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《现代冶金工程基础》 作者： 王志强，李明德 出版社： 机械工业出版社 出版年份： 2022年 字数： 约55万字 --- 图书简介 《现代冶金工程基础》是一本全面、深入、系统介绍现代冶金工业核心理论、关键技术与工程实践的专业教材与参考手册。本书旨在为冶金工程、材料科学、化学工程等相关专业的本科生、研究生以及从事冶金行业的设计、生产和研发的工程师提供坚实的理论支撑和实用的技术指导。 全书内容紧密围绕“高效、环保、智能化”的现代冶金发展趋势展开，结构严谨，逻辑清晰，图文并茂，力求在理论深度与工程实用性之间取得完美的平衡。 第一部分：冶金热力学与动力学基础（约占全书25%） 本部分是理解和优化冶金过程的理论基石。 第一章 冶金过程中的热力学原理： 深入探讨了吉布斯自由能、化学位在多相平衡中的应用。详细阐述了金属氧化物、硫化物、氮化物的生成热力学数据，重点分析了高温化学反应的平衡常数和相图的绘制与解读，特别是对复杂多组分体系（如炉渣-金属体系）的化学势图进行详尽的讲解，为后续的反应过程控制奠定理论基础。 第二章 冶金反应动力学： 详细介绍了化学反应动力学、扩散动力学以及相界面反应动力学。内容涵盖了反应速率方程的建立、活化能的测定，以及扩散在冶金过程中的重要性，如在传质控制的还原反应和精炼过程中的应用。特别关注了表面吸附与脱附现象在催化还原和快速反应中的作用机制。 第三章 炉渣化学与界面现象： 系统梳理了炉渣的结构理论（如离子理论、聚合度理论），重点分析了炉渣的粘度、表面张力、导电性等物理化学性质。深入讨论了渣-金属界面传质过程，以及界面张力对夹杂物上浮和脱硫、脱磷效率的影响。 第二部分：金属的制备与提取工程（约占全书40%） 本部分聚焦于金属从矿石到粗金属的转化过程，涵盖了湿法冶金和火法冶金的核心技术。 第四章 矿物加工与原料准备： 简要回顾了选矿的基本原理，重点在于冶金原料的预处理，包括烧结、球团的制备及其对后续冶金反应的影响。分析了不同预处理方法对能耗和污染物排放的控制效果。 第五章 火法冶金原理与设备： 详细介绍了氧化、还原、熔炼等基本单元操作。重点解析了世界主流的冶炼工艺，如： 氧化熔炼： 以铜、镍的硫化矿氧化熔炼为例，讨论了鼓泡、喷射等强化传质技术。 还原冶金： 深入分析了直接还原（如氢气/CO还原）的反应动力学和反应器设计，并对比了间接还原的优劣。 第六章 湿法冶金与电化学分离： 全面覆盖了浸出、溶剂萃取、离子交换和电积/电解提纯等湿法冶金核心单元。在溶剂萃取部分，详细阐述了萃取剂的选择、萃取机理、反萃取工艺优化，并结合实例分析了稀有金属（如锂、钴、稀土）的回收技术。电化学章节重点讲解了电沉积过程的极化现象、电流效率的提高途径以及现代电解槽的设计。 第七章 黑色金属冶金关键技术： 专门针对钢铁工业，系统介绍了高炉炼铁的理论基础、操作控制和能耗优化，以及转炉和电炉炼钢过程中的脱氧、脱硫、控碳技术。特别增设了关于高炉煤气回收与利用的先进技术。 第三部分：金属的精炼与成型（约占全书30%） 本部分关注如何将粗金属转化为高性能、符合规格的成品。 第八章 钢水精炼与真空技术： 深入探讨了钢水在炉外精炼过程中的强化脱氧（如铝脱氧、钙处理）和脱硫机制。重点解析了真空处理技术（VD/VOD）对去除氢、氮等气体杂质的有效性，以及真空冶金对特种钢性能的提升作用。 第九章 连铸与凝固原理： 详细阐述了金属液在连铸过程中的流动、传热和凝固动力学。着重分析了凝固过程中产生的宏观偏析、晶粒结构控制（如抑制中心偏析）以及铸坯表面质量控制的关键参数。 第十-十一章 塑性加工基础与热处理： 概述了金属变形过程中的本构关系、流变学基础以及轧制、锻造等主要塑性加工工艺。热处理部分系统介绍了退火、正火、淬火、回火等工艺对材料微观结构和力学性能的影响机制。 第四部分：冶金过程的优化与绿色制造（约占全书15%） 本部分面向未来冶金工业的发展方向。 第十二章 冶金过程的数值模拟与过程控制： 介绍了计算流体力学（CFD）在反应器（如熔池、转炉）内的流场和传热模拟中的应用，以及有限元方法（FEM）在金属塑性变形中的应用。讨论了先进过程控制（APC）系统在实时优化反应条件方面的实践。 第十三章 冶金过程中的环境工程与资源循环： 详细分析了冶金过程中的主要污染物（粉尘、SOx、NOx、废水）的产生机理和控制技术。重点介绍了高温烟气处理技术、炉渣的资源化利用（如水泥、建材应用）以及难处理二次资源（如冶炼烟尘、废旧电池）的回收工艺流程。 附录： 常用冶金材料的物理化学常数表、工程常用单位换算表。 --- 本书特色： 1. 理论与实践结合紧密： 每章均附有大量的工程实例和案例分析，帮助读者将抽象的理论知识转化为实际的工艺指导。 2. 覆盖面广而深入： 既包含了传统冶金的经典理论，又充分涵盖了当前最前沿的非传统冶金、清洁冶金和智能制造技术。 3. 面向工程应用： 重点突出工程参数的控制和设备选型的依据，对工程设计人员极具参考价值。 4. 图表数据详实： 包含大量最新的相图、热力学数据图表和工艺流程图，便于读者查阅和对比。