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有色冶金概论精选(九篇)

有色冶金概论

第1篇:有色冶金概论范文

关键词 有色金属设计与计算;工程教育专业认证;立体化教学

2016年6月2日,国际工程联盟大会在吉隆坡召开,确立了中国国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》正式会员的身份。这意味着中国工程教育专业认证体系得到国际认可,中国的高等教育将真正走向世界。工程教育专业认证的理念是以学生为中心、坚持成果导向、注重持续改进,聚焦于学生未来发展需求,故而专业性及实践性非常强的《有色金属设计与计算》课程在建立学生工程设计与应用的概念和意识、培养学生解决冶金复杂工程问题能力过程中具有非常重要的作用。但是本课程在传统授课过程中普遍存在内容陈旧、枯燥,结构割裂不系统,工艺流程及操作设备抽象不具体,无法很好地进行实践操作等缺陷,导致授课质量不高,难以有效提升学生工程设计与应用的能力。

教学过程中,开展立体化教学,能够有效激发学生学习兴趣及自主学习意识,提升学生学习效果。立体化教学追求理论与实践全面而深入的融合,可以借助纸质教材、实物教具、电子教案、多媒体课件、虚拟仿真实训系统、网络教学平台等全方位、多层次激发学生学习积极性,增强学习效果。针对工程教育专业认证的要求,以学生为中心、坚持成果导向、注重持续改进,探索《有色金属设计与计算》立体化教学模式,目的在于建立学生工程设计与应用的概念和意识、培养学生解决冶金复杂工程问题的能力,提高其综合素质。

1结合工程教育专业认证要求,明确课程目标,优化教学内容

通过对冶金工程专业毕业要求指标点的解读与分解,《有色金属设计与计算》课程要求学生掌握冶金工厂设计的基本概念、程序以及内容,掌握冶金工厂工艺流程的选择与设计、平衡计算、设备的选型与设计以及工厂布局与车间设计,了解有色冶金厂设计的经济分析,建立工程设计与应用的概念和意识,培养学生从事冶金工厂工艺及其设备的设计与计算的初步能力。在此基础上,梳理本课程的知识脉络,优化教学内容。

(1)构建知识框架,抓住课程教学主线、突出重难点内容。《有色金属设计与计算》课程是有色金属冶金方向本科生设置的专业必修课,旨在为有色冶金专业学生在有色厂设计、技术改造及有色冶金科学技术研究成果转化为生产力等方面奠定必要的基础知识。工厂设计涵盖了可行性研究、初步设计及施工图设计、施工、试车及验收等,课程内容侧重于初步设计及施工图设计,主线为厂址选择、总平面设计以及工艺设计。其中工艺设计内容丰富,除了工艺流程选择与设计、物料与能量衡算、设备选型与设计、车间布置设计、管道设计外,还包括了技术经济分析以及安全与环保等。教学过程中应抓住主线,采用多媒体课件、虚拟仿真实训系统、网络教学平台等立体化教学模式在看似枯燥的内容中寻找其内在联系与规律,形象生动、逐层深入、重点突出,使学生有效掌握有色冶金工厂工艺及设备的设计及计算。

(2)突出能力培养,提高学生工程意识与实践能力。《有色金属设计与计算》的教学目标是培养学生运用基本理论及研究方法去分析问题、解决问题的能力,强调学生实践及工程应用能力的培养。围绕教学内容,结合冶金现场生产实例,体现课程专业性与实践性特点。在讲授章节内容时,合理编排实例并引用典型案例和工程实例,从工程用中抽取典型过程单元实施案例教学。课堂上积极调动学生主动性,引导学生积极思考,分析问题、解决问题,提高其主动参与性与工程意识。

(3)更新教学内容,拓宽学生知识面,适应社会发展。《有色金属设计与计算》课程中涉及的内容以传统冶金为主,但随着社会的发展,实际生产涉及到很多的冶金新技术新工艺,在授课时也需有所体现,如加压湿法冶金、生物湿法冶金、富氧闪速炼铜、直接炼铅等均已实现工业化。每一章教学内容都应关注学科前沿,介绍冶金新技术新工艺,拓宽学生知识面,适应时展,培养适应社会需求的人才。

2以学生为中心,采用立体化教学模式,强化教学效果

工程教育专业认证是基于学习产出的教育模式(OBE),它强调的是学生学到什么。因此,授课应以培养目标和毕业要求为基准点,采用立体化教学模式,对学生是否达成毕业要求进行合理的考核。

《有色金属设计与计算》以课堂教学为主,课外学习、课堂及课外作业、ppt分组汇报为辅。内容涉及大量的设备图、工厂布局图、平衡计算和工艺设计参数等。课堂教学时,可嵌入CAD制图展示设备主体图、设备链接图、平面布局图等;采用虚拟仿真技术呈现冶金工厂平面布局,展示工艺流程虚拟场景,自主上机冶炼操作等;纳入flash解析设备工作原理、演示工艺流程等;并采用“提问式”、“启发式”、“对比式”、“讨论式”、“小结式”等多种方法讲授,引导学生积极思考问题、分析问题、解决问题。同时针对课程中的重难点知识,安排专门的课堂讨论环节,并布置一定量的作业,习题所涉及的知识点覆盖授课内容的重点与难点,强化及巩固学生对于知识点的掌握。此外,选取一些典型案例或知识点,让学生组成团队自制课件上台讲解,教师跟其他学生可以对讲解的内容进行提问及补充,激发学生自主学习意识,提升学习效果。在此过程中,还可培养学生组织管理能力、统筹协调能力、团队合作能力以及交流表达能力等非技术性能力,使得学生能更好的适应社会和用人单位的需求。课外开辟第二课堂,教师、学生可以以微信/QQ群以及网络平台等进行课件资源共享、质疑答疑交流、习题辅导讲解和网上测试自评等,引导学生主动思考、积极总结,加深学生对课程基本概念、基本原理、工艺过程以及平衡计算等的理解和掌握,使学生受益,促进所有学生达成毕业要求。

3寻找目标短板,发现问题,持续改进课程质量

基于OBE课程考核结果分析,并兼顾平时作业、学生提问、QQ/微信答疑、学生评教、同行评教、教学督导听课等反映的问题,寻找课程目标短板,在教学中有针对性地提出改进措施,有目的的加入到教学与训练中,强化学生对知识点的掌握、指标点薄弱环节的训练。如基于OBE课程考核结果分析,发现以下问题:(1)部分学生对于不同概念及具体知识点的区分及应用存在一定欠缺。(2)部分学生基本理论掌握不全,计算方法失当。(3)学生应用理论知识分析实际问题的能力不够全面。鉴于此,课题组经过讨论提出以下改进意见:(1)后续教学中进行适度地对比分析,区分不同概念,强化学生对于设计中具体知识点的掌握与应用。(2)采用当堂作业、开辟第二课堂、阶段小测试,强化学生对于计算理论及方法的实时掌握。(3)继续加强工程案例教学与分析。通过“评价-改进-再评价”的闭环管理机制,强化成果导向教学,促进课程目标的达成,课程教学质量必能持续不断地提高。

4结论

工程教育专业认证针对全体学生,要求所有同学达到毕业要求,这是一项系统工程。在授课时,以学生为本,借助电子教案、多媒体课件、虚拟仿真实训系统、网络教学平台等立体化教学方式可多层次、全方位激发学生学习兴趣,提高授课质量。此外,基于OBE理念,寻找课程目标短板,在教学中有的放矢,坚持目标导向,注重持续改进,脚踏实地,可有效提高学生分析问题、解决问题的能力,促进课程目标及学生毕业要求的达成。

参考文献

[1] 万玉凤,柴葳.中国高等教育将真正走向世界[N].《实验技术与管理》,2017(02).

[2] 中国工程教育专业认证协会. 工程教育专业认证一点通[M].北京: 教育科学出版社,2015.

[3] 周雪娇,夏文堂, 陈永利,尹建国,田应甫.有色金属设计与计算课程教学改革[J]. 中国冶金教育, 2016(03): 107-109.

第2篇:有色冶金概论范文

关键词:有色金属;冶炼项目;环境影响评价

有色金属是除了钢铁之外的所有金属总称,所以有色金属的种类众多,在化学元素周期表中包含的112种金属元素,有95种金属都属于有色金属范畴。有色金属在现今社会中的使用效果广泛,在航空航天、卫星、手机、电视等所有行业中都有着有色金属的存在,并且在其中起到了很大的作用,有色金属的冶炼工作也成为了主要研究的重点,但是随着近些年对于环境问题的关注,也不可避免的渗透到了有色金属冶炼的工作中,确保冶炼工作过程不会对于环境造成影响也成为了评估重点。

1 有色金属冶炼概述以及其对于环境的影响

近些年随着社会各行业对于有色金属需求的增多,作为没有天然生产的金属物质,有色金属的获取主要是通过矿石的冶炼获取的,所以对于矿石进行冶炼工作的需求也不断增多。目前进行有色金属冶炼的主要方法有三种,分别是电冶金、火法冶金以及湿法冶金。这三种工艺通常在有色金属的冶炼过程中混合使用,但是三种冶金手法都会在不同程度上对于环境造成影响。

1.1 电冶金。电冶金在有色金属冶炼的使用过程中,由于会应用电热和电化两种方式进行,在电气冶金的过程中会产生废气以及有害地灰尘;在电化冶金的过程中也会有电解废渣以及电解废水产生,都会对周边环境造成严重的影响。

1.2 火法冶金。在对于有色金属进行冶炼过程中,如果应用火法冶金的方法进行,就会导致在冶金过程中,由于高温的影响,产生烟气以及粉尘等污染现象。

1.3 湿法冶金。湿法冶金在有色金属的冶炼中,也不可避免的会对于环境造成影响,主要是由于在进行冶金的过程中,会应用到危险性较高的化学物质进行,就会在冶炼某些含有放射性元素的有色金属时,对于环境和施工操作人员造成要种的辐射伤害。放射性污染相较于其他污染更加难于治理。

2 有色金属冶炼项目选址分析

在进行有色金属的冶炼过程中,首先需要进行的就是对于项目进行选址,在进行选址的过程中,需要对于金属的运输、施工条件以及安全条件进行纤细的分析,以确保有色金属冶炼过程的安全稳定以及经济性。在进行选址的时候,还要尽可能的考虑选址区域是否符合城市规划以及土地利用的需求,避免在环境敏感区域进行项目的选址。并且也要排除各种生态脆弱区域以及环境保护区域等受到社会关注的地区。

3 冶炼工程分析

3.1 产污环节分析

火法冶金的工艺过程主要由备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼等环节组成。要在工艺流程图上列出各个生产环节和产污节点,产污环节包括废气、废水和固体废物。废气从原料制备、熔炼一直到精炼都存在废气,但以熔炼、吹炼、阳极炉精炼、制酸系统、电解酸雾为主。

虽然有色金属的主要冶炼工艺有三种,但是实际上在有色金属的冶炼过程中,还有许多其他的较为不常用的冶炼工艺许多种。在进行有色金属冶炼的过程中,无论最后选择了哪种冶炼工业,都要对于冶炼工作的进行和结束所有过程进行分析,以保证冶炼工作在进行的过程中污染物的处理符合相关规定,在对于有色金属污染物进行防治的时候,要尽可能的对于其进行精细化的分析,以保证对于污染物的处理效果。

3.2 清洁生产分析

清洁生产是减少有色金属冶炼过程污染出现的主要措施之一,可以有效地减少冶炼过程最后的污染处理流程,并且确保减少项目低于周边环境的影响。在现有的冶炼工艺中,清洁生产的主要手段包括阴极电解工艺、氧气吹底等。

有些项目尚未有清洁生产标准,可以计算能耗、物耗、水耗、单位产品污染物产生量与排放量等技术指标,并与国内外同型先进生产工艺进行对比,分析清洁生产水平。

4 环境质量调查与评价

4.1 现状调查

有色金属冶炼项目现状调查,除收集尽可能全面的相关资料以外,更应重视现场踏勘和环境状况的监测。现场踏勘要深入细致,充分掌握大气环境、地表水与地下水环境、土壤、农田等状况。做好背景浓度的监测,如监测有害物质在大气、土壤、植物、水中的浓度及噪声背景等。对改扩建项目还应开展无组织监控点的测试。

4.2 环境质量评价

应根据《环境影响评价技术导则》的要求确定环评工作等级和范围,围绕项目产污特点筛选评价因子。例如环境空气评价因子除SO2、烟尘或颗粒物、硫酸雾以外,还应根据矿源特点考虑评价因子,在矿石含砷、铅较多时要将这两项确定为评价因子。

5 环境影响评价中需要关注的问题

5.1 环境影响预测

有色金属冶炼项目环境影响预测可采用《环境影响评价技术导则》推荐的模式,但废水预测应根据其中的特征污染物确定,例如铜冶炼项目废水中的特征污染物是重金属,所以水质预测模式应选用重金属衰减模式;而钽、铌、钨、锡多金属矿冶炼项目酸性污水含氟化物、少量重金属、放射性核素,放射性元素也是特征污染物,水质预测模式可选用放射性核素模式。

5.2 无组织排放污染问题

从有色金属冶炼项目气态污染状况分析,无组织排放造成的污染严重性并不都为人所知,应在污染源处就将其收集起来,变成有组织的排放。例如钽、铌、钨、锡多金属矿冶炼废气中含有大量氟化氢、氨气、硫酸雾等强腐蚀、刺激性气体,若任其外泄,对人和动植物伤害很大,因此除了生产设施严格密封以外,还要在无组织排放口设置吸气罩,另外整个生产车间也应采用负压操作,并且二次收集的废气也要经过相应处理后排放。但对排放源浓度的计算不能仅按达标结果来考虑,因为污染物起始浓度很难推算。在这种情况下,应结合物料平衡、生产能耗和实际工程经验来确定污染物的流向。

5.3 卫生防护距离问题

在有色金属冶炼项目中,不同类型金属的污染物种类、数量是有差别的,卫生防护距离也应有所区别,但现有标准的覆盖面太窄,除了铜冶金(鼓风炉法)以外,其他的没有列入。可参照其他文件规定,如钽、铌、钨、锡多金属矿冶炼项目可参照《钨、锡行业准入条件》,确定卫生防护距离为1km。

6 结论

有色金属是一个数量庞大的家族,要将每一种或每一类金属的环评特点一一讲明是很困难的事情。本文将有色金属冶炼项目中的一些共性问题拿出来分析和讨论,希望发挥抛砖引玉之效,激起更多的共鸣和见解,为促进社会经济和谐发展和环保事业更上一层楼而努力。

参考文献

[1]张萍,和丽萍,王瑞波,等.建设项目环境影响评价报告质量存在的问题及对策建议[J].环境科学导刊,2013.

第3篇:有色冶金概论范文

关键词:技工;冶金专业;建设;研究

中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)16-0188-02

冶金专业主要为企业培养生产、服务、管理等第一线的实用性综合型复合技能型人才,要求学生能发现问题、分析问题、解决问题,不仅会动手而且要会动脑。能根据一些特征现象分析生产中要发生的问题,能快速判断问题产生的原因并及时处理问题。这些都对冶金专业的学生提出了更高的要求。而冶金专业还存在着许多特殊情况,如工作环境差,工作强度大,工作污染性危险性大,温度高,在高温下还要穿厚厚的工作服等,这又使得冶金专业的学生都是不情不愿的,出现了学习热情差,基本对冶金不感兴趣等一系列情况。这些情况都使得冶金专业学生的学习雪上加霜。因此,如何探讨一个可行的并能改善这些情况的方法至关重要。我校根据企业实际用工情况,根据集团下属企业用工主要是铝行业的特点,取有色金属冶金中铝方向进行专业设置,增强了针对性,改变了常规冶金专业什么金属都学什么金属都不专的特点,使得学生的学习范围减小,热情增高,为冶金专业在技工学校大力发展取得了一些经验。

一、以就业为导向,缩减专业范围

技工学校主要是培养动手能力强、责任心强的一线操作人员,基于这种想法,我校组织冶炼专业的骨干教师于2011年深入各冶金企业进行调研,并形成了《企业用人情况调研报告》。从调查情况看,我校学生都是到云南铝业股份有限公司、云南涌鑫铝业有限公司、云南文山铝业有限公司、云南泽鑫铝业有限公司和云南润鑫铝业有限公司等铝业方面公司从事氧化铝生产、铝电解车间控制和生产,还有浩鑫铝箔有限公司从事金属加工等工作,与其他冶金方面知识关联不大,因此把有色金属冶金(铝方向)作为我校的主要冶金专业研究方向,形成以拜耳法、烧结法生产氧化铝-熔盐电解法生产金属铝液-熔炼与铸造加工技术生产铝箔等一条龙的铝板块教学,提高了针对性,改变了传统性的冶金专业什么金属都学,但什么都不精通的弊病,减轻了技校生因基础差而学习困难的问题,满足了定向企业的用人要求,为企业培养了技能型、应用型、复合型的人才。

二、以思想为契机,培养冶金品质

由于冶金行业的特殊性,如工作环境差,劳动强度大,污染性危险性大,工资待遇相对较低,生产一线噪音、空气、高温等都会让学生望而却步,就是到了企业也对生产现场有种种意见,一有机会就会选择跳槽换工作,造成企业培养成本高,学校培养积极性差等。为此,我校加强了思想教育,以冶金行业在社会发展中的不可替代的重大作用唤醒学生的社会责任感,以冶金人的优秀品质树立自己人生价值观。如要求学生脊梁像钢钉,在铁锤的敲打下牢牢地扎根企业;要求学生坚韧像小草,无论环境多差,多少人的踩踏都能够直立起身子;要求学生努力像蜗牛,虽然我们起点低、爬得慢、背负沉重的压力,但我们永远不会停止前进的脚步,总有一天我们会征服一个个难关一个个高山。具备了上述品质,我们才能够适应各种各样的环境。

三、以实用为目的,优化学习内容

由于我校只针对铝方向进行教学,传统的学科设置不能适应我校的实际情况,根据必要性、够用性的原则,我们压缩了公共课,仅设置了化学、德育、体育、三生教育与应用文写作、计算机三合一;而专业基础课为培养专业素质,打下坚实的专业基础功底,设置了有色冶金概论、冶金企业管理、冶金设备、机械制图、安全生产与环境保护。专业课主要体现了实用性和针对性,分为了三大教学模块,主要是氧化铝生产、电解铝生产、铝及铝合金加工。每个模块包括理论教学和专业实践教学两方面。理论方面以氧化铝生产工艺、氧化铝生产设备、铝电解生产技术、电解铝生产工艺与设备、铝合金熔炼与铸造技术、铝及铝合金连续铸轧带坯生产、铝箔生产及深加工、电解铝液铸轧生产板带箔材为主,实践教学方面重点讲授生产一线的工艺流程、机械设备、控制技术、操作技术等。发展以综合性应用理论为基础,以企业现场实际操作为目的的专业性教学。

四、以仿真为手段,身临其境教学

冶金过程是一个复杂而庞大的工业过程。因此,让学生学习好专业理论知识的同时,又能在学习中培训实践操作技能,进行实训教学是必不可少的。通过实训教学,使学生能够在教室里进行实训作业,认识各种生产装置,并亲手进行操作。这样通过实训让学生理解所学的专业理论知识,完成了安全经济的各种实训任务。学校采购了氧化铝生产工艺仿真实训软件和铝电解仿真实训软件,购置了熔炼、干燥、传热、铸轧、压延等实训装置,通过仿真实训实验室,满足了学生的理论学习和技能训练的要求。

五、以实践为重点,强化现场操作

企业需要的是动手能力强的学生,如何培养学生实际动手能力成为冶金专业的重中之重,同时冶金企业缺乏能迅速适应工作岗位的技术人员,这就要求学生在校期间就能够做到上岗前的培训,做到“入厂就入岗”。我校每节课都以实际动手为指导思想,以操作技能为目标,通过老师深入到企业进行摄像,利用录像和图片对相应的内容进行解说,以学校现有的模型进行实物演示,同时每学期开学时到企业进行参观实习,在教学中学习理论一段时间后,根据所学的到企业进行跟班学习,到二年级结束时到企业顶岗实习一年的时间,真正做到和企业不脱钩,零距离的接触。我校冶金05班的10个学生到涌鑫铝业有限公司只经过了三天简单培训时间就直接跟师上岗了。

六、以提高为责任,加强师资建设

我校冶金专业为新专业,但教师质量很高,目前专业课的教育都是在企业工作过有着实践经验的老师,具有研究生学历教师占60%,既有深厚的理论功底,又有丰富的实践经验。学校每年都安排专业教师去企业进行岗位培训,知道企业所需,又能根据所需进行教学。另一方面聘请相关企业的技术骨干或企业高工到校进行兼职。真正做到培养是为了提高,提高教师的专业水平才能提高学生的技术水平。

只有充分认识技工学校开展冶金专业存在的问题和困难,结合职业教育的特点,缩减专业范围,合理进行课程设置,开发职业教育的特色教育,灵活安排教育内容,重视教学方法和实际操作能力的培养,加强师资建设和实训设备投入,才能在当前社会形势下培育出一批“下得去、上手快、留得住、用得上”的新型冶金技能人才。

参考文献:

[1]陈福亮,陈利生,徐征,余宇楠,李柏村.浅谈高职院校冶金工程专业的教学现状和教学改革的对策[J].中国校外教育,2010,(52).

[2]于钧,苑中国,王宏启,焦圣喜.浅谈高职院校冶金工程专业的改造[J].中国冶金教育,2003,(01).

第4篇:有色冶金概论范文

关键词:冶金物理化学;发展历程;冶金工业;山西

冶金工业为人类提供资源和材料,是国民经济建设的基础,与一个国家的经济发展息息相关。我国一直十分重视冶金工业的发展,国家领导人多次倡导“发展冶金”,充分肯定了冶金工业在我国国民经济中的战略地位和重要作用。改革开放以来,我国的冶金工业发展迅速,1993年的钢铁产量跃居到世界第二位,首次超过了日本;1994年产量继续增长。目前钢产量为世界第二位,铁产量为世界第一位。同时,山西冶金工业也步入了新的发展时期,不断扩大产业规模,迅速提高生产能力,成为了山西经济发展的支柱产业之一。但是,山西的冶金产品结构和质量都存在不少问题,诸如生产技术水平低、资源利用效率低、产业发展的整体市场竞争能力不足,尤其是生态破坏与环境污染严重等问题相当突出。解决上述所有问题,都需冶金物理化学的研究提供科学依据。因此,结合山西冶金科技和生产的需要,研究我国冶金物理化学的发展战略具有重要的意义。

1国外冶金物理化学的发展历程

20世纪物理化学的概念开始应用到炼铁和炼钢方法上,并出现了专门研究冶金化学反应的“冶金过程物理化学”。1925年英国法拉第学会的炼钢物理化学会议,标志着人们开始应用物理化学,特别是用热力学原理及研究方法分析论证冶金过程。Schenck于1932年出版了《钢铁冶金物理化学导论》专著,是世界上第一部冶金物理化学专著,奠定了冶金物理化学的学科基础,使冶金物理化学成为一门独立的基础学科[1]。20世纪40年代后,冶金物理化学在钢铁冶金、有色冶金、真空冶金及半导体冶金等领域迅速发展,在冶金工业中得到了广泛的应用,对促进冶金工业的发展、提高冶金产品质量、增加品种、探索冶金新流程和新工艺、发展冶金新技术等方面起了极为重要的作用,使冶金物理化学发展成为一门成熟的学科[2]。1948年法拉第协会在英国伦敦召开了第一届国际冶金物化学术会议后,冶金物理化学进入朝气蓬勃发展的新阶段。1974年在西德召开的国际炼钢学术会议上,西德马普钢铁研究所所长Engell把“高炉动态动力学模型、钢铁中含硫形态的控制和固体电解质快速定氧电池”誉为冶金上的三大发明,标志着冶金物理化学的发展进入深入阶段。

2国内冶金物理化学的发展历程

中国的冶金物理化学起始于20世纪50年代,1956年北京钢铁学院成立了中国第一个冶金物理化学专业,魏寿昆是创始人之一。20世纪60年代,我国冶金物理化学的发展,基本上承袭了原苏联的培养模式与体系,这种教育模式一直延续到改革开放初期。20世纪70年代,出现了冶金上三大发明。20世纪80年代,科学技术迅速发展,新技术向冶金物理化学渗透,如低能核物理(金属离子束注入表面改性物化研究)、等离子体物理(等离子作用下冶金反应物化规律)、遗传工程(生物冶金基础研究)、激光技术(激光热处理相变规律的物化本质)、超声技术(超声波净化钢液,去除夹杂物机理研究)等,而计算机在冶金物理化学中的应用已成为冶金物理化学的重要领域[3]。冶金物理化学的发展需与我国冶金工业的发展相适应,从而去指导生产实践。然而,冶金物理化学的发展又必须高于或超于冶金生产,只有这样才能为冶金生产发展的未来储备技术。以下简要介绍国内几所代表性院校的冶金物理化学学科发展情况。(1)北京科技大学:1956年魏寿昆等人在物理化学系创建了第一个冶金物理化学专业,同年开始招收本科生、研究生,学制五年半。1960年冶金物理化学专业归属冶金系;1963年冶金物理化学专业重新调回物理化学系。在魏寿昆教授的带领下,冶金物理化学专业成立了偏重冶金物理化学理论研究的物理化学系冶金物理化学课程组和偏重应用研究的冶金系冶金原理课程组。1981年,经国务院批准,冶金物理化学专业成为首批博士、硕士学位授予专业;1987年冶金物理化学专业被评为全国唯一的冶金物理化学重点学科。专业主攻方向:冶金热力学及冶金动力学。魏寿昆在冶金热力学方面造诣较深,他的科研团队先后进行过钢铁脱硫、钢液脱磷、活度理论、选择性氧化、固体电解质电池定氧和冶金热力学在中国特有矿产综合提取金属中的应用等研究,取得了重要成果,并获得多项国家奖项。(2)中南大学:1959年,以陈新民为代表,在中南矿冶学院理学系组建冶金物理化学专业并担任教研室主任。1960年开始正式招收冶金物理化学专业本科生、研究生;1963年,冶金物理化学专业转入选冶系;在1971年底,选冶系撤销,恢复有色冶金系后,冶金物理化学专业归入有色金属冶金系;1979年,冶金物理化学专业转入化学系;1981年,经国务院批准,冶金物理化学专业成为首批博士、硕士学位授予专业;1994年设立博士后科研流动站;1994年,冶金物理化学教研室从化学系分出组建校直属研究所———冶金物理化学与化学新材料研究所;1999年,冶金物理化学与化学新材料研究所并入冶金科学与工程系;冶金物理化学专业本科生招生到1998级,从1999年起本科专业按冶金工程一级学科招生;2000年被评为湖南省重点学科;2006年再次被评定为湖南省重点学科[4]。专业主攻方向:有色金属资源高效分离与综合利用、新型化学电源与新能源材料等具有特色优势的研究方向。陈新民教授的科研团队研究了“金属—氧系热力学和动力学”“高温熔体物理化学性质”等课题,这些研究成果为中国有色金属的开发和综合利用提供了理论依据。(3)东北工学院:1958年9月,理学系设金属物理化学专业,同年开始招生,1959年学制改为五年半。1961年5月,由物理化学、冶金原理、普通化学教研室调出部分教师,正式成立冶金物理化学教研室。1963年6月,由王常珍等人共同制定统一的教学计划,确定专业名称为冶金物理化学,属于理工结合型的专业。1970年,理学系撤销后,划归有色系领导。1986年,经国务院批准,冶金物理化学专业成为第三批博士、硕士学位授予专业。专业主攻方向:研究材料及冶金生产过程中的物理化学规律及其应用,为国家培养冶金及材料(包括钢铁、有色金属及铁合金)生产过程中从事基础研究和应用研究及技术开发的科学技术人才。从这些高校的冶金物理化学专业发展的历程来看,冶金物理化学专业的成立与发展,为我国冶金工业输送了大批优秀的科研人员,为我国冶金工业的快速发展奠定了良好的基础。

3冶金物理化学对山西冶金工业的影响

冶金物理化学是冶金学科的基础,在发展冶金新技术、探索冶金新流程等方面起着重要的指导作用,它使冶金从一种“技艺”转变为一种“科学”。冶金物理化学对开拓新的冶金工业技术具有重要的科学指导作用。山西冶金工业的发展受资源、能源及冶金工业技术的影响,主要表现在两个方面:一方面,山西冶金工业受国际铁矿石原料价格的影响,使山西冶金工业的效益与国际铁矿石原料的价格出现反比趋势。2006年第一季度,山西钢产量完成332.5万t,同比增长18.6%,增速比2005年同期回落20.7个百分点,比2005年年底回落0.3个百分点[5]。2006年1—2月份,山西冶金行业实现销售收入179.9亿元,同比增长34.9%,实现利润9.7亿元,同比下降1.7%,经济效益也出现回落态势[6]。出现经济效益下滑的主要原因是矿产资源的综合开发利用程度低,资源浪费严重。另一方面,由于山西冶金工业技术落后,自然环境受到了冶金工业发展的巨大影响,如废气、废渣、废水的大量排放以及采矿造成的地质地貌破坏等消极影响。面对山西经济效益的下降和环境破坏严重的问题,山西冶金工业必须要做出相应的应对措施。山西的冶金工业要可持续发展,采取的唯一办法就是利用新技术减少冶金工业发展的负面影响。采用新兴节能降耗技术,减少资源浪费,提高矿产资源的综合开发利用率,主要体现在COREX熔融还原炼铁技术、高炉喷煤技术、电炉废钢预热技术等节能降耗技术的应用;采用重大环保技术,综合控制冶金生产活动的全过程及其对生态环境的影响,有效协调生产与环境之间的关系,达到既发展生产又创造良好环境的双赢目的。冶金工业技术的发展,能使冶金产品从普通钢材向优质钢乃至高级洁净钢方向发展,能克服能源和资源危机及环境污染等问题,这些新技术都需要冶金物理化学提供科学依据,进而为我国现代钢铁业的发展奠定深厚的理论基础。

4结语

冶金物理化学在认识冶金过程本质、发展冶金新技术、探索冶金新流程等方面发挥了重要的科学指导作用。20世纪90年代冶金物理化学的发展,在理论上,向深层次和综合性发展;在应用上,加强了对冶金过程和材料合成加工过程的科学指导。学科的创建与发展是一个长期的、具有创新的过程。“冶金物理化学”学科在中国现代从无到有、从弱到强的发展历程中,培育出了众多优秀的科研团队,为中国的冶金工业发展做出了巨大贡献,对山西冶金工业的可持续发展起到了重要的指导作用。

参考文献

[1]魏寿昆,李文超,张玉清,等.冶金物理化学发展趋势及优先研究方向[J].中国科学基金,1992(4):11-17.

[2]国家自然科学基金委员会.冶金与矿业科学[M].北京:科学出版社,1997.

[3]魏寿昆,李文超,徐采栋,等.冶金物化学科的发展设想[J].钢铁,1992(5):62-64;27.

[4]李劼,滕明琣.中南大学冶金工程学科发展史[M].长沙:中南大学出版社,2012.

[5]王俭平.山西冶金工业的影响因素及发展策略研究[J].沧桑,2006(5):45-46.

第5篇:有色冶金概论范文

Abstract: This paper introduces the development of computer and the application situation at home and abroad,improving computer application in metallurgical technology economy,and the establishment of metallurgical information network system,predicted by means of computer price, exchange rate and other aspects, it puts forward the idea of concrete.

关键词: 技术经济;信息网络;预测

Key words: technological economy;information network;prediction

中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)06-0166-02

0 引言

党的十明确提出,要坚定不移沿着中国特色社会主义道路前进,为全面建成小康社会而奋斗。在这种新形势下,冶金行业要不断推进理论创新、科技创新,解放和发展生产力,冶金技术经济工作的方式也要相应的转变。众所周知,电子计算机是新的生产力代表,它和我们冶金技术经济工作密切相系。如何把电子计算机技术广泛应用于冶金技术经济工作,是摆在我们面前的一个重要课题。

1 电子计算机技术的发展

自从1946年世界上第一台计算机诞生以来,计算机获得了飞速的发展。计算机的速度、容量、功能等大大地提高,单核、双核,甚至多核、云计算,操作系统Win2000、WinXP、Win7,直至最近刚上市的Win8,笔记本、触摸屏、超级本等。计算机的应用软件、应用语言也有了飞速的发展,互联网、Office办公软件、Java语言、CAD在设计中的广泛应用等等。

2 计算机技术在国外、国内的应用概况

当今世界正在进行一场以计算机及其应用为中心的技术革命。一个国家计算机的发展水平及其应用的深度和广度已成为衡量这个国家现代化水平的重要标志。

目前在国外,计算机已经无所不在,渗透到各行各业的每一个角落。国防建设、工农业生产、经济管理、学校教育、医药卫生、交通控制、文化娱乐、衣食住行,哪一件事也离不开计算机。在发达国家,计算机普及程度已高达95%以上。

从我们国家来看,计算机应用在中国已越来越广泛,已经大规模走向各行各业、走进家庭。

3 电子计算机技术在冶金技术经济工作中的应用

3.1 冶金技术经济工作的特点、内容

3.1.1 冶金技术经济的特点 ①预测性。技术经济分析的特点,是在事物发生之前对其进行预先的分析和判断,具有明显的预测性。②可比性。它是研究人们在物质资料生产过程中,判定和选择同样多的劳动消耗去取得最佳经济效益的方案,或者判定和选择用最少的劳动消耗取得最佳经济效益的方案。③系统性。一个大型企业设计是一个大系统,各生产环节形成了多层的子系统,任何环节的脱节或失控,都将影响全局,给生产带来损失。因此,企业内各个环节的子系统都要纳入企业总系统进行系统分析,使企业总系统优化,企业才能取得最佳经济效益。

3.1.2 冶金技术经济工作的内容 冶金技术经济工作的内容可划分为几大块内容:市场调查(信息收集、处理、整理)、确定方案、价格预测、优选方案、经济分析、得出结论。

3.2 电子计算机技术应用于冶金技术经济工作

3.2.1 建立冶金信息网络系统(MIS) 当我们开始着手做一个项目时,首先要进行市场调查去收集诸如:项目所在地、所在省、全国的钢铁供求情况,包括品种、规格的需求量和供给量;国家以及省制定的有关冶金行业的政策、法规;地方给予冶金企业在税收、贷款等方面的优惠政策;地方的未来规划;专家对市场需求量、冶金产品价格在今后几年内作出的预测;过去、现在十年内的冶金产品价格信息;上项目的条件,包括水资源、电资源、交通运输、气象情况、地质情况以及其它等等这些方面的信息。目前进行市场调查收集资料的通常作法是:查阅报纸、杂志、上网百度搜,或者向甲方询问、索要有关资料,这样做所收集到的信息很不科学、不完善、不及时。那怎么解决这个问题呢?我本人认为,每个省应建立一个冶金信息系统,每个省的用户跟本省的冶金信息系统联网,全国再建一个网络中心。通过这个网络中心,各省的冶金信息系统联网。实行“冶金信息网络系统用户会员制”,有偿使用冶金信息系统读取自己所需要的信息、数据。这就是说,用户比如某个冶金设计院只要每年交一定数额的会员费,它就能马上成为“冶金信息网络系统”的正式用户。用户可以在自己的机上使用密码和应用程序从网络中心得到自己所需要的信息、数据,读取数据就象打个电话那么方便;同时,每个用户不断地进行业务建设,收取、处理和存储“冶金信息网络系统”中没有的信息、数据,可以说是对网络系统内容的补充。如果一个用户想得到另外一个用户机上的信息,它就可向网络中心发出请求,取得另一个用户机上的信息。例如,中冶东方和中冶南方都是“冶金信息网络系统”的用户。中冶东方给唐钢设计了一个800/650项目,此项目的劳动定员、投资、成本、原料及产品价格以及其它经济指标都被中冶东方作为业务建设输入到了自己的机上,而中冶南方正好要为武钢也设计一个800/650项目,跟唐钢的差不多,中冶南方要想取得这些经济指标作参考,它就可向网络中心发出请求,从中冶东方的机上取得这些信息。

通过此网络的建立,每个用户都大量地节约了进行市场调查所需耗费的人力、物力、财力,提高了用户的工作效率。下面是冶金信息系统的模型。此模型由两部分组成,一部分是信息库子系统,另一部分是用户对话子系统。(图1、2)

3.2.2 利用计算机进行价格、汇率预测 价格预测是进行经济预测的重要基础性工作。目前我们作经济分析时,原料价格和产品价格基本采用的是现行国际市场或国内市场的钢材售价,这样做很不科学。例如,有某个项目建设期有3年,如果用建设期初的预测价来计算项目收益率,分体盈利能力,仅是反映了现时价格水平下的项目收益,而不是项目投产后,企业得到实际的收益。对企业而言是没有真实感的。通过预测采用投产时的预测价,分析计算项目投产后的实际收益率,那才是企业所欢迎的。所以以后作经济预测时,生产期的原料、产品价格都应该采用建设期末价格。如果建设期在1年以上,就得用回归分析法、时间序列法等对建设期末的价格进行预测。依靠计算机来完成可快速、准确。这就是说,先把市场调查收集到的十年以上的原料烽产品每年价格输入到计算机中,利用程序计算及预测发展趋势、增长率等。然后根据经验、分析、以及汇率因素的影响确定建设期内增长变化情况,最后计算出建设期末的价格。

3.2.3 进一步用计算机技术完善经济分析

可以说,经济分析在冶金技术经济分析工作中是最早应用计算机的。由当初的编制一、二个主要表的简单小程序到现在只要按要求输入基本数据就可从资金筹措表、折旧表、成本表等,到利润分配表、投资现金流量表、财务计划现金流量表、资产负债表、单因素敏感性分析表,再到双因素敏感性分析表、概率分析表一一把结果打印出来的大程序。但是,这些大程序都有一个共同的缺点:使用不灵活。如果某个项目为补偿贸易或是生产中有建设,就比较麻烦了。销售收入、税金、成本、借款、还款每年都是不一样的,现在的大程序显得就很不适用了。所以,冶金技术经济工作者应共同努力,使经济分析的计算机程序完善,并具灵活性。

参考文献:

[1]《管理信息系统》.

第6篇:有色冶金概论范文

[关键词]EPC模式;有色金属工程;投标报价;风险;

中图分类号:TU723 文献标识码: A

引言

随着我国有色金属行业相关企业对海外矿业市场业务的不断开拓,国外有色金属工程项目的总承包进程加快、力度加强。但是,由于国外有色金属工程EPC总承包的周期长,参与方多,受到政治、经济、技术、自然环境等诸多因素影响,综合使得投标企业承担的项目风险随之增大。如何根据国际的市场规则、合同规则、项目管理规则对项目所在地法律规定、税收等方面带来的风险进行控制处理,从而增强工程设计方案及实施方案的完整性及预见性,并最终在充分的投标报价上予以体现,以期获取利润,成为我国企业进行国外有色金属工程项目EPC总承包亟待解决的关键问题。

基于此,本文将分析目前国际比较通用的《(EPC)/交钥匙工程合同条件》与《FIDIC施工合同条件》,探讨出国际EPC项目所共有的主要风险因素,并围绕有色金属工程项目通过专家调查法等进行尝试性地补充与梳理风险因素,在实用性基础上给出EPC模式下国外有色金属工程项目投标报价时应关注的风险因素及可采取的风险应对措施,研究成果为有色金属工程项目风险管理提供重要的参考和依据。

一、概述

1.1有色金属工程项目概述

有色金属工程项目是指针对各种有色金属进行采矿、选矿、冶炼及深加工的各类工程项目,具有以下特点:

(1)专业复杂性高。有色金属工程项目从前期矿山勘察到最终的冶炼产出金属产品涉及到地质、采矿、选矿、冶金、自动化、总图、环保、建筑及结构、水电、暖通、技经及概算等众多专业。

(2)工程项目持续时间较长。一个包含完整采矿、选矿、冶炼工艺流程的有色金属工程项目,从前期现场考察、可行性研究、初步设计及开展施工图设计、到正式开工建设直至建成投产,这可能需要几年时间。

1.2EPC总承包概述

EPC总承包即:“设计-采购-施工”(Engineering,ProcurementandConstruction,简称EPC)是一种包括设计、采购以及施工在内的总承包模式[3],属于一种交钥匙项目。工程总承包企业需按合同约定承担设计、采购、施工等工作,并需要对工程项目的质量、工期、造价及安全作出全面负责。EPC总承包具有以下特点:(1)项目整体经济性较高;(2)EPC总承包商在项目实施过程中处于核心地位;(3)业主工作量大幅降低。

2风险分析

本研究将采用初始清单法、风险调查法及专家调查法对EPC模式下国外有色金属工程建设项目投标报价的风险因素进行识别。基本的研究思路:首先,根据《设计、采购、施工(EPC)/交钥匙工程合同条件》与《FIDIC施工合同条件》,识别出EPC模式下一般工程建设项目共有的风险因素;其次,针对有色金属工程项目采用专家调查法等进行补充与修正;最后,分类整理得出EPC模式下国外有色金属工程项目风险清单,如表1。对于特殊的有色金属工程项目类型可能会产生其特殊的风险因素,这些内容在本文中均不做特殊讨论。

图1风险清单

3风险应对

EPC模式下国外有色金属工程项目承包商在投标时的风险应对措施包括以下方面:

(1)深入调查项目所在地的政治、经济情况及法律法规。总承包商在投标时需要深入调查其政治、经济方面的稳定状态,可以将相应的风险费用计入投标报价中。例如:工程项目所在地的海关清关手续情况、进出口及外汇管制情况、建设及后续的投产运营是否必须雇佣当地劳工等。在调查之后,记录存档,并将相应的风险费记入投标报价[4]。

(2)提高现场勘查及考察的全面性及技术含量。有色金属工程项目承包商在时间及费用等条件允许的状况下,应提高现场考察的全面性及技术含量,不仅应详细考察、证实现场的地质地基、水文气候、地下管线等条件,而且还应该详细考察诸如税费政策、用工政策、市场价格水平、运输条件及建设条件等关键报价因素。

(3)仔细研究业主所要求的EPC模式范围。EPC模式范围相当于业主的任务书,详细记录了设计任务、厂房建设及安装内容、基础设施建设等工作范围等,是总承包的基本依据。因此,必须对其进行仔细研究,如有必要可展开质疑,尤其是对工程范围、拟定功能、检验标准等重要部分,更应明确表达,以求减少因“工程范围不明确”,“拟定功能未达到”等问题给造成不必要的损失。

(4)技术标中适当增加供货商名录。有色金属工程项目的设备费占总造价相当大的比重,如果供货商产生供货问题将直接影响到项目的进度及成本,造成承包商的损失。因此,承包商在投标时可在技术标中适当增加供货商名录,这样在某些供货问题发生时,承包商可通过选择名录中的其他供货商降低自身风险。

(5)对依据基础设计完成的投标报价予以修正。商务标是在项目投标阶段的基础设计基础上框算得到的,通常与项目完工后的最终设计产生相当大比重的误差,为弥补该部分误差、考虑一定的利润空间以及部分不可预见费用,在国外有色金属工程项目的投标报价中可按照一定系数将该项费用计入,以化解这项风险。

4结语

本研究采用一定的风险识别方法,以FIDIC合同条件为研究基础,识别出风险因素清单,并据此提出相应的应对措施,研究结果给出了我国有色金属工程相关企业在EPC模式下国外工程项目投标报价时应借鉴之处。

[参考文献]

[1]王卓甫.工程项目风险管理――理论、方法与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2003:197-234.

[2]何丽环.EPC模式下承包商工程风险评价研究[D].天津:天津大学,2008.

[3]张水波.国际工程承包的一种新型合同模式―EPC合同[J].中国港湾建设,1999,(4):47-49.

[4]安立志.EPC总承包项目的风险管理研究[D].北京:华北电力大学,2007.

第7篇:有色冶金概论范文

关键词:冶金设备;安全性;冶金产业

冶金工业生产不同产品的企业种类繁多,工艺、设备复杂多祥,设备体积大(如各种冶炼设备,各种运输设备体积都十分庞大);产品质量高,冶炼生产温度高(如炼铁、炼钢的焰点和沸点高达1000~2000℃甚至以上,电解铝正常生产温度高达950℃);粉尘烟害大,有毒有害物质多,劳动条件艰苦,安全卫生问题突出,伤亡事故和职业病多。这些都是劳动保护不可忽视的。在冶金工业生产中,从矿山开采、选矿、烧结、冶炼、轧钢、轧制有色金属到焦化、耐火材料、炭素、铁合金、机械加工和运输等一系列过程中危害工人安全、健康的因素非常多,需要采取各种措施加以解决。冶金设备平稳高效的运行是确保冶金行业的生产效益和安全的重要因素。根据笔者多年的现场经验和众多科研院校的研究,基于计算机知识的现代设计理念和方法的应用.以及测控系统软硬件冗余技术和防干扰措施的实施.使得冶金设备性能大大提高.安全性和可靠性得以保证,从而减少了冶金产业的事故发生率,提高了其有效生产。

1 冶金安全生产安全技术的原则

随着现代化经济的发展与安全工作的社会、国际化,安全系统的概念已不再停留在原先某个行业某个车间的危险控制上,系统的组成包括了各子系统,分系统。其规模、范围互不相同,危险的性质,特点亦不相同,因此,必须采用分级控制。各子系统可以自己调整和实现控制。一级控制是指对事故的根本原因-管理缺陷的控制,二级指的是对生产过程实施的危险闭环控制系统,二级控制是对装备本质安全化的控制,因此是至关重要的。三级则是工作场所预防控制,如机械防护,局部排风。在三级控制中,一级是关键,只有有了有效的一级控制才会有好的二级和三级控制。由于冶金安全事故预防必须采取分级控制方法,因此只有综合性的措施方能有效。

2 设备安全控制技术分析

近年来,随着计算机系统的飞速发展,现代设计理论和方法的发展进入更为广阔的空间和越来越多的设计领域。对于冶金设备的设计来说,设计人员应使用CAD计算机辅助设计系统,应用相应的现代设计理论和方法,在最初的设计阶段考虑最大限度地提高冶金行业生产设备的安全和效益。以下阐述计算机辅助设计和有限元方法如何在实际中用于冶金设备。

2.1 CAD辅助技术。

对于相对成熟的冶金设备,在设计中应用CAD技术可实现模块化设计以及CAD/CAPP/CAM一体化设计。诸多的CAD软件为我们提供了广阔的设计平台,我们可以使用AutoCAD进行平面和三维设计,利用UG强大的造型功能来设计复杂的机械结构曲面,使设备各零件在受力、磨损、平衡等方面更合理,以增加其寿命,减少不安全因素,我们也能够利用Pro\E或SOLIDWORKS灵活的装配功能,对设备进行整体装配并观察各部分的运动、协调以及干涉情况,以进行动态设计,减少设计周期。利用CAD软件不仅可以对设备进行模块化设计、标准化设计,在提高设计效率的同时也提高了产品的安全性能。

2.2 数值计算技术。

它是将复杂的研究对象简化为有限数量单元组成的集合体,分别对每个单元体进行求解后,再将各单元拼合起来,以代替原来的整体进行分析的方法。使用有限元方法既可分析工程中复杂非线性问题、非稳态问题的,又可用于工程中复杂结构的力学分析。目前已有许多成熟的大型有限元分析软件如ANSYS、MSC.Marc、ADINA、ABQUS等。冶金设备工况条件的复杂性正好适用于有限元法来分析。例如,轧钢机的轧辊和轴承的结构和受载在设计中一直采用工程计算法,即将其作为承受弯曲变形的梁来处理。这种方法只能确定危险截面处的应力,而不能确定组成轧机关键部件每块钢板的应力分布。但是使用有限元分析方法则可以很好的解决此类问题,并在冶金设备在最初设计环节减少不稳定因素,从而提高设备的可靠性。

3 测控系统技术分析

冶金设备自动化装备水平的提高,势必要求提高其计算机控制系统的可靠性和可用性。这除了提高软硬件自身的可靠性外,还可以通过控制系统的软硬件冗余和先进的测试技术来提高整个系统的安全性。

3.1 热备冗余技术。

是一种通过使用计算机集群技术来实现的双机热备系统。集群计算机技术是指将一组独立的计算机通过特定的硬件和软件连接起来,它可以在短时间内检测到故障的发生及时并启用备用设备以保证设备的平稳运行。对于使用PLC的基础自动化来说,它的工作原理与计算机操作系统工作原理不同,PLC内嵌的应用程序是按照顺序执行,循环扫描的方式工作来运行的。扫描周期对于既定的应用有着严格的执行时间。为保证设备正常运行,可将核心部件做备份,并使冗余的CPU与正常工作CPU保证相同的时钟和执行速度,使之同时工作,通过准确的时钟同步以及程序断点同步,时刻保持程序运行的一致性。当发生故障时,通过无忧切换,备用CPU的启用在一个扫描周期(一般为几十微毫秒)内完成切换工作。

3.2 抗干扰技术。

在工业环境中,对于实际应用的微机测控系统,有很多强烈的干扰来自系统内设备的运行,例如,大型感性负载的通断,大型设备的关停启动时产生的干扰可以作用到测控系统的微机电路上。这些干扰虽然危害严重,但往往是可以预知及避免的,通常的作法是在硬件上采取一定的措施抑止干扰或者屏蔽传输途径以达到防干扰的目的。在设计和开发冶金设备的测控系统时,一般很难考虑到在实际应用过程中可能发生的各种干扰和设备自身的随机性故障,尤其是现场恶劣的环境很有可能使计算机系统在运行过程中发生异常。此类问题需要借助干特殊软件措施使计算机摆脱困境,当出现故障时及时使用修复或启用备用系统。软件“看门狗技术”、指令冗余技术、数据冗余技术以及软件陷阱技术均可解决此类问题。

4 结束语

笔者结合自己多年对冶金设备的认识,从设计方法、零件分析、测控系统、软件设计等方面,阐述如何合理有效地提高冶金设备安全性能。

参考文献

第8篇:有色冶金概论范文

关键词:镍 红土镍矿 水萃 水萃炉渣 冶炼炉渣 磁选 浮选 硅酸盐水泥

YANG Yongliang,GAO Suoshan,GAO Zhankui

Abstract:Summary:This paper analyzes and summarizes the laterite nickel ore smelting slag recycling semi-industrial testing, industrial testing and industrial production, exploration and research and application. Describes a suitable laterite smelting slag recycling and effective method for non-ferrous and ferrous metal smelting slag recycling research to provide some reference.

Keywords:nickel ; laterite nickel ore; water extract; water extraction slag; slag; magnetic separation; flotation; Portland cement

概述

在自然界中,镍主要以硫化镍矿(30%)和氧化镍矿(70%)存在。由于镍元素亲氧及亲硫性的差异,在熔融岩浆中,当有硫元素存在时,镍能优先形成硫化矿物,并富集形成硫化矿床;而氧化镍矿是含镁铁硅酸盐矿物的超基性盐经长期风化形成的矿石,在风化过程中镍自上层浸出而后在下层沉淀,NiO取代了相应硅酸盐氧化铁矿晶格中的MgO和FeO。如何利用红土镍矿资源是当下各研究机构及镍行业企业需要考虑和面对的,而目前国内外红土镍矿利用主要以火法工艺、湿法工艺及火湿结合工艺。随着火法冶炼技术的不断提高及除尘技术及工艺的不断完善,近年来红土镍矿采用火法工艺利用的企业不断增加,但由于火法工艺在生产过程中,冰镍项及渣项层难以准确把握,难免导致炉渣中流入部分冰镍熔融体,再者炉渣长期堆放形成的淋溶现象将严重污染周边环境。针对红土镍矿资源的现实利用情况,本文阐述了采用磁―浮联合工艺处理红土镍矿冶炼炉渣的方法及过程(已投入工业化生产,并获得良好的经济效益和环境效益),展望了红土镍矿冶炼炉渣综合循环利用的研究方法及思路,

1、冶炼炉渣的现状说明

北鑫、东鑫、利鑫及鑫源四个冶炼厂是昊天集团下属企业,加工处理从菲律宾和印度尼西亚购买的红土矿。经过近4年的生产建设及完善,炉型规格由原有的1m2改为2m2、2.8m2、9m2、18.4m2等,炉性结构及除尘收咽系统也都做了相应改进,并获得了良好的冶炼技术经济指标。按2.8m2炉床规格统计共有鼓风炉约120台,满负荷生产日产冶炼炉渣约4957吨(根据技术水平、镍市场及供求关系综合考虑,现鑫源和利鑫技改为镍铁冶炼,但无论加工任何产品,冶炼炉渣的日产量大约是相当的),如此规模的红土矿冶炼在当今国内外同行业中都是令人惊叹的。但其所产出的炉渣仅堆存问题就牵制的企业的进一步发展。为此,如何将红土矿冶炼炉渣变废为宝、综合利用将是公司长期而艰巨的一个系统工程,也正是我馔写本论文的意义所在。

2、建设选矿系统的意义

根据公司长远发展战略,红土矿冶炼板块和选矿板块是相辅相承、互为补充密的。选矿如何依托冶炼,对红土矿冶炼废弃炉渣资源进行利用和优化配置,对冶炼工艺进行有效补充,形成具有特色优势的冶炼、选矿循环网络,将对公司快速发展起到积极的作用。

使炉渣中有价单质、矿物及化合物分离和再次富集,充分回收利用废弃资源,增加公司新的经济增长点,增强公司市场竞争能力;浮选精矿产品可作为冶炼返炉渣原料,既可提高入炉原料镍品位,稳定入炉原料成分,还能降低冶炼原料成本; 缓解炉渣堆放难题,进一步改善冶炼厂周边环境;为硅酸盐水泥工业生产准备合格组分和粒级的原料。

3、建设选矿系统的依据

3.1 红土矿冶炼炉渣成分分析

冶炼造渣是根据“热力学原理”、“动力学原理”及“物质结构学原理”反应的过程。经对红土矿和冶炼炉渣物相分析,公司采购红土矿成分为αNi=1.35~1.90%、αFe=12~15%、αSiO2=30~42%、αMgO=20~25%、水分18~25%;炉渣成分为αNi=0.15~0.30%、αFeO=10~15%、αMgO=18~20%,αSiO2=35~45%,αCaO=10~18% ,αAl2O3=1~3%及其它,图1表示炉渣成分与炉渣含镍关系曲线,图2表示炉渣含镍与冰镍含镍关系曲线。

图1 炉渣成分与冰镍含镍关系曲线

图2 渣含镍与冰镍含镍关系曲线

3.2 选矿工艺流程方案试验探索

红土矿冶炼炉渣分析表明,该炉渣含SiO2、MgO、CaO较高,FeO次之,Al2O3较少,含镍0.15~0.30%。考虑到炉渣成分组成复杂,影响因素较多,为充分探索或摸索炉渣回收利用可能性,分析炉渣能否回收利用的内在因素。因此,试验方案确定与常规选矿试验有所不同,即不仅考虑选择合理的试验工艺流程(浮选及磁―浮联合工艺);还将从炉渣试样上就加以控制分析(同一批次试样分两批进行试验,即炉渣水萃样和炉渣未水萃样)。试验样从利鑫冶炼厂炉渣料场选取,采用汽运方式运至北鑫公司小选厂(即规模为50吨/日金矿选矿厂),共采取炉渣试样2645吨。

3.2.1 试样磨矿细度试验

磨矿是选矿流程中的一个重要环节,磨矿细度是否适宜直接影响到选矿指标的好坏。由于红土矿冶炼炉渣是在约1450℃熔炼过程中造渣形成的,其组成成分复杂,含镍矿物的嵌布粒度较细,而且含镍矿物之间以及它们与脉石矿物或渣相共熔体之间的关系紧密,因此,磨矿粒度对炉渣中含镍矿物或单质的回收及品位的提高有很大影响。

3.2.1.1 试样筛分分析(如表1)。

3.2.1.2 磨矿细度试验

采用CMC作为抑制剂,BX作为捕收剂,BK206作为起泡剂进行了磨矿细度试验研究,试验结果见图3和图4。

图3 水萃样磨矿细度选矿实验结果关系曲线

图4 原渣样磨矿细度选矿试验结果关系曲线

3.2.1.3 试样磨矿细度分析

经过对冶炼炉渣水萃试样和原渣试样的粒级筛分分析,水萃试样和原渣试样中含镍矿物主要集中在-0.104~+0.04粒级之间,该粒级区间的镍品位均高于试样渣镍品位,且两种试样含镍矿物分布差别不大,该粒级范围所含镍矿物采用常规选矿方法提取条件是具备的、可行的。图3和图4磨矿试验结果表明,随着磨矿细度的增加镍品位逐渐增加,但过细均对镍回收率有影响,因此,水萃样磨矿细度以-74um占78%为宜,原渣样磨矿细度以-74um占75%为宜。

3.2.2 试样渣选矿试验

红土矿冶炼炉渣是在高温下经过复杂的物理化学过程而形成的,其结构复杂、含镍矿物或含镍共熔体构造变化较大,渣型及成分受外界的影响因素较多;另外,造渣过程其实就是冰镍共熔体和炉渣共熔体形成的过程,两共熔体在炉缸中融合并分离是一个动态连续的过程,其液相分离层在两液相分离过程中或分离放渣、放冰镍瞬间性质及稳定性均会发生变化,导致放渣时难以避免会有一定量的冰镍包裹在炉渣中,炉渣在冷却过程中其成分及性质也会发生相应的变化,尤其是包裹在其间的块状或粒状冰镍较为明显,不仅紧密地包裹在炉渣固相中,还与炉渣固相形成一层较薄的冰镍包裹层。结合上述试样性质及特点制定出以下四套工艺流程方案展开试验研究。

3.2.2.1 试样渣浮选试验

本试验以水萃样和原渣样两组平行对比试验进行研究,共选取水萃样215吨,原渣样396吨,水萃样镍品位αNi=0.277%,原渣样镍品位αNi=0.281%。药剂制度选取采用CMC作为抑制剂,BX作为捕收剂,BK206作为起泡剂,加药点及加要方式等均严格按常规试验进行。

3.2.2.1.1 浮选工艺流程

图5 试样渣浮选工艺流程图

3.2.2.1.2 浮选实验结果(如表2)。

表2

3.2.2.1.3 浮选试验结果分析

通过两种试样的平行对比试验分析,水萃样及原渣样采用浮选方法均能得到一定程度的分析和富集。水萃样当CMC用量为860g/t、BX用量为120g/t、C125用量为160g/t时浮选指标达到最佳状态,获得精矿镍品位βNi=2.897%、镍回收率εNi=40.30%;原渣样当CMC用量为800g/t、BX用量为125g/t、C125用量为158g/t时浮选指标达到最佳状态,获得精矿镍品位βNi=3.594%、镍回收率εNi=52.92%(如图6-11)。

3.2.2.2 试样渣磁―浮联合试验

经过对试样渣浮选试验得知,水萃渣和原样渣采用浮选方法均能得到一定程度的回收和利用,从药剂制度及选别指标上看原样渣获得的技术指标远远好于水萃样,根据冶炼过程及炉渣特性推断,该差距可能是由于炉渣在水萃过程中炉渣组分发生了较大的变化,尤其是炉渣中所含的Ni3S2-FeS-Ni-Fe亲铁冰镍在炉渣温度急剧变化过程中发生了反应和重新分布。因此,本试验主要以原渣样展开研究,共处理原渣样1568吨,原渣样综合镍品位αNi=0.268%。

3.2.2.2.1 磁―浮联合工艺流程

图12 试样渣磁―浮联合工艺流程图

3.2.2.2.2 磁―浮联合试验结果(如表3,如图13-14)

表3

图13 原渣样浮选关系曲线试验结果

图14 原渣样磁选关系曲线试验结果

3.2.2.2.3 磁―浮试验结果分析

经磁―浮联合工艺选别可获得综合产品平均βNi=3.389%,镍回收率εNi=57.14%的较理想指标。即磁选镍产品βNi=6.500%,镍回收率εNi=15.08%;磁选尾矿进入浮选加工处理可获得浮选精矿βNi=2.890%,镍回收率εNi=49.22%。

3.2.3 选矿试验结果总结分析

本次选矿试验共处理红土矿冶炼炉渣2179吨,炉渣原矿平均镍品位αNi=0.271%。经对试样渣浮选试验、磁―浮联合试验及结合炉渣中所含的Ni3S2-FeS-Ni-Fe亲铁冰镍在炉渣温度急剧变化过程中发生了反应和重新分布情况综合剖析,确定了红土矿冶炼炉渣回收利用需注意的问题和方法。即在红土矿冶炼炉渣回收利用中切记水萃处理,避免炉渣固相中的Ni3S2-FeS-Ni-Fe亲铁冰镍和炉渣固相组成成分再次发生化学物理变化,不利于磁选作业的选别;采用磁―浮联合选别可获得综合产品平均βNi=3.389%,镍回收率εNi=64.3%的较理想指标。即两种品级差别较大的镍产品,其中获得磁选亲铁产品镍品位βNi=6.500%,镍回收率εNi=15.08%,磁尾入浮选后可获得镍精矿βNi=2.890%,镍回收率εNi=49.22%。

3.3 镍资源储量及市场分析

目前,全球已探明的镍资源储量约为1.6亿吨,其中硫化镍矿约占30%,红土矿约占70%,而近20年来硫化镍矿新资源勘探上没有重大突破,保有储量急剧下降。如以年产镍量120吨计算,则相当于2年采完一个加拿大伊湾镍矿床、5年采完金川。因此,全球硫化镍矿资源已出现资源危机,且传统的几个硫化镍矿矿山的开采深度加深,矿山开采难度加大。为此,全球镍行业将资源开发的重点瞄准储量丰富的红土镍矿资源――红土镍矿资源为硫化镍岩体风化―淋滤―沉积形成的地表风化壳性矿床,世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家,集中分布在环太平洋的热带――压热带地区,主要有:美洲的古巴、巴西;东南亚的印度尼西亚、菲律宾;大洋洲的澳大利亚、新咯里多尼亚、巴布亚新几内亚等。我国镍矿资源储量中70%集中在甘肃,其次分布在新疆、云南、吉林、四川、陕西和青海和湖北7个省,合计保有储量占全国镍资源总储量的27%。我国镍矿类型主要为硫化铜镍矿和红土矿。我国的红土矿主要从菲律宾进口。由于自1970年起日本与菲律宾开始进行合作,成立合资矿业公司开采含镍2%以上的高品位镍矿,运送回新日铁和住友商社进行冶炼,导致菲律宾的高品位镍矿砂被日本企业垄断,而我国只能进口镍含量在0.9――1.1%的低品位镍矿砂。

针对国内外镍资源储量状况和现有对其开发利用的技术水平及结合社会高度快速发展而对镍资源的需求综合分析,镍金属价格出现不符合市场规律的疯狂暴涨,导致菲律宾与印度尼西亚漫山遍野不值钱的黄泥――红土镍矿从200元/吨猛涨至1800元/吨,在此,我想表达的是这种现象是由国际资金操纵及镍矿进口商的进口经营权垄断而引起的。因此,我认为比较理性的镍市场行情是24万元/吨。针对这个理性客观的市场价格,对我要提出的建设冶炼炉渣处理系统还是有很大的利润空间的。

4、工业生产说明

在前期半工业试验的基础上,北鑫公司用规模为300吨/日的北鑫选矿厂组织了工业生产,期间共处理红土矿冶炼炉渣38062吨,炉渣原矿αNi=0.271%,选别获得综合磁选作业产出镍产品βNi=6.650%的块状亲铁冰镍251.3吨,镍回收率εNi=16.2%;磁选尾矿αNi=0.229% 经浮选作业产出βNi=3.120%的镍精矿1338.1吨,镍回收率εNi=48.2%。

5、经济概算

为使此经济概算具有较强的战略指导意义,在概算中重点体现了当前镍市场行情及今后较理性、稳定、客观的镍市场。计划依据为磁选碎矿作业3.19元/吨,浮选系统为70元/吨,为此,磁―浮联合选别经济平衡点为11.911万元。当前市场价17.5万元,磁选利润为46.29元/吨炉渣,浮选为负利润-2.39元/吨炉渣;当市场价为22.0万元时,磁选利润为59.01元/吨炉渣,浮选利润为14.99元/吨炉渣;当市场价为26.0万元时,磁选利润为70.32元/吨炉渣,浮选利润为30.44元/吨炉渣。详细结果见表4:

6、基础设施及其它分析

经过长期的建设,集团下属各冶炼厂已形成一定规模,具备建设选矿系统的基础条件(主要指建设场地),另外, 各冶炼厂在地方已具有一定影响,加之,选矿系统的建设主要是针对废弃资源回收再利用,形成有利的资源循环加工网。这对公司自身发展、环境保护都是有利,为此,可以得到地方政府的大力支持。

6.1 建设选矿系统规模

探索废物资源开发产业链,挖潜其利润空间,追加新的经济增长点,真正实现资源最优培配置,达到企业发展和环境保护相协调,特色形成具有特色优势和竞争优势的自由开发利用网络,将是公司的一个工作重点和方向。为此,以上三个步骤进行规划为宜,即破碎系统――浮选系统(包括降镁作业)――硅酸盐水泥系统。

6.1.1 破碎系统建设

一期工程(破碎系统)以产出镍品位为7-8%的块状低冰镍为主,零风险(经济平衡点2.05万元/吨),利润空间很大,应进行快速建设。

6.1.2 浮选系统(包括降镁作业)建设

二期工程(浮选系统)建设主要有两个目的,即获取浮选利润和为硅酸盐水泥生产准备合格原料,存在一定风险(经济平衡点21.8万元/吨),利润空间不大,可缓建。

6.2 硅酸盐水泥系统建设

三期工程(硅酸盐水泥系统)建设主要取决于水泥生产技术和镍市场(因为镍市场决定二期工程)。

6.2.1 冶炼炉渣主要成分说明

红土矿(镁质硅酸镍矿)矿床的上部,由于风化淋滤作用的结果,导致铁多、硅少、镁少、镍较低、钴稍高的特点;而随着开采的深入,风化再次富集,导致硅多、镁多、铁低、镍较高、钴较低的特点。结合公司红土矿原料的来源情况及其矿床特点等信息推断:该红土矿原料主要来源于含镍褐铁矿及变质橄榄岩矿床中。经化验分析,综合氧化镁品位mgo=17%,氧化钙品位cao=4-7%,二氧化硅品位sio大于30%。

6.2.2 硅酸盐水泥原料

从冶炼炉渣主要成分可以看出,该炉渣在很大程度上适宜做硅酸盐水泥原料。

石灰质原料:主要提供cao,采用石灰岩、凝灰岩和贝壳等;粘土质原料:主要sio2、al2o3及fe2o3。采用粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等;辅助原料:铁矿粉等;生料中个组分百分含量:CaO:62~67%,SiO2:20~24%,Al2O3:4~7%,Fe2O3:2.5~6.0%.

6.2.3 硅酸盐水泥生产过程

把硅酸盐水泥的生产技术简称为两磨一烧,其生产工艺可简略表示为图15:

图15 硅酸盐水泥生产工艺流程图

7、结语

通过上述半工业试验及工业生产数据研究,可以得出以下结论:

红土矿冶炼炉渣采用浮选方法选别时不能将炉渣水萃;红土矿冶炼炉渣采用磁―浮联合选别方法能获得较理想的技术指标,具有较好的经济效益和环境效益;红土矿冶炼炉渣通过磁―浮联合流程选别的尾矿在硅酸盐水泥生产中同样具有不可忽视的价值,应该引起同行的重视,深入探索和研究。

参考文献

[1]孙倬等.重有色金属冶炼设计手册.冶金工业出版社,1996.

[2]郭学益,昊展,李栋.镍红土矿处理工艺的现状和展望[J].金属材料与冶金工程,2009.

第9篇:有色冶金概论范文

[关键词]冶金史;再建制化;研究现状;发展方向

目前,国内设有“冶金史”硕士点的高校有两所:北京科技大学与郑州大学;设有博士点的只有北京科技大学(以2007年全国硕士、博士研究生招生目录为准)。当然,从事冶金史研究的其他单位或个人还有许多,如中国科学院自然科学史研究所、上海博物馆等以及著名的冶金史专家华觉明先生等等。北京科技大学的冶金史研究起步较早,它是目前国内从事冶金史研究的最早机构与权威机构之一,现在北京科技大学冶金与材料史研究所的前身为原北京钢铁学院的冶金史组,它成立于1974年,1982年更名为冶金史研究室,中国科学院院士、北京科技大学教授柯俊先生担任顾问。该研究中心成立以来,在冶金史研究领域取得了一系列重大的研究成果,为中国的冶金史研究博得了世界性的声誉。

综国内目前的冶金史研究,在其研究方法上,主要是采取“实地考察、抽取样品~实验分析一文献印证一得出结论”的研究程序,即科技史研究领域所谓的实证性研究方法;从其研究所涉及的内容来说,按科技史研究界的通俗分类,处于内史的研究阶段。

实践证明,在科技史研究的历程中,内史的研究首先是科技史研究的重要领域与首要关注点,这是符合事物发展的客观规律的。因为人们认识事物,首先总是从认识其本身而开始的。浏览一下目前国内唯一的部级的科技史期刊《自然科学史研究》,我们就会发现:从其创刊伊始直至1999年,该刊所公开刊登的科技史学术论文绝大多数都是属于内史的研究范畴,即驻足于史料的收集考辨或论证的阶段,特别是在其20世纪80年代所刊登的科技史论文,几乎概莫能外,而对于与科技史密切相关的社会政治、经济、文化等外在的因素则很少涉及。这是我国国内科技史研究初创时期的研究大气候、大环境、大氛围,所以这也必然影响到冶金史研究的小气候、小环境、小氛围,或者我们也可以这么说:正是由于众多的犹如冶金史研究一样的其他科技史研究的小气候、小环境、小氛围,而最终形成了当时国内科技史研究的现状。其实,目前国内科技史的研究的大气候、大环境、大氛围仍然还裹足于内史研究的阶段,还处于蹒跚前进之状态。然而,放眼国外的科技史研究同行,他们早已走出内史研究的圈子,而关注于和科技本身密切相关的一切外在因素——经济、政治、文化、思想、哲学等等。例如苏联物理学家赫森1931年发表的《牛顿(原理)的社会经济根源》和默顿于1938年发表的《17世纪英格兰的科学、技术与社会》,其实就标志着科技史研究之外史研究的转向。前者后来发展为以贝尔纳为代表的科学学,后者发展为以默顿为代表的在西方有着重大影响的科学社会学。这两者都把科技的发展作一种外在的、社会学的理解,从而开创了科技史研究的新领域,而且此领域的研究也取得了众多的伟大的研究成果。例如贝尔纳的《科学的社会功能》、李约瑟的《中国科学技术史》等等,成为科技史研究领域的经典研究之作,并形成了所谓的贝尔纳学派;而以默顿为代表的科学社会学,或称之为默顿学派,除默顿本人的成名作及其《科学界的规范结构》和《科学发现的优先权》之外,其他代表性研究人物及其著作还有本·戴维德的《科学家在社会中的角色》、戴安娜·克兰的《无形学院——知识在科学共同体的扩散》以及科尔兄弟的科学界社会分层研究等;同时,从其中还发展出了所谓的“后默顿”传统,即以爱丁堡学派为代表的兴起于20世纪70年代的科学知识社会学的研究。它的出现,不仅在科学社会学领域取得了话语霸权,而且在科学社会学界、科学哲学界、科学史界乃至更广泛的范围内产生了巨大的影响。所以,外史研究的转向,能给科技史研究提供更广泛的研究视野与研究领域。其实,国外除了从社会学的视角研究科学技术之外,从哲学的视野来研究科学技术也是硕果累累的。从逻辑主义历史主义新历史主义后现代思潮;从石里克、卡尔纳普波普库恩、费耶阿本德、拉卡托斯劳丹、夏佩尔这一连串如雷贯耳、耳熟能详的“主义”与名字中,我们确实感到了我国科技史研究的滞后。于是乎,我国著名的科学史家刘钝先生提出了新世纪科学技术史研究的“再建制化”问题,按笔者的理解:“再建制化”问题除了是科技史研究机制的继续提高与完善之外,更应该是科技史研究方法的再建制。

事实证明,作为一门连接文理学科的跨学科研究——科技史研究,在经历了目前萦绕于科技史研究界的那种“目前中国科技史似乎没有什么可以再搞”的梦魇之后,我们的研究视野、研究领域必须跨出内史的门槛,走向与科技史密切关联的社会政治史、经济史、文化史、思想史等等一切相关的领域,从而探讨它们之间的直接或间接关系,寻找自己更大的生存空间与发展领域,并借鉴其他学科的研究方法,如人类学、民俗学的研究方法,拓展自己的研究视野,开创新的研究思路,走向与外史研究相结合之路、走向外史的研究之路,这也许是目前国内科技史研究也包括冶金史研究在内的研究方法“再建制化”的发展方向。

目前国内冶金史研究的学术论文,还大都遵循“矿冶遗址考察、抽取样品一实验分析一文献印证一得出结论”之研究范式[从严格意义上来说,这只是冶金考古(archaeometallurgy)的研究范畴,而非严格意义上的冶金史(history of metallurgy)研究],不能否认,这种实证性的研究方法曾为国内冶金史研究的进步起了重大的推进作用,并取得了一系列重大的研究成果,而且受到了国际冶金史研究同行学人的高度赞誉。然而,作为对人类文明三大标志之一的冶金技术的研究却抛开与之密切相关的社会政治、经济、文化等外因因素而进行纯冶金内史的研究,视野确系过于狭窄。因为科技史本身发展的历程表明:任何一项科技的发展并不是孤立的,它与社会的经济发展、政治变革、文化思想等密切关联。因此,今后开展冶金史与社会经济、政治、文化之间的关系的研究以及其他一些目前还没有涉及或很少涉及的研究,或许是其在新世纪取得更大研究成果的研究新领域。

笔者认为,今后国内的冶金史研究除继续从事所谓的内史研究之外(这种内史性的研究是不可或缺的,因为随着国内科技考古遗址的逐年发掘、新的矿冶遗址或者新的冶金文物的出土,都需对它进行内史性的研究与考证),还可以而且是必须从以下一些方面进行研究:

1.中国古代冶金史与中国古代文明的关系冶金技术的发明作为人类文明出现的三大标志之一(其他两项标志分别是文字的发明与城市的出现),它在促进中国古代文明历史的进程中起着非常重要的作用。在某种程度上甚至可以这样说:中华民族的文明史其实也是一部冶金技术不断迭进的历史。从早期的铜、铁、锡、铅等的冶炼而造就的中国古代辉煌灿烂的青铜器文明到今天现代化的钢铁冶炼而形成的钢铁文明等,一直渗透着中华民族的智慧与聪明才智。在此期间,中华民族冶金技术的许多次世界领先,充分体现了中华民族在这一领域的独步天下的豪气。因此,通过冶金史的研究,有利于使人们更好地理解中国古代文明史的形成、发展与兴盛的历史进程。

2.冶金史与各个朝代的社会生产力之关系

人类从最初的刀耕火种发展到青铜农具特别是铁制农具,大大地促进了社会生产力的发展,因为这不仅使国家富强、人民生活富足,而且也大大地提高了人类认识自然、改造自然的本领。与此同时,社会生产力的发展,反过来又促进了冶金技术的发展,所以冶金技术与社会生产力之间的关系是密不可分的,两者互相促进、互相发展。因此,如果割裂这种联系而只是单纯地研究各个朝代的冶金技术的发展情况,确实有一种历史的单薄感。

3.冶金技术思想(史)研究

中国是一个拥有浓厚哲学思维与历史文化积淀的国度,一部中国文明史,其实也是一部中国思想史。作为时代中人,不论之于达官贵人抑或是从事被称为“雕虫小技”的如从事冶金技术操作的卒与徒,都不能不受到社会思潮或思想的浸淫,而这种影响的结果,便是体现于他们劳动产品或技术产品中的各种各样的技艺或工艺。例如常见于商代中晚期及西周早中期青铜器上的饕餮与夔龙纹饰,这一方面给人以威严恐怖之感,另一方面又仿佛是沟通人神的化身,含有巨大的原始宗教力量,体现出超越现世间的权威神力的观念,但春秋中期以后,青铜器的纹饰从那些威震一时的饕餮、夔龙等种种神灵,已经变成了人兽搏斗、武士刺虎、妇女采桑、弋射飞雁等形象,充分反映了人与自然界的题材开始大量涌现,这其实表明了人的价值开始被认识,社会生活的内涵成为青铜器纹饰的一个重要母题。这种变化,其实体现了中国古代从以神为中心到以人为中心的价值思想观念的变化。此外,中国古代的“五行说”、“阴阳说”、道教、宋明理学等等传统思潮都曾对中国的冶金技术有着深厚的影响。例如灌钢技术的发明,就与中国古代“和”的哲学思想有着密切的关系。《天工开物·五金·铁》记载:“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟。生熟相和,炼成则钢。”在这里,作者用“生熟相和,炼成则钢”这一简洁有力的语言,不仅是对这种灌钢工艺所作的生动描述,同时也是用“和”的哲学思想对冶炼技术所作的精辟总结。推究其原因,就在于人们通晓了生铁与熟铁的各自属性,同时又受到“和”这种哲学思想的影响,因此通过多年的亲身实践后,发明了“灌钢”这一工艺技术,这对中国古代冶金技术产生了重要的影响。

4.冶金史与社会政治之关系

综观中国古代冶金史的发展历程,冶金史也像其他事物的发展一样,有高潮也有其低迷的时期。这其中与历朝历代的政治制度及其所推行的政治意识形态有着不可分割的联系。宋代的矿冶业之所以如此发达,这就得益于宋朝政府对矿冶业的重视的国家政策,例如宋政府对矿冶业的鼓励开发的告发政策、矿产品的售卖政策以及对矿冶业的管理政策等,都为宋代矿冶业的兴隆提供了政治上的保障;但在清末,由于清政府政治上的腐败、矿冶管理政策的失误以及当时国外近现代冶金技术的引进等原因,导致了中国冶金技术在清末的逐渐衰弱与萎缩。

5.中外冶金技术交流史研究

正如任何事物的发展与其同类其他事物的发展存在着密切的交流与联系一样,中国的冶金技术也必然与国外的冶金技术存在着一定程度的交流。不论是驼铃声声的塞上古道之丝绸之路,还是碧波荡漾的海上丝绸之路,都曾带去了中国古代的冶金技术,同时也捎回了国外先进的冶金技术。科技交流史研究表明:中国古代同阿拉伯国家、日本、朝鲜、越南等周边国家确实存在着冶金技术的交流。例如梅建军教授认为:由砷铜的存在及铜器的特征,可以初步肯定,甘青地区在齐家和四坝文化阶段同新疆及欧亚草原地带存在文化上的联系及相互影响。所以进行这方面的研究可以丰富我们的视野,同时也可以澄清中国古代冶金技术的起源问题。

6.多学科多视野的综合研究之路

因为科技史本身就是一个边缘性、交叉性的学科,这也就决定了对它的研究必须采取多学科多视野的综合研究,而“冶金史的研究涉及到采矿、冶金、材料、历史、考古等多学科的知识和物理及化学组成分析研究手段与方法,因此这不仅要求冶金史研究者本身要不断学习,扩大知识面,改进知识结构,同时多学科的结合,更是开展冶金史研究的重要途径”。在现阶段,冶金史研究与考古或者说是科技考古结合得较为紧密,依靠这种结合,冶金史研究取得了一系列较为重要的研究成果。例如对古代铜镜表面“黑漆古”生成原因和机理的研究成果便是其中典型的一例。其实,从更广泛的学科综合来看,冶金史研究还可以与其他学科进行结合,即除了传统的“矿冶遗址实地考察一实验分析一文献考证一结论”的研究思路之外,我们还必须吸收或借鉴其他学科的优势方法,例如人类学、文化学、民俗学等方法,融冶金史的文化价值及社会价值之综合取向,从而拓展我们的研究领域与研究空间。例如从民俗学的角度研究冶金史就是一个非常新颖且充满生机的研究领域。在此方面,对西南民族地区的铜鼓研究就是一个充满生机的研究领域,但目前对铜鼓的研究,也还处于铜鼓制造技术、铜鼓金属成分分析等方面,从民俗学的视野进行研究尚待来日。

7.对国外冶金技术进行研究

由于语言的限制、文献的不足以及金属器物的缺乏等原因,目前国内冶金史的研究几乎没有涉及对国外冶金技术的相关研究,然而在国外,却有相当一批冶金史研究者对中国古代冶金技术进行研究,这除了与中国古代的金属器物流失海外而给国外的研究者提供了实物考证之便之外,还同他们有着充足的研究经费密切相关。所以,目前国内冶金史研究的这种现状,也就决定了国内的冶金史研究者很难与国际同行进行高水平、全方位的对话与交流,这种状况其实也是国内目前整个科技史研究的窘境。

8.对近现代的冶金技术进行研究

“厚古薄今”是中国科技史研究的一贯传统,也是其研究特点,所以中国科技史研究的“国家队”——中国科学院自然科学史研究所近几年来力倡对中国近现代科技史进行研究。例如从2000年底开展了“中国近现代科技发展综合研究”,其研究成果已以《中国近现代科学技术史丛书》的面目出现,但其中缺失中国近现代冶金史研究这一环节,因此作为冶金史研究者,应该义不容辞地承担这一历史性任务,从而补上这一缺失的环节。

9.对冶金史研究的理论与方法进行研究,即冶金史基础理论的研究或冶金史元研究。从而建立起冶金史研究的理论框架