度矢量滞后一个角度，导致有电流产生，构成介质材料的耗散。在微波波段，主要是偶极子转向极化和界面极化产生的吸收电流构成材料的功率耗散 [4]。
1.2 金属材料金属导体在微波电磁场中，其内部自由电荷在电磁场作用下，会迅速向导体表面聚集。驰豫时间用来表征自由电荷响应电磁场变化的快慢。由于驰豫时间远小于电磁场振动周期，故在每周期刚开始，自由电荷就已聚集于导体表面，内部自由电荷密度为零。块体金属内部不存在自由电荷，缺少与电磁场相互作用、吸收和转化的媒介，因而无法被有效加热 [7]。但金属导体置于电磁场中，导体表面会有电流产生，存在欧姆损耗。故只要减小金属导体的宏观尺寸，使之能与微波电磁场完全耦合，就能有效实现加热和烧结 [8]。
在微波烧结中，除明显的微波热效应外，还存在一定的微波非热效应，包括活化过程速率增强、化学反应途径改变以及烧结体性能改变等。微波非热效应是微波烧结中的重要因素，使各种微粒的迁移变得更容易发生，且迁移速率提高很多，对材料致密化过程起到明显的促进作用[6,9]，具体表现就是烧结温度更低、升温速度更快、烧结时间大幅缩短。
2微波烧结特点
在传统烧结过程中，材料表面、内部和中心区域温度存在较大梯度，容易导致晶粒不均匀，内部存在较多缺陷。微波烧结依靠微波电磁场辐射透入材料内部，材料整体发生介质损耗而升温，各部分温差小，易得到均匀细晶结构，材料性能得到显著改善。与传统烧结相比，微波烧结主要有整体加热、低温快烧、无加热惯性、选择性加热等显著特点[4]。
微波烧结能耗低，效率高，比传统烧结节能80%左右，而且清洁、安全、无污染。微波烧结能得到均匀细晶显微结构，孔隙少且规则，材料具有更好的延展性和韧性，宏观性能优异[3，10]。微波烧结具有的独特优点预示其在现代材料制备行业中拥有广阔的发展空间，被广泛誉为“烧结技术的一场革命” [6]。
3微波烧结装置
3.1 烧结装置微波烧结实验装置由微波发生器（磁控管和调速管）、波导管、加热腔和微波电源组成，加热腔有谐振式和非谐振式两种，谐振式加热腔又有多模场型和单模场型两种 [3]。单模场型可形成稳定的电磁波，能量集中，适合烧结低损耗材料，但均匀场区小，无法烧结大尺寸工件；多模场型谐振腔结构简单，易得到较大区域的均匀场强，可用于烧结大尺寸、介质损耗高的材料[11、12]。为得到稳定和均匀的电磁场分布，必须对加热腔进行合理设计。
3.2 烧结工艺微波烧结的工艺参数主要有微波源功率、微波频率、烧结时间和升温速度等[1]。研究表明，在同等烧结条件下（烧结温度和保温时间），微波烧结晶粒要明显大于常规烧结，说明微波作用下晶粒生长更快、致密化过程更加迅速；温度过低会导致“欠烧”，过高或保温时间太长会引起晶粒异常长大；升温速度也是重要因素，如升温速度较，加热时间就得适当延长，因而使材料在高温区停留时间较长 [13]。
不同类型的材料介质损耗能力不同。一些材料在低温下介质损耗小，几乎不吸收微波能，无法有效加热。对此，可加入介质损耗高的材料，以起到辅助加热的作用，主体材料达到一定温度后，损耗因子迅速增加，可直接吸收微波能 [14]；或者采用外加热源――比如电阻加热，在材料临界温度以下起辅助加热作用 [15]。在微波烧结中，在样品周围放置介质损耗高的辅助材料有利于提高升温速度和保温，形成稳定均匀的温度场 [12]。
研究表明，不同类型的材料在分别放置于电场或磁场区域中时，会表现出极为不同的加热行为。导体材料，如金属或合金粉末压坯，在磁场中的加热效果比在电场区要好；相反，氧化铝、氧化锌等陶瓷材料在纯电场中的升温速率更高。另一方面，在材料与电磁场相互作用过程中，材料结构状态起着关键作用，如铜粉末压坯在电磁场中能有效吸收微波能，而块体铜就不能 [16]。
4研究进展
迄今，研究人员已对几乎所有的氧化物陶瓷材料开展了微波烧结研究，较为成功的有Al2O3、ZrO2、ZnO、MgO、SiO2及其复合材料等， B4C、SiC、Si3N4、TiB2、AlN等是采用微波烧结成功制取的非氧化物陶瓷材料 [4]。另外，金属粉体具有较强吸波能力 [7]，将微波烧结应用于粉末冶金，成功制取了环状、管状和齿轮等结构和形状复杂的金属制品，所制得器件比传统制品具有更加优异的力学性能，显微结构的均匀性好，气孔率很低[17]。
4.1 陶瓷材料微波烧结能得到均匀细晶结构，因此微波烧结比常规烧结更容易制备出透明陶瓷 [4]，如微波烧结可以实现A1N透明陶瓷的低温烧结 [18]，而且大幅缩短烧结时间 [4]。
微波烧结可使氧化锌压敏陶瓷材料快速成瓷，获得相同晶粒尺寸微波烧结温度更低，烧结时间更短。但随着烧结时间的延长，晶界Bi相挥发，晶粒迅速长大，电阻片的电性能变差 [19]。采用微波烧结法制备氮化硅陶瓷，微波场可以促进Si3N4的α相向β相转变的速度，提高材料密度 [20]。
陶瓷材料是脆性体系，如何提高其韧性一直是个难题。在微波烧结制备ZnO2（n）增韧Al2O3复合陶瓷的实验中，得到相对体积密度为95.5%、力学性能较好的15vol% ZrO2/ Al2O3 复合陶瓷，其硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为13350MPa、6.41MPa・m1/2和502MPa[21]。
在制备纳米陶瓷材料方面，微波烧结可提高Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的强度和韧性，改善材料的显微结构，促进致密化和晶粒生长 [22]。微波烧结制备Si3N4纳米陶瓷，在相同密度下，强度比传统烧结样品提高25%~30% [5]；采用微波法制备Al2O3-ZrO2（3Y）纳米复相陶瓷，材料达到了很高的致密度，并提高了断裂韧性[23]。微波烧结Al2O3-TiCN-Mo-Ni纳米金属陶瓷[24]，烧结前后晶粒尺寸变化很小。
研究的陶瓷材料还有氧化锌压敏电阻陶瓷[19,25]、ZrO2/LaNbO4-MoSi2复合陶瓷[26]、TCP/TTCP复合生物陶瓷材料[27]、Al2O3/SiC纳米复合陶瓷[22]、纳米TiO2材料 [28]、Bi2O3-ZnO-Ta2O5陶瓷 [29]、Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷 [30]等各种现代陶瓷材料。微波烧结技术在现代材料制备领域中正得到越来越广泛的研究和应用。
4.2 粉末冶金钨、钒、铌、钽、钼等难熔金属及其合金材料因高熔点和一些特有性能，在国防军工、航空航天、电子信息、能源、防化、冶金和核工业等领域起着不可替代的作用，相关研究异常活跃。因难熔金属熔点高、塑性差，主要采用粉末冶金法制备。采用传统方法，在烧结过程中晶粒极易迅速长大，导致制品性能降低 [31]。
微波磁场下烧结WC-Co硬质合金 [32]的升温速率比在电场下要大，但温度只能升至1160℃左右；微波电场下烧结时，可以得到性能较好的合金。微波烧结制备WC-12Co硬质合金，在1400～1475℃范围内，随烧结温度升高，WC晶粒长大不明显，合金密度和硬度增大；在1475℃的烧结温度下保温0min，烧结样品显微组织结构均匀，但保温时间超过30min，由于晶粒异常长大以及钴相分布不均匀，导致合金的密度和硬度急剧下降[33]。
微波烧结制备W-Ni-Fe高密度合金 [34，35]，升温速度快，烧结周期短，仅为常规烧结的1/7；微波烧结能促进合金致密化，如烧结时间较短，微波烧结样品的晶粒尺寸小于常规烧结；但微波烧结样品的生长速率更快，不宜过度延长烧结时间。对微波烧结93W-Ni-Fe合金微观组织和力学性能研究表明，试样组织均匀、细小，钨颗粒明显小于传统烧结水平，径向性能分布均匀；微波加热能达到常规尺寸钨合金的透烧深度，但仍存在较多孔洞等缺陷 [35]。
在相同温度下烧结Fe-Cu-C合金 [36、37]，微波烧结比常规烧结具有更致密的微观结构。而且，金相观察表明，微波烧结有一个致密的核心，边缘多孔。这表明材料自身发热，热传递从内而外，内部温度高于表面 [38]。
研究的金属材料还有铜铁合金、钨铜合金及镍基高温合金等。形状记忆合金是一类新型功能合金材料，在航空航天、机械电子、生物工程、临床医疗、能源和自动化等领域用途广泛，其独特的形状记忆效应在于存在热弹性马氏体。合金的微观组织结构对形状记忆效应影响很大，微观组织越均匀越有利于马氏体的均匀分布 [39]。如采用微波烧结制备形状记忆合金，其整体加热、低温快烧等特点能大幅优化合金显微结构（细化晶粒，减少缺陷），从而使形状记忆效应得到显著增强。
5结语
工业上已成功实现了陶瓷材料的连续化和小批量生产。加拿大的MicroWear公司建成了一个全部采用微波烧结制造氮化硅陶瓷刀具生产中心，美浓窑业于2000年开发出了可实际应用于陶瓷工业的大型微波高温烧结设备[40]。近年来，中科院沈阳金属研究所在国家新技术“863计划”的资助下，已成功研制出多台MFM-863系列的微波烧结设备。据报道，美国的Spheric科技有限公司已授权中国最大的微波炉生产企业长沙隆泰微波热工有限公司生产工业用高温微波烧结系统。
微波烧结技术是人类社会进入二十世纪六十年代后才出现的新型技术。在文明步入二十一世纪，微波烧结技术因其节能高效、清洁无污染、安全可靠等诸多优点，在现代材料领域拥有广阔的发展空间，市场潜力巨大；在科学研究方面具同样有重大而深远的意义，对技术进步以及社会发展将产生革命性影响。自微波烧结技术诞生以来，各国政府都高度重视，不惜投入巨大的人力和物力资源来开发这一新型技术[3]。
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第5篇：电磁冶金技术范文
江西是稀土资源和稀土产业大省，2006年全省稀土产业实现销售收入44亿元，利税5亿元，是江西省最具发展前景和优势的产业之一。在现有税收政策和产业政策管制下，深入分析稀土产业的竞争力，明确产业发展方向，对合理开发稀土资源，发展稀土精深加工，做大做强江西稀土产业具有十分重要的意义。
江西稀土产业国际竞争力分析
稀土产业具有广阔发展前景，随着高新技术产业的蓬勃发展，稀土元素的应用领域还将逐渐拓展。江西具有离子吸附型中重稀土的资源优势，把资源优势转变成产业集群发展优势、做大做强稀土产业是江西当前及今后一段时期稀土产业发展的战略目标。
资源优势
江西稀土占全国稀土储量比例并不多，但其资源属于非常珍贵的离子型稀土。离子型稀土储量居全国第一，在世界稀土产业界也占有举足轻重的地位。
发展现状
经过30多年的发展，江西稀土产业已从矿山开采、冶炼分离、加工应用到科研开发，形成较为完整的产业链体系。
产业竞争力分析
第二代离子型稀土原地浸矿工艺的应用和推广大大改善了矿区的生态环境，同时也大幅度提高了稀土资源的利用率和降低了稀土产品的生产成本，提高了江西稀土资源的竞争力。
1、选冶产品的竞争力分析
由于我国稀土实行开采总量控制和出口配额管理，而江西属离子型稀土原料地，就国际竞争方面的占有率指标很难反映其真实竞争能力，（中国2006年选冶产品占世界生产总量的95.73%）。
2、深加工及应用产品的竞争力分析
从资源占有的角度看，江西稀土应用于发展荧光粉（钇）、合金（镧、铽、钇）、新材料（钐、钆、镝、铒、铽）等，因所需金属含量较多、配分较齐而比国内包头、冕宁地区更有优势，但资源优势还没有转化成产品优势，稀土新产品开发、新技术引进还有待进一步改善。
江西稀土产业发展存在的主要问题
江西稀土产业，从1999年底开始，进行稀土资源整合，依法规范开采秩序，推行计划开采，总量控制，清理关闭了一批非法开采和乱采滥挖、严重浪费资源、采矿工艺落后、安全环保不达标的矿山，使稀土矿山乱采滥挖的问题得到基本解决。
有相当比例的稀土矿山由于受到地质条件的制约还是采用池浸和堆浸方法
池浸工艺和堆浸工艺每开采1 t稀土，要破坏200 m2的地表植被，剥离表土300 m3，造成2000 m3的尾砂，每年造成水土流失1200万m3，资源平均回收率池浸工艺仅有30%左右，堆浸工艺也只有50%左右。同时，大量尾矿、废土堆放占用耕地，生产1t矿产品需占用土地180 m2，对当地生态环境造成很大影响。
加工和应用产品发展滞后
高技术、高附加值的深加工及其应用产品所占稀土产业的销售收入比例不足5%。全省稀土深度加工和应用领域主要集中在稀土永磁材料、稀土荧光材料、稀土抛光粉、重稀土球化剂和永磁电机等方面，企业生产规模小，科技含量不高，还没有形成一定的产业规模。
江西稀土产业发展的基本思路
江西稀土产业发展总的指导思想是：“全面落实科学发展观，以做大、做强、做优为目标，以大企业、大项目、新技术为重点，大力发展稀土工业，把江西建设成全国重要的离子型稀土生产研发基地和贸易中心”。
五大产业集群
1、以稀土永磁材料和各种机电应用产业为核心的产业集群。
稀土永磁材料开发高性能烧结钕铁硼、粘结钕铁硼、高性能纳米稀土永磁材料、高磁导率软磁铁氧体、EMI铁氧体等。应用领域重点开发家电领域高性能软磁铁氧体、永磁铁氧体；信息领域计算机硬盘驱动器、DVD、DVD-ROM驱动器、刻录机磁体、通信用磁体等；汽车领域配套磁瓦；电动自行车、电动汽车永磁体等。
2、以稀土发光材料及应用元器件生产为核心的产业集群
稀土发光材料用于开发CRT荧光粉、灯用荧光粉（稀土三基色荧光粉）、等离子平板显示（PDP）用荧光粉、长余辉荧光粉、电致发光（EL）荧光粉、场致发射显示（FED）用荧光粉和光转换材料。应用领域为显示、照明、光电器件等领域中的支撑材料。
3、以稀土储氢材料及各种动力电池、电动车等应用产业为核心的产业集群。
稀土储氢材料开发LaNi5、LaNi5H6、CeNi5、LaMg17、La2Ni5Mg13等，这样的储氢材料在利用氢作燃料方面有潜在的应用前景。动力电池开发金属氢化物电池（Ni/MMH），亦称镍氢电池。应用领域开发电器、汽车、移动电话、笔记本电脑和摄像机等产品用电池。
4、以稀土——有色金属材料深加工及其元器件生产为核心的产业集群。
发展各种稀土金属和合金材料的生产，重点开发稀土钢、稀土铁、稀土球墨铸铁、稀土镁合金、铝锆钇合金等，并开发其应用领域。
5、以稀土催化、功能陶瓷等新材料及稀土在化工、建材领域应用为核心的产业集群。
第6篇：电磁冶金技术范文
关键词：黑色金属矿山节约资源 减排 对策
中图分类号：F062文献标识码： A
一、黑色金属矿山节约资源能源与减排的意义
节约资源能源与减排不但关系到中国经济的可持续发展,中国矿业企业在不断发展壮大的同时,要意识到自身的社会责任,加强资源和环境保护,加大节能减排力度,扎实发展绿色矿业。
我国冶金矿山具有能耗大的特点,是我国重点耗能行业。我国冶金矿山2006年共生产铁矿石5.88亿吨,采剥总量15亿吨以上;按照露天采矿工序单位能耗1.11kg标准煤/t,地下采矿工序单位能耗7.59kg标准煤/t,选矿工序单位能耗14.59kg标准煤/t计算,全年冶金矿山选矿能耗为85.8亿kg标准煤,采矿能耗为39.2亿kg标准煤,每年的能源消耗合计达125亿kg标准煤,能源消耗巨大。按GDP能耗降低20%的目标要求,冶金矿山每年可节能25亿kg标准煤。2007年我国冶金矿山共生产7.07亿吨铁矿石,若实现国家提出的单位GDP能耗降低20%的目标,经济效益巨大,其产生的社会效益将十分显著。
我国铁矿资源总基础储量占世界总基础储量3 100亿吨的16%,但由于贫矿多,铁金属量基础储量仅仅150亿吨,占世界铁金属基础储量总量的9%,平均原矿含铁30%,而除中国以外世界平均原矿含铁高达55%。目前国内2/3的国有骨干矿山进入中晚期,大量矿山因资源枯竭而难以为继,许多矿山企业将陆续关闭,资源接替基地匮乏。今后20年若没有重大的找矿突破和对金属矿产资源进行高效工业利用,我国金属矿产资源对国外的依赖程度将继续加大,巨大的供需缺口完全依赖国际市场和境外资源供应,对国家经济安全将构成严重威胁。我国矿产资源综合利用总回收率仅30%,比发达国家低20个百分点。铁矿采选综合回收率不足60%,共伴生组分综合回收率不足35%,大量境界外矿、残留矿尚未被充分利用,尾矿及固体排弃物综合开发利用还处于起步阶段。综合利用搞得比较好的大中型矿山只占31.1%;进行部分综合利用的矿山只占25.6%;完全没有进行综合利用的占43.3%。矿山共伴生有用组分综合利用指数只有50%,比国外低30个百分点左右。已成为我国经济社会发展的突出问题。
矿产资源开发利用过程中产生的尾矿已成为最大的工业固体废弃物,约占总量的80%。目前仅金属矿山堆存的尾矿就达50余亿吨,并以每年2～3亿吨以上的排放量剧增;我国目前铁矿产量已达到8亿吨左右,仅铁矿山排土场已堆存100多亿吨的废石,并且现在以每年9亿吨以上的排放量剧增,仅露天铁矿山(占产量80%)每年损失铁矿石(品位32%)就达2 000多万吨。而尾矿、废石、烧渣的利用率很低,大量固体废物排放占用了大量宝贵的土地资源,造成生态环境恶化,同时也造成大量有价金属与非金属资源的流失,成为矿山发展的严重制约因素。矿产资源的开发利用,引发的环境污染已成为不可忽视的重大社会问题。
二、黑色金属矿山节约资源能源与减排的发展目标
黑色金属矿山节约资源能源与减排的发展目标为:
按照“集约开发,节能减排,降本增效,安全环保”的指导方针,大力抓好节约资源能源与减排工作,全面提升自主创新能力,加快建设资源节约型、环境友好型、科技创新型矿山企业,重点企业采矿回采率露天矿达到95%以上,井下80%以上;重点选矿企业金属回收率为:单一磁铁矿达到85%以上,混合矿75%以上;综合回收共生、伴生矿种能力提高10%;水耗、电耗减少15%左右;循环水利用率达到90%以上;建设20个现代化绿色矿山试点。
三、黑色金属矿山节约资源能源与减排关键技术的发展方向
1、金属矿产资源高效开采技术
包括复杂难采矿体的综合开采技术,深凹露天矿山高陡边坡强化开采和高效运输系统、露天矿深部高效开采技术、露天与地下联合开采技术、露天矿境界外矿体回采技术、采场实时自动调度及生产管理综合信息系统、露天矿深部高陡边坡稳定性研究、地下矿山复杂难采矿体的开采技术、群采多空区高效采矿技术、高回采率和少贫化采矿方法以及大间距集中化无底柱开采新工艺、矿山智能化生产安全管理系统、大型高坝和超高台阶排土场工程控制安全技术的研究和示范,无废(少废)开采技术,高陡边坡开采技术等。
2、金属矿产资源高效选矿技术与装备
包括复杂难选矿石高效选矿技术,多金属共生
矿石综合利用技术,低品位极贫矿石的低成本加工技术,无尾(少尾)选矿技术,金属矿物、非金属矿物提质降杂工艺、药剂和设备,细粒分级工艺与设备;高效无毒铁矿石选矿新药剂,非金属选矿新药剂;大块矿石永磁磁选机、永磁大筒径磁选机、XCTB型大处理量湿式筒式磁选机、永磁脉动磁选机、立盘永磁磁选机、中磁机、YCG系列粗粒永磁辊式强磁选机、
开梯度永磁强磁选机等的研究、开发和应用。
3、生态环境保护、污染防治技术与设备
包括矿山生态环境综合整治技术,矿山生态环
境恢复与重建技术,矿井通风除尘技术,选矿厂除尘技术与设备,烟气治理与噪声控制,水污染治理与循环利用技术,固体废物综合利用技术与装备,清洁生产技术,环境影响评价。
4、采、选过程自动控制技术与测控仪表
包括矿山生产过程管控一体化,井下无线通讯与人员定位技术,矿山安全监测与预警系统研究与开发,矿山生产经营智能决策支持系统研究与开发;
破碎生产过程监控技术、磨矿分级过程自动控制系统、选别过程自控技术、矿浆脱水与输送系统节能自动技术研究、浓缩过程控制系统、矿浆输送多级机站自动调度系统、选厂网络系统研究及信息集成技术,微机多道多探头在线品位分析系统、粒度分析仪、浓度分析仪、水分分析仪。
5、矿产固体废弃物利用技术
采矿废石、选矿尾矿、工业废料(钢渣、冶金含铁尘泥、硫酸烧渣、氰化尾渣、冶炼烟灰等)、再生资源等固体废物的再利用技术。
6、矿山地质灾害防治技术
矿山边坡工程研究与滑坡监测、治理技术,尾矿库灾害监测技术,尾矿库堆存新技术,尾矿库灾害防治技术,尾矿库工程系统安全运行评价技术,矿山排土场灾害预测与防治技术,地下矿山灾害及地压控制预测与预报系统技术。
7、矿山清洁生产技术
包括:生产过程的清洁和生产产品的清洁两方面内容。通过采用先进的采选工艺技术与装备、改善管理、综合利用等措施,进行无废或少废生产,使生产过程和产品消费过程变为无污染或少污染,实现生产过程的零排放或少排放。
五、黑色金属矿山节约资源能源与减排的政策措施建议
1、立足我国国情和矿产资源特点,立足从矿山勘探、采掘、选矿、烧结、冶炼产业链条工艺中的资源走向和能源利用,强调“减量、再用和循环”(3R)原则,探讨矿产资源企业内部循环,企业自身延伸,矿业群体资源及利用、产业群体横向耦合型等循环发展模式。
2、研究“低消耗、低能耗、低排放”开发利用矿产资源的关键技术,提出减少对生态环境影响的关键科学技术和保障措施,大力提高资源的综合开发利用的效率,加强矿产资源综合利用,最大限度地利用矿产固体废物;全面推进清洁生产,从资源开发的源头减少污染物的产生量;积极发展环保产业,为资源高效利用和循环利用提供物质技术保障。
3、加强节约资源能源与减排和资源节约集约利用的宣传工作,增强全民节约集约利用资源、节约资源能源与减排意识,营造良好的社会氛围。
4、加强矿山环境恢复治理。严格执行矿产资源开采的生态环境准入条件,建立和完善矿山环境影响评价体系和许可证制度,避免产生新的生态破坏和环境污染。对生产矿山落实矿山环境治理责任机制,积极推进建立矿山环境恢复治理保证金制度,督促采矿权人依法履行生态环境保护义务。对已经闭坑矿山和废弃的矿井,加大对生态恢复与矿山地质环境治理的财政支持力度。
5、矿山企业要承担社会责任。节约资源能源与减排的过程也是企业效益提升的过程。在节约资源能源与减排的系统工程中,矿山企业要勇于承担节约资源能源与减排的社会责任。要转变观念,从“要我减排”转变为“我要减排”。因为从长远来看,节约资源能源与减排不是企业的负担,而是企业优化资产结构,实现可持续发展的途径。企业采用了先进的技术、科学的管理、创新的机制推进节约资源能源与减排,有利于发展自己、壮大自己,实现规模与效益的同步提高,增强市场竞争力。
结束语：
面对全球金融危机带来的矿业市场环境巨变,只有积极依靠科技进步和创新,开发出适合我国冶金矿山发展的黑色矿山高效节能大型成套技术与装备,大力抓好节约资源能源与减排工作,全面提升自主创新能力,显著提高技术与装备水平,加快建设资源节约型、环境友好型、科技创新型矿山企业,实现冶金矿山的节能降耗、资源的高效、有效利用,提高劳动生产率、降低生产成本,淘汰落后产能,提高竞争力。
参考文献:
第7篇：电磁冶金技术范文
1、辽宁矿产资源概述
辽宁是全国铁矿集中产地之一,产地70处,保有储量109.48亿t,其中工业储量56.48亿t,占总量52%。矿石类型以含铁石英岩（贫矿）为主,矿体厚度大、埋藏浅,适于大规模露天开采。主要集中分布于鞍山、辽阳及本溪地区、约占全省总储量90%以上。主要生产矿山有鞍山齐大山南采区、齐大山北采区、眼前山（眼前山区）、东鞍山、大孤山;本溪南芬、歪头山、北台;辽阳弓长岭一、二矿区等。锰矿主要分布于辽西朝阳瓦房子及凌源太平沟、均为贫锰矿石、产地3处保有储量3814万t,其中工业储量1134万t,占总量的30%。菱镁矿主要分布于海城--营口一带,产地11处,保有储量25.6亿t。
2、物探勘查技术分析
2.1 甚低频电磁测量技术
甚低频电磁测量(简称VLF)作为一种浅层地球物理探测技术,主要应用在金属矿床找矿勘查、探测地下含水构造、喀斯特溶洞和地质填图中,实践表明,该方法不但具有轻便、快速、经济、高效的优点,而且在隐伏一半隐伏矿体的空间定位预测中应用效果显著。VLF属于一种被动源电磁勘探方法,它将军事导航的长波台发射的15～25kHz的电磁波作场源进行远距离工作区的甚低频测量,在远离发射台的区域工作,电磁波在有限区域内可视为稳定的均匀场,电磁波在传播过程中,地下存在具有电性差异的界面或地质体在VLF电磁波(一次场)的感应下会产生二次场,由于二次场与一次场的强度、方向和相位均不相同,故二者叠加后的总场与一次场亦不相同,观测一次场、二次场与被探测对象(地质因素)相互作用的总和效应,可研究矿化带、构造带、蚀变破碎带、岩性分界面等地质构造,达到找矿勘查、地质填图之目的。
2.2 复合高压电选技术
复合高压电选技术是目前世界上最先进的选矿技术之一,该技术适用范围非常广泛,特别是用于磁铁矿,赤铁矿,褐铁矿、金、银、铜、铅、锌、锰、镍、钨等各类黑色金属和有色金属的分选,电选技术的原理是利用金属良好的导电性与脉石导电性差的电性差异来实现分选的。电选技术的优点是精矿品位高,有效金属跑位少,设备结构简单,工艺先进,操作方便,耗能少,运行成本低,维护方便,不用建尾矿坝,干式尾矿可制砖及各种建材和填埋植被,电选技术是目前选矿业技术最前沿,也是未来发展的主流方向。
2.3 激发极化法
激发极化法(IP)是国内物探界十分熟悉的电法测量手段,因而本文对其工作原理仅作简单介绍,该方法是利用岩矿石电化学性质为物理前提的一种地球物理勘探方法,是研究岩石在外电场作用下的充、放电过程中产生随时间缓慢变化的附加电场现象,这在电法勘探中称为激发极化效应。岩石的激发极化机理主要包括两方面的内容:若为电子导体的激发极化,一般认为大多数的金属矿和石墨矿及矿化岩石属于良导体,其产生的激发极化现象是电子导体与其周围溶液的界面上发生过电位的结果;若为离子导体的激发极化机理,一般认为岩石的激发极化效应与岩石颗粒和周围溶液界面上的双电层有关,由于双电层的分散结构和扩散区内存在可以沿界面移动的阳离子的原因。
2.4 连续电导率剖面测量技术
EH4连续电导率成像系统是由美国Geometrics公司和EMI公司于20世纪90年代联合生产的一种混合源频率域电磁测深系统。结合了CSAMT和MT的部分优点,利用人工发射信号补偿天然信号某些频段的不足,以获得高分辨率的电阻率成像。其核心仍是被动源电磁法,主动发射的人工信号源探测深度很浅,用来探测浅部构造; 深部构造通过天然背景场源成(MT)。伍岳等在砂岩型铀矿床上应用研究指出:EH4在高阻覆盖区具独到的优越性,可以穿透高阻盖层;而当基底为高阻时,且基底与上覆砂岩有明显电性差异时,EH4能准确而清晰地探测出基底的埋深和起伏。申萍、沈远超等采用EH4对横跨中国东西的9种不同成因类型的25个矿床进行了研究,结果表明:EH4连续电导率成像结果能够直观地反映矿化异常在剖面的形态、规模、矿化强度等,是隐伏矿定位预测的方法之一。
3、物探勘查技术的实例分析
辽阳弓长岭一、二矿区的甚低频扫面共完成13条测线,在VLF测量覆盖的区域里,显示出NW300～3200和NE70～800两个方向的低阻带,Nw向低阻带(I和II)的宽度较大(约100m)且连续性较好(尤其在矿区的中部);而NE向的低阻带较窄,其连续性也较差,在L06线的150m和L08线的80m附近的地表可见到矿化角砾岩或本区矿化特有的钙结壳,从而基本认定Nw向I号VLF异常为矿致异常,II号Nw向异常的地表相应位置被土壤和第四系沉积物覆盖较为严重,目前还没有对其进行揭露验证．至于NE向的VLF异常,根据L06线210m 附近的探槽揭露情况,见到了宽度大于10m 的断层破碎带。总之, 为了勘探开发复杂地质矿产资源, 高分辨率、高精度、多学科、多方位技术的集成应用将成为物探发展的必然趋势。
参考文献
第8篇：电磁冶金技术范文
关键词：微波技术 冶金工程 技术发展 浸出 萃取
中图分类号：TF1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（a）-0094-02
在科技的支持下，冶金行业得到发展，同时冶金企业也在不断提升技术用以增加产量降低生产成本。微波技术出现后，得到广泛应用。现今微波技术在冶金领域得到广泛应用，尤其在萃取、浸出等工序中有着良好的效果。
1 微波技术的工作原理
微波是一个十分特殊的电磁波段，微波波长在1mm至1m之间，微波相应频率在300GHz至300MHz之间，其中民用的微波频率只有915MHz和2450MHz两个频率，微波虽然存在于无线电波和红外辐射之间，但是在产生方式、传播途径以及应用上都与二者有所不同。微波加热的工作原理如下，在磁场环境中，一些物质的分子会发生极化，分子将会随着微波场方向发生改变，在运动过程中极性分子会试图对自身速率进行调整，进而引起极性分子旋转。原子弹性散射会阻碍极性分子旋转，并导致能量耗散，将电磁能直接转化为热能，实现对物质加热升温的目的[1]。
微波加热有其明显的特点，与传统加热方式有很大不同。传统加热方式是传导式的加热，是一种通过外部热源由表面到内部的加热方式。微波加热是从对象材料内部进行，通过对象内部耗散来对目标进行加热，微波加热方式与传统方式相比也有其明显的优势。微波加热的方法是使受热目标本身成为发热体，这样能够使受热目标在加热的过程中做到受热均匀，避免了传统加热方式中存在的冷中心问题，无论受热物体的形状如何，都可以做到均匀受热。由于受热目标直接成为发热体，所有在微波加热的过程中，不需要经历热传导的过程，而且可以减少能耗提升受热速度。在微波的作用下，物质的原子和分子会发生高速振动，从而为化学反应建立更为有利的环境，进而降低能耗。微波加热可以在较低温度下完成杀菌保鲜的任务，微波加热快，对食物内维生素等物质活性能够做到最大程度的保留，而且微波本身不会产生废渣、废气等有害物质，更利于环境保护。
2 微波技术在冶金中的应用
微波技术在当今的冶金中应用广泛，主要包含微波辅助萃取、微波强化浸出、微波干燥、微波碳热还原和微波烧结等应用。
2.1 微波作为萃取辅助
微波技术在实际工作中应用有很多，微波能够穿过萃取介质，对加热物直接进行加热。因此在萃取的过程中，运用微波技术可以对萃取工作中的传质加热，继而减少萃取工作的时间，可以有效的提高萃取效率[2]。微波技术在对萃取进行辅助时，极性溶剂吸收微波的能力要更强，而且在微波条件下更容易提升溶剂活性，所以在萃取中，使用极性溶剂要优于非极性溶剂，使用极性溶剂能够和被萃取物产生更好的效果。在铂（Ⅱ）和钯（Ⅱ）络阴离子的萃取及分配行为中，可以发现在微波辐射下，分配比和饱和吸附容量得到了增大，萃取率有效提升，使用微波技术辅助萃取能够使萃取速率增大。
2.2 浸出应用微波技术
随着资源的不断开采，一些低质量的冶金原料也被当作冶金原料使用，对于低质量原料的处理工作难度越来越大，使用传统的湿法冶金工艺手段能够有效对这些低质量矿石进行处理，但是浸出率低，处理时间长，影响工作效率[3]。一些学者尝试将微波技术应用于这一工作中，并取得了良好的进展。纳库马尔等人在对低质量且难浸的金矿进行了微波预处理，在对试验结果分析后发现，矿石中的总碳量降低的值接近70%，而矿物中的致密硫化物被氧化成为了结构更为稀松的氧化物。将接受微波处理后的金矿放入氰化物中浸出，金回收率在95%以上，可发现利用微波处理后的浸出效果明显。另外，丁伟安在硫化铜精矿三氯化铁浸出反应的研究中，对微波的运用也进行了探讨。在硫化铜精矿三氯化铁浸出反应实验中，在使用微波加热后，浸出的速率有明显的提高，而且物质间出现反应的时间也在缩短，表面微波技术应用于浸出中的有效性。
2.3 微波应用于干燥处理
干燥处理是微波技术的最基本应用，水在微波的作用下会产生强烈的反应，水是有效吸收微波的物质。与传统通过辐射达到干燥的手段相比，微波干燥具有更多的优势，使用微波技术速度更快，更加有效的对物品起到更好的保护[4]。
库萨卡等学者在硼酸干燥实验中运用了微波技术，微波功率设定在100～700W间。在实验中，实验对象的温度在微波加热下迅速接近100℃，随后温度迅速下降，这说明水分已经快速脱离了实验对象。实验后对实验样品进行观察，发现样品在物理形态上并没有发生变化，而且硼酸中的结晶水没有在微波加热下发生分解，微波干燥用时短应用微波技术进行干燥不但速度快，而且安全性高，能够很好的保护加热对象。
2.4 微波碳热还原
碳在冶金中有着重要的作用，充当着冶金中的还原剂，可以有效的吸收微波，在微波条件下，碳可以快速升温，当碳迅速升温后其还原力得到增强。微波碳热还原技术的目的就是利用碳吸收微波的能力来还原氧化物，还原后将得到用于冶金的金属和化合物。
斯坦迪斯等人在对铁矿石微波碳热还原进行研究的过程中发现，通过微波加热的方法，能够有效解决在传统加热方法中一直存在的“冷中心”技术瓶颈。在微波加热的条件下，碳热还原率迅速提升。加拿大学者也曾经进行过此类实验，通过微波技术来处理含铁废渣，在微波加热废渣的同时，加入磁铁矿和碳，加热速度得到提升的同时，还回收了废渣中的铁矿，实现了资源的再回收[5]。
2.5 微波烧结
微波烧结是利用微波技术对材料进行加热，并提升至烧结温度实现材料的致密化。在进行微波烧结的过程中，升温速度快，但是在材料内部温度始终保持均匀，材料晶粒会受到抑制，材料质量会提升。
罗春峰等人对微波烧结进行研究，以粉末冶金铁基材料的烧结工艺与性能为研究主体，并和传统的真空烧结工艺进行对比。对实验结果进行分析后得出的结果表明，通过微波烧结，使粉末冶金铁基材料在1280℃的温度下保温10min，能够使材料达到95.8%的相对密度，进而增强了材料的硬度和抗拉强度。
3 微波技术在冶金工程中未来的发展
微波技术在冶金工程中的应用领域已经越来越多，使用微波技术能够提升金属的回收率、降低冶金技术的能耗、减少工作时间等，微波技术在冶金行业中有着广阔的发展前景。微波技术在冶金中的应用愈加成熟，但是随着生产需要，微波协调其他外场技术在冶金中的应用必须得到发展。如超声波技术能够通过空化反应将悬浮在溶液上的团聚颗粒进行粉碎，使水溶液吸收微波性能提升。但是类似于这种外场技术的联合工作技术尚不成熟，仍然需要进行完善和增加。外场技术的联用符合冶金行业发展需要，是冶金行业发展的必然趋势，因此，广大冶金行业研究者和工作者，应在实践中刻苦攻关，实现技术的发展。
4 结语
微波技术在冶金工程中得到良好的发展，对冶金技术有着巨大的帮助。但是相关研究者和从业人员也应该认识到，为了适应为了发展需要，必须要加强微波技术与其他外场技术的结合，提升技术联合能力，共同为冶金工程发展做出贡献。
参考文献
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第9篇：电磁冶金技术范文
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