《冶金行业冶金工程专业实验指导书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冶金行业冶金工程专业实验指导书（109页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、（冶金行业）冶金工程专业实验指导书目录1 高温综合实验51.1实验目的51.2实验设备51.3实验内容及步骤51.3.1了解电阻丝炉的结构51.3.2电阻丝炉的设计71.3.3电阻炉的制作101.3.4温度的测量121.3.5铜液定氧141.4实验报告161.5 作业162物相综合研究172.1实验的目172.2实验设备及原理172.2.1金相显微镜结构和物相分析原理172.2.2岩相显微镜构造及物相分析原理192.2.3扫描电子显微镜212.2.4 X射线衍射物相分析212.3实验内容及步骤232.3.1钢中非金属夹杂物的金相鉴定232.3.2炉渣和烧结矿的矿相分析242.3.3利用扫描电镜
2、和能谱仪对钢中夹杂物和矿相进行分析及测定262.4实验报告要求262.5思考题及作业273 铁矿石冶金性能综合实验293.1实验目的293.2实验内容293.3实验设备及操作293.3.1铁矿石900间接还原性能RI检测实验293.3.2 铁矿石500低温还原粉化性能RDI检测实验313.3.3球团矿900还原膨胀RSI性能检测实验323.3.4块矿热裂性能检测实验323.3.5铁矿石荷重还原软化温度测定实验333.3.6焦炭反应性及反应后强度343.4附：气体的制备与净化353.5 铁矿石冶金性能实验报告要求364 熔点粘度测定实验374.1 实验目的374.2 实验内容374.2.1炉渣熔
3、化温度的测定374.2.2 熔体粘度测定394.3设备与操作414.4实验报告要求434.5思考题435 冶金过程水模拟445.1实验目的445.2实验基本原理445.2.1相似准数分析455.2.2实验参数确定465.3实验装置465.4实验方法475.5流场显示技术475.6实验优化准则及实验方案475.6.1实验优化准则475.6.2实验方案495.7实验步骤505.7.1测量仪器准备505.7.2实验设备准备和数据采集505.7.3数据处理515.8实验报告要求516 冶金过程数值模拟526.1实验目的526.2实验原理及设备526.3实验内容及步骤536.4实验报告557 粉体综合性
4、能实验567.1实验目的567.2 实验内容567.2.1煤的可磨性指数测定方法（哈德格罗夫法）567.2.2煤粉的爆炸性测定577.2.3煤炭着火点的测定587.2.4粉体的粒度分析597.2.5 粉体流动性指数及喷流性指数测定607.3 实验报告677.4 思考题678 电化学综合实验688.1实验目的688.2实验原理和设备688.3实验步骤698.4实验报告708.5思考题709 差热分析719.1实验目的719.2实验原理和设备719.2.1 实验原理719.2.2 实验设备739.3 实验内容739.4实验步骤749.5实验报告749.6 思考题7410高炉气体力学电模拟试验751
5、0.1实验目的7510.2实验原理及设备7510.3实验步骤7710.4实验报告要求7911 有色金属电解综合实验8011.1实验目的8011.2实验内容8011.2.1 铝电解实验8011.2.2 锌的电极电位测定8211.2.3硫酸锌溶液电沉积8311.3实验报告要求8612 X射线衍射分析实验8712.1 实验目的8712.2 实验原理及设备8712.3 实验步骤8712.4实验报告8812.5思考题8913炼钢工艺实验9013.1实验目的9013.2实验原理9013.3实验装置和实验步骤9113.4实验报告要求9213.5实验中要注意的问题9213.6思考题9314 扫描电镜物相分析9
6、414.1实验目的9414.2扫描电镜的构造和工作原理9414.3实验内容9414.4实验步骤9414.5实验报告要求941高温综合实验【实验性质】综合性实验；学时：41.1实验目的在冶金和冶金物理化学实验研究中，许多工作多是在高温条件下进行的，掌握获得高温的基本知识及其测量方法是十分重要的。另外，实验中有时也需要自己制作高温设备，因此，要求我们要有一定的动手能力。本实验综合了冶金、有色等学科的知识，实验目的如下：（1） 了解高温炉的结构、电热体、加热原理；（2） 了解热电偶的测温原理、测温方法、高温炉恒温带的测量；（3） 了解气体净化方法和原理、高温炉内气氛控制的方法；（4） 了解固体电解质
7、定氧电池的工作原理；（5） 定氧探头的制作、铜液定氧的方法、定氧数据的处理计算；（6） 提高学生的动手能力、综合运用知识的能力。1.2实验设备一般称获得高温的设备叫高温炉，现在试验使用高温炉的能源几乎多是电能。所以又称电炉，根据加热方式的不同，又分为电阻炉、电弧炉、电子束炉等等。其中用得比较多的是电阻炉。在电阻炉中又分为管式炉、坩埚炉、马拂炉等。而我们多用管式炉，它应满足我们的要求，足够高的温度，合适的温度分布，炉温容易控制和测量，炉体结构简单容易制作，炉膛容易密封和控制气氛的调整。有了高温炉，可以做定氧实验，测量铜液中氧的含量，分析铜样品质。在本实验中要用到如下设备：（1） SIC电热体高温
8、炉；（2） PtRh10-Pt单铂铑热电偶，热电偶保护管，数字毫伏表；（3） 氩气脱水、脱除CO2用干燥瓶，氩气脱氧用管式炉：（4） 固体电解质锆管、Mo/MoO粉、Mo丝导线高温水泥、烘箱、坩埚、氧电势毫伏记录仪；1.3实验内容及步骤1.3.1了解电阻丝炉的结构管式炉分立式和卧式，但结构基本一致。如图1-1所示图1-1管式炉炉体结构它主要由电热体和绝热材料两部分组成，电热体是用来将电能转换成热能，绝热材料起保温作用。使炉膛达到要求的温度并有合适的温度分布，此外，炉体还包括炉管、炉架、炉壳、接线柱等。炉管用于放置试料，炉壳内容纳绝缘材料，炉架支撑炉体，接线柱用接通电源和电热体连接。电阻炉是一个
9、将电能转换成热能的装置，当电流I流过电阻R的导体时，经过时间t便可产生热量Q：Q=0.24I2Rt(cal)(1-1)可见通过控制I、R、t、即可达到控制发热体的目的。为此就要合理地选用电热体，另一方面，即使电热体能发出足够的热量，电炉能否达到足够高温，这很大程度上取决于电炉的散热情况。实际上，电炉的温度取决于炉子的供热和散热。因此炉子的保温能力非常重要，采用保温材料，减少热量损失是必要的措施。电热体一般分为金属和非金属两大类。在金属电热体中常用的有铁铬铝合金和镍铬合金、铂-铑、钼、钨、钽电热体。非金属的有石墨电热体和碳化硅电热体。（1）铁铬铝合金电热体目前国产的有三种牌号：Cr25Al5、C
10、r17Al5、Cr13Al4,其合金性能见表1-1，他们适用于1000-1300的温度范围内，。他们抗氧化、易加工、电阻大，电阻温度系数小，价格低廉。在高温下能生成Cr2O3的致密的氧化膜，阻止空气对合金的进一步氧化，但不宜再还原气氛中使用，还应尽量避免与碳、酸性介质、水玻璃、石棉及有色金属等接触，以免破坏保护膜。这种电热体的主要缺点是高温强度低，经高温后丝由于晶粒长大而变脆。（2）镍铬合金电热体这类合金电热体适用于1000以下的温度，其型号为Cr20Ni80、Cr15Ni60，其性能见表1-1。此种材料易加工、有较高的电阻率和抗氧化性，在高温下能生成Cr2O3或NiCr4氧化膜，但不宜再还原
11、气氛中使用。Ni-Cr合金经高温使用后，只要没有过烧仍然很柔软。表1-1：Ni-Cr,Fe-Cr-Al合金性能合金种类成份wtCr成份wtAl成份wtNi成份wtFe比重20电阻系数/m熔点电阻温度系数1/导热系数KJ/m.h热膨胀系数1/最高使用温度常温加工性能Cr25Al523-274.5-6.5余量7.11.451500(3-4)*10-560.2515*10-61200裂纹Cr17Al516-194-6余量7.21.315006*10-560.2515.6*10-61000裂纹Cr13Al413-153.5-5.5余量7.41.26145015*10-560.2516.5*10-685
12、0裂纹Cr20Ni8020-2375-78余量8.41.1114008.5*10-560.2514*10-61100良好Cr15Ni6015-1855-61余量8.151.1139014*10-545.1913*10-61000良好（3）耐火材料和保温材料为了获得稳定的高温必须具备两个条件，一是要有电热体即热源，二是包围电热体以防热量向外散失的绝缘体。耐火材料：在高温炉中，炉膛适用耐火材料作的，对耐火材料的要求是;耐火度高、结构致密、高温条件下强度好、无明显挥发、不与炉内工作气体发生反应。表1-2列出了实验室常用的耐火材料主要物理性能。刚玉管和碳化硅管是我们常用的。保温材料：为了减少热损失和增
13、加炉温的稳定性，常常在炉壳内填入保温材料，他们必须是具有导温系数小、气孔率大、具有一定的耐火度。按温度使用可分为高温大于1200，900-1000，低于900三大类，有关材料见表1-3。高温保温材料常用的有轻质粘土砖（1150-1400），轻质硅砖不大于（1500），轻质高铝转不大于（1350）。中温的保温材料常用的有轻质珍珠岩和蛭石。低温保温材料有石棉、矿渣棉等，石棉是很普通的隔热材料，其化学成分为含水硅酸镁，矿渣棉是将冶金熔渣用高压蒸汽吹成纤维状在空气中迅速冷却而得到的人造矿物纤维，现在最好的保温材料是一种高铝纤维棉，它质轻柔软似棉花，保温箱能很好。表1-2：实验室常用耐火材料材料名称耐火
14、度荷重软化点(2Kg/cm2)使用温度体积密度(g/cm3)主要用途石墨制品300020001.6高温电阻炉耐温部件硅砖1690-17101620-16501000-16301-9电阻炉炉膛内层耐火黏土砖1610-17301250-140014001.8-2.2电阻炉炉底用砖高铝砖1750-17901400-15501650-16702-3.2电阻炉炉膛内层刚玉制品20001240-18501600-16702.96-3.10高温电阻炉耐火部件镁砖20001470-15201650-16702.5-2.9电阻炉炉膛内层轻质粘土砖1670-171012001200-14000.4-1.3电阻炉炉膛内层硅藻土砖1280900-9500.45-0.65表1-3实验室常用保温材料性能材料名称容量(Kg/m3)最高使用温度主要用途硅藻土砖、管、板50050900电阻炉保护层膨胀蛭石100-3001000电阻炉保温层填料石棉板1150600电阻炉炉底、炉壳、顶等，密封材料矿渣棉
