冶金工程实验技术PDF电子书下载

1实验设计与数据处理 1

1.1冶金实验研究工作的程序和步骤 1

1.1.1实验研究工作程序 1

1.1.2冶金工艺试验工作的步骤 2

1.2实验设计程序 3

1.2.1实验设计 3

1.2.2实验安排 4

1.2.3方差分析及显著性实验 5

1.2.4选择最优条件 7

1.3实验数据采集 7

1.3.1数据采集系统的基本结构 7

1.3.2传感器 8

1.4实验数据处理 9

1.4.1实验误差 9

1.4.2有效数字和计算规则 14

1.4.3间接测量中的误差 16

1.4.4实验结果的图示 17

参考文献 20

2高温冶金实验 21

2.1高温实验炉 21

2.1.1电阻炉 21

2.1.2感应炉 24

2.1.3其他高温炉 26

2.2.1热电偶 28

2.2温度的测量和控制 28

2.2.2辐射温度计 32

2.2.3测温仪表 34

2.2.4电阻炉电源和炉温的控制 35

2.3高温实验用耐火材料 35

2.3.1纯氧化物耐火材料 35

2.3.2炉衬耐火材料和结合剂 36

2.3.3石墨和非氧化物耐火材料 37

2.3.4保温隔热耐火材料 38

2.3.5高温实验耐火材料的选用 38

2.4气氛控制和真空的获得 39

2.4.1气体的来源 39

2.4.2气体的净化 40

2.4.3气体流量的测定 41

2.4.4定组成混合气体的配制 43

2.4.5真空的获得和真空泵 44

2.4.6真空的测量 45

2.4.7真空材料与真空检漏 46

2.5冶金热力学研究方法 47

2.5.1冶金反应平衡及组元活度的测定 47

2.5.2固体电解质电池的原理和应用 55

2.6高温冶金反应动力学研究方法 64

2.6.1液－液反应动力学研究方法 64

2.6.2固－液反应动力学研究方法 68

2.6.3气－液反应动力学研究方法 71

2.6.4气－固反应动力学研究方法 73

2.7.1热电偶的检定 76

2.7高温冶金实验实例 76

2.7.2铁矿石间接还原实验 79

2.7.3铁矿粉烧结实验 82

2.7.4铁矿石荷重还原软化温度测定 86

2.7.5固体电解质浓差电池铜液定氧实验 89

2.7.6化学平衡法测定平衡常数和组元活度 92

2.7.7冶金反应级数和活化能的测定 97

参考文献 99

3有色金属冶金和电化学实验 101

3.1有色金属冶金实验技术 101

3.1.1火法冶金实验技术 101

3.1.2湿法冶金实验技术 103

3.1.3电化学冶金 105

3.1.4微生物冶金 106

3.2冶金电化学实验技术 106

3.2.1稳态和暂态 106

3.2.2稳态极化曲线的测量 107

3.2.3线性电位扫描技术——循环伏安法 108

3.2.4交流阻抗法 109

3.3有色金属冶金和电化学实验实例 112

3.3.1硫脲法浸金实验 112

3.3.2萃取分离实验 113

3.3.3硅热法炼镁实验 117

3.3.4铝电解实验 119

3.3.5恒电位法测定阳极极化曲线实验 121

参考文献 124

4冶金模拟实验 125

4.1冶金水模型实验 125

4.1.1模拟原理 125

4.1.2水模型模拟实验方法 126

4.2数学模拟 135

4.3冶金模拟实验实例 137

4.3.1连铸中间包水模型实验 137

4.3.2激光测速实验 140

4.3.3 温度场和流场数值模拟 142

4.3.4 电力线路监测 144

4.3.5 高炉气体力学电模拟实验 149

4.3.6钢液凝固模拟实验 154

参考文献 157

5冶金物相分析 158

5.1光学显微镜 158

5.1.1显微镜的光学性能 158

5.1.2金相显微镜结构和物相分析原理 159

5.1.3岩相显微镜构造及物相分析原理 160

5.2 X射线衍射分析 163

5.2.1布拉格定律 163

5.2.2粉末衍射仪 163

5.2.3样品制备与扫描测试 165

5.2.4 X射线物相分析 166

5.2.5点阵常数的精确测定 168

5.3电子显微分析 169

5.3.1透射电镜及主要性能指标 169

5.3.2透射电镜的图像衬度及电子衍射原理 170

5.3.3样品的制备方法 171

5.3.4微区成分分析 173

5.4冶金物相分析实验实例 175

5.4.1钢中非金属夹杂物的金相鉴定 175

5.4.2钢中夹杂物总量分析 180

5.4.3钢中大型夹杂物分析 183

5.4.4炉渣和烧结矿的矿相分析 187

5.4.5高温X射线衍射分析 192

参考文献 194

6冶金熔体和散状原料的物性检测 195

6.1熔渣性质 195

6.1.1熔渣的离子结构 195

6.1.2熔渣的性质 196

6.2物性检测实验实例 201

6.2.1炉渣熔化温度的测定 201

6.2.2熔体黏度的测定 204

6.2.3钢铁冶金散状物料性能的测定方法 209

6.2.4煤粉物性测定 214

6.2.5差热分析 218

6.2.6气泡最大压力法测定熔体（溶液）表面张力和密度 222

6.2.7坐滴法测定熔体表面张力、密度和接触角 226

6.2.8熔体密度的测定 231

6.2.9熔体电导率的测定 235

参考文献 237

7.1.1化学分析方法的分类 238

7.1化学成分分析 238

7化学成分和钢中气体分析 238

7.1.2定量分析过程 239

7.1.3化学分析法 240

7.1.4仪器分析法 241

7.2钢中气体分析 246

7.2.1钢中氮的化学分析法 246

7.2.2真空加热微压法测定钢中氢 247

7.2.3脉冲加热红外线法测定钢中氧 249

7.2.4气相色谱法测定钢中氮、氢、氧 250

7.3化学分析实例 252

7.3.1钢中硅含量的测定 252

7.3.2炉渣中总铁含量的测定 255

参考文献 257

8试样的采取和制备 258

8.1散状材料试样的制取 258

8.1.1矿物原材料试样的制取 258

8.1.2铁合金试样的制取 259

8.2钢铁样和炉渣试样的制取 259

8.2.1生铁样的制取 259

8.2.2钢样的制取 259

8.2.3炉渣试样的制取 260

8.3钢中气体分析和非金属夹杂物试样的制取 260

8.3.1钢中气体分析用试样的制取 260

8.3.2检验钢中非金属夹杂试样的采取与调制 261

8.4气体试样的采取 261

参考文献 262

9.1连铸坯表面温度的测量 263

9连铸坯检测 263

9.2连铸坯凝固末端的测量 266

9.2.1射钉法测量连铸坯凝固末端 266

9.2.2测定连铸坯鼓肚力法确定连铸坯凝固末端 267

9.3连铸坯表面质量的检测 268

9.3.1光学检测法 268

9.3.2涡流检测法 269

9.3.3着色探伤法 270

9.3.4磁粉探伤法 270

9.3.5 目视检查 271

9.4.2铸坯的超声波探伤 272

9.4连铸坯内部质量的检测 272

9.4.1铸坯的硫印检验 272

9.4.3射线探伤 274

9.5连铸坯检测实例 275

9.5.1铸坯宏观组织及缺陷 275

9.5.2低倍和凝固组织检验 278

参考文献 282

10燃烧实验 283

10.1燃烧计算 283

10.1.1空气需要量的计算 283

10.1.2燃烧产物的计算 285

10.1.3燃烧温度的计算 292

10.2.1数据采集系统 294

10.2燃烧实验设备 294

10.2.2燃烧炉装置 295

10.2.3气体分析仪 295

10.2.4供气系统 296

10.3燃烧实验实例 296

10.3.1火焰温度的测量 296

10.3.2固体燃料的燃烧试验 298

10.3.3喷油的燃烧试验 299

10.3.4气体燃料的燃烧试验 301

参考文献 308

11.1废水处理实验 309

11.1.1废水沉淀净化 309

11环保实验 309

11.1.2电泳表演及水的物理净化法 311

11.1.3混凝实验 312

11.1.4澄清实验A（澄清池模型实验） 315

11.1.5澄清实验B（斜管沉淀池模型实验） 317

11.1.6过滤实验 318

11.1.7水力旋流器实验 320

11.1.8臭氧脱色实验 321

11.2废气处理实验 325

11.2.1湿钙法烟气脱硫实验 325

11.2.2氮氧化物的碱液吸收实验 327

11.2.3静电除尘效率实验 330

11.2.4CO2吸收法净化气体实验 332

参考文献 335