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isbn号码:9787508302874

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• 电气工程
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• 汽轮机
• 发电机
• 自动化控制
• 能源

《冶金工程基础》 内容概要 本书系统地阐述了现代冶金工程领域的核心理论、工艺流程与工程应用，旨在为从事金属材料研发、生产、检验及相关领域工作的工程师、技术人员以及高等院校相关专业的学生提供一本全面而深入的参考资料。全书结构严谨，内容涵盖面广，既有宏观的工程概览，也有微观的机理分析，力求在理论深度与工程实践之间取得平衡。 第一部分：冶金工程概论与基础理论 第一章 冶金工程概述 本章首先界定了冶金学的概念及其在现代工业体系中的战略地位，追溯了冶金技术从古代到现代的发展历程，重点分析了20世纪以来冶金技术对社会进步产生的关键影响。随后，详细介绍了冶金工程的学科范畴，包括黑色冶金、有色冶金和特种金属冶金三大分支。本章特别强调了绿色冶金和可持续发展理念在当前冶金工业中的重要性，探讨了能源效率、资源循环利用及污染物控制等关键议题。最后，对冶金生产的典型流程进行了宏观布局介绍，为后续章节的学习打下基础。 第二章 冶金热力学基础 本章深入探讨了指导冶金过程的物理化学原理。内容从基础的热力学定律（如吉布斯-亥姆霍兹方程、熵增原理）出发，聚焦于冶金反应的驱动力——吉布斯自由能。详细阐述了化学势的概念及其在多相平衡体系中的应用，如溶液热力学中活度系数的计算与修正。重点分析了氧化还原反应的热力学基础，包括歧化反应、副反应的发生倾向判断。此外，本章还涵盖了溶液热力学中的正则溶液模型、随机模型，以及在高温体系中，如炉渣、熔盐体系中的热力学行为分析，为理解和优化冶金反应提供了必要的理论工具。对活度图（如Ellingham图）的解读和应用进行了详尽的步骤指导。 第三章 冶金动力学原理 本章专注于控制冶金反应速率的因素。从反应动力学的基本概念入手，如反应速率常数、反应级数和表观活化能的测定。重点分析了冶金过程中的传质现象，包括扩散（Fick定律）、对流和相间传质阻力。详细讨论了气-固、气-液、液-液以及固-固界面反应的动力学模型，如无扩散控制模型和扩散控制模型。针对工业生产中常见的传热问题，本章也阐述了热量传递的机制及其在炉体设计中的考量。结合工业实例，解析了搅拌、温度梯度、表面积等对反应速率的实际影响，强调了动力学研究在提高反应效率和设备产能中的核心作用。 第四章 冶金相图与晶体结构 本章系统梳理了冶金反应中至关重要的相图知识。从单组元、二元、三元相图的绘制与解读入手，详细解释了平衡结晶、固溶体形成、共晶、共析反应的原理。特别关注了合金体系中固溶区、化合物相的形成条件。随后，过渡到材料的微观结构——晶体结构，介绍了体心立方、面心立方等基本晶格结构，以及缺陷理论在冶金学中的应用，包括点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）对材料性能的影响机制。 第二部分：冶炼工艺与设备 第五章 选矿与原料准备 本章着眼于冶金原料的预处理。详细介绍了矿石的性质、类型及分选的目的。系统论述了常见的选矿方法，包括破碎与磨矿过程的设备选择与能耗控制；浮选原理、药剂选择与工艺流程优化；磁选与重选（跳汰、摇床）的应用条件与操作要点。强调了精矿品位与回收率之间的平衡关系，并讨论了尾矿处理与资源化利用的技术方案。 第六章 黑色冶金：钢铁生产 本章聚焦于现代钢铁工业的核心流程。首先概述了铁矿石的还原冶金学，详细介绍了高炉炼铁的原理、操作控制要点（如风温、料柱透气性、矿石的还原性等级）。随后，深入探讨了转炉炼钢（氧气顶吹法）的吹炼过程，包括脱碳、脱磷、脱硫的化学机理与渣系设计。对电炉炼钢，特别是钢水的精炼技术（如真空处理、LF精炼）进行了重点阐述，分析了钢中非金属夹杂物的控制技术，以及连铸工艺对钢材性能的决定性影响。 第七章 有色金属冶炼 本章系统介绍了铜、铝、铅、锌等主要有色金属的冶炼工艺。 铜冶金： 重点介绍火法冶金中的硫化铜矿熔炼（烟化过程、转炉吹炼）与湿法冶金（浸出、萃取、电积）的工艺选择。 铝冶金： 深入剖析拜耳法提纯铝土矿和霍尔-埃鲁电解法制铝的电化学原理、氟盐电解质的优化及阳极消耗问题。 铅锌冶金： 对硫化铅锌矿的焙烧、冶炼（如氧气底吹法、侧吹法）和金属回收过程进行分析，并探讨了副产品（如铟、镉）的综合回收技术。 第八章 冶金反应设备原理 本章侧重于冶金生产中关键反应设备的工程设计与操作。详细分析了各种类型的高炉、反射炉、回转窑、流化床反应器的工作特性。重点讨论了炉衬材料的选择与寿命管理，炉内传热与传质的数值模拟方法。针对高温过程，阐述了燃烧技术、蓄热室设计以及气体净化与余热回收系统在节能降耗中的作用。 第三部分：冶金过程的控制与优化 第九章 冶金过程的传热与传质控制 本章将热力学与动力学知识应用于工程实践。通过建立传热模型（如导热、对流、辐射）来预测炉内温度分布。在传质方面，重点分析了气液、液液界面反应中的边界层理论和有效传质系数的确定，指导反应器（如喷射塔、鼓泡塔）的设计。此外，还探讨了冶金过程中的反应器优化，如提高搅拌强度、优化喷嘴设计以增强气液接触效率。 第十章 炉渣与炉气处理 炉渣在冶金中扮演着熔剂、反应介质和炉衬保护层等多重角色。本章详细分析了炉渣的物理化学性质，如粘度、表面张力、导电性及对氧化物和硫的溶解能力。着重介绍了渣氧化还原电位（OERP）的概念及其在钢液精炼中的调控。同时，全面覆盖了冶金烟气净化技术，包括布袋除尘、湿法脱硫、急冷技术，以及重金属和二噁英的吸附去除工艺。 第十一章 冶金过程的自动化与优化 本章探讨了现代冶金生产的智能化趋势。介绍了过程控制的基本原理，如PID控制、模型预测控制（MPC）在温度、成分和流量控制中的应用。重点分析了先进的过程监测技术，如光学测温、在线光谱分析（如LIBS）在实时成分分析中的优势。讨论了如何利用数据挖掘和人工智能技术对海量生产数据进行分析，以实现能耗优化、收得率提升和产品质量的稳定控制。 总结 《冶金工程基础》力求全面覆盖冶金工程的理论基石与核心工艺。通过对热力学、动力学、相平衡的深入解析，结合高炉炼铁、转炉炼钢、有色金属提取等关键工业流程的详细描述，为读者提供了一套完整的工程知识体系。本书强调工程应用和过程控制，是从事冶金行业技术工作者不可或缺的专业工具书。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面那种深沉的墨绿色，配上烫金的书名字体，散发出一种老派但又充满力量感的工业美学。内页的纸张质感摸上去非常舒服，那种略带粗糙但又韧性十足的感觉，让人联想到老式工厂里厚重的机械部件。我特别喜欢它在排版上的用心，文字与图表的留白处理得当，既保证了阅读的舒适度，又在需要聚焦复杂流程图时，提供了清晰的视觉引导。比如，讲解涡轮机内部结构的那几页插图，细节的描绘简直可以用“毫米级”来形容，每一根叶片的角度、每一个密封件的结构都交代得清清楚楚。这不仅仅是一本教科书，更像是一件精心制作的工艺品。我翻阅时，常常会不自觉地沉浸在这种实体书带来的触感和视觉享受中，这在充斥着电子屏幕的时代，是一种难得的体验。它散发出的那种沉甸甸的重量感，仿佛承载着几十年电力工业的厚重历史和严谨精神，让人对即将展开的内容充满了期待和敬畏。

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这本书的深度和广度，超出了我最初的预期。它不仅仅停留在基础的热力学和流体力学层面，更深入到了现代发电技术的前沿动态。我特别欣赏它对不同类型发电机组在不同工况下的性能对比分析。比如，关于燃气轮机联合循环与传统火力发电在灵活性和启停速度上的差异，作者不仅给出了详尽的数据对比，还结合了当前全球能源结构转型的宏观背景进行了深入的剖析，这使得这本书不仅仅是一本技术手册，更具备了行业前瞻性。阅读这些章节时，我仿佛置身于一个高级技术研讨会现场，听着专家们对未来电网稳定性和效率提升的辩论。书中的图表绘制得极为精细，那些描述负荷变化曲线和污染物排放趋势的图示，专业性极强，每一个坐标轴的刻度和标记都精确无误，体现了作者在数据处理上的严谨态度，远非一般概述性的书籍可比。

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阅读过程中，我感受到了作者对工程实践中“不确定性”的深刻理解和尊重。很多技术书籍倾向于描述理想状态下的完美运行，但这本书却花了不少篇幅讨论设备老化、材料疲劳、以及突发故障的处理预案。那些关于锅炉水垢清理的经验之谈、汽轮机转子动平衡调整的现场技巧，都透露着一种“从一线摸爬滚打出来”的真实感。例如，书中详细描述了在高湿或高海拔地区，如何根据环境参数修正燃料的燃烧配比以维持最优燃烧效率，这些细节在教科书中是极少被提及的。这种对真实世界中各种“限制条件”的坦诚，让读者明白，理论的完美终究要服从于现场的复杂性。它教会我的不仅是如何设计一个系统，更是如何去维护一个在各种压力和磨损下依然要稳定运行的庞大机器，这是一种宝贵的、实践性的智慧传承。

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这本书的结构组织逻辑极其严谨，像是一套精密仪器的装配说明书，层层递进，环环相扣。从最基础的能量转换原理开始，逐步过渡到关键设备（如锅炉、汽机、凝汽器）的详细构造，再到整个电厂热力系统的集成与控制，每部分内容都像是为下一部分做好了充分的铺垫。这种编排方式极大地提高了我的学习效率，我可以清晰地看到各个子系统是如何协同工作，共同完成“将燃料的化学能高效转化为电能”这一终极目标的。我发现，当读完关于给水系统的那一章后，再回过头去看汽水循环的图示，之前那些复杂的管路走向和压力梯度变化，一下子就变得清晰明了，所有的概念都串联起来了。这种教科书级别的、无懈可击的结构设计，使得全书的知识体系非常稳固，让人在学习过程中始终保持一种掌控感，不会迷失在海量的信息流中。

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我拿到这本书时，原本以为会是一本晦涩难懂、充斥着冗长公式的理论堆砌之作，但实际阅读体验却大相径庭，它展现了一种罕见的、对复杂概念的“平易近人”的讲解能力。作者显然深谙如何将抽象的物理定律转化为实际可操作的工程思维。举例来说，对于热力循环效率的推导部分，它没有直接抛出那个经典的卡诺效率公式，而是通过一系列生动的、类比日常生活的例子，一步步引导读者理解能量的输入、转化和损失，那种逻辑链条的构建，非常顺畅自然。我过去在其他资料中遇到的那些让人望而却步的数学模型，在这里都被拆解成了几个易于理解的小模块，并且配上了大量的工程实例来佐证，让人感觉不是在死记硬背公式，而是在学习如何像一个资深工程师那样思考问题。这种“润物细无声”的教学方式，极大地降低了入门的门槛，让非科班出身的读者也能窥见电力系统运行的核心奥秘。

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