1 冶金反应工程学学科的建立和发展
1.1 化学反应工程学学科结构体系的建立和发展
1.2 冶金反应工程学学科的发展
1.3 本章小结
思考题
参考文献

2 冶金反应工程学基础的内涵和结构体系
2.1 冶金反应工程学的相关基础学科
2.1.1 冶金传输原理和冶金物理化学
2.1.2 “三传一反”基本方程
2.2 冶金反应工程学的进展和结构体系
2.2.1 冶金反应工程学的进展和现状
2.2.2 冶金反应工程学的结构体系
2.2.3 冶金过程与化工过程的差异
2.3 适合冶金过程的冶金反应工程学基础的构建
2.3.1 适合冶金过程的冶金反应工程学基础
2.3.2 适合冶金过程特点的冶金反应工程学基础的内涵
2.3.3 冶金过程中相关动力学参数的特点
2.4 本章小结
思考题
参考文献

3 动量、热量和质量传输基本方程及边界层理论
3.1 动量传输的基本方程
3.1.1 流体静力学平衡微分方程
3.1.2 动量传输微分方程
3.2 热量传输的基本方程
3.2.1 导热微分方程
3.2.2 对流换热微分方程
3.3 质量传输的基本方程
3.3.1 分子扩散微分方程
3.3.2 对流传质微分方程
3.4 边界层理论
3.4.1 边界层理论提出的背景
3.4.2 边界层的基本概念
3.4.3 边界层微分方程的简化
3.5 对流换热边界层微分方程组
3.5.1 温度（热）边界层
3.5.2 对流换热边界层微分方程组
3.6 对流传质边界层微分方程组
3.7 本章小结
思考题
参考文献

4 定解条件及“三传”基本方程的传输系数
4.1 定解条件及传热和传质的边界条件
4.1.1 定解条件
4.1.2 热量传输的边界条件
4.1.3 质量传输的边界条件
4.2 动量传输过程的阻力系数
4.2.1 牛顿流体的黏性系数
4.2.2 流体流动的阻力系数
4.3 热量传输过程的传热系数
4.3.1 傅里叶导热系数
4.3.2 对流换热系数
4.4 质量传输过程的传质系数
4.4.1 菲克分子扩散系数
4.4.2 对流传质系数
4.5 雷诺类比和柯尔伯恩类比
4.5.1 雷诺类比
4.5.2 柯尔伯恩类比
4.6 冶金过程复杂条件下“三传”数学模型的传输系数
4.7 本章小结
思考题
参考文献
……

5 高炉风口前水平方向不同位置试样的物性参数
6 冶金物理化学中的反应过程动力学
7 冶金反应工程学研究反应过程动力学的方法
8 采用分段尝试法研究半焦高温反应过程动力学
9 不可逆过程热力学及传输现象之间的耦合
10 等温下分段尝试法研究反应过程动力学的完善
11 非等温下分段尝试法研究反应过程动力学的完善
12 讨论和展望

附录

　　在化学反应工程学发展的推动下，日本鞭岩教授等首次提出了“冶金反应工程学”，并于1972年出版了专著《冶金反应工程学》。冶金反应工程学引入我国后，国内相继出版了一系列的冶金反应工程学教材。与此同时，国内各冶金院校陆续开始将冶金传输原理作为冶金工程专业的必修课，代替传统的冶金炉及热工计算等课程，对冶金反应工程学学科的发展起到了极大促进作用。
　　冶金反应工程学相关的教材基本上是将化学反应工程学的研究方法移植到冶金过程的研究。但是，由于冶金过程与化工过程本质上的差异，全盘移植化学反应工程学结构体系，即将其学科定义、研究目的、研究方法中的“化工”替换为“冶金”来建立冶金反应工程学，并不适合冶金过程的要求，主要体现在基础内涵和结构体系及研究重点等方面的差异；同时，化学反应过程动力学的研究方法对冶金过程的适用性也存在争议。
　　尽管冶金学科和化工学科都起源于化学学科，但随着对各自规律认识的不断深入，冶金学科和化工学科共性之外的差异日趋明显，因而在不断发展中各自形成独立的新学科。
　　化学反应工程学和冶金反应工程学都是以动量传输、热量传输和质量传输（“三传”）和化学反应（“一反”）作为基础，建立数学模型（传输微分方程）。根据不可逆过程热力学，可以认为化学反应也是一种传输现象，微分方程的传输系数中包括化学反应速度常数。由数学模型和相关动力学参数（“三传一反”传输方程的传输系数和定解条件）来解析各反应过程，进而设计和优化操作工艺参数，以便最终控制反应过程。
　　尽管有上述共性，但这两个学科的差异也是很明显的。与冶金过程相比，化工过程可以看作是“低温、高压”过程，化学反应是整个过程的控制环节。化学反应工程学主要研究“三传”对“一反”的影响，以及如何提高化学反应的速度。在压力很高条件下，化工过程的反应设备大都为细长圆管状，反应物质多为单一且均匀，气相反应在化工过程中占主导作用。在压力很高时反应管内物质可用广义流体的概念来处理，压力损失主要来自流体与管壁的摩擦。在“三传”中对气体在圆管内不同流动状态已经进行了非常深入的研究，可直接应用已有的成熟结论，按其特点建立不同类型反应器，进而获得相应的数学模型。鉴于低温时单一和均匀物质求解数学模型的相关动力学参数比较简便，可准确解析化工反应过程。简而言之，化学反应工程学基础部分的内涵是化学动力学（“一反”）和反应器（“三传”），研究的重点是不同的反应器，由反应器建立了基础部分的结构体系。利用化工过程的特点，采用反应器概念对设备众多、形状多样，而反应物质相态相对简单的化工设备进行分类，以便同类反应器中的研究方法和结果可以相互借鉴，从而简化研究、提高效率，这在化工生产过程中已得到成功验证。
　　国内冶金反应工程学教材全面移植化学反应工程学的结构体系，采用反应器的理论和反应器操作的思路，将冶金学科中钢铁冶金课程中与冶金反应过程中“三传”相关内容用不同反应器进行分类，其基础部分“一反”采用冶金物理化学的反应动力学的内容，“三传”采用了不同反应器的内容，同样以反应器概念为主线建立了其基础部分的结构体系，试图在此基础上进行冶金反应过程控制的相关研究。
　　但是，冶金过程与化工过程在反应温度、反应压力及反应复杂程度上有明显差异，特别是在反应压力上有数量级的差别。需要充分考虑冶金过程的特殊性，与化学反应工程学基础部分的内涵、结构体系和研究重点加以区分，来科学地构建冶金反应工程学这一新兴学科。
　　化工反应全过程的控制环节是化学反应。而冶金反应过程的控制环节前期为化学反应，后期则是扩散传质。冶金反应工程学的主要目的应该是定量地研究“三传一反”对整个冶金过程各控制环节的影响，冶金反应工程学的动力学属于反应过程动力学（宏观动力学）。
　　国内既往的冶金反应工程学教材完全采用冶金物理化学研究反应过程动力学的方法和内容作为其基础部分，实际上忽略了这两个学科在研究反应过程动力学目的上的差别，而且还会混淆这两个学科的研究内容。为了达到对冶金过程的准确解析，不同控制环节的传输系数和转换时间是重要的相关动力学参数。冶金反应工程学的基础部分需要建立与其研究目的相适应的、独立的反应过程动力学研究方法。
　　化工过程按反应设备特点进行分类可以达到提高效率的目的。但冶金主体流程中设备种类并不多，且单体设备复杂、个性突出，因此相互之间缺乏共性，研究结果之间的可借鉴性很低，无法简化研究、提高效率的目的。化学反应工程学中反应器的概念建立在细长型圆管内流体流动的“三传”理论基础上，冶金过程中的主体设备大部分为矮胖型，工作压力大都不超过1MPa（10atm），与化工过程有数量级的差别，炉料无法被充分流化。高炉和竖炉中煤气为非均匀地流过炉料层，流经炉料表面的阻力损失远大于流经反应器壁的阻力损失。在推导流体通过散料压力损失的卡门（Carman）公式中，通常忽略流