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 提到“冶金工程”,你会想到什么?“哇!炼金术师!”“是要淘金吗?”......看到这样的答案真正的冶金工程学子定会大呼“外行”!这个“上承矿、下承材”的专业究竟是什么?中国交通广播《我的大学我的梦》走近武汉科技大学邀请材料与冶金学院冶金工程系主任王炜做客直播间为你揭秘!

△武汉科技大学材料与冶金学院冶金工程系主任 王炜
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△点击上方视频,看直播回放 问:我们先请王教授给大家介绍下,究竟什么是冶金?王炜:在我们日常生活和国民经济建设中都会用到大量的金属。在建筑行业,建造房屋、建造体育场馆要用到金属;在交通运输行业中,建设公路、建设铁路、建造桥梁、制造汽车、制造火车,要用到金属;在航空航天行业中,制造飞机、制造各种飞船、飞行器,要用到金属;在军事领域,制造各种军舰、各种枪支弹药,要用到金属;在工业生产中,制造各种机床、各种工具,要用到金属;在日常生活中,各种用具,包括我们的餐具,也要用到金属,还有各种电子产品,手机、电脑,也要用到金属,可以说金属涉及到我们生活中的方方面面。
 从人类文明的发展来讲,经历了石器时代、铜器时代、铁器时代、蒸汽时代、电气时代和信息时代。我们看铜器时代和铁器时代,这两个文明时代,都是以某一种金属材料直接命名的。而蒸汽时代里面的蒸汽机也需要依靠金属来制造;电气时代,传导电的电线、发电机、电动机也都需要金属材料来制造;而到信息时代,那更是需要金属来制造各种工具。可以说没有金属材料,就没有人类的现代文明。实际上我们使用的各种金属材料,主要是单质金属和合金。但是自然界里面金属元素往往是以矿物的形式存在的。那么怎么样把矿物变成纯金属或者合金呢?这个过程,就是冶金。冶金学是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物,并用一定加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。

问: 黑色金属和有色金属各包含哪些? 王炜:黑色金属和有色金属,这两个词常常会使人误解,以为黑色金属一定是黑色的,其实黑色金属是指铁、铬、锰,他们三个都不是黑色的。纯铁和铬是银白色的,锰是银灰色的。但是由于铁氧化后会覆盖一层黑色的四氧化三铁,而使人们误以为它是黑色的。另外最常见的合金钢是锰钢和铬钢,这样人们把锰和铬也算作是黑色金属,提取它们的过程就是黑色冶金,主要是钢铁冶金;除了铁、铬、锰以外,其它的金属都是有色金属,它们的提取过程,就是有色冶金。
问: 武汉本身就跟钢铁有着不解之缘,青山的红钢城记录着因武钢而兴的历史记忆。武汉科技大学是名副其实的“钢铁直男”,和钢铁、冶金有着很深的渊源。要了解冶金工程专业,就要先了解这所大学,看短片了解武汉科技大学。
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问:武汉科技大学冶金工程专业的发展历程 王炜:本专业源于1953年成立的武昌钢铁工业学校炼铁和炼钢专业(专科),1958年学校更名为武汉钢铁学院并开始本科招生。钢铁冶金专业1986年和2003年获工学硕士和博士学位授予权;冶金工程一级学科2005年和2010年获工学硕士和博士学位授予权,2007年设立博士后科研流动站。本专业为湖北省重点支持优势学科、湖北省现代冶金及先进材料学科群牵头学科,入选湖北省“一流学科”建设学科。是国家级特色专业、通过工程教育专业认证,入选首批国家一流本科专业建设点,教育部第四轮学科评估中并列第5名。
问:钢铁行业给人的感觉是有些污染,是这样的吗?冶金行业的发展方向是怎样? 王炜:以钢铁行业为例看我国冶金行业的发展。在近代,我国的钢铁工业相对来讲有一段时间是落后的。1949年,我国的钢铁年产量是15.8万吨,这个什么概念呢?现在宝武集团一年钢产量1亿多吨,一天约产钢接近30万吨,也就是宝武集团现在一天的产钢量相当于当时一年的产钢量的两倍,可以说当时是一穷二白的。但是我们的钢铁工业在这个一穷二白的基础上逐步发展起来了。到1996年的时候,钢产量已经突破1亿吨,产量位居世界第一。到2020年世界的粗钢产量是18.64亿吨,而我国钢产量10.53亿吨,占到世界的56.5%。所以我们现在的钢铁发展应该来说是非常迅速的。

 现在,冶金行业发展也面临着新的挑战,主要是:1)优质化:社会的发展,需要冶金行业提供更多的优质的金属材料。例如海洋工程装备及高技术船舶用材料,需要开发高强、特厚、耐蚀钢,因为海洋里面需要耐蚀。2)绿色化:主要是着力推进低碳绿色的发展。这几年,冶金企业环保工作取得的巨大的成就,建立了很多花园企业。现在不仅仅是厂区变成花园,在车间内部也是非常干净。我2017年到上海宝钢,炼铁厂的胡中杰厂长带我们参观他们的烧结车间,当时我非常震撼,因为烧结车间是灰尘比较大的地方,但是,他们的车间非常干净。殷瑞玉院士讲钢铁企业有三大功能,钢铁产品制造、能源高效转换和及时回收利用、社会大宗废弃物消纳-处理和再资源化,现在,冶金企业不仅自身能做好环保,还能处理城市垃圾。3)智能化:智能化是目前我们解决钢铁发展的一个重要手段。可能很多观众对钢铁冶金的印象停留在电影中的钢铁工人拿着一个铁铲站在炼钢炉边上的场景。事实上,我们可能会听过“一键炼钢”这个词,现在隔着转炉几千米远,按一下键,就可以完成炼钢。而且我们的毕业生如果在生产岗位的话,工作的地方主要在控制室,大家可能看过电视剧里面,军事对抗时的控制中心,现在不少企业的控制中心跟那个很相似。
问:武汉科技大学冶金工程专业的科研情况。 王炜:我校冶金专业的科研工作也围绕冶金行业的优造、绿造、智造展开:1)优质化:校长倪红卫教授团队开展抗菌不锈钢方面的研究,钢铁材料不仅强度好、硬度好、不生锈,还能抗菌。如果生产汽车的钢材在强度不变的情况下,密度可以降低的话,就可以减轻汽车的重量,从而可以节省汽油等燃料。我校薛正良教授近年来开展了低密度高强钢研究。我校的耐火材料研究在世界范围内也是排在前面的,钢材中的夹杂物会影响它的性能,冶金系李光强教授与我校耐火材料的同事合作,开发了多孔陶瓷过滤器,过滤钢中的夹杂物,来生产高纯净钢。
 2)绿色化马国军教授在回收冶金炉渣、冶金含铁粉尘方面也做了很多研究。钢铁工业能耗占工业总能耗的16%左右,钢铁工业中的节能和回收余能意义重大。周建安教授开展真空冶金包研究,在冶金包钢壳外加真空层来对冶金包进行保温,降低能耗,樊希安教授利用温差发电技术回收钢铁企业的余热。
 3)智能化我校毕学工教授是瑞典皇家工学院博士,也是国内最早研究研究高炉专家系统的学者之一;我本人也在开展冶金智能化方面的一些研究,主要特点就是把机理驱动模型和数据驱动模型结合起来研究。

还有其它的很多研究,这里就不一一介绍了。
问: 武汉科技大学冶金工程专业的教学特点。
王炜:武汉科技大学冶金工程专业建立了“知识、能力、价值”三位一体的冶金人才培养的“新体系”。培养学生的家国情怀、科学观,塑造其优秀的个人品格;在知识传授方面,一方面强调核心专业课的学习,同时,加强本专业和材料、环境、信息等学科交叉融合,培养冶金优造、绿造、智造的人才;在能力培养方面,培养学生的工程能力、创新能力等综合能力。
 我们有冶金工业过程虚拟仿真实验教学中心、武科大–武钢大学生校外实践教育基地两个国家级实训基地,还有三个省级的实验实训基地,和其他9个校级实训基地。因为冶金行业生产规模大,不可能在实训是动手生产,所以我们除了各个企业作为实训基地外,还建立了虚拟仿真的实训基地,学生可以在虚拟仿真系统上进行仿真训练。

近五年,我校学生获得过国际网络炼钢大赛赛区冠军等各项奖项82项。
 近三年,我校冶金工程专业本科生约40%升学,15%到钢铁企业工作,3%左右到国外深造。

问:冶金工程专业招生政策解读 王炜:2021年,冶金工程在材料类大类招生,材料类包括我校材料与冶金学院的冶金工程、无机非金属材料工程、金属材料工程、材料成型及控制工程、能源与动力工程和材料化学6个专业。无机非金属材料工程是我校传统优势学科,特别是在耐火材料方面,我校研究水平位居世界前列。金属材料工程也是我校的传统学科,特别是在钢铁材料方面,近年来,在我校副校长刘静教授的带领下,取得了很多重要的成果。材料成型及控制工程系也很有特色,特别是轧钢方面,一直都做得很不错。能源与动力工程和材料化学是近年来新开设的两个专业,但是也办得不错,像材料化学专业的赵雷教授曾获得湖北省教师讲课比赛一等奖,是湖北省五一劳动奖章获得者。学院有省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室、高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心两个国家级科研平台和7个省部级科研平台,支持老师科研和创新教育。学院也非常重视国际合作交流,有一个国家级国际合作基地和两个省级国际合作基地。
 fill=%23FFFFFF%3E%3Crect x=249 y=126 width=1 height=1%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E) 学院培养的学生受到社会各界的欢迎和好评,为企事业单位和政府机关培养了一大批生产、管理、教学、科研骨干。许多人成为冶金企业的领军人物和政府部门的主要领导——其中,我院毕业的校友中,担任副省级以上领导7位,中国工程院院士1位,大型钢铁企事业单位董事长、党委书记、总经理、副总经理40余位。业界对武汉科技大学毕业生的评价是:肯干、能干、实干,武汉科技大学在社会上的声望都是靠学校的各位校友踏踏实实干出来的。感谢各位校友!欢迎大家报考武汉科技大学!我们一定会尽最大努力把学生培养成对国家有用的人才!
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“厚德博学,崇实去浮”是武汉科技大学的校训,恰恰也对应了业界对其毕业生的评价:肯干、能干、实干!谢谢王教授的解读,给大家揭秘了冶金工程专业,欢迎有志于此的同学报考武汉科技大学,为祖国工业发展贡献力量!  fill=%23FFFFFF%3E%3Crect x=249 y=126 width=1 height=1%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E) 节目预告4月27日下周二8:30-9:00,我们将邀请武汉纺织大学纺织科学与工程学院院长张如全做客直播间,揭秘“纺织工程”专业,欢迎大家收听收看。
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编辑:小语
编审:康艳
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