钢铁冶金学
钢铁冶金学
钢铁冶金学（I）
一，填空（每空0.5分，共10分）
1.人造富矿包括，。
2.天然铁矿石的的种类有，，，。
3.高炉炉渣的主要成分有，，，。
4.高炉强化冶炼的方式有，，，，。
5.表示焦炭强度的指标有，。
炉缸煤气的主要成分有，，。
二，名词解释( 5 分×5题=25分)
1.高炉风口前理论燃烧温度
2.焦炭反应性
3.熔化性温度
4.水当量
5.CO利用率
35 分）
1.举例说明烧结过程形成的液相体系（7分）
2.铜冷却壁的优点有哪些？（7分）
3.什么是直接还原铁，其性质有什么特点？（7分）
4.什么是煤气流合理分布？高炉冶炼对煤气在圆周及径向的分布有什么要求？举例说明三种煤气流的分布形式。（7分）
5.简述焦炭在高炉冶炼中的作用，对焦炭性能有哪些方面的要求？（7分）
四论述题（13 分）
高炉操作制度包括哪些内容？
五计算题（17 分）
已知条件：
（1）矿石成分：TFe 58.69%，FeO 12.40%，Fe2O3 70.07%；
（2）炉顶煤气成分：CO 21.96%，CO2 20.50%，H2 1.53%，N2
55.95%，CH4 0.006%；
（3）生铁成分：[Si] 0.5%，[Mn] 0.327%，[P] 0.042%，[C]
4.416%，渣铁比0.314，渣中含硫量0.654%；
=272.349kg/t。
（4）风口前燃烧碳量C
风
求操作线中A点和E点的坐标。
钢铁冶金学（I）
一，填空（每空0.5分，共10分）
1.燃烧带大小是按来确定的，一般以的点作为消失点。
2.高炉内高温区发生的，用作为还原剂，还原铁氧化物，生成的反应，称为铁氧化物的直接还原。
3.高炉炉渣的主要来源有，，，。
4.在与周围环境的条件下，所有由燃料和鼓风带入的及碳素燃烧放出的，全部传递给时，煤气达到的温度称为理论燃烧温度。即炉缸煤气参与热交换之前的原始温度。
5.炉渣的基本成分，，，。
炉顶煤气的主要成分有，，，。
二，名词解释( 5 分×5题=25分)
1.硫负荷
2.高炉有效容积利用系数
3.铁的直接还原度
4.散料的形状系数
5.高压操作
35 分）
1.烧结机点火1-2分钟时，解释说明烧结料层中的分层现象。（7分）
2.试分析高炉炉衬破损机理。（7分）
3.简述Corex法的冶炼过程。（7分）
4.高炉冶炼对炉渣性能有哪些要求？（7分）
5.什么事高炉的透气性指数？采取什么措施可提高高炉中散料带的透气性？（7分）
四论述题（13 分）
分析高风温操作对高炉冶炼过程有哪些影响。
五计算题（17 分）
以100m3鼓风为单位，计算当鼓风富氧率W=2%，鼓风湿度f=1%时，炉缸煤气的总体积、炉缸煤气组成及其各自的体积百分含量。
钢铁冶金学（I）中文试卷A答案
一，填空（每空0.5分，共10分）
1.人造富矿包括烧结矿，球团矿。
2.天然铁矿石的的种类有磁铁矿，赤铁矿，褐铁矿，菱铁矿。
3.高炉炉渣的主要成分有CaO ，SiO2，MgO ，Al2O3。
4.高炉强化冶炼的方式有精料，高风温，高压操作，富氧，喷吹。
5.表示焦炭强度的指标有M40 ，M10 。
炉缸煤气的主要成分有CO ，H2，N2。
二，名词解释( 5 分×5题=25分)
1.高炉风口前理论燃烧温度：在与周围环境绝热（无热损失）的条件下，所有由燃料和鼓风带入的显热（物理热）及碳素燃烧放出的化学热，全部传递给燃烧产物—炉缸煤气时，煤气达到的温度成为理论燃烧温度，即炉缸煤气参与炉料交换之前的原始温度。
2.焦炭反应性：焦炭与CO2气体反应面气化的难易程度CO2+C焦=2CO
3.熔化性温度：炉渣粘度曲线与45°切线的温度，表示炉渣可以自由流动的温度。
4.水当量：水当量即单位时间内通过高炉某一截面的炉料（或煤气），其温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量（包括化学反应和相变热及热损失）（kJ/h ℃）。
5.CO 利用率：即化学利用率，表明燃料中碳素在高炉内氧化程度或利用程度，22
CO CO %CO %CO %+=η
分）
1.举例说明烧结过程形成的液相体系（7分）
答：1Fe —O 体系；一些固溶体（1分）
2Fe —SiO 2体系；铁橄榄石（2FeO-SiO 2）（1.5分）
3CaO —SiO 2体系；硅灰石（2CaO- SiO 2）（1.5分）
4 CaO —Fe 2O 3体系；铁酸钙（2CaO-Fe 2O 3）（1.5分）
5 CaO —SiO 2—FeO 体系；钙铁橄榄石（CaO —FeO —SiO 2）（1.5分）
2.铜冷却壁的优点有哪些？（7分）
答：1铜导热性好，其导热系数几乎为铸铁的10倍。（1分）
2铜冷却壁导热性好，冷却强度大，而且形成渣皮的过程较短，一般在15-30分钟左右。（2分）
3铜冷却壁冷却均匀，在炉内形成光滑的炉型，大大减轻了煤气流的冲刷和炉料磨损的力度。（2分）
4 铜冷却壁导热性好，能承受很高的热负荷，因为铜冷却壁是靠渣皮在炉内工作的，而渣皮的导热系数很小，它能隔热，降低传到铜冷却壁的热流强度，使热负荷大大降低。（2分）
3.什么是直接还原铁，其性质有什么特点？（7分）
答：定义：直接还原铁是一种固态的低温还原产品，因为还原失氧而形成的孔隙未熔化而封闭，在显微镜下观察：其形似海绵而成为海绵铁。（2分） 特点：1含碳低；（1分）
2生产过程中未经软熔的直接还原铁空率很高，由于还原失氧而形成的；
（2分）
3具有很高的活性，这是由于低的含碳量和高空隙率造成的，暴露于大气中易于再氧化，即直接还原铁中的金属铁与大气中的氧和水蒸气发生反应。（2分）
4.什么是煤气流合理分布？高炉冶炼对煤气在圆周及径向的分布有什么要求？举例说明三种煤气流的分布形式。（7分）
答：煤气流合理分布定义：（2分）
1炉料顺利下降，炉况稳定顺行，炉温充沛，料柱透气性好；
2煤气能量利用充分，炉顶温度低，炉顶煤气中CO2高，CO利用率好。
要求（2分）
1径向：不均匀，不均匀程度由高炉条件决定。
2圆周方向：均匀，即等半径圆周上各点均匀。
煤气流曲线形式：（3分）
1边缘发展型（馒头型）；2中心发展型（展翅型）；3双峰型；4平坦型。（列出三种即可）
5.简述焦炭在高炉冶炼中的作用，对焦炭性能有哪些方面的要求？（7分）
答：作用：（2分）
1发热剂；2还原剂；3渗碳元素，作为生铁的成分；4 料柱骨架；
要求：
1固定碳高，灰分含量低；（1分）
2S、P杂质少；（1分）
3挥发分适当；（1分）
4 机械强度高；（1分）
5 焦炭物理化学性质：燃烧性与反应性差一些。（1分）
四论述题（13 分）
高炉操作制度包括哪些内容？
答：包括四大制度：
1装料制度（上部调剂）：炉料装入炉内方式的总称，。它决定着炉料在炉内分布的状况。包括：料线、批重、装料顺序等。（4分）
2送风制度（下部调剂）：通过风口向高炉内鼓送具有一定能量的风的各
种控制参数的总称。包括风温、风量、风压、风中含氧量、湿度、喷吹燃料、以及风口的各项参数。（4分）
3造渣制度：包括造渣过程和终渣性能的控制。终渣性能的控制是使炉渣具有良好的热稳定性和化学稳定性以保证良好的炉缸热状态和合理渣铁温度，以及控制好生铁成分（Si 、S ）。（3分）
4 热制度：在工艺操作上控制高炉内热状态的方法的总称。高炉热状态是指路子各部委具有足够相应温度的热量以满足冶炼过程中加入炉料和各种物理化学反应需要的热量。通常用热量是否充沛，炉温是否稳定来衡量热状态。（2分）
五 计算题（ 17 分）
已知条件：
（5） 矿石成分：TFe 58.69%，FeO 12.40%，Fe 2O 3 70.07%；
（6） 炉顶煤气成分：CO 21.96%，CO 2 20.50%，H 2 1.53%，N 2
55.95%，CH 4 0.006%；
（7） 生铁成分：[Si] 0.5%，[Mn] 0.327%，[P] 0.042%，[C]
4.416%，渣铁比0.314，渣中含硫量0.654%；
（8） 风口前燃烧碳量C 风=272.349kg/t 。
求操作线中A 点和E 点的坐标。
解：A 点：
417.156/5869.016/160487007.07216124.0//y A =??? ???+?==
铁的相对原子量
矿石中全铁氧的相对原子量
铁氧化物中氧 483.12196.02050.02050.01CO %CO %CO %11x 22CO A =++=++=+=η
（x ，3分；y ，3分）
所以，A 点（1.483，1.417）
E 点：
由于E 点位于Y 轴上，所以x E =0
y E =-（y f +y b ）
[%Fe]=100-[%Si]- [%Mn]- [%P]- [%C]=100-0.500-0.327-0.042-4.416
=94.715 （3分） 而：
y f ={4.00[%Si]+1.02[%Mn]+4.50[%P]+1.75G 渣（%Si ）}÷[%Fe]还
={4.00×0.500+1.02×0.327+4.50×0.042+1.75×0.314×0.654}÷94.715 =0.030 （4分） []342.156/15.947272.349/1256/Fe 12/C y b ===还风 （3分）
则y E = -（y f +y b ）= -（0.030+1.342）= -1.372 （1分）
所以，E 点（0，-1.372）
钢铁冶金学（I ）中文试卷B 答案
一，填空（每空0.5分，共10分）
1.燃烧带大小是按 CO 2消失的位置 来确定的，一般以 CO 2%=1~2 的点作为消失点。
2.高炉内高温区发生的，用 固体碳 作为还原剂，还原铁氧化物，生成产物CO 的反应，称为铁氧化物的直接还原。
3.高炉炉渣的主要来源有 矿石中的脉石 ， 焦炭灰分 ， 熔剂 ， 侵蚀的炉衬。
4.在与周围环境 绝热 的条件下，所有由燃料和鼓风带入的 物理热 及碳素燃烧放出的 化学热 ，全部传递给 燃烧产物（或炉缸煤气） 时，煤气达到的温度称为理论燃烧温度。即炉缸煤气参与热交换之前的原始温度。
5.炉渣的基本成分 CaO ， MgO ， SiO 2 ， Al 3O 3 。 炉顶煤气的主要成分有 CO ， H 2 ， CO 2 ， N 2 。
二，名词解释( 5 分×5题=25分)
1.硫负荷：冶炼一吨生铁由各种入炉原料带入的硫的含量的总和。
2.高炉有效容积利用系数：在规定时间内，每m3有效容积平均每昼夜生产合格铁水的吨数，它表明高炉技术操作水平和管理水平。
3.铁的直接还原度：假定高价Fe x O y全部间接还原为低价Fe x O，再从Fe x O 中直接还原出的铁量与全部还原出的铁量的比。铁的直接还原度是用来衡量高炉内铁氧化物直接还原发展程度的指标。
4.散料的形状系数：形状系数表示散料粒度与圆球粒度不一致的程度，以等体积圆球表面积与物块表面积之比来表示。
5.高压操作：炉顶煤气剩余压力高于30kPa为高压操作。
分）
1.烧结机点火1-2分钟时，解释说明烧结料层中的分层现象。（7分）
答：当混合料温度低于露点温度时，沿料层高度方向从上到下依次出现烧结矿层（1分）、燃烧层（1分）、预热和干燥层（1分）、过湿层（1分）、及原始混合料层（1分）。
当混合料温度高于露点温度时，沿料层高度方向从上到下依次出现烧结矿层、燃烧层、预热和干燥层、及原始混合料层（2分）。
2.试分析高炉炉衬破损机理。（7分）
答：1高炉渣铁的渗透和侵蚀（2分）
2高温和热震破损（2分）
3炉料和煤气流的摩擦冲刷及煤气碳素沉积的破坏作用（2分）
4碱金属及其它有害元素的破坏作用（1分）
3.简述Corex法的冶炼过程。（7分）
答：1煤的气化（1分）
2煤炭流化床（1分）
3固定碳的消耗途径（1分）
4 造渣过程（1分）
5 炉料运动（1分）
6生铁形成（1分）
展开论述（1分）
4.高炉冶炼对炉渣性能有哪些要求？（7分）
答：1有良好的流动性，保证渣铁顺利分离，操作易进行（2分）
2保证生铁质量。有充分参与所希望化学反应的能力（2分）
3稳定性好，抵抗由于冶炼条件变化使炉渣性能的急剧变化（2分） 4 能满足允许煤气顺利通过及渣—铁、渣—气良好分离的动力学条件（1
分）
5.什么事高炉的透气性指数？采取什么措施可提高高炉中散料带的透气性？（7分） 答：从欧根方程得出的透气性指数表示为：
???? ??-=εφε157.0K 3de （3分） 高炉生产操作中也可近似表示为：
P Q ?=2K 或P Q ?=K （1分） 可知：1de ：提高料颗粒平均直径可提高料层透气性；（1分）
2φ：球团矿的形状系数接近1，利于改善料层透气性（1分）
3ε：使炉料粒度均匀，降低粉末含量，可提高空隙率，改善料层透气性。采取整粒度（大块破碎、粉末筛除）、分级入炉，改善原料高温性能等措施，减少还原粉化现象（1分）
四 论述题（ 13 分）
分析高风温操作对高炉冶炼过程有哪些影响。
答：（1）对风口前燃料燃烧的影响：
1风口前燃烧产生的煤气量减少，煤气中的CO 含量增加，N 含量减少。
（3分）
2理论燃烧温度大幅提高（2分）
（2）对炉内温度场分布的影响：
1炉身温度降低；（2分）
2炉顶煤气温度降低。（2分）
（3）对还原的影响：
1有利：炉缸煤气中CO 浓度提高及N 含量降低，有利于间接还原；
（2分）
2不利：炉身温度降低700~1000℃间接还原强烈发展的温度带高度的缩小，以及产量增加时，炉料在间接还原区内停留时间缩短。（3分）
五 计算题（ 17 分）
以100m 3鼓风为单位，计算当鼓风富氧率W=2%，鼓风湿度f=1%时，炉缸煤气的总体积、炉缸煤气组成及其各自的体积百分含量。
解：100m 3鼓风计算，W =2%，f=1%时
V CO =[(1-f)×0.21+0.5×f+W] ×2×V 风
=[(1-0.01) ×0.21+0.5×0.01+0.02] ×2×100=46.58 m 3 （3分） ()()3N 21m .7810079.001.01V 79.0f 1V 2=??-=?-=风 （3分） 3H 1m 10001.0V f V 2=?=?=风 （3分） 所以，炉缸煤气的组成是H 2，N 2，CO （1分） V 总=46.58+78.21+1=125.79 m 3 （1分）
%03.37%10079.12558.46%CO =?= （2分）
%18.62%10079.12521.78%N 2=?=
（2分） %79.0%10079.1251%H 2=?= （2分）
冶金工程专业炼钢考试题
试题 一、填空题 1、钢是指以铁为主要元素，含碳量一般在2% 以下，并含有其它元素的可变形的铁碳合金。 2、为了去除钢液中的磷、硫，需向炉内加入石灰，造高碱度炉渣，往往使炉渣变粘稠，加入萤石就可以稀释炉渣，但不降低炉渣碱度。 3．电炉耐材喷补的原则是快补，热补薄补）。 4、炼钢造渣的目的：去除磷硫、减少喷溅、保护炉衬、减少终点氧。 5、真空脱气过程的限制性环节是：气体在钢液中的扩散。 6、渣洗的最大缺点是：效果不稳定。 7、炼钢工艺分为：熔化期，氧化期和还原期。 8、夹杂物变性处理中，使用Ca 处理Al2O3夹杂物 9、LF炉吹氩制度中，钢包到位后，采用中等吹氩量均匀钢液成分和温度，化渣和加合金采用：大吹氩量，通电加热时采用小吹氩量。 10、炉外精炼中，气液界的主要来源包括：吹氩、CO 汽泡、吹氧和熔体表面。 11、向镇静钢中加Al是为了保证完全脱氧和细化晶粒。 12、为了向连铸提供合格钢水，炼钢要严格控制钢水成份，特别是钢中硫、磷和气体及非金属夹杂物一定要尽可能控制到最底水平，以提高钢水的清洁度。 13、工业用钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢二大类。； 14、钢中产生白点缺陷的内在原因是钢中含氢。 15、Mn/Si比大于 3.0时，钢水的脱氧生成物为液态的硅酸锰，可改善钢水流动性，保证连铸进行。
16、氧化期的主要任务是去磷、脱碳去气去夹杂、升温，同时为放钢做好准备。 17、影响炉料熔化的因素有钢液温度、造渣制度、布料情况、钢中溶解等。 18、CaO% 和SiO2% 之比称为炉渣的碱度。 19、电弧炉冶炼的主要方法有氧化法、不氧化法和返回吹氧法。 20、废钢中不得混有密闭容器、易燃物和毒品，以保证生产安全。 21、金属材料的化学性能是指金属材料抵抗周围介质侵蚀的能力，包括耐腐蚀性和热稳定性等。 22、炉底自下而上由：绝热层、保护层、工作层、三部分组成。 23、炉壁结构由里向外：绝热层、保温层、工作层三部分组成。 24、泡沫渣的控制，良好的泡沫渣是通过控制CO气体的发生量，渣中FeO含量和炉渣碱度来实现的。 25、影响炉衬寿命的主要因数有高温作用的影响、化学侵蚀的影响，弧光辐射或反射的影响、机械碰撞与震动、操作水平的影响。 26、常用脱氧方法沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧。 27、炼钢的基本任务可归纳为“四脱”、“二去”、“二调整”，其中“四脱”指脱C、O、S、P，“二去”指去气、去夹杂，二调整指调成份、调温度。 28、电弧炉炉衬指电弧熔炼室的内衬，包括炉底、炉壁、炉盖三部分。 29、炉料熔化时的物理反应：元素的挥发、元素的氧化、钢液的吸收。 30、电炉冶炼中，氧化前期的主要任务是去磷，温度应稍低些；氧化后期主要任务是脱碳，温度应偏高些。 二、判断题 1、配料中将生铁放在料篮中间层次且分布均匀，这句话对吗？（√）2．抽引比是单位体积流量的气体，可以提升钢液的体积。（√）
(完整版)北京科技大学+钢铁冶金学(炼铁部分)知识点复习
炼铁知识点复习 第一章概论 1、试述3 种钢铁生产工艺的特点。 答：钢铁冶金的任务：把铁矿石炼成合格的钢。工艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁 →精炼（脱C、Si、P 等）→钢。 高炉炼铁工艺流程：对原料要求高，面临能源和环保等挑战，但产量高， 目前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重大作用。 直接还原和熔融还原炼铁工艺流程：适应性大，但生产规模小、产量低，而且 很 多技术问题还有待解决和完善。 2、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 答：特点：①在逆流（炉料下降及煤气上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投入（装料）及产出（铁、渣、煤气）之外，无法直接观察炉内反应过程，只能凭借仪器仪表简介观察；③维持高炉顺行（保证煤气流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。 三大过程：①还原过程：实现矿石中金属元素（主要是铁）和氧元素的化学分离；②造渣过程：实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离；③传热及渣铁反应过程：实现成分与温度均合格的液态铁水。 3、画出高炉本体图，并在其图上标明四大系统。 答：煤气系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。 4、归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。 答：①高的含铁品位。矿石品位基本上决定了矿石的价格，即冶炼的经济性。 ②矿石中脉石的成分和分布合适。脉石中SiO2 和Al2O3 要少，CaO 多，MgO 含量合适。③有害元素的含量要少。S、P、As、Cu 对钢铁产品性能有害， K、Na、Zn、Pb、F 对炉衬和高炉顺行有害。④有益元素要适当。 Mn、Cr、Ni、V、Ti 等和稀土元素对提高钢产品性能有利。上述元素多时，高炉冶炼会出现一定的问题，要考虑冶炼的特殊性。⑤矿石的还原性要好。矿石在炉内被煤气还原的难易程度称为还原性。褐铁矿大于赤铁矿大于磁铁矿，人 造富矿大于天然铁矿，疏松结构、微气孔多的矿石还原性好。⑥冶金性能优良。冷态、热态强度好，软化熔融温度高、区间窄。⑦粒度分布合适。太大，对还原不利；太小，对顺行不利。 5、试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。 答：焦炭在高炉内的作用：（1）热源：在风口前燃烧，提供冶炼所需的热量；（2）还原剂：固体碳及其氧化产物CO 是氧化物的还原剂；（3）骨架作用： 焦炭作为软融带以下唯一的以固态存在的物料，是支撑高达数十米料柱的骨架，同时又是煤气得以自下而上畅通流动的透气通路；（4）铁水渗碳。 质量的要求：粒度适中、足够的强度、灰分少、硫含量少、挥发成分含量 合适、反应性弱（C+CO2=2CO）、固定C 高等。 6、试述高炉喷吹用煤粉的质量要求。 答：1、灰分含量低、固定碳量高；2、含硫量少；3、可磨性好；4、粒度细；5、爆炸性弱，以确保在制备及输送过程中的人身及设备安全；6、燃烧性和反 应性好。
钢铁冶金学 炼铁部分习题
1、冶金的方法及其特点是什么？ 提取冶金工艺方法：火法冶金、湿法冶金、电冶金、卤化冶金、羰基冶金等。 (1) 火法冶金：在高温下利用各种冶金炉从矿石或其它原料中进行金属提取的冶金工艺过程。操作单元包括：干燥、煅烧、焙烧(烧结)、熔炼、精炼。 (2) 湿法冶金：在水溶液中对矿石和精矿中的金属进行提取和回收的冶金过程。操作单元包括：浸取(出)、富 (3) 电冶金：利用电能提取金属的冶金过程，包括电热冶金和电化学冶金。 电热冶金：利用电能转变为热能进行金属冶炼，实质上属火法冶金。 电化学冶金：利用电化学反应使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。如： ①水溶液电解：如Cu、Pb、Zn等。可列入湿法冶金。 ②熔盐电解：如Al、Mg、Ca、Na等。可列入火法冶金。 钢铁冶金：火法、电热冶金 有色冶金：火法、湿法、电化学冶金。通常为“火法＋湿法”联合。集(净化和浓缩)、提取(金属或金属化合物)等 2、钢与生铁有何区别？ 都是以铁为基底元素，并含少量C、Si、Mn、P、S——铁碳合金。 (1) 生铁：硬而脆，不能锻造。 用途：①炼钢生铁； ②铸造生铁，占10%。用于铸造零、部件，如电机外壳、机架等。 (2) 钢：有较好的综合机械性能，如机械强度高、韧性好、可加工成钢材和制品；能铸造、锻造和焊接；还可加工成不同性能的特殊钢种。 3、钢铁冶炼的任务及基本冶炼工艺是什么？ 把铁矿石冶炼成合格的钢： 铁矿石：铁氧化物，脉石杂质。 炼铁：去除铁矿石中的氧及大部分杂质，形成铁水和炉渣并使其分离。 炼钢：把铁水进一步去除杂质，进行氧化精炼。 铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁铁→精炼（脱C、Si、P等）→钢 4、试述3种钢铁生产工艺及其特点。 传统流程：间接炼钢法：高炉炼铁+ 转炉炼钢。 优点：工艺成熟，生产率高，成本低 缺点：流程工序多，反复氧化还原，环保差 短流程：直接炼钢法：直接还原炉+ 电炉，将铁矿石一步炼成钢。 优点：避免反复氧化还原 缺点：铁回收率低，要求高品位矿，能耗高，技术尚存在一定问题。 新流程：熔融还原法：熔融还原炉+ 转炉(将铁矿石一步炼成钢)。 优点：工艺简单，投资少、成本低，资源要求不高，环境友善。 缺点：能耗高，技术尚存在大量问题，仅Corex投入工业应用。 5、一个现代化的钢铁联合企业有哪些主要工序和辅助工序？用框图画出钢铁联合企业的生产工艺流程。 目前，钢铁联合企业的主要生产流程还是传统流程： 采矿——选矿——高炉炼铁——转炉炼钢——炉外精炼——连续铸钢——轧钢——成品钢材
钢铁冶金学试卷题-炉外处理部分
一填空题（每空1分，共20分） 目前铁水预处理“三脱”包括：（1），（2），（3）。2015A 目前铁水预处理生产中用量最大、使用最广泛的脱硫剂是（4）。2015A 脱硅渣起泡的原因有两方面：一是（1）；二是（2）。2015B 常用铁水脱磷剂的组成为：（8）。 常用脱磷剂体系有（3）和（4）系。2015B 铁水脱硫有______、______、______系脱硫剂。 采用石灰（CaO）进行铁水预处理脱磷，可选择______、______、______作助熔剂。 炉外精炼采用的基本手段包括渣洗、（5）、（6）、（7）、（8）等五种。2015A 表征渣洗用合成渣性能指标包括（4）、（5）、（6）、（7）等。2015B VD的英文全称是，VOD的英文全称是。 LF的英文全称是，LFV的英文全称是。 吹氩搅拌效果有______、______、______。 转炉终点碳含量越______、钢水氧化性越______、下渣量越______，则出钢过程中的渣洗脱硫效果越差。 二名词解释（每题2分，共20分） 铁水预处理2015A KR搅拌法2015A 铁水脱硫喷吹法铁水预处理脱硅 专用转炉脱磷2015B铁水深度预处理 炉外精炼2015A 渣洗脱碳保铬2015B VOD2015B AOD炉喷射冶金搅拌 真空循环脱气法（RH）钢包炉精炼法（LF） CAS-OB 二次燃烧洁净钢同化 三单项选择题（每题2分，共20分） （1-1）铁水喷吹纯镁脱硫时，镁脱硫的主要反应是：（1）镁蒸气与铁水中的硫反应（2）铁水中的溶解镁与硫反应。2015A （1-2）铁水喷吹脱硫能力最高的脱硫剂是：（1）单独喷吹纯镁（2）Mg/CaO复合喷吹（3）单独喷吹CaO。2015B （1-3）铁水罐中加入固体氧化剂脱硅，会使铁水温度。A、升高B、降低C、不变（1-4）铁水罐中加入吹氧气脱硅，会使铁水温度。A、升高B、降低C、不变 （2-1）同时具有加热、真空功能的炉外精炼装置是：（1）CAS-OB （2）RH-OB （3）VD。2015A （2-2）钢包精炼喂CaSi线的主要冶金目的是：（1）脱氧（2）夹杂物变性（3）成分微调2015A （2-3）对钢的成分和洁净度影响最小的钢水精炼加热方法：（1）CAS化学热法（2）电弧加热法（3）RH-OB法。2015B （2-4）LF炉脱硫最佳的热力学条件是：（1）顶渣碱度越高、顶渣氧化性越低，底吹氩越小，效果越好（2）炉渣氧化性越低，底吹氩越大，效果越好（3）顶渣碱度高、顶渣氧化性越低及合适的搅拌功率，效果越好。2015B （2-5）法不适合加热钢包中的钢水。A、电弧加热B、化学热法C、燃料燃烧（2-6）采用钢水脱硫效果最好。A、RH-PB B、LF C、RH-PTB （2-7）不具有真空功能的炉外精炼装置是。A、AOD B、RH C、DH。 （2-8）采用钢水的升温速度最快。A、CAS B、CAS-OB C、LF。 铁水预脱硅后最佳硅含量确定的主要因素是：（1）转炉少渣冶炼（2）优化铁水预脱磷（3）
钢铁冶金原理试题1答案
科技大学2008 /2009学年第1学期 《钢铁冶金原理》考试试题A 课程号：61102304 考试方式：闭卷 使用专业、年级：冶金2006 任课教师： 考试时间：2009 备 注： 一、 简答题（共5题，每题4分，共20分） 1. 请给出活度的定义及冶金中常用的三种标准态。 2. 什么是酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物？如何表示炉渣的 碱度？ 3. 何为化合物的分解压、开始分解温度及沸腾分解温度？ 4. 何为溶液中组分的标准溶解吉布斯自山能？写出形成质量理标 准溶 液的标准溶解吉布斯自山能汁算式。 5. 何为氧化物的氧势？氧化物的氧势与其稳定性关系如何？ 二、 填空题（共20空，每空1分，共20分） 1. 在恒温、恒压下，溶液的热力学性质 对某一组元摩尔 量的 偏微分值称为溶液中该组元的偏摩尔量。 2. 在任意温度下，各 组元在 全部 浓度围均服从 拉乌尔 定律的溶液称为理想溶液。 3. 按照熔渣离子 结构理论,熔渣由简单的 阳 离子、 阴 离子和复合 阴 离子团所组 成。 4. 熔渣的氧化性表示熔渣向 金属液（或钢液） 提供 氧 的能力，用熔渣中 FeO 的活度表示。 5. 在一定温度下，把熔渣具有 ________ 粘度的组成点 连成线，称为熔渣的等粘度曲线。 6. 若化学反应的速率与反应物浓度的若干次方成 正比 ， 垃載対酣 nnnnnnnnnnnn 豊躱 ..... ........... ...........................................
且反应级数与反应物的计量系数相等,这样
的反应称为基元反应。 7. 气体分子在 分子（或得华）引力 的作用下被吸附到固体或 液体的表面上称为物理吸附；在 化学键力 的作用下被 吸附到固体或液体的表面上，称为化学吸附。 三、 分析题（共2题，每题12分，共24分） 1. 请写出图1中各条曲线所代表的反应，各区域稳定存在的氧化物, 利用热力学原理分析各氧化物稳定存在的原因。 2. 钢液中[C]和[Cr]之间存在化学反应：4[C] + （Cr 3O 4） = 3[Cr] + 4CO, 试用热力学原理分 析有利于实现去碳保珞的热力学条件。 1UU 80 60 40 20 400 600t t 800 1000 1 200 675 737 温度八C
钢铁冶金学教案
钢铁冶金学2 课程教学大纲 Metallurgy of steel and Iron 2 课程编号: 12923102 适用专业: 冶金工程（本科） 学时数: 40 学分数: 2.5 执笔人: 芶淑云编写日期:2008年10月 一、课程的性质和目的 本门课程属于冶金工程专业（钢铁冶金方向）的一门专业方向课，通过本门课程的学习，使学生掌握炼钢的基本原理和生产工艺过程，及设备，确定工艺参数的方法，了解转炉、电炉炼钢的工艺设备及构造、炼钢用的原材料和耐火材料、炉外精炼法及其发展趋势，使学生熟悉炼钢工艺流程，为今后从事相关的生产、科研奠定必要的基础。 二、课程教学环节的基本要求 课堂讲授： 本课程以课堂讲授为主，在讲授过程中，应充分注意理论与实际的联系，以增强学生的学习兴趣，调动学生的积极性，可采取讲授与讨论相结合的教学方式。作业方面： 每章布置一定量的作业或思考题，以巩固所学的基本知识，并锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 考试环节： 本课程为考试课，建议期末以考试成绩和平时成绩综合评定结果作为课程成绩。 三、课程的教学内容和学时分配 第一章概论(4学时) 教学内容： 炼钢的发展过程；炼钢的任务；炼钢生产流程；钢铁生产的主要技术经济指标，炼钢原料。 教学要求： 1.了解炼钢铁生产的发展过程，炼钢的任务。 2.理解炼钢用原材料的主要种类、性能及评价指标，耐火材料的损毁原因。 3.掌握炼钢生产流程，钢铁生产主要技术经济指标。 重点：炼钢生产流程和钢铁生产主要技术经济指标。 难点：炼钢过程中耐火材料的损毁机理。
第二章氧气转炉炼钢（10学时） 教学内容： 转炉炼钢的特点；氧气转炉炼钢过程渣、钢成分的变化；氧气射流与熔池的相互作用；氧气转炉炼钢的冶金特征；氧气转炉吹炼钢过程的操作制度；少渣吹炼工艺；氧气转炉炼钢的自动化控制和新技术。 教学要求： 1.了解转炉炼钢的特点，氧气转炉炼钢不同吹炼方式的冶金特点。 2.理解氧气转炉炼钢的自动化控制和新技术，氧气射流与熔池的相互作用。 3.掌握顶吹氧气转炉炼钢工艺及操作制度,氧气转炉炼钢过程渣、钢成分的变化。 重点：顶吹氧气转炉炼钢工艺。 难点：氧气转炉炼钢过程渣、钢成分的变化与控制；氧气转炉炼钢的自动化控制和新技术。 第三章电炉炼钢 (8学时) 教学内容： 电冶金概论；电弧炉基本过程；电弧炉炼钢工艺；典型钢种冶炼 电弧炉炼钢用原料，配料，补炉和装料，熔化期，氧化期，还原期，出钢，电弧炉发展趋势。 教学要求： 1．了解电炉炼钢方法（扼要介绍感应炉冶炼，电渣重熔法，真空感应炉熔炼法，等离子电弧炉重熔等方法），电弧炉炼钢用原料，电弧炉发展趋势。 2. 熟悉典型钢种冶炼电弧炉炼钢工艺 3. 掌握电弧炉炼钢工艺，碱性电弧炉冶炼工艺及各期的任务与操作方法。重点：碱性电弧炉炼钢工艺。 难点：碱性电弧炉炼钢工程中不同时期的操作工艺。 第四章炉外精炼（8学时） 教学内容： 炉外精炼的理论基础；铁水预处理；钢水炉外精炼；中间包冶金。 教学要求： 1.了解中间包冶金过程。 2.理解炉外精炼的理论基础，钢水炉外精炼方法分类。 3.掌握铁水预处理的目的和方法，钢水炉外精炼方法。 重点：铁水预处理；钢水炉外精炼。 难点：钢水炉外精炼。 第五章凝固理论与浇注工艺（10学时） 教学内容：
钢铁冶金学试题库
试题库 一、填空题 1.高炉生产的主要原料是___________________、_________ 和熔剂。 答案：铁矿石及其代用品；燃料 2.炼铁的还原剂主要有三种，即__________、_________和_________ 。 答案：碳、一氧化碳、氢 3.高炉CO不能全部转变成CO2的原因是因为铁氧化物的____________需要过量的CO与生成物平衡。答案：间接还原 4.钢、铁都是铁碳合金，一般把碳含量大于2.00%叫_______________。 答案：铁 5.硅的氧化反应是________反应，低温有利于硅的氧化。答：放热 6.钢中加入适量的铝，除了脱氧的作用以外，还具有___________的作用。 答案：细化晶粒 7.在硫的分配系数一定的条件下，钢中含硫量取决于_______中硫含量和渣量。答案：炉渣 8.要使炉况稳定顺行，操作上必须做到三稳定，即____________、____________、____________。答案：炉温、碱度、料批 9.钢中有害气体主要是_________、_________。答案：H；N 10.炼钢的基本任务有脱碳、脱硫、脱氧合金化和__________。 答案：去气和去夹杂物 11.造渣方法根据铁水成份和温度，冶炼钢种的要求选用_______、双渣法、留渣法。措施。答案：单渣 12.12.铁矿石还原速度的快慢，主要取决于____________和____________的特性。 答案：煤气流；矿石 13.生铁一般分为三大类，即____________、____________、____________。 答案：铸造铁、炼钢铁、铁合金 14.在钢材中引起热脆的元素是____________ ，引起冷脆的元素是____________ 。 答案：Cu、S；P、As 15.在Mn的还原过程中，____________是其还原的首要条件, ____________是一个重要条件。答案：高温；高碱度 16.炉渣中含有一定数量的MgO，能提高炉渣____________ 和____________。 答案：流动性；脱硫能力 17.氧气顶吹转炉炼钢操作中的温度控制主要是指__________和终点温度控制。。 答案：过程温度 18.氧气顶吹转炉炼钢影响炉渣氧化性酌因素很多，经常起主要作用的因素是_________。答案：枪位和氧压 19.铁子预处理主要是指脱硫，另外也包括___________。答案：脱硅和脱磷 20.影响高炉寿命的关键部位是____________ 和____________。答案：炉缸；炉身中部 21.氧气预吹转炉传氧方式一般有直接传氧和（间接传氧）两种方式。 22.高炉下部调剂中,凡是减少煤气体积或改善透气性的因素就需____________ 风速和鼓风动能；相反，则需相应____________ 风速和鼓风动能。答案：提高；减小 23转炉入炉铁水温度应在_________以上。答案：1250℃ 24.一般规定矿石中含硫大于为____________高硫矿。答案：0.3% 25.FeO含量对烧结矿质量的影响主要表现在____________和____________两个方面。
《钢冶金学》复习题
《钢冶金学》 第1章绪论 1 从化学成分和机械性能方面分析钢与生铁的区别？（※） 2 列举炼钢任务和炼钢的基本任务，并阐述在现代炼钢工艺中如何完成炼钢的基本任务。（※）3何谓钢铁生产的“长流程”和“短流程”？哪种流程的能耗高、排放量大？为什么？（※）4 按照化学成分和用途如何对钢进行分类？以下钢号分别为什么钢种，每个钢号的数字和字母代表什么意思？65Mn、60Si2Mn、50CrMnA、40Cr、GCr15SiMn、X70、1Cr18Ni9Ti、20CrMnTiH、Q345。 5 主要的炼钢方法有哪些？LD、BOF、BOP、OBM、Q-BOP、K-BOP、LD-Q-BOP、LD-KG、EAF各指哪种炼钢方法？（※） 第2章炼钢的基础理论 1 写出钢的密度、熔点、粘度、导热能力等常用数值（1600℃）及炉渣的粘度、密度和渣—钢界面张力的常用数值。 2 钢的熔点是如何定义的？何谓“液相线”，何谓“固相线”？为什么钢液凝固，是在一个温度区间内完成？ 3 炼钢炉渣的来源有哪些？为什么说“炼钢就是炼渣”？ 4 炉渣的“氧化性”是什么意思？为什么用“碱度”和“氧化性”这两个指标来表征炉渣的化学性质？炉渣氧化性在炼钢过程中的作用？（※） 5 熟悉炉渣中常见氧化物的熔点。 6 某一炉脱氧良好的低碳钢钢水，其钢水中的酸溶铝为0.018%，请问钢水中的溶解氧最低不低于多少ppm？ 7 简述单渣法和双渣法的区别及适用条件？ 8 炼钢过程中硅[Si]反应的特点？铁水硅含量 [Si]对炼钢过程有何影响？（※） 9 试绘制并解析一炉钢吹炼过程中，钢液中[Mn]的变化规律？提高残锰有何意义？写出吹炼过程中熔池回[Mn]的反应式，分析影响回[Mn]的因素。为什么吹炼终点残[Mn]的高低，一定程度反映吹炼水平的高低？（※） 10 如何理解“炼钢过程的[C]+[O]=CO是目的，更是手段，又是氧化精炼的主要手段。”？（※）
钢铁冶金部分课后作业题及答案
1—1高炉炼铁工艺由哪几部分组成？ 答案（1）：在高炉炼铁生产在中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石燃料和溶剂向下运动，下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的还原性气体向上运动。炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态炉渣和生铁。组成除高炉本体外，还有上料系统、装料系统、送风系统、冷却系统、液压系统、回收煤气与除尘系统、喷吹系统、动力系统1—2 高炉炼铁有哪些技术经济指标？ 答案：综合入炉品位(%) 炼铁金属收得率(%) 生铁合格率(%) 铁水含硅(%) 铁水含硫(%) 风温(℃) 顶压(KPa) 熟料比(%) 球矿比(%) 高炉利用系数(t/m3.d) 综合焦比(Kg/t) 入炉焦比(Kg/t) 焦丁比(Kg/t) 喷煤比(Kg/t) 1—3 高炉生产有哪些特点？ 答案：一是长期连续生产。高炉从开炉到大修停炉一直不停地连续运转，仅
在设备检修或发生事故时才暂停生产（休风）。高炉运行时，炉料不断地装入高炉，下部不断地鼓风，煤气不断地从炉顶排出并回收利用，生铁、炉渣不断地聚集在炉缸定时排出。 二是规模越来越大型化。现在已有5000m3以上容积的高炉，日产生铁万吨以上，日消耗矿石近2万t，焦炭等燃料5kt。 三是机械化、自动化程度越来越高。为了准确连续地完成每日成千上万吨原料及产品的装入和排放。为了改善劳动条件、保证安全、提高劳动生产率，要求有较高的机械化和自动化水平。 四是生产的联合性。从高炉炼铁本身来说，从上料到排放渣铁，从送风到煤气回收，各系统必须有机地协调联合工作。从钢铁联合企业中炼铁的地位来说，炼铁也是非常重要的一环，高炉体风或减产会给整个联合企业的生产带来严重影响。因此，高炉工作者要努力防止各种事故，保证联合生产的顺利进行。1—5 高炉生产有哪些产品和副产品，各有何用途？ 答案：高炉冶炼主要产品是生铁，炉渣和高炉煤气是副产品。 （1)生铁。按其成分和用途可分为三类：炼钢铁，铸造铁，铁合金。 (2)炉渣。炉渣是高炉生产的副产品，在工业上用途很广泛。按其处理方法分为： 1)水渣：水渣是良好的水泥原料和建筑材料。2)渣棉：作绝热材料，用于建筑业和生产中。3)干渣块：代替天然矿石做建筑材料或铺路用。 (3)高炉煤气。高炉煤气可作燃料用。除高炉热风炉消耗一部分外，其余可供动力、烧结、炼钢、炼焦、轧钢均热炉等使用。 2—1高炉常用的铁矿石有哪几种，各有什么特点？
钢铁冶金学炼钢部分
钢铁冶金学炼钢部分集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
炼钢学复习题 第二章 一．思考题 1.炼钢的任务。 1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。3）脱氧：在炼钢中，用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢中含氧量叫做脱氧。（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元素。7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。 2.S的危害原因和控制方式。 （1）产生热脆。（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的唯一有用用途）（2）控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。（2）降低S含量：过高的S会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。 3.Mn控制S的危害的原理，要求值。Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分数的比值表示，称为“锰硫比”。一般认为Mn\S>7即可消除热脆，但在连铸过程中Mn\S>20才能有效的控制鋳坯裂纹。 4.P含量与性能的关系。（1）产生冷脆（2）降低抗裂纹性能（3）影响强度和塑性（4）改善钢的特殊性能。 5.为什么脱氧。 （1）影响浇注过程：沸腾、侵蚀、水口堵塞（2）铸坯中产生气泡：C和O的凝固富集产生CO气体，气量小时在铸坯中产生气泡（3）影响热脆性：在凝固过程中在晶界富集形成FeO，与FeS形成共晶体（4）形成夹杂物：凝固过程中O偏析使脱氧反应重新进行，形成凝固夹杂。 6.(O)和T（O）的意义和区别。 溶解氧：液态钢水中以溶解状态存在的氧元素称为溶解氧，以【O】表示。 全氧：钢中（包括液态和固态）所有的氧元素称为全氧，以T【O】表示。包括溶解氧和夹杂物中的所有氧元素。 7.减少气体含量的措施。减少入炉原料带入的气体元素。2）控制温度、裸露时间和面积。3）改善脱气条件。4）真空脱气。5）保护浇注。 8.H和N的来源。 N的来源：铁水，氧气，空气（电炉空气电离增N,转炉倒炉时增N,浇注时从空气中增N），合金料， H的来源：氧气，石灰，耐火材料，铁水和废钢。
钢铁冶金学试题(B)及答案
钢铁冶金学试卷（B ） 一、名词解释题（每题3分，共18分） 1.高炉冶炼强度 2. HPS 3.高炉渣熔化性温度 1. “假象”赤铁矿的结晶结构未变，而化学成分已变为 Fe 2O 3） 2. 一般要求焦炭的反应性高，而煤粉的反应性则要低） 3. 高炉风口喷吹的煤粉，有少量是与煤气中的 CO 2反应而气化的 4. 高炉炉身上部炉墙的耐火材料一般选择使用碳砖） 5. 烧结料层的自动蓄热现象，主要是由于燃料在料层中的偏析所致） 6. 提高烧结矿碱度有助于增加烧结矿中铁酸钙矿物的含量） 7. 实现厚料层烧结工艺的重要技术措施是烧结偏析布料） 8. 对酸性氧化球团矿的焙烧效果而言，赤铁矿优于磁铁矿） 9. 原燃料中的Al 2O 3在高炉内可被少量还原而进入生铁） 10. 高炉内渣铁反应的最终结果由耦合反应的平衡常数所决定） 4.高炉的悬料 5.高炉的硫负荷 6. FINEX 炼铁工艺 X 。） 二、判断题（每题 1.5分，共30分） （对：“，错: 院係） ___________ 班级 ______________ 学号 ______________ 姓名 _____________
11.高炉炉渣的表面张力过小时，易造成渣中带铁，渣铁分离困难 12.导致高炉上部悬料的主要原因之一是“液泛现象”。 13.高炉风口前碳的燃烧反应的最终产物是C02。 14.高炉实施高压操作后，鼓风动能有增大的趋势。 15.高炉脱湿鼓风，有提高风口理论燃烧温度的作用。 16.高炉内进入间接还原区的煤气体积小于炉缸产生的煤气体积。 17.具有倒V型软熔带的高炉，其中心煤气流比边缘煤气流发达。 18.为了抑制边缘煤气流，可采取“高料线”或“倒装”的装料制度 19.高炉富氧鼓风，有助于提高喷吹煤粉的置换比。 20.目前最成熟的直接还原炼铁工艺是煤基直接还原炼铁法。 三、简答题（每题8分，共24分） 1.简述酸性氧化球团矿生产工艺，说明该类球团矿的焙烧固结机理。 2.简述风口喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响，并说明其原因。 3.画出高炉理想操作线，并说明A、B、C、D、E、P、W点的意义 四、论述题（每题14分，共28分） 1.分析高炉冶炼过程中，用CO、H2还原铁氧化物的特点。 a .画出CO、H2还原铁氧化物的平衡关系示意图（叉子曲线）； b .分别从热力学、动力学上比较CO、H2还原铁氧化物的异同 2. Ergun公式如下: P L 150 w (1 )2 (de)2 3 1.75 w2(1 ) de 3
钢铁冶金学试题
钢铁冶金学（炼铁学部分）试卷（A ） 院(系) 班级 学号 姓名 （注：答题需在答题纸上进行，请不要在试卷上答题，否则将被扣分。） 一、名词解释题（每题3分，共18分） 1. 高炉有效容积利用系数 2. SFCA 3.煤气CO 利用率 4. 高炉的管道行程 5. 高炉的碱负荷 6. COREX 炼铁工艺 二、判断题 ( 每题 1.5分 ，共 30 分 ) （对：√，错：×。） 1. 磁铁矿的理论含铁量为70％，黑色条痕，疏松结构，较易还原。 2. 焦炭的主要质量要求是：含碳量高，反应性高，反应后强度高。 3. 高炉炼铁要求喷吹用煤粉的爆炸性弱，可磨性指数大，燃烧性高。 4. 高风温热风炉的炉顶耐火材料一般使用高铝砖或碳砖。 5. 为确保烧结矿固结强度，一般要求烧结最高温度为1350～1380℃。 6. 烧结过程的焦粉偏析布料有利于烧结上、下料层温度的均匀化。 7. 厚料层烧结工艺的主要目的是为了提高烧结矿生产能力。 8. 酸性氧化焙烧球团矿的固结主要靠FeO 与SiO 2形成的低熔点化合物粘结。 9. 原燃料中的P 2O 5在高炉中不能被还原而全部进入生铁。 10. 耦合反应的平衡常数是与之相关的简单反应平衡常数的组合。 11. 阻止高炉内K 、Na 循环富集的对策之一是降低炉渣二元碱度。
12. 高炉风口燃烧带出来的煤气中既有CO 又有CO 2，但前者含量更高。 13. 增大高炉鼓风动能的措施之一，是扩大高炉风口直径。 14. 提高风口理论燃烧温度，有利于补偿喷吹煤粉热分解带来的温度变化。 15. 抑制“液泛现象”，有利于改善高炉下部的透气性、透液性。 16. 矿石的软熔性能影响高炉软熔带的位置，但不影响其厚度。 17. 加大矿石批重将有助于抑制高炉内的中心煤气流。 18. 与加湿鼓风不同，脱湿鼓风的主要作用在于提高高炉产量。 19. 富氧鼓风不仅可以给高炉带入热量，而且可以增加高炉产量。 20. 炉衬寿命的问题，是熔融还原炼铁法需要解决的关键技术。 三、简答题（每题8分，共24分） 1.简述烧结矿固结机理，何种粘结相（液相）有利于改善烧结矿质量? 2.提高高炉鼓风温度对其冶炼过程的影响如何，并说明其原因。 3.画出高炉理想操作线，并说明A 、B 、C 、D 、E 、P 、W 点的意义。 四、论述题 (每题14分，共28分) 1. 分析炉渣粘度对高炉冶炼过程的影响，并论述影响炉渣粘度的因素以及维持适宜的高炉炉渣粘度的技术措施。 2.论述降低高炉燃料比的技术措施。 a . 画出高炉能量利用图解分析的rd —C 图， 分析指出我国高炉降低燃料比的两大途径； b . 根据所学的炼铁理论和工艺知识，阐述降低高炉燃料比的具体对策。
钢铁冶金学基本问答题
炼铁部分 ※<第一章> 1．试说明以高炉为代表的炼铁生产在钢铁联合企业中的作用和地位。 2．简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 3．画出高炉本体剖面图，注明各部位名称和它们的作用。 4．试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。 5．高炉冶炼的产品有哪些？各有何用途？ 6．熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。 ※<第二章> 1、高炉冶炼对矿石（天然矿，烧结矿，球团矿）有何要求，如何达到这些要求？ 2、烧结过程中固体燃料燃烧有几种反应，用热力学分析哪一种反应占主导地位？ 3、简述固相反应的特点及其对烧结反应的影响。 5、烧结过程蓄热从何而来，为什么高料层厚度作业能提高烧结矿质量，降低燃耗？ 6、简述影响烧结矿还原性的因素以及提高还原性的主攻方向。 7、简述铁精矿粉的成球机理，并讨论影响其质量的因素。 8、从烧结矿和球团矿性能比较，说明合理炉料结构的组成。 ※<第三章> 1.结合铁矿石在高炉不同区域内的性状变化（固态、软熔或成渣）阐述铁氧化物还原的全过程，及不同形态下还原的主要特征。 2.在铁氧化物逐级还原的过程中，哪一个阶段最关键，为什么？ 3.何谓“间接”与“直接”还原？在平衡状态、还原剂消耗量及反应的热效应等方面各有何特点？ 4.试比较两种气态还原剂CO和H2在高炉还原过程中的特点。 5.当前世界上大多数高炉在节约碳素消耗方面所共同存在的问题是什么？如何解决？ 6.从“未反应核模型”以及逆流式散料床的还原过程特点出发如何改善气固相还原过程的条件，提高反应速率，以提高间接还原度？ 7.何谓“耦合反应”，其基本原理是什么？在什么条件下必须考虑其影响？ 9.造渣在高炉冶炼过程中起何作用？ 10.何谓“熔化”及“熔化性温度”？二者的异同及对冶炼过程的意义，是否熔化温度越低越好，为什么？ 11.炉渣“粘度”的物理意义是什么？以液态炉渣的微观结构理论，解释在粘度上的种种行为。 12.何谓液态炉渣的“表面性质”？表面性能不良会给冶炼过程造成哪些危害？ 13.与炼钢过程比较，高炉冶炼的条件对炉渣去硫反应的利弊如何？ 5※<第四章>
炼铁试卷
钢铁冶金学试卷（A） 二、判断题 ( 每题 1.5分，共 30 分 )（对：√，错：×。） 1.磁铁矿的理论含铁量为70％，黑色条痕，疏松结构，较易还原。x 2.焦炭的主要质量要求是：含碳量高，反应性高，反应后强度高。x 3.高炉炼铁要求喷吹用煤粉的爆炸性弱，可磨性指数大，燃烧性高。 4.高风温热风炉的炉顶耐火材料一般使用高铝砖或碳砖。x 5.为确保烧结矿固结强度，一般要求烧结最高温度为1350～1380℃。x 6.烧结过程的焦粉偏析布料有利于烧结上、下料层温度的均匀化。 7.厚料层烧结工艺的主要目的是为了提高烧结矿生产能力。x 8.酸性氧化焙烧球团矿的固结主要靠FeO与SiO2形成的低熔点化合物粘结。x 9.原燃料中的P2O5在高炉中不能被还原而全部进入生铁。x 10.耦合反应的平衡常数是与之相关的简单反应平衡常数的组合。 11.阻止高炉内K、Na循环富集的对策之一是降低炉渣二元碱度。 12.高炉风口燃烧带出来的煤气中既有CO又有CO2，但前者含量更高。x 13.增大高炉鼓风动能的措施之一，是扩大高炉风口直径。x 14.提高风口理论燃烧温度，有利于补偿喷吹煤粉热分解带来的温度变化。 15.抑制“液泛现象”，有利于改善高炉下部的透气性、透液性。 16.矿石的软熔性能影响高炉软熔带的位置，但不影响其厚度。x 17.加大矿石批重将有助于抑制高炉内的中心煤气流。 18.与加湿鼓风不同，脱湿鼓风的主要作用在于提高高炉产量。x 19.富氧鼓风不仅可以给高炉带入热量，而且可以增加高炉产量。x 20.炉衬寿命的问题，是熔融还原炼铁法需要解决的关键技术。
一、名词解释（每题3分，共18分） 1 高炉有效容积利用系数：每M3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量（T/ M3.d）； 2 SFCA：复合铁酸钙，烧结矿中强度和还原性均较好的矿物； 3 煤气CO利用率：煤气中CO2体积与CO和CO2体积总和的比值，ηCO = CO2/ (CO+CO2)，表明了煤气利用程度的好坏； 4 高炉的管道行程：高炉中各种炉料的粒度和密度各不相同且分布不均匀，在炉内局部出现气流超过临界速度的状态，气流会穿过料层形成局部通道而逸走，压差下降，在高炉中形成“管道行程”。 5 高炉的碱负荷：冶炼每吨生铁入炉料中碱金属氧化物(K2O+Na2O)的千克数； 6 COREX炼铁工艺：典型的二步法熔融还原炼铁工艺，由奥钢联（VAI）于70年代末合作开发，其目的是以煤为燃料，由铁矿石直接生产液态生铁。由预还原竖炉和熔融气化炉组成。 二、判断题（每题1.5分，共30分）（对：√，错：×） 1.×； 2.×； 3.√； 4.×； 5.×； 6.√； 7.×； 8.×； 9.×；10.√；11.√；12.×；13.×；14.√；15.√；16.×；17.√；18.×；19.×； 20.√ 三、简答题（每题8分，共24分） 1 简述烧结矿固结机理，何种粘结相（液相）有利于改善烧结矿的质量？ 答：
钢铁冶金学炼钢部分
炼钢学复习题 第二章 一．思考题 1.炼钢的任务。 1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则 引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。3）脱氧：在炼钢中， 用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢 中含氧量叫做脱氧。（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指 溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水 能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元 素。7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时 要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。 2.S的危害原因和控制方式。 （1）产生热脆。（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲 劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的 唯一有用用途） （2）控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS 量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。（2）降低S含量：过高的S 会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。 3.Mn控制S的危害的原理，要求值。Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选 分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因 此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分数的比值表示，称为“锰硫比”。一般认为Mn\S>7即可消除热脆，但在连铸过程中Mn\S>20才能有效的控制鋳坯裂纹。 4.P含量与性能的关系。（1）产生冷脆（2）降低抗裂纹性能（3）影响强度和塑性（4）改善钢的特殊性能。 5.为什么脱氧。 （1）影响浇注过程：沸腾、侵蚀、水口堵塞（2）铸坯中产生气泡：C和O的凝固富集产生CO气体，气量小时在铸坯中产生气泡（3）影响热脆性：在凝固过程中在晶界富集形成FeO，与FeS形成共晶体（4）形成夹杂物：凝固过程中O偏析使脱氧反应重新进行，形成凝固夹 杂。 6.(O)和T（O）的意义和区别。 溶解氧：液态钢水中以溶解状态存在的氧元素称为溶解氧，以【O】表示。 全氧：钢中（包括液态和固态）所有的氧元素称为全氧，以T【O】表示。包括溶解氧和夹 杂物中的所有氧元素。 7.减少气体含量的措施。减少入炉原料带入的气体元素。2）控制温度、裸露时间和面积。3）改善脱气条件。4）真空脱气。5）保护浇注。
钢铁冶金学 炼铁部分习题
1、冶金的方法及其特点是什么 提取冶金工艺方法：火法冶金、湿法冶金、电冶金、卤化冶金、羰基冶金等。 (1) 火法冶金：在高温下利用各种冶金炉从矿石或其它原料中进行金属提取的冶金工艺过程。操作单元包括：干燥、煅烧、焙烧(烧结)、熔炼、精炼。 (2) 湿法冶金：在水溶液中对矿石和精矿中的金属进行提取和回收的冶金过程。操作单元包括：浸取(出)、富 (3) 电冶金：利用电能提取金属的冶金过程，包括电热冶金和电化学冶金。 电热冶金：利用电能转变为热能进行金属冶炼，实质上属火法冶金。 电化学冶金：利用电化学反应使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。如： ①水溶液电解：如Cu、Pb、Zn等。可列入湿法冶金。 ②熔盐电解：如Al、Mg、Ca、Na等。可列入火法冶金。 钢铁冶金：火法、电热冶金 有色冶金：火法、湿法、电化学冶金。通常为“火法＋湿法”联合。集(净化和浓缩)、提取(金属或金属化合物)等 2、钢与生铁有何区别 都是以铁为基底元素，并含少量C、Si、Mn、P、S——铁碳合金。 (1) 生铁：硬而脆，不能锻造。 用途：①炼钢生铁； ②铸造生铁，占10%。用于铸造零、部件，如电机外壳、机架等。 (2) 钢：有较好的综合机械性能，如机械强度高、韧性好、可加工成钢材和制品；能铸造、锻造和焊接；还可加工成不同性能的特殊钢种。 3、钢铁冶炼的任务及基本冶炼工艺是什么 把铁矿石冶炼成合格的钢：
铁矿石：铁氧化物，脉石杂质。 炼铁：去除铁矿石中的氧及大部分杂质，形成铁水和炉渣并使其分离。 炼钢：把铁水进一步去除杂质，进行氧化精炼。 铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁铁→精炼（脱C、Si、P等）→钢 4、试述3种钢铁生产工艺及其特点。 传统流程：间接炼钢法：高炉炼铁+ 转炉炼钢。 优点：工艺成熟，生产率高，成本低 缺点：流程工序多，反复氧化还原，环保差 短流程：直接炼钢法：直接还原炉+ 电炉，将铁矿石一步炼成钢。 优点：避免反复氧化还原 缺点：铁回收率低，要求高品位矿，能耗高，技术尚存在一定问题。 新流程：熔融还原法：熔融还原炉+ 转炉(将铁矿石一步炼成钢)。 优点：工艺简单，投资少、成本低，资源要求不高，环境友善。 缺点：能耗高，技术尚存在大量问题，仅Corex投入工业应用。 5、一个现代化的钢铁联合企业有哪些主要工序和辅助工序用框图画出钢铁联合企业的生产工艺流程。 目前，钢铁联合企业的主要生产流程还是传统流程： 采矿——选矿——高炉炼铁——转炉炼钢——炉外精炼——连续铸钢——轧钢——成品钢材 6、我国铁矿石资源有什么特点高炉炼铁常用铁矿石有哪几种各有什么特点 我国铁矿石资源特点：分布“广”、品位“贫”、成分“杂”。 分布广；贫矿多；多元素共生的复合矿多，难选难采的矿石多。 天富矿石：可直接冶炼的矿石，含铁量为其理论含铁量70%以上的矿石。如：