第1章现代高炉炼铁工艺习题
一、名词解释
1、有效容积利用系数每昼夜每立方米高炉生产的生铁量，
P/t.d。
2、焦比生产1吨生铁所消耗的干焦炭重量。
3、燃料比每吨生铁耗用各种入炉燃料之总和。K燃＝(焦炭+煤粉+重油+…)。
4、综合焦比喷吹燃料按对置换比折算为相应的干焦(K`)与实际耗用的焦炭量(焦比K)之和称为综合焦比(K综)。
5、矿石焙烧焙烧是在适当的气氛中，使铁矿石加热到低于其熔点的温度，在固态下发生的物理化学过程。
6、主要的焙烧方法焙烧的方法有：氧化焙烧、还原焙烧和氯化焙烧。
7、选矿选矿是依据矿石的性质，采用适当的方法，把有用矿物和脉石机械地分开，从而使有用矿物富集的过程。
8、精选铁矿石的主要选矿方法（1）重选；（2）磁选；（3）浮选。
9、焦炭负荷每批炉料中铁、锰矿石的总重量与焦炭重量之比，
10、高炉一代寿命（炉龄）（1）指从高炉点火开炉到停炉大修，或高炉相邻两次大修之间的冶炼时间；（2）每m3炉容在一代炉龄期内的累计产铁量。
三、简答题
1、高炉炼铁生产流程及附属系统答：高炉炼铁生产除了高炉本体以外，还包括有原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气处理系统。
2、高炉内型及有效容积答：高炉内型从下往上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五个部分，五部分容积总和为高炉的有效容积。
3、根据物料存在形态的不同，高炉分为几个区域答：可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣铁聚集区。
4、生铁的种类答：生铁可分为炼钢生铁、铸造生铁、铁合金三种。
5、天然铁矿石的分类答：天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。
6、褐铁矿的化学成分及含铁量答：褐铁矿的化学成分是
nFe2O3·mH2O，含铁量55～66%。
7、铁矿石的焙烧主要有几种方法答：铁矿石的焙烧主要有氧化焙烧和还原焙烧。
8、焦炭在高炉冶炼过程中具有的作用答：焦炭在高炉冶炼过程中具有(1)燃料，燃烧后发热，产生冶炼所需热量。(2)还原剂，焦炭中的固定碳和它燃烧后生成的CO都是铁矿石还原所需的还原剂。(3)料柱骨架。
9、高炉用碱性熔剂的有效熔剂性能的表示答：高炉主要用碱性熔剂其有效熔剂性能用用效CaO表示：
CaO有效= CaO－炉渣碱度×SiO2。
四、论述题
1、高炉为什么需要冷却设备答：温度是影响高炉炉衬侵蚀程度的主要因素之一，炉衬的温度状态是炉衬破损的主要原因。因此，采用合适的冷却设备，维持高炉炉衬在一定温度下工作，可使其不失去强度，维持炉型。使用冷却设备还可保护炉壳及各种钢结构，使其不因受热变形而破坏。在某些部位还可形成渣皮，保护炉衬代替炉衬工作。
2、高炉生产有哪些特点答：高炉炼铁生产过程复杂，除高炉本体以外，还包括有原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气处理系统，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。此外，高炉生产还具有连续、不间断的特点。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地进行生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。.
3、高炉生产有哪些产品和副产品各有何用途答：高炉冶炼的主要产品是生铁。炉渣和高炉煤气为副产品。.
4、铁矿石质量评价.包括哪几部分答：铁矿石质量通常从以下几方面评价：(1).矿石品位，(2)脉石成分，(3)有害杂质和有益元素的含量，(4)矿石的粒度和强度，(5)铁矿石的还原性，(6)矿石化学成分的稳定性。
5、生铁含硫高容易使钢材具有热脆性答：所谓“热脆”就是S 几乎不熔于固态铁而与铁形成FeS，而FeS与Fe形成的共晶体熔点为988 ℃，低于钢材热加工的开始温度(1150～
1200 ℃)。热加工时，分布于晶界的共晶体先行熔化而导致开裂。
6、一般的铁矿石很难完全满足要求，须在入炉前进行哪些必要的准备处理答：对天然富矿(如含Fe50%以上)，须经破碎、筛分，获得合适而均匀的粒度。对于褐铁矿、菱铁矿和致密磁铁矿还应进行焙烧处理，以去除其结晶水和CO2，提高品位，疏松其组织，改善还原性，提高冶炼效果。对贫铁矿的处理要
复杂得多。一般都必须经过破碎、筛分、细磨、精选，得到含
铁60%以上的精矿粉，经混匀后进行造块，变成人造富矿，再
按高炉粒度要求进行适当破碎，筛分后入炉。
7、对碱性熔剂的质量要求答：对碱性熔剂的质量要求：(1)碱
性氧化物(CaO+MgO)的含量要高，酸性氧化物(SiO2+Al2O3)的
含量要少；(2)硫、磷愈低愈好；(3)强度高、粒度均匀，粉末
少。
8、高炉对焦炭质量的要求答：高炉对焦炭质量的要求：(1)含
碳量高，灰分低。(2)含硫等有害杂质要少。(3)成分稳定。(4)
挥发分含量适合。(5)强度高，块度均匀。
第2章高炉炼铁原料习题
一、名词解释
1、自熔性烧结矿烧结矿碱度(1.0～1.4)等于或接近炉渣碱度的
称为自熔性烧结矿。
2、熔剂性烧结矿烧结矿碱度(＞1.4)明显高于炉渣碱度的称为
熔剂性烧结矿或高碱度(2.0～3.0)、超高碱度(3.0～4.0)烧结矿。
3、烧结机的生产率(台·时产量) 带式烧结机的生产率Q（吨
/(台·小时))：Q=60·烧结料成品率·烧结机台车宽度·烧结
机有效(抽风)长度·烧结混和料松装密度·垂直烧结速度。
4、烧结过程的终点判断烧结过程的终点判断：是通过机尾倒
数第二个风箱的废气温度达到最高点作为烧结终点判断。
5、烧结矿的转鼓指数粒度25~150mm的烧结矿试样20kg，置
于直径1.0m，宽0.65m的转鼓中（鼓内焊有高100mm，厚
10mm，互成120°布置的钢板三块）。转鼓以25r/min的转速
旋转4分钟。然后用5mm的方孔筛往复摆动10次进行筛分，
取其中大于5mm的重量百分比作为烧结矿的转鼓指数。
6、生球爆裂现象未经干燥的生球直接焙烧，在预热和点火时，
由于加热过急，水分蒸发过快，发生生球爆裂现象。
7、生球落下强度选取10个直径为12.5mm的生球，自457.2mm
（有时采用500 mm）高处自由落在钢板上（有的则落在皮带
上），反复数次，直至出现裂纹或破裂为止。记录每个生球的
落下次数并求出其平均值，作为落下强度指标。
8、烧结料固相反应在未生成液相的低温条件下(500~700℃)，
烧结料中的一些组分就可能在固态下进行反应，生成新的化合
物。
三、简答题
1、烧结矿二元碱度和三元碱度怎样表示答：烧结矿二元碱度
和三元碱度用CaO/SiO2和(CaO+MgO)/SiO2表示。
2、取烧结机中间某一台车剖面分析，抽风烧结过程大致可分
为几层什么层答：取烧结机中间某一台车剖面分析，抽风烧结
过程大致可分为五层，即烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层
和过湿层。
3、过湿层对烧结过程的危害答：原始的烧结混合料层。由于
干燥层来的废气中含有大量的水蒸气，当其被湿料层冷却到露
点温度以下时，水气便重新凝结，使料的湿分超过原始水分，
造成过湿现象，使料层透气性恶化。为避免过湿，应确保湿料
层温度在露点以上。
4、烧结过程中的自动蓄热作用答：燃料燃烧虽然是烧结过程
的主要热源，但仅靠它并不能把燃烧层温度提高到1300～
1500℃的水平。相当部分的热量是靠上部灼热的燃烧矿层将抽
入的空气预热到足够高的温度来供给燃烧层燃料燃烧的。灼热
的烧结矿层相当于一个“蓄热室”。这一作用称为烧结过程中
的自动蓄热作用。热平衡分析指出，这种自动蓄热作用带来的
热量约占供热总量的40%。
5、烧结矿固结成型过程是答：烧结矿固结成型过程是：固相
反应、液相生成、冷却凝固。
6、正硅酸钙对烧结矿质量的影响答：由于正硅酸钙在冷却过
程中发生一系列的晶型转变，体积膨胀，产生内应力，导致烧
结矿粉碎，严重影响烧结矿强度。
7、强化烧结的方向是答：强化烧结主要是改善料层透气性，
强化烧结过程。
8、带式烧结机上冷却的优缺点答：将烧结机的前半段用于烧
结，后半段用于冷却，优点是占地面积少，节省固定资产投资。
缺点是功率消耗大，烧结段受冷却段的干扰，冷却不均匀和不
能利用热返矿预热烧结料。
9、造球用的散料中的水有哪三种形态答：一是结合水，其中
又分为强结合水（吸附水）和弱结合水（薄膜水）；二是自由
水，其中包括毛细水和重力水；三是结晶水或化合水。
10、目前三种主要的球团焙烧方法答：(1)竖炉焙烧球团；(2)
带式焙烧机焙烧球团；(3)链篦机一回转窑焙烧球团。
11、生石灰在烧结生产中的作用答：(1)消化放热、提高料温；
(2)增加混合料粘性.提高造球效果；(3)充当熔剂。
四、论述题
1、烧结矿的冶炼性能优于天然富矿答：通过烧结得到的烧结
矿具有许多优于天然富矿的冶炼性能，如高温强度高，还原性
好，含有一定的CaO、MgO，具有足够的碱度，而且已事先造
渣，高炉可不加或少加石灰石。通过烧结可除去矿石中的S、
Zn、Pb、As、K、Na等有害杂质，减少其对高炉的危害。高
炉使用冶炼性能优越的烧结矿后，基本上解除了天然矿冶炼中
常出现的结瘤故障；同时极大地改善了高炉冶炼效果。烧结中
可广泛利用各种含铁粉尘和废料，扩大了矿石资源，又改善了
环境。
2、对烧结矿质量的要求答：对烧结矿质量的要求是：品位高，
强度好，成分稳定，还原性好，粒度均匀，粉末少，碱度适宜，
有害杂质少。
3、抽风烧结工艺流程答：抽风烧结过程是将铁矿粉、熔剂和
燃料经适当处理，按一定比例配料、加水混合，铺在烧结机上，
然后从上部点火，下部抽风，自上而下进行烧结，热烧结矿还
要冷却、破碎、筛分，粒度合格的烧结矿供给高炉，筛下小粒
度的粉尘返回配料重新参加烧结。
4、液相粘结的基本液相体系是答：1.Fe～O液相体系；2. FeO～
SiO2液相体系；3.CaO～SiO2液相体系；4.CaO～FeO～SiO2
液相体系；5.CaO～Fe2O3液相体系。
5、发展铁酸钙液相需要什么条件答：生成铁酸钙粘结相的条
件：①高碱度：虽然固相反应中铁酸钙生成早，生成速度也快，
但一旦形成熔体后，熔体中CaO与SiO2的亲和力和SiO2与FeO
的亲和力都比CaO与Fe2O3的亲和力大得多，因此，最初形成
的CF容易分解形成CaO·SiO2熔体，只有当CaO过剩时(即
高碱度)，才能与Fe2O3作用形成铁酸钙。②强氧化性气氛：可
阻止Fe2O3的还原，减少FeO含量，从而防止生成铁橄榄石体
系液相，使铁酸钙液相起主要粘结相作用。③低烧结温度：高
温下铁酸钙会发生剧烈分解，因此低温烧结对发展铁酸钙波相
有利。
6、烧结与球团的区别答：烧结与球团的区别主要表现在：(1)
用料粒度差别。粒度愈细，不利于烧结，而成球性愈好，球团
强度愈高；(2)成品矿的形状不同；(3)固结成块的机理不同；(4)
生产工艺不同。
7、生球质量的检验指标答：(1)粒度组成；(2)抗压强度；(3)
落下强度；(4)生球的破裂温度。
8、球团矿质量的检验指标答：(1)抗压强度; ( 2)落下强度; (3)
转鼓指数; (4)还原性; (5)热还原强度。
9、生球焙烧固结成球团矿的原理是什么答：(1)Fe2O3的微晶键
连接.；(2)Fe2O3的再结晶；(3)磁铁矿晶粒的再结晶；(4)渣相
固结。
10、竖炉与带式焙烧机的优缺点?答：竖炉优点：设备简单，
对材料无特殊要求，操作方便，热效率高。竖炉缺点：单机生
产能力小，加热不均匀，适应性差。
带式机优点：全部工艺在一台设备上完成，简单可靠，操作维
护方便，热效率高，单机生产能力大。带式机缺点：需用耐热
合金钢较多。
第3章高炉炼铁基础理论习题
一、名词解释
1、金属氧化物的还原剂与氧亲和力比金属元素Me的亲和力
大的物质，都可以做为该金属氧化物的还原剂。还原剂与氧的
亲和力越大，夺取氧的能力越强，还原能力越强。
2、鼓风动能鼓风动能是指从风口鼓入炉内的风克服风口前料
层的阻力后向炉缸中心扩大和穿透的能力，即鼓风所具有的机
械能。
3、间接还原反应把低、中温区用CO作为还原剂的还原反应
称为间接还原反应，
4、高炉直接还原度衡量高炉内直接还原发展程度的指标称为
高炉直接还原度，用Rd表示。它包括着铁、硅、锰、磷等元
素及其它一切直接还原反应在内。
5、高炉铁的直接还原度从FeO中用固体碳直接还原的金属铁
量(Fe直)与从全部铁氧化物中还原出来的金属铁总量(Fe还)之
比。
6、限制性环节还原反应速度决定于最慢环节的速度，此最慢
环节称为限制步骤或限制性环节。
7、炉渣熔化性温度炉渣粘度～温度曲线上的转折点所对应的
温度即是熔化性温度。
8、高炉解剖研究指把正在生产的高炉突然停止鼓风，并急速
降温以保持炉内原状，然后将高炉剖开，进行观察、录象、分
析化验等各项研究工作。
三、简答题
1、高炉中常见氧化物的标准生成自由能变化与温度的关系图
中，可用它判断答：还原反应的方向和难易，并选择适宜的温
度条件。如果两直线有交点，则交点温度即为开始还原温度。
高于交点温度，则是下面的单质能还原上面的氧化物；低于交
点温度，则反应逆向进行。如两直线在无交点，那么下面的单质能还原上面的氧化物。
2、高炉炼铁适宜的还原剂答：C 、CO 和H 2是高炉炼铁适宜的还原剂。
3、当570℃<温度<1000℃时,用CO 还原铁氧化物的基本反应方程式答：23343F e O C O 2F e O C O +=+ 2432CO 6FeO 2CO O 2Fe +=+ 26CO 6Fe 6CO 6FeO
+=+ 4、促进硅酸铁还原的条件是答：促进硅酸铁还原的条件是提高炉渣碱度，保证足够的CaO 量，同时提高炉缸温度，保证
足够的需热量。然而这些都要引起燃料消耗的增加。因此最好的措施是采用高碱度、高还原性、低FeO 的烧结矿，尽量减少硅酸铁入炉。
5、MnO 和FeO 的还原相比较，谁更容易些，热量消耗相差多少倍答：从MnO →Mn 则比FeO →Fe 难还原的多。必须在高炉下部1400℃高温区用C 进行直接还原，热量消耗约为FeO 还原的1.8倍。
6、SiO 2和FeO 的还原相比较，谁更容易些，热量消耗相差多少倍答：SiO 2比FeO 难还原的多。热量消耗约为FeO 还原的8倍。
7、块矿还原反应过程主要由三个环节组成：(1)外扩散；(2)内扩散：(3)反应界面的化学反应。
8、造渣的目的和作用是加入石灰石、白云石等助熔物质。使矿石中的脉石和焦炭中的灰分中高熔点的SiO 2、Al 2O 3等酸性
氧化物，形成熔点低、流动性良好的炉渣，按相对密度与铁水分开(铁水相对密度6.8～7.8，炉渣2.8～3.0)，达到渣铁分离流畅，高炉正常生产的目的。 四、论述题
1、铁氧化物的还原的一般规律答：当t ＞570℃时，铁氧化物的还原过程按照其氧势或分解压大小，从高价到低价逐级进行，Fe 2O 3→Fe 3O 4→FeO →Fe
；当t ＜570℃时，还原顺
序不经FeO 阶段，而按Fe 2O 3→Fe 3O 4→Fe 进行。
4、高炉为什么难脱磷答：磷能全部还原主要是因为炉内有大
量的SiO 2和Fe 存在，又是强还原性气氛；置换出的自由P 2O 5易挥发，改善了同碳素的接触条件，促进了磷的还原，磷本身也很易挥发，而挥发的磷随煤气上升，在高炉上部又全部被海绵铁吸收。在这种十分有利的条件下，磷全部还原转入生铁。因此要控制生铁中的磷含量，只有使用低磷原料。
5、降低焦比的主要途径：(1)发展间接还原，减少直接还原，降低铁的直接还原度；(2)降低单位生铁的热量消耗；(3)采用
喷吹燃料、富氧和高风温、综合鼓风等新技术；(4)改善焦炭质量，降低灰分。
6、加速铁矿石还原的条件答：(1)改善矿石性质，缩小矿石粒
度(包含均匀性)，改善矿石矿物组成，减少组织致密；(2)控制气流条件，控制煤气流速，控制煤气的压力，提高煤气中还原性气体CO 和H2的浓度。
7、降低生铁含硫量的途径答：(1).降低炉料带入的总硫量；(2.).提高煤气带走的硫量；(３)改善炉渣脱硫性能。 8、高炉炉渣的脱硫能力答：(1)提高炉渣碱度；(2)提高炉缸(渣、铁)温度；(3)强烈的还原性气氛。
9、风口前焦碳燃烧在高炉内的作用。答：（1）燃料燃烧后产生还原性气体，并放出大量的热，满足高炉对炉料的加热、分解、还原熔化、造渣等过程的需要。燃烧反应提供了还原剂和热量。（2）燃烧反应使固体碳不断气化，在炉缸形成自由空
间，为上部炉料不断下降创造了先决条件。风口前燃烧是否均匀有效，对炉内煤气流的初始分布、温度分布、热量分布以及炉料的顺行情况都有很大影响。一旦鼓风停止，高炉内一切过程都将停止。（3）炉缸反应既是高炉冶炼过程的开始，又是高炉冶炼过程的归宿，炉缸工作的好坏对高炉冶炼过程起决定作用。
第4章 高炉炉料和煤气运动习题
一、名词解释
1、CO 利用率在高炉顶煤气CO 2含量与煤气中CO
2、CO 之和的比值。 2、高炉热量利用系数=高炉总热量收入～(煤气带走热+外部热损失) 。
3、风口回旋区高炉鼓风使风口前形成一个近似球形空间，焦块随着鼓风气流处于激烈的回旋运动，称此空间为回旋区。
4、风口区理论燃烧温度，就是在与周围环境绝热(无热损失)
的条件下，所有由燃料和鼓风带入的显热(物理热)及其碳素燃烧放出的化学热，全部传给燃烧产物――炉缸煤气，也就是炉缸煤气尚未同炉料热交换的原始温度。
5、鼓风动能是指鼓风克服风口区的各种阻力向炉缸中心穿透的能力。
6、高炉上部调剂就是通过选择、变更装料制度，以控制煤气流分布的一种调剂手段。
7、炉料在炉内的停留时间称为冶炼周期。 三、简答题
1、炉顶煤气温度与煤气中的CO(或CO 2)含量的互相联系答：炉顶煤气t 顶高，CO 含量也高，CO 2含量则低。
2、高炉物料平衡表中，收入项目和支出项目各有哪些相答：
高炉物料平衡表中，收入项目：(1)原燃料；(2)鼓风；(3)喷吹燃料。支出项目：(1)生铁；(2v 炉渣；(3v 煤气；(4)水分；(5)机械损失。 3、热风炉的三种形式答：(1)改造型内燃式(亦称霍戈文式)；(2)外燃式(又分为马琴式、科珀式、地德式、新日铁式等)；(3)顶燃式以及小高炉用的石球式热风炉。 4、获得高风温的方法：(1)用高发热值煤气；(2)利用换热器
预热助燃风和煤气。
5、热风炉的两种工作制度答：烧炉制度和送风制度。
6、无料钟布料的布料方式答：(1)溜槽倾角固定不变，则为单环布料；(2)一边上料一边改变倾角，则形成多环布料；(3)
溜槽固定不动，则成定点布料；(4)溜槽倾角不变在圆周方向的一定弧线上来回移动，则成扇形布料。 7、影响炉料的顺利下降的因素答：炉料下降的力=料柱本身的重力～炉墙对炉料和料块内部之间的摩擦阻力～炉缸内盛积
的液体渣、铁对料柱的浮力～升煤气对料柱的阻力或支撑力。 8、根据原料和操作条件，软熔带大致可以分为以下三种类型：“∧”形、“∨”形和“W ”形。
四、论述题
1、风口区理论燃烧温度与热风温、富氧量、喷吹燃料之间的关系答：提高热风温度、增加富氧量、减少喷吹燃料量都可以增加风口区理论燃烧温度。
2、传统内燃式热风炉的通病?答：(1)燃烧室与蓄热室之间的隔墙的温差太大；(2)拱顶坐落在热风炉大墙上的结构不合理，气流分布很不均匀。
4、上部调剂的目的是依据装料设备的特点及原燃料的物理性
能，采用各种不同的装料方法，即装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾角、料线和批重等手段，调整炉料在炉喉的分布状况，达到控制煤气流合理分布，以实现最大限度地利用煤气的热能与化学能，达到高炉稳定顺行、高效生产的目的。 5、如何改善块状带料柱的透气性?答：(1)提高矿石和焦炭的强度，减少入炉粉末；(2)要严格控制粒度；(3)要尽量使粒度均匀。
第5章 高炉强化冶炼习题
一、名词解释 1、高炉强化冶炼的方针：以精料为基础，以节能为中心，改善煤气能量利用，选择适宜冶炼强度，最大限度地降低焦比和燃料比，有效地提高利用系数。
2、精料的具体内容可用“高、稳、熟、小、匀、净”六个字来概括。
3、炉料结构高炉入炉炉料的种类和配比的总称。
4、富氧鼓风是往高炉鼓风中加入工业氧，使鼓风含氧量超过大气含氧量的措施。其目的是提高冶炼强度以增加高炉产量。
5、提高炉顶煤气压力的操作称为高压操作。它相对于常压操
作而言。 二、论述题 1、高炉强化冶炼包括：采用精料、高压操作、高风温、喷吹、富氧、综合鼓风和自动控制等技术，
2、高压操作的条件：高炉炉顶煤气剩余压力的提高是由煤气系统中的高压调节阀组控制阀门的开闭度来实现的。高压操作的效果：(1)对燃烧带的影响，(2)对还原的影响；(3)对料柱阻损的影响；(4)对焦比的影响。
3、为什么提高风温可以降低焦比答：风温越高使鼓风带入的物理热能够有效地代替部分焦炭的燃烧热。
4、喷吹煤粉对冶炼进程有何影响答：喷吹煤粉对冶炼进程有何影响包括：(1)对风口前燃烧的影响；(2)料柱阻损与热交换；(3)直接还原和间接还原的变化。
5、为什么富氧鼓风与喷吹燃料结合能获得良好的冶炼效果答：随着鼓风中氧浓度增加，氮浓度降低，燃烧lkg 碳所需风量减少，相应地风口前燃烧产生的煤气量也减少，而煤气中CO 含量增加，氮含量减少。 炼钢部分
1.炼钢的基本任务：四脱：脱碳、氧、磷、硫，二去：去气、去夹杂，二调整：调整成分和温度。采用的主要技术手段为供氧、造渣、升温、加脱氧剂和合金化操作。
2.外来夹杂是指冶炼和浇铸过程中，带入钢液中的炉渣和耐火材料以及钢液被大气氧化所形成的氧化物。内生夹杂包括四个方面：脱氧时的脱氧产物；钢液温度下降时，硫、氧、氮等杂质元素溶解度下降而以非金属夹杂形式出现的生成物；凝固过程中因溶解度降低、偏析而发生反应的产物；固态钢相变溶解度变化生成的产物。钢中大部分内生夹杂是在脱氧和凝固过程中产生的。
3.熔渣在炼钢过程中的作用：去除铁水和钢水中的磷硫等有害元素， 同时将铁和其他元素的损失控制在最低限度内；炼钢熔渣覆盖在钢液表面，保护钢液不过度氧化、不吸收有害气体，
保温，减少有益元素烧损；防止热量散失，以保证钢的冶炼温
度；吸收钢液中上浮的夹杂物及反应物。 4.熔渣的氧化性是指在一定温度下单位时间内熔渣向钢液供氧的数量。熔渣的氧化性在炼钢过程中的作用体现在对熔渣自
身的影响、对钢水的影响和对炼钢的操作工艺的影响三个方面：影响化渣速度和熔渣黏度；影响熔渣向熔池传氧、脱磷、和钢水的含氧量；影响铁合金和金属收得率和炉衬的寿命。 5.炼钢过程的碳氧反应作用是不仅完成脱碳任务，而且还具有以下作用：加大钢渣界面，加速反应的进行；搅拌熔池，均匀成分和温度；有利于非金属夹杂的上浮和有害气体的排出；放
热升温。
6.钢液的脱氧方式有沉淀脱氧、扩散脱氧和真空脱氧。 7沉淀脱氧法是指将脱氧剂加到钢液中，它直接与钢液中的氧发生反应生成稳定的氧化物，即直接脱氧。沉淀脱氧效率高、操作简单、成本低，对熔炼时间无影响，但脱氧程度取决于脱
氧剂的能力和脱氧产物排出条件。
8扩散脱氧法是根据氧分配定律建立起来的，一般用于电炉还原期或钢液的炉外精炼。扩散脱氧产物存在于熔渣中，有利于提高钢液的洁净度但扩散脱氧速度慢时间长，可通过吹氩搅拌或钢渣混冲等方式加速脱氧进程，另外进行扩散脱氧操作前，需换新渣以防止回磷。
9真空脱氧是将钢钢包中的钢液置于真空条件下，通过抽真空打破原有的碳氧平衡，促使碳氧反应，达到通过钢中碳去除氧的目的。优点是脱氧比较彻底，脱氧产物为CO 气体，不污染
钢液，而且在排出CO 时还具有脱氢脱氮作用。
10. 转炉炼钢对铁水成分和温度要求：A 铁水的化学成分，氧
气顶吹转炉炼钢要求铁水中各元素的含量适当并稳定，这样才
能保证转炉冶炼操作稳定并获得良好的技术经济指标。 (1)硅(Si)。硅是转炉炼钢过程中发热元素之一。硅含量高，会增加转炉热源，能提高废钢比。铁水硅含量高，渣量增加，有利于去除磷、硫。但是硅含量过高将会使渣料和消耗增加，易引起喷溅，金属的收得率降低。Si 含量高使渣中Si02含量过
高，也会加剧对炉衬的冲蚀，并影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。通常铁水wSi=0.30％～0.60％为宜。
(2)锰(Mn)。铁水锰含量高对冶炼有利，在吹炼初期形成MnO ，能加速石灰的溶解，促进初期渣及早形成，改善熔渣流动性，利于脱硫和提高炉衬寿命。转炉用铁水对wMn/wsi 比值的要
求为0.8～1.0，目前使用较多的为低锰铁水，wMn=0.20％～0.80％。
(3)磷(P)。磷是高发热元素，对大多数钢种是要去除的有害元素。因此，要求铁水磷含量越低越好，一般要求铁水wP ≤0.20％；铁水中磷含量越低，转炉工艺操作越简化，并有利于提高各项技术经济指标。铁水磷含量高时，可采用双渣或双渣留渣操作，现代炼钢采用炉外铁水脱磷处理，或转炉内预脱磷工艺，以满足低磷纯净钢的生产需要。
(4)硫(S)。除了含硫易切削钢以外，绝大多数钢种硫也是要去除的有害元素。氧气转炉单渣操作的脱硫效率只有30％～40％。我国炼钢技术规范要求人炉铁水wS ≤0.05％。冶炼优
质低硫钢的铁水硫含量则要求更低，纯净钢甚至要求铁水wS ≤0.005％。因此，必须进行铁水预处理降低入炉铁水硫含量。 (5)碳(C)。铁水中wC=3.5％～4.5％，碳是转炉炼钢的主要发热元素。
B 铁水的温度，铁水温度的高低是带入转炉物理热多少的标
志，铁水物理热约占转炉热收入的50％。铁水温度高有利于
稳定操作和转炉的自动控制。铁水的温度过低，影响元素氧化过程和熔池的温升速度，不利于成渣和去除杂质，容易发生喷溅。因此，我国炼钢规范规定入炉铁水温度应大于1250℃，
并且要相对稳定。
11.氧枪的枪位对熔池中的冶金过程产生哪些影响：A 枪位与熔
池搅拌的关系，合理调整枪位，可以调节熔池液面和内部的搅拌作用。如果短时间内高、低枪位交替操作，还有利于消除炉液面上可能出现的“死角”，消除渣料成坨，加快成渣。B 枪位
与渣中TFe 含量的关系，在吹炼的不同时期，应根据吹炼的任
务，通过枪位的改变控制渣中TFe 含量。如吹炼初期要求稍高枪位操作，渣中TFe 含量高些可及早形成初期渣脱除磷、硫；
吹炼中期，适当降低枪位控制合适(TFe)含量以防喷溅；吹炼后期最好降低枪位以降低渣中TFe 含量，提高钢水收得率。C 枪位与熔池温度的关系，采用高枪位操作，熔池搅拌力弱，反应速度减慢，因而熔池升温速度也缓慢，吹炼时间延长，热损失部分相对增多，温度偏低。
12. 溅渣护炉技术是利用MgO含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣，通过高压N2的吹溅，冷却、凝固在炉衬表面上形成一层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好地粘结附着。其操作要求：调整好熔渣的成分，控制终点渣合适的（MgO）（TFe）含量；留渣量要合适；控制溅渣枪位；控制氮气的压力和流量；保证溅渣的时间。
13顶底复合吹炼工艺也称复吹工艺，就是从转炉熔池的上方供给氧气，即顶吹氧，从转炉底部供给惰性气体或氧气，在顶、底同时进行吹炼的工艺。复吹工艺兼有顶吹工艺与底吹工艺两者之优势。与顶吹工艺相比，复吹工艺有如下特点：(1)显着降低了钢水中氧含量和熔渣中TFe含量。由于复吹工艺强化熔池搅拌，促进钢-渣界面反应，反应更接近于平衡状态，所以显着地降低了钢水和熔渣中的过剩氧含量。(2)提高吹炼终点钢水余锰含量。渣中TFe含量的降低钢水余锰含量增加，因而也减少了铁合金的消耗。(3)提高了脱磷、脱硫效率。由于反应接近平衡状态，磷和硫的分配系数较高，渣中TFe含量的降低，明显改善了脱硫条件。(4)吹炼平稳减少了喷溅。复吹工艺集顶吹工艺成渣速度快和底吹工艺吹炼平稳的双重优点，吹炼平稳，减少了喷溅，改善了吹炼的可控性，可提高供氧强度。(5)更适宜吹炼低碳钢种。终点碳可控制在不大于0.03％的水平，适于吹炼低碳钢种。
综上所述，复吹工艺不仅提高钢质量，降低消耗和吨钢成本，更适合供给连铸优质钢水。
14现代电炉工艺操作要点：1）快速熔化与升温，快速熔化和升温是现代电炉最重要的功能，将预热好的第一篮废钢加入炉内后，这一过程即开始进行。2）提前脱磷，现代电炉要求尽可能把脱磷，甚至少部分脱碳提前到熔化期进行。3）强化脱碳，现代电炉使用炉门氧枪、炉壁氧枪等强化吹氧去碳，进入氧化期只进行碳的控制。现代电炉工艺特点：精心准备，快速熔化、升温，提前脱磷，强化快速去碳，无渣出钢，实现高效、节能。
15 .脱碳反应的作用如下：熔化期吹氧助熔时，碳先于铁氧化，减少了铁的烧损；渗碳作用可使废钢熔点降低，加速熔化；碳-氧反应造成熔池搅动，促进了渣-钢反应，有利于早期脱磷；在精炼升温期，活跃的碳-氧反应，扩大了渣-钢界面，有利于进一步脱磷，有利于钢液成分、温度均匀化和气体、夹杂物上浮；泡沫渣的形成，提高传热效率，加速升温过程。
16电炉
等值
（效）电
路
17.电炉
传统冶炼工艺，操作过程分为：补炉、装料、熔化、氧化、还原、出钢六个阶段。（1）熔化期的主要任务：快速熔化——将块状的固体炉料快速熔化，并加热到氧化温度；提前造渣——提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。
（2）氧化期的主要任务：脱磷——继续脱磷到要求；脱碳——脱碳至规格下限；二去——去除气、去夹杂；升温——提高钢液温度（3）还原期的主要任务：脱氧——脱氧至要求；脱硫——脱硫至一定值；合金化—调整钢液成分；调温——调整钢液温度，其中：脱氧是核心，温度是条件，造渣是保证。
18.超高功率电炉目的：利用废钢原料，提高生产效率，发展电炉炼钢。其优点：缩短熔化时间，提高生产率；提高电、热效率，降低电耗；易于与炉外精炼、连铸相配合，实现高产、优质、低耗.
19电炉短网是指从电炉变压器低压侧出线到石墨电极末端为止的二次导体，它包括电极、导电横臂、挠性电缆及硬母线.
20 转炉副枪是相对氧枪而言，功能：可在线快速检测钢水温度、碳含量、氧含量及液面高度，以及进行在线取样（钢水及炉渣）操作；作用：可提高钢水终点碳及温度命中率（使90％～95％的炉次都能在停吹后立即出钢），不仅提高产量，还提高炉衬寿命。尤其与计算机连接，可实现计算机-副枪自动化闭环控制，实现转炉一人（或一键式操作）操作。
BOF（BOP）35吨氧气顶吹转炉
LD 30吨的氧气顶吹转炉
OBM氧气底吹转炉炼钢法（LBE、Q-BOP）
LBE氧气顶底复吹转炉（LD-KG、LD-OB、STB、K-BOP）
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。（√）
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。
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
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）
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：
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》 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。”？（※）
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（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。
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>
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：
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。
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：