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冶金反应工程结课论文

化学反应工程学正是研究流动、混合、传热、传质等宏观动力学因素对化学反应的影响

的学科。从本质上说，冶金工程是化学工程的一种，习惯上人们称冶金为高温化工。冶金反

应工程学是应用传输过程理论和冶金过程动力学等来研究冶金生产及其设备的合理设计、最

优操作、最优控制的工程理论和方法的学科，它是建立在现代工艺理论、现代测试技术和现

代计算技术基础上的正在发展的新学科。和反应器紧密结合。

传统开发途径：“实验室一一中间试验一一工业生产”

冶金反应工程的特点是在宏观动力学的基础上更多地考虑操作条件和反应器，主要内容

有：

①反应器内的基本现象；

②反应器的比拟放大设计；

③过程的最优化；

④反应器动态特性；

⑤冶金过程的数学、物理模拟。

中间试验曾被誉为工业化的摇篮。但在计算机广泛应用后，依据反应工程学的原理作数

学模拟实验，可以减少中间试验层次实现高倍数放大，甚至直按利用实验室资料设计反应器，

这就使得研制新工艺的速度大大加快，代价显著减少。

冶金反应工程学在冶金过程动力学和传输理论的基础上解析冶金过程的各种特性，寻求

过程中各主要参变量之间的相互关系，找出其数学表达式(数学模型)；根据各种假设和实验

条件，利用计算机解出各参变量之间的定量关系，借以确定最优的反应设备设计和工艺操作

参数，以达到操作自动控制的目的。

由物质转化的综合反应速度式，结合物料平衡、热量平衡及动量平衡建立的冶金过程数

学模型是冶金反应工程学的关键性问题。早在60年代，冶金过程数学模型的研究已开始进

行。1969年召开了第一次冶金过程数学模型国际会议。1973年召开了第一次钢铁冶金过程

数学模型国际会议。鞭岩和森山昭合写的第一本命名为《冶金反应工程学》的专著于1972年

问世，对钢铁冶金过程及其反应设备进行了较系统的分析。年赛凯伊()和西梅

1971J.Szekely

利斯所著的《冶金过程中的速率现象》和年孙()和沃兹沃斯

(N.J.Themelis)1979H.Y.Sohn(M.E.

Wadsworth)合写的《提取冶金过程的速率》二书，对火法及湿法冶金过程动力学作了较全面

的论述。这些专门著作对冶金反应工程学的建立发展起了促进的作用。中国冶金学家叶渚

沛在60年代初期就明确提出把传输现象的概念及计算机技术应用到冶金过程研究的建议。

70年代后期，中国冶金工作者开展了喷射冶金、高炉炼铁、真空脱气、连铸等方面的数学

模型工作，取得了一些成果。

在1957年第一次欧洲化学反应工程会议确认了化学反应工程这个名称后，1971年，日

本边戢和森山昭共教授首次提出了冶金反应工程学这一名词，同时出版了“冶金反应工程学”

专著。之后，该专著在国内翻译和出版，之后，国内的一些学者也出版了一些与冶金反应工

程学相关的专著。这些促进了反应工程学在国内的发展，经过近十几年的快速发展，目前已

经成为冶金学科内活跃的研究领域.

冶金学学科中的冶金物理化学经过近百年的不断地发展和完善，形成了自身的一套完整

的体系和结构，其中的反应过程动力学的研究方法成为了冶金学学科体系中一个重要的理论

基础。在日本边戢教授和森山昭教授的冶金反应工程学一书中，其反应过程动力学的研究方

法和内容主要是来自已经成熟冶金物理化学中的内容，在国内的学者出版的冶金反应工程学

的相关专著中也在沿用该思路。

国内著名学者对冶金反应工程学的内涵提出了一些看法，认为在相关的冶金反应工程

学的专著中，对冶金反应工程学和冶金物理化学两领域在学科内容及研究方法上存有分歧，

或有不同程度的混淆。其中最为突出的是在冶金反应动力学的研究方面。冶金反应工程学学

科作为一门独立的学科，应该有自身独立的体系和结构，对冶金反应过程动力学也须按其需

要来建立相应独立的研究方法本文提出了用分段尝试法研究冶金反应过程动力学的新思路，

.

比较了与冶金物理化学中冶金反应动力学方法和结果的差异。分段尝试法可以作为冶金反

应工程学中研究反应过程动力学的方法