冶金铸造怎么成柱状或方块状

1. 什么是铸造

在模具中液态到固态的成型方法

2. 钢铁生产工艺流程

钢铁生产工艺主要包括炼铁、炼钢、轧钢等流程，简要解释如下：

(1)炼铁:就是把烧结矿和块矿中的铁还原出来的过程。焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入高炉中冶炀成液态生铁(铁水),然后送往炼钢厂作为炼钢的原料。

(2)烁钢:是把原料(铁水和废钢等)里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入这量的合金成分。

(3)连铸:将钢水经中间罐迕续注入用水冷却的结品器里,凝成坯壳后,从结晶器以稳定的速度拉出,再经喷水冷却,待全部凝固后,切成指定长度的连铸坯。

(4)轧钢:连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机轧制成各类钢。

3. 粉末冶金与铸造冶金的异同点

1. 原料
铸造——铸造原料不受限制，可以是状，板、带、棒等；
粉末——金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料。
2. 工艺
铸造——是利用材料从液态到固态的相变进行成型，金属完全融化，最终产品的组织结构发生变化。
粉末——是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。
3. 热处理
铸造——根据不同的材料及性能要求可以有不同的热处理工艺，例如铝合金的退火、淬火、固溶处理，时效强化等；
粉末——常规的粉末冶金方法，材料不能完全致密，不可避免产生一些空隙，会降低其强度，根据材料性能不同的要求，决定烧结后是否热处理，一般会通过淬火与回火能提高材料的性能。
4.组织控制
铸造——铸造的组织一般较为致密。
粉末——粉末由于原料较为细小，通过工艺控制，可以获得晶粒均匀、细小的微观组织，完全避免了铸造产生的成分及微观组织偏析。然，粉末冶金的材料要经过热等静压，普通烧结的材料致密性不如铸造好。

4. 古代铸造器皿过程

一 陶范铸造的工艺流程 所谓陶范铸造，是将金属熔炼成符合一定成分要求的液体并倾倒入预先制好的陶质铸型中，经冷却凝固、清整处理后得到有预定几何形状和物理化学性能的器件的工艺过程，这是是一个复杂的多工艺过程，其典型工序流程如下：

图1 青铜器铸造工序流程（引自《中国上古金属技术》）

殷墟铸铜遗址从未发现炼炉和炼渣，表明冶炼和铸造工艺是分地进行的。因此，安阳的青铜生产工序不包括上图的左边第一个方框里的矿石开采和粗炼，但不排除有精炼的工序。由上图可见，在浇注开始之前，制备陶范的工序和熔炼合金的工序是同步进行的。以下我们概述各个环节的具体做法（铸型的制作部分详见即将发表于《考古》的《殷墟青铜礼器铸型制作工艺》，本文从简）。

（一） 铸型的制作

1、造型材料的选取和制备
这一步骤即图1所示的泥料选取和泥料加工工序。
为了解殷墟时期造型材料的选择和制备工艺，必须对铸铜遗址出土的陶范进行科学检测。迄今为止，殷墟已发现的几处较大的铸铜遗址中，只有苗圃北地和孝民屯东南地出土的部分陶范做了较为详细的检测。检测结果表明：殷墟陶范采用当地的粘土，经淘洗、练泥、陈腐的工序进行处理，并添加河砂、蚌粉（或其它硅酸盐物质）、植物质等羼和料，主要是为增加陶范的耐热急变性能，改善铸造性能。相比而言，芯中含更多羼和料，以具有更好的耐热度和溃散性。陶范添加的羼和料的数量多于陶器，这可能与铸造性能的要求有关。陶范的分型面上有刷涂红色细泥浆或者烟熏的现象，可能是为提高表面质量所采取的举措。
必须指出，究竟使用何种粘土，是地下的生土，还是河流的沉积土，一直存在讨论。而使用化学方法进行分析，难以得出直接的结论。目前笔者正在与威斯康辛大学的Jim Stoltman教授合作，利用偏光显微镜分析陶范的物理结构，了解原材料的选择和孱和料的添加等工艺。从某种意义上说，这样的做法更便于恢复历史的本真。先民们在对材料进行改性的时候，首先看到是它的物理性能的变化。比如淘洗，主要目的就是提高含泥量，虽然化学分析显示氧化钙有降低，但这不是古人的目的。换言之，可以通过氧化钙的降低的现象反证造型材料可能经过淘洗，特别是面料经过淘洗。

2 铸型的设计和制作
铸型通常是由范、芯以及芯撑组合而成的带有内部空腔的封闭实体，空腔即为待铸物体的形状。范形成器物的外表，芯则形成器物的内腔、孔以及某些中空部分。范与范的结合面谓之分型面。
殷墟铸型的做法是将陶土塑制成模，可能采用了类似陶器的制作工艺，模的形状是按照制范的需要设计的，因此较大器物的模一般是按照不同的部位分别制作，整体模型中不必要的部分会被省略，以节约材料和工时。模上花纹的制作有两种形式，一种是在表面贴附泥片，上面雕刻花纹；一种是在模的表面塑制主体花纹的轮廓，再用朱砂描绘次一级花纹的线条。
用模翻范，在范上剔刻花纹的细部，有些花纹是直接在范上模印或刻制的，如�1�7肩部的圆涡纹（如图9），这种做法可视作侯马时期模印法的先声。
安阳陶范有两种做法，即李永迪命名的I式范和II式范。前者分型面上没有榫卯，背部光滑，仅有一个水平或垂直的凸棱，较薄，可能主要在三家庄阶段和殷墟一期使用。I式范中有些花纹范，多为一组较窄的花纹，可能是嵌入外面的陶范使用的。II式范主要在殷墟二期以后使用，它的背部凹凸不平，为指窝按压的痕迹，分型面上有榫卯。
针对不同形状和种类的青铜器，一般是按照垂直和水平两个方向来分范，分范的形式比较复杂，这一问题将另文详述。使用复合范的办法制作高浮雕兽头，即在器物范上留下空腔，在凹槽内放置一块范泥，用活块兽头模压印出兽头，也有可能镶嵌小兽头范。
由于对耐火度、退让性和溃散性的高要求，芯很可能是单独制作的，而并非如石璋如所言是完全用模刮去铸件壁厚制成的，特别是一些大型器物的芯，往往是依托不同部位的范，使用粗砂泥夯筑而成。出土的芯一般呈砖红色，质地较为松散和粗糙，不同于质地细腻的模。足等部位的盲芯往往设有泥芯撑，用以同范配合。形成器物空腔的芯带有芯头，芯头侧面有榫，中心有凹窝，用以同底范配合。带有铭文的泥芯多半是由泥模翻印而来，翻印后的阳文还需经过刻制修整，在字的笔画旁边可见清晰的刻槽。其上顶面带有配合用的凸榫，用以镶嵌到器物泥芯上。

3 铸型的干燥、焙烧和装配
铸型制就的下一工序是干燥，组装之后整体焙烧还是分别焙烧之后组装，还存在不同意见。组装之后还要再次干燥(同时也是预热)，方能浇注。 范脱模后，需在背阴处自然干燥(阴干)，使水分缓慢而均匀地蒸发，这对控制范的变形，保证其严密性至关紧要。小型铸型可能是在烘范窑中焙烧的，窑形结构与小型陶窑相同。这一步骤的重点在于焙烧工艺，谭德睿曾认为陶范焙烧温度高于850度，笔者和刘歆益合作研究，初步认为焙烧温度可能只有600度左右，远远低于陶器的烧成温度。这也与万家保的复原实验的数据比较接近。
多数铸范都在分型面开设榫卯，用以配合组成铸型。在芯和范之间有时还需要设置金属芯撑。
大型器物需要使用底范，芯和底范是联接在一起的。有些大型器物直接在底面夯筑底范，比如孝民屯发现的大型圆形器物底范
三足器通常在足的上方安放浇口范，其中一足作为浇口，另两足是出气孔，圈足器的浇口也设在足上，底范会做出浇道的部分。
至此，整个铸型制作完成。

（二）合金的熔炼和配制
这个问题是整个铸造流程研究中的薄弱环节，基本上所有的步骤都是推测，并且存在争论。

1 关于熔铜器具的讨论
安阳苗圃北地和孝民屯铸铜遗址均出土大量经高温灼烧的陶质残片，有些表面有高温灼烧的裂痕（图2），有的表面已经釉质化，呈玻璃态，背面有泥条盘筑或者草拌泥的痕迹。以往的学者都认为这就是熔炉的残片，采用内燃式加热。对苗圃北地出土的残片分析显示，除1个样品的烧流层内有较多量的铜外，另外两个样品只有微量的铜，3个样品均有痕量的锡、铅等存在。

图2 孝民屯东南地铸铜遗址出土的陶质残片（上：正面，下：背面）

笔者曾分析2片这种样品，发现有较高的二氧化硅含量和氧化钙含量，特别是背层，氧化钙含量更高。推测残片的原料很可能是在原生土内加入砂粒和蚌粉得到的。样品背层的烧失量较大，说明还另外加入了植物茎叶，也就是由草拌泥糊成。其中1块样品的焙烧温度高于900℃。有1块样品上附有很少一点铜渣，经检测，含铜、锡、铅三种元素 。
笔者在对安阳孝民屯铸铜遗址出土的大量这种“熔炉”残片进行整理的时候，发现绝大多数残片表面都没有附着金属，即使灼烧得很厉害，表面已接近釉质的样品，从外观上也看不到金属的遗迹，只有少量残片表面粘附有木炭和金属。但是，在苗圃北地和孝民屯铸铜遗址，普遍发现一种表面粘有铜液的残块，有粗砂硬陶和细砂泥质两种，出土时均为小片，不能复原(图3)。此类残片多数有数层衬面，每层衬面均粘有铜液，证明它多次修缮和使用。炉衬表面与铜液接触部分呈灰绿色，且多已烧成了小孔蜂窝状。背面多为较疏松的红烧土。刘屿霞曾多次提到许多红烧土碎片上有炼渣，可能就是这种遗迹 。苗圃北地的发掘者也认为它属于坩埚类的熔铜工具 。

图3 孝民屯东南地铸铜遗址出土坩埚残片（上：正面 下：背面）

这不禁使人产生一种疑问�1�7�1�7遗址中的“熔炉”和“坩埚”残片到底与金属熔炼是何种关系？
郑州南关外早商铸铜基址出土了一座熔炉的残底，炉的上部残失，只剩一直径约1.60-2.60米的近椭圆形凹坑，坑内填有铜渣、炉壁块、木炭屑、大口尊、坩埚片和红烧土块等。作者推测这是一座熔铜炉，熔铜的工序是先放木炭、次置坩埚、最后再燃火熔铜 。
洛阳北窑西周铸铜遗址出土了近千块的“熔炉残片”，表面烧成龟裂甚至玻璃化，有的还粘有木炭和铜粒，背面有草拌泥的炉圈。但是锅底状的所谓“炉缸”，则内附铜渣两层，材质为红烧土，非常类似于上述的这种坩埚残片 。很难想象，这种不同质地的所谓“炉缸”和“炉圈”属于同一熔炉的不同部分。
北窑铸铜遗址还出土了两座烧窑，窑壁平整垂直，内壁烧结成流状，外壁为红烧土，窑顶封闭，平顶，窑顶中心偏北设一圆筒型烟道（图4）。虽然该窑还属于横穴形的升焰窑，但其燃烧室和烧成室的结构型配置已经接近于马蹄形半倒焰窑，具有较好的加热效果 。发掘报告中并未提及这个烧窑的用途，但很可能与熔炼金属有关，因为如果是烘范窑，通常仅烧到几网络，无法达到让窑壁都烧流的程度。
因此，荆志淳教授和Jim Stoltman教授提出：真正的熔铜器物可能是坩埚，而不是那种陶质熔炉，换言之，是坩埚直接接触金属液，而熔炉则是加热坩埚的器具，这样才能满足浇注时高达1200－1300℃的要求。巴纳先生曾经设想过这样的熔铜器具，陶窑内放置很大的外热式坩埚，埚壁出铜处做得很薄，有管道和窑壁相通，熔化时将管道堵住；铜水化得后，打开管道用棍捅破埚壁，铜水即泻出供浇注用（图5） 。华觉明曾置疑其坩埚的尺寸太大，不能保证合金的熔融，如果坩埚一捅即破，则很难保证其熔炼过程中不会熔穿。尽管存在上述疑问，笔者仍旧认为这种设想有相当大的可能性，因为其能够达到较高的温度，也能解释为何许多熔炉残片表面都没有粘附铜液，它们很可能是窑壁的残片。但是，由于陶质熔炉残片的烧流层也曾检测出多量的铜，因此还不能否认其作为熔炉的可能性。
为此，笔者和Stoltman教授分别提取了大量样品，欲对这两种残片的化学成分、显微结构和制作方法进行详细的分析，荆志淳和岳占伟在安阳着手进行复原实验，测算这种窑炉能够达到的最高温度，以期作进一步的讨论和深入研究。

图4 河南洛阳北窑地下升焰式横穴窑

图5 巴纳设想的熔铜窑炉图

2 鼓风
鼓风设施的应用和改进，对于冶金技术的发展至关紧要。
我们在安阳的所有铸铜遗址都发现了陶管（图6），少数陶管表面粘有铜渣，它与铜器铸造有关是勿庸置疑的，侯马铸铜遗址也曾出土类似的遗物，并认为是鼓风的工具 。在周原也有类似的发现。泰利科特的《冶金史》一书中有埃及金匠使用带陶风嘴的吹管的材料（约1460B.C.,如图7）。但是这种陶管的用法可能与这种埃及的吹管有所区别，具体如何使用，目前还不清楚。

图6 孝民屯东南地铸铜遗址出土陶管

图7 埃及金匠用陶吹管吹火助熔（转引自《中国古代金属技术》，326页，图8－20）

“橐”这种风囊鼓风器，尽管并不知道确切始于何时，却在古书中多有记载。尽管在商代并未发现橐或其他鼓风器的遗存，但是《金文编》附录上11中有“ ” 字，此字一般出现在爵、觚、鼎上，形如皮囊，应为“橐”的古写，又《甲骨文编》中有“ ”字，如同用手提引皮橐，这些都可以作为商代使用皮风囊的佐证。
在清代刘�1�7云《矿政辑略》中说，这种鼓风的皮囊，是使用一整张黑山羊的皮缝合，仅在腹部留出小孔，塞入竹筒，深约两三寸。使用的时候，将皮囊套在脚上用脚踩住，一手提住皮头，从上到下按压，则风就会从竹筒中喷出，可用于炊事或者冶炼。这种原始形式的皮风囊，至今仍在许多原始民族中使用，如民族学调查所见的藏族使用的皮囊（图8），由通风管、皮囊和闭合装置组成，操作者用手启闭控制鼓风 。印度也有类似的材料，与藏族使用的非常相似（图9）。这种工具对于小规模熔炼还是很适用的，便携，制作也方便。

图8 藏族使用的皮囊（转引自王工硕士论文）

图9 印度使用的气囊

目前还无法确知安阳时期鼓风的器具和作用形式，但是据记载早在战国时期，即已使用多橐鼓风。以安阳当时熔炼合金的温度以及规模而论，很可能已经使用多橐鼓风，并且，商代的鼓风器可能比藏族使用的皮囊还要复杂。

3 合金的配制
商代青铜合金的配制是在专门的铸造场地或者作坊中进行的。到了晚商阶段，已经熟练掌握了铜－锡－铅三元合金的冶炼和熔化技术。当时的工匠对于青铜合金配比与机械性能的关系已经有了相当深入的认识，并且对于操作也有相当严格的控制，已经可以按照不同的用途来有意地采取不同配比的合金。同时，原料的供应是否丰厚，社会风气的变化以及等级身分的尊卑，都可能对青铜器的合金配比造成影响。
但是，迄今为止，殷墟青铜器的合金配制的工艺问题尚未得到解决。苗圃北地铸铜遗址曾出土了一件长方形铜块，有学者推断其是作为铸造青铜器的备用料 。这块铜块究竟是人们有意生产的低锡合金锭？还是浇注锡青铜器时多余金属液的结块？此铜块中的锡是人为有意识加入的，还是冶炼含锡铜矿时带入的？仍有待判定。由于没有发现锡锭，故殷墟出土的大量锡青铜器是如何合金化的，尚需进一步研究。殷墟小屯村E16坑曾出土有2块铅锭。2块铅锭的金属部分含高纯量的铅及微量锌、砷 。铅锭的存在表明是用金属铅直接配制青铜合金的。。近年来安阳在一处商代水井中发现一件椭圆形的大金属块，对其进行分析检测，将对此问题有所帮助。

（三）浇注
浇注是将熔融的铜合金注入铸型型腔的过程。为了提高充型能力，可能采用了预热铸型、过热浇注和配制充型力强的合金等措施。
预热铸型是提高充型能力的措施之一，万家保在复原试铸商代青铜器时将铸型预热到300－400℃ ，冯富根等则预热至400－500℃，浇注时的铸型温度在200～300℃ ，均得到了较满意的结果。
无论是纯铜还是铜合金，液态温度越高，流动性越好，充型能力越强，反之则相反。因之，浇注温度要高于熔点。现代铸造工艺将这个温度差称之为过热温度 。殷商铸铜的浇注温度尚未见诸测定报告。万家保复原试铸时的熔化温度为1350℃ ，冯富根等试铸时的熔化温度为1200℃、浇注温度在1100~1200℃ 。根据洛阳北窑西周铸铜遗址熔炉温度为1200～1250℃ ，可知冯富根等人的试铸更接近于真实情况。另外，过热温度越高，铜合金的吸气能力越大，易使铸件生成气孔。因此，过热温度的掌握应恰到好处。
小型器物当是用浇包来浇铸的，大型铜器则可能使用浇包和槽道浇注。苗圃北地铸铜遗址出土了一座半地穴式的工棚，底部安放有大型的长方形底范，如前图16所示，同时残存几条有流向的灰色发亮的流面，据推测是铜液流经的槽道。透过这些现象可以猜测，如果将浇包安放在当时的地面上，铸造时捅开，铜液即可由槽道而注入安于棚底的铸型 。孝民屯铸铜遗址出土的大型圆形器物底范也位于半地穴的F43内，说明这种猜测是有道理的。大型器物铸造时有可能已采用《天工开物》所载槽注法，采用四到八个浇包同时槽注。

（四）铸后加工
《荀子�6�1疆国篇》称“刑范正、金锡美、工冶巧、火齐得，剖刑则莫邪已。 然而不剥脱，不砥厉，则不可以断绳。剥脱之，砥厉之，则蠡盘盂，刎牛马，忽然耳。”这一段话不仅特指铜剑铸作，于先秦青铜器制作亦有比较普遍的意义。他把器件铸作明确地分成铸造、铸后加工两阶段。
其中，前四句概括了古代青铜器冶铸工艺的四个要素，意为：铸型必须形制端正、尺寸准确，要用优质的铜锡配制合金，匠师具有熟练的技巧，合金的熔炼、浇注均要火候得当。这体现了先秦时期人们对于冶铸技术要诀的理解，为人们多所援引。但是，后一段被提及的比例远远低于前者，说明人们没有将铸后加工置于应有的重要地位。事实上，铸后加工对于器件的最终质量具有关键的作用，通常包括脱范、清理、磨砺等。脱范后有局部缺损的铸件还需补缀。
器物铸成冷却后，用力敲打即可去除铸范，泥芯因附着器内，较难去除，需要使用工具将其剔凿出来。然后使用锤击、锯截、錾凿和刮削等手法，以去除浇口、飞边、毛刺和多肉等。所用的工具包括一些金属器具，比如铜削、铜刻针等。
殷墟青铜器的补缀分为两种，一种是所谓熔补，即直接以熔融铜液倾倒在需补缀的孔洞或裂隙上；另一种是补铸，如果青铜器的一部分或附件，如足或�1�7等，由于种种原因未铸成或断折，则需在残体上做范，再经浇注与器体熔接而成。
铸坯变为成品、具有较好的外观，磨砺起着重要的作用。许多青铜礼器上的磨痕现仍清晰可辨，应是用粗细砺石逐道加工而成。孝民屯铸铜遗址就出土了数千块磨石，大小、厚薄、形状不一，质料有粗、细砂岩两种，用之打磨修整铜器的表面，也说明该道工序的工作量之大。殷墟铸铜遗址中木炭往往与砺石同出，在磨光之后，有可能使用木炭在水中打磨器物，使铜器发亮 。
那么，铸后加工的工作量到底在铸作过程中占有多大的比重呢？由于缺少记载，仅凭出土实物和冶铸遗存的情况难以得到确证。华觉明根据史贻直、德成等于乾隆二十四年编纂的《钦定工部则例九十五卷》的记载进行了统计和计算，用拨蜡法制作爵、�1�7等礼器，铸造阶段用工量仅为用工总量的4.20%～5.30%。如以铸造用工量为1，则前期准备的用工量是7.07～8.92，铸后用工的加工量高达10.29～15.09。即使除却镟里合口、年号镌刻、烧古诸项商周青铜器没有的工艺，仍然高达6.29～10.18 。由此推测：商代青铜礼器形制复杂，又仅用铜质、石质工具进行操作，依器件复杂程度不同大概接近6～10的范畴，象司母戊鼎、司母辛鼎这样的大件，或者还需更多。
也许正因为铸后加工如此繁复，才迫使铸师们代复一代地想方设法改进工艺，殷墟青铜礼器铸造工艺的发达、铸铜工序的严格可能与此不无干系。在一定条件下，不利因素之逼迫正是促进工艺更替的重要动因。理解这一点，将有助于我们理解技术演进的本质及有关因素相生相克、相辅相成的辩证关系。

5. 古代冶金铸造业中所用的“型”与“范”分别指的是什么东西

首先说明：在古代的冶金铸造业，其实就是青铜器的制作！
在青铜器的制作中大多使用的都是 模范法 和 失蜡法
模范法：其实就是你上面问的！一模一范，所以永远都不可能有一样的东西出现！
模：其实就是 用泥土制作一个模型
范：通俗一点就是模型的为轮廓！
两者不是一类的，没有可比性！

6. 钢铁是怎么制造成的（需要什么原料 什么过程

现代炼铁绝大部分采用高炉炼铁，个别采用
直接还原炼铁法
和电炉炼铁法。
炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的
海绵铁
以及
废钢
为原料，用不同的方法炼成钢。其基本生产过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再用不同方法炼成钢，最后才铸成
钢锭
或
连铸坯
。
(6)冶金铸造怎么成柱状或方块状扩展阅读：
铁冶炼：
现代炼铁绝大部分采用高炉炼铁，个别采用直接还原炼铁法和电炉炼铁法。高炉炼铁是将铁矿石在高炉中还原，熔化炼成生铁，此法操作简便，能耗低，成本低廉，可大量生产。生铁除部分用于铸件外，大部分用作炼钢原料。
由于适应高炉冶炼的优质焦炭煤日益短缺，相继出现了不用焦炭而用其他能源的非高炉炼铁法。直接还原炼铁法，是将矿石在固态下用气体或固体还原剂还原，在低于矿石熔化温度下，炼成含有少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁，作为炼钢原料
（也可作高炉炼铁或铸造的原料）。电炉炼铁法，多采用无炉身的还原电炉，可用强度较差的焦炭（或煤、木炭）作还原剂。电炉炼铁的电加热代替部分焦炭，并可用低级焦炭，但耗电量大，只能在电力充足、电价低廉的条件下使用。
钢冶炼：
炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料，用不同的方法炼成钢。主要的炼钢方法有
转炉炼钢
法、
平炉
炼钢法、
电弧炉
炼钢法3类（见钢，转炉，平炉，电弧炉）。
以上3种炼钢工艺可满足一般用户对钢质量的要求。为了满足更高质量、更多品种的高级钢，便出现了多种
钢水
炉外处理
（又称炉外精炼）的方法。如吹氩处理、真空脱气、炉外脱硫等，对转炉、平炉、电弧炉炼出的钢水进行附加处理之后，都可以生产高级的
钢种
。
对某些特殊用途，要求特高质量的钢，用炉外处理仍达不到要求，则要用特殊炼钢法炼制。如
电渣重熔
，是把转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢，铸造或锻压成为电极，通过
熔渣
电阻热进行
二次重熔
的精炼工艺；
真空冶金
，即在低于1个
大气压
直至
超高真空
条件下进行的冶金过程，包括金属及合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理。
钢液在炼钢炉中冶炼完成之后，必须经盛钢桶（
钢包
）注入铸模，凝固成一定形状的钢锭或
钢坯
才能进行再加工。
钢锭浇铸
可分为上铸法和下铸法。上铸钢锭一般内部结构较好，夹杂物较少，操作费用低；下铸钢锭表面质量良好，但因通过中注管和汤道，使钢中夹杂物增多。
在
铸锭
方面出现了
连续铸钢
、
压力浇铸
和
真空浇铸
等新技术。
参考资料来源：搜狗网络-钢铁冶炼

7. 金属材料成形的原理及各种方法

金属材料是指金属或以金属为主的具有金属特性的材料的统称。包括了纯金属、合金以及特种金属材料等。常见金属材料的成型加工方法有铸造、锻压加工、切削加工、粉末冶金与焊接等。
铸造是将液态金属浇注到具有与所需零件相适应的铸型型腔，待其冷却凝固获得所需毛坯、零件的生产方法。铸造具有相当鲜明的优缺点，是现代机械制造业金属材料成型的基础工艺之一。铸造的优点有：一是可以生产形状复杂、特别是复杂内腔的毛坯，比如箱体；二是适用范围广，铸件的大小不受限制；三是可以选用低廉的废钢等作为原料，费用较低；四是铸件的形状和尺寸与所需零件很接近，可节省大量金属材料。铸造的缺点如下：一是工艺过程相对较难控制，容易产生缺陷；二是相比锻件，铸件的性能相对较低；三是在部分铸造工艺中，生产批量小，工人劳动强度较大。

锻压加工是锻造加工和冲压加工的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通用模具对坯料施加压力，使坯料产生塑性变形，获得所需零件的金属材料成形方法。锻压加工的工件尺寸精确、适用于批量生产。经过锻压的工件机械性能显著提供，但是相应的制造成本较高，也只能加工塑性较高的金属材料。

金属材料的切削加工是指用机床等对坯料或工件上多余的金属材料进行切削，使工件获得所需的形状尺寸和表面质量的加工方法。切削加工是机械制造工艺中重要的加工方法。虽然工件制造精度在不断提高，精铸、精锻、挤压、粉末冶金等加工工艺的应用日益广泛，但切削加工的适应范围广，能达到所需的精度和表面粗糙度，在机械制造工艺中一直占有重要地位。

粉末冶金是制取金属粉末和用金属粉末或金属粉末混合物作为原料，经过烧结成形，制作金属材料、复合材料以及其他制品的成形工艺。粉末冶金制品具有用传统的熔铸方法无法获得的特殊的化学成分和机械物理性能。粉末冶金工艺可以直接制成多孔、半致密或全致密的材料制品，如含油轴承、齿轮等，大大降低了批量生产成本。相应的粉末冶金模具费用较高，不适合小批量生产。

焊接是一种用加热、高温或者高压的方式对金属或其他热塑性材料进行接合的制造工艺，是机械制造中最重要的组成部分，好的焊接加工技术决定了机械制造的根本。焊接有以下特点：一是连接性能好。二是焊接结构刚度大，整体性好。三是焊接工艺适应性广。如果焊接不当，则可能会造成性能的下降，影响工件质量。
金属材料加工方法众多，没有一种方法是最好的，只有根据企业的实际需求，选择最合适的方法。

8. 铸件的外部轮廓由什么形成

熔模铸造工艺简介

熔模铸造工艺是指用蜡做成模型，在其外表裹一层粘土等耐火材料，加热使蜡熔化流出，从而得到由耐火材料形成的空壳，再将金属熔化后灌入空壳，待金属冷却后将耐火材料敲碎得到金属模件，这种加工金属的工艺就叫精密铸造，也称为熔模铸造或失蜡铸造。

熔模铸造工艺优缺点

精密铸造又称熔模铸造，同其它铸造方法和零件成形方法相比熔模铸造有以下优点：

1、铸件尺寸精度高，表面粗糙度值细，铸件的尺寸精度可达到4—6级，表面粗糙度可达0.4—3.2μm,可大大减少铸件的加工余量，并可实现无余量制造，降低生产成本。

2、可铸造形状复杂，并难于用其它方法加工的铸件，铸件轮廓尺寸小到几毫米大到上千毫米，壁厚最薄0.5mm,最小孔经1.0mm以下。

3、合金材料不受限制：如碳钢、不锈钢、合金钢、铜合金、铝合金以及高温合金、钛合金和贵金属等材料都可用精铸生产，对于难以锻造、焊接和切削的合金材料，更是特别适用精铸方法生产。

4、生产灵活性高，适应性强。既可用于大批量生产，也适用于小批量甚至单件生产。

综上所述，精密铸造具有投资规模小、生产能力大、生产成本低、复杂产品工艺简单化、投资见效快的优点。从而在与其它工艺和生产方式的竞争中处于有利的地位。

但蜡模制作过程中，易出现以下缺陷

1、蜡模变形,蜡模从模具中取出后,除了尺寸发生缩小变化外,有时还会因取出时手法不正确而人为造成变形;由于蜡模在冷却过中挠曲变形是常见的，所以刚从压型中取出的蜡模仍要小心安放,通常以较大平面为基准面平放,另外也可能是蜡料太软,压型设计不合理等因素造成。

2、蜡模充型不满,主要原因是蜡料的温度过低,射出速度慢、压型温度较低,造成蜡料在流动过程中冷却快,表现在角和边的部分或蜡模的薄壁部分充不满,棱角的地方出现圆角,这种情况与金属铸件的浇不足极其相似。

3、蜡模表面皱纹,由于蜡料温度过低,射速过低,蜡料运动与压型温度的配合不当;或由于压型内表面受损或不清洁;激冷金属块放置不当等,在蜡模表面留下运动的痕迹。纹路较深的,类似金属铸件的冷隔缺陷;还有就是在型芯周围、孔洞的周围,有时可见到接缝,略呈凹陷,实际是二股蜡流的会合处未能很好熔合,这是蜡料的温度不够、压力不足的结果。

4、蜡模表面凹陷,主要是射出压力及时间不够,或是蜡料温度较高,冷却时间不足，有时离型脱模剂太多造成，表面凹陷涉及较大面积,修理比较困难，易造成废品。

5、蜡模存在披缝,这是最常见的一种缺陷,即在压型合型处,压型组合块的接合处,型芯与芯座的连接处等地方有很薄的蜡片逸出。其产生的原因主要是压型精度不够,压型分型面或型内部件接合面受到损伤或附着不洁物,或合型力不够,射出压力过高。或者蜡的温度过高。毛翅必须彻底清除掉,蜡模才能使用。

6、蜡模与压型粘着，这是因为没有使用离型剂,或是蜡与压型的温度均太高,或压型内表面不够清洁所造成。

7、蜡模表面粗糙,由于射压过低、或射速较低蜡料与压型内表面的接触密度不够,严重的还会出现褶皱。

8、蜡模存在气泡,一种是用肉眼可见的表面气泡,,另一种是蜡模内部的气泡,通常较大,用肉眼也无法看到,但是能通过蜡模的局部鼓起发现，这是由于蜡模内气体膨胀造成的。

熔模铸造工艺要点

1、模具型腔不要喷过多的分型剂。

2、压制熔（蜡）模循环参数建立后，不要轻易变动。

3、蜡模放在存放盘中，彼此间应隔离以免碰损。有需要时可采用夹具等，避免蜡模变形。

4、修正过程中注意不要伤及型面。

熔模铸造工艺应用范围

精密铸造几乎应用于所有工业部门，特别是电子、石油、化工、能源、交通运输、轻工、纺织、制药、医疗器械、泵和阀等部门。

9. 铸造和冶炼的区别

1、定义不同

铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。

冶炼是一种提炼技术，是指用焙烧、熔炼、电解以及使用化学药剂等方法把矿石中的金属提取出来。

2、分类不同

铸造：主要有砂型铸造和特种铸造2大类。

普通砂型铸造，利用砂作为铸模材料，又称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类，但并非所有砂均可用以铸造。好处是成本较低，因为铸模所使用的沙可重复使用；缺点是铸模制作耗时，铸模本身不能被重复使用，须破坏后才能取得成品。

特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。

冶炼：冶炼分为火法冶炼、湿法提取或电化学沉积

火法冶炼，又称为干式冶金，把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温，熔化为液体，生成所需的化学反应，从而分离出粗金属，然后再将粗金属精炼。

湿式冶金，湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液，以化学方法从矿石中提取所需金属组分，然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低品位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75%的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。

这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴，锆-铪，钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离，取得显著的效果。

3、近代发展不同

冶炼：2012年8月我国精炼锌产量39.7万吨，同比下降2.2%，环比增长8.5%。1-8月累计精炼锌产量313.4万吨，同比下降5.1%。8月国内锌冶炼企业开工率仅为72.41%，同比下降2.68个百分点，创年内最低。开工率下降的主要原因是受限电以及原料紧缺影响。

8月锌价继续下滑，国内加工费、进口加工费均走低，且矿山惜售情绪较浓，冶炼企业原料压力加重。进入9月份，限电有所缓解，企业检修也基本完成，并且下游生产旺季将至，预计冶炼厂生产情况会有所好转。

铸造：进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产品技术的进步 ，要求铸件各种机械物理性能更好，同时仍具有良好的机械加工性能；另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展，给铸造业创造了有利的物质条件。

如检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳定，并给铸造理论的发展提供了条件；电子显微镜等的发明，帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属结晶的奥秘，研究金属凝固的理论，指导铸造生产。

10. 钢铁生产工艺流程

炼铁:把烧结矿和块矿中的铁还原出来
炼钢:把原料(铁水和废钢等)里过多的碳及硫\磷等杂质去掉并加适量合金成分
连铸:将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器,凝成坯壳,稳定地拉出,经喷水冷却,全凝固,切成指定长度