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第四章冶金炉渣1 相图是热力学平衡条件下体系热力学函数的集合描述。
怎样理解相图中的点、线、面的意义？解（1）二元相图是温度和体系组分构成的坐标图。
它有若干边界线划分坐标面为单相区及二相区组成。
边界线是垂直线、水平线和曲线。
1）曲线。
单相区与二相区的边界线。
有两种：液相线（熔点线）：L S固溶体析出线：L→S·S·(固溶体)2)垂直线。
二组分形成化合物的组成线，有两种化合物：稳定化合物：垂直线顶点有曲线，顶点即化合物的熔点。
可利用此垂直线将相图划分为几个子相图。
不稳定化合物：垂直线顶端有横线，顶点是此化合物的分解或转熔反应的温度。
3）水平线。
一定温度的相变过程或相变反应线。
①相变过程：是同质异形物的晶型转变，横线上下两相区的界线是连线的。
②相变反应：是相之间的反应，横线上下二相区的界线不连线，有旧相分解或化合反应发生，产生新相。
4）相点。
相点出现在水平线的端点和交点上，从冷却过程看，有下列相变反应点：①共晶点：液相分解为两固相，固相是纯组分、化合物或固溶体：L→S1+S2②共析点：固体化合物或鼓溶体分解为两固相：S(或S·S·)= S1+S2③包晶点：液相与固相化合成另一固相，L+ S1 = S2④偏晶点：液相分解为一固相和另一液相，L1=S+L2⑤包析点：两固相化合成另一固相：S1+S2=S5）面。
单相区：L；二相区：S+L，S1+S2，L1+L2（共溶区）（2）三元相图，由面、线、点构成。
1）面。
单相区（初晶区）：L→S（纯组元，化合物）：稳定化合物在其初晶区之内，不稳定化合物在其初晶区之外。
2）线。
相邻两相区的边界线，稳定化合物的连线可划分相图为独立的子相图，不稳定化合物的连线，则无此作用。
共晶线：L=S1+S2；转熔线: L+ S1 = S23)点。
4相共存：共晶点：L=S1+S2+S3；转熔点：L+S1=S2+S3。
2 什么叫做炉渣的熔化温度和熔化性温度？它对高炉冶炼有什么影响？解炉渣的熔化温度（熔点）是指在温度升高时，固相完全转变为液相的温度，也即相图上熔渣组成所在液相线的温度。
钢铁冶金原理1.冶金热力学研究对象：反应能否进行，即反应的可行性和方向性、反应达到平衡态的条件及该条件下反应物能达到的最大产出率。
2.平衡常数的含义：可逆化学反应达到平衡时，每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积之比，这个比值叫做平衡常数。
3.稀溶液：一定温度和压力下，溶剂遵守拉乌尔定律，溶质遵守亨利定律的溶液。
4.正规溶液：混合焓不为0，但混合熵等于理想溶液混合熵的溶液。
5.活度系数：是指活度与浓度的比例系数。
6.试比较CO和H2还原氧化铁的特点？解CO和H2是高炉内氧化铁的间接还原剂。
它们均能使Fe2O3还原到Fe。
但它们的还原能力在不同温度下却有所不同。
在810℃，两者的还原能力相同，而在810℃以下，CO的还原能力比H2的还原能力强，但在810℃以上，则相反，氢有较强的还原能力，这反映在还原剂的分压上，随温度的升高，还原FeO所要求的CO分压增高，还原FeO 需要的H2分压则减小。
高炉下部高温区H2强烈参与还原，而使C消耗于形成CO（C 的气化反应）的量有所减少。
另，在高温区内，它们形成的产物H2O（g）及CO2均能与焦炭反应，分别形成H2及CO。
增加间接还原剂的产量。
这也就推动了碳直接还原的进行。
在还原的动力学上，由于H2在FeO上的吸附能力及扩散系数均比CO的大，所以H2还原氧化铁的速率，即使在810℃以下，也比CO的高（约5倍）。
提高还原气体中H2的浓度有利于氧化铁还原速率的增加。
7.氢和氮气对钢会产生哪些危害？答：氢在固态钢中的溶解度很小，在钢水凝固和冷却过程中，氢和CO、N2气体一起析出，形成皮下气泡中心缩孔，疏松，造成白点和发纹。
钢中含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成裂纹，进而引起钢材的强度，塑性，冲击韧性的降低，发生氢脆现象。
氮含量高的钢材长时间放置，将会变脆。
原因是钢种氮化物析出速度很慢，逐渐改变钢的性能。
钢种含氮量高时，在250℃—450℃温度范围，表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为蓝脆。
钢铁冶金学知识点总结一、钢铁冶金学概述钢铁是一种重要的金属材料，广泛用于建筑、机械、汽车、电子、航空航天等行业，对于国民经济的发展起着至关重要的作用。
钢铁冶金学是研究如何通过冶炼和加工原料来生产各种类型钢铁的学科。
本文将系统地介绍钢铁冶金学的相关知识，涉及原料、冶炼工艺、合金设计、热处理等内容。
二、原料1. 铁矿石铁矿石是钢铁冶金的原料，常见的有褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等，其中以赤铁矿和磁铁矿为主要产状。
从原料稀缺角度来看，赤铁矿资源相对较丰富，但使用赤铁矿需要高温还原，而且其资源储量日益减少。
而磁铁矿则容易熔化，且熔点低，深受炼铁企业的喜爱。
2. 焦炭和燃料焦炭是冶金煤炭经高温干馏后得到的一种多孔性炭质燃料，是高炉炼铁的原料之一。
燃料也是冶金中常用的燃烧材料，其中包括煤、焦炭、天然气等。
3. 废金属资源钢铁冶金中还需要利用废钢、废铁等废弃金属资源进行熔炼，以提高资源利用率，降低能源消耗。
三、冶炼工艺1. 高炉冶炼高炉是一种用于生产铁水、生铁或合金铁的设备。
高炉内的冶炼过程较为复杂，主要包括炉料下料→还原→熔融→炉渣→收得铁水等步骤。
2. 炼钢炉冶炼炼钢炉冶炼采用的设备主要有转炉炼钢炉、电弧炉、氧气顶吹炼钢炉和底吹熔融锅炉等，是将生铁或铸铁通过熔化、脱碳、脱磷、分别半湿废气、装料等工艺，生产出合格钢的过程。
4. 电炉冶炼电炉冶炼是利用电能将废钢、废铁、生铁等熔化成合格的熔铁或合金。
其主要特点是能耗低、操作简便、保护环境等。
四、合金设计1. 合金元素合金元素是各种金属或非金属元素的混合物。
在钢材中，合金元素可以显著改变钢的组织和性能。
主要的合金元素有碳(C)、锰(Mn)、钒(V)、铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、钛(Ti)等。
2. 合金设计合金设计即根据钢材的使用要求和生产条件，选取合适的合金元素和比例，调整钢的成分和组织结构，以获得理想的性能和工艺性。
3. 合金设计的原则合金设计应根据具体用途确定设计要求。
1、钢和生铁的区别?答：C<2.11%的Fe-C合金为钢；C>1.2%的钢很少实用；还含Si、Mn等合金元素及杂质。
生铁硬而脆，冷热加工性能差，必须经再次冶炼才能得到良好的金属特性；钢的韧性、塑性均优于生铁，硬度小于生铁长流程：以铁矿石为原料，煤炭为能源-高炉-铁水预处理-转炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢短流程：以废钢为原料，电为能源-电炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢2、炼钢的基本任务？答：钢铁冶金的任务是由生产过程碳、氧位变化决定的。
炼钢的基本任务分为脱碳，脱磷,脱硫，脱氧，脱氮、氢等，去除非金属夹杂物，合金化，升温(1200°C^1700°C)，凝固成型，废钢、炉渣返回利用，回收煤气、蒸汽等。
高炉一一分离脉石，还原铁矿石铁水预处理一一脱S,Si,P转炉一一脱碳，升温炉外精炼一一去杂质，合金化3、钢中合金元素的作用？答:C：控制钢材强度、硬度的重要元素，每1%[C冋增加抗拉强度约980MPa；Si：增大强度、硬度的元素，每1%[Si]可增加抗拉强度约98MPa；Mn：增加淬透性，提高韧性，降低S的危害等；Al：细化钢材组织，控制冷轧钢板退火织构；Nb：细化钢材组织，增加强度、韧性等；V：细化钢材组织，增加强度、韧性等；Cr:增加强度、硬度、耐腐蚀性能。
4、钢中非金属夹杂物来源？答-脱和产物気化物系非二灰気化金馬火杂物「生成物外来性夹嘆物炉逋菟成茁氧化凉气萨成的氣化炉衬造成的宣化炉產申i旬包覆需渣逋卷入结晶器躁护迫削火相胸沁及卷入中询包1070取％=1at IL7d—10+2.0365、主要炼钢工艺流程？答：炒钢一坩埚熔炼等一平炉炼钢一电弧炉炼钢一氧气顶吹转炉炼钢一氧气底吹转炉和顶底复吹炼钢。
主要生产工艺为转炉炼钢工艺和电炉炼钢工艺。
与电炉相比，氧气顶吹转炉炼钢生产率高，对铁水成分适应性强，废钢使用量高，可生产低S、低P、低N的杂质钢，可生产几乎所有主要钢品种。
顶底复吹工艺过氧化程度低，熔池搅拌好，金属-渣反应快，控制灵活，成渣快。
钢铁冶金方面知识第一篇：钢铁冶金方面知识1冶金的定义。
冶金方法包括(火法冶金)，(湿法冶金)和电冶金。
钢铁生产的传统流程和短流程的特点比较。
（1）冶金：定义：研究任何经济地从矿石中或其他原料中提取金属或金属化合物，并用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。
①火法冶金：高温条件下通过一系列的物理化学反应使矿石和精矿中的有价金属与脉石成分分离，达到提取、提纯金属目的。
整个过程包括原料准备、冶炼和精炼三个工序。
②湿法冶金；在低温下通过溶剂处理，使矿石和精矿中的有价金属与脉石成分分离，达到提取、提纯金属的目的。
包括浸出、分离、富集和提取工序。
③电冶金：利用电能提取和精炼金属的方法。
包括电热冶金和电化学冶金（1）传统长流程（间接炼钢法）高炉炼铁——转炉炼钢特点：工艺成熟，生产率高，但成本高、使用焦炭。
（2）短流程（直接炼钢法）直接还原——电炉特点：工序少、避免反复氧化、还原过程、解决焦碳紧缺。
但需要使用高品位精矿和高质量的一次能源，电耗高。
高炉本体结构五部分名称。
炉喉炉身炉腰炉腹炉缸高炉五大附属系统名称及作用。
（1）原料系统；保证及时准确，稳定地将合格原料从储矿槽送上高炉炉顶。
（2）送风系统；保证连续可靠地给高炉冶炼提供所需数量和温度的热风。
（3）渣铁处理系统；处理高炉排放的渣，铁保证高炉生产正常进行。
（4）煤气清洗系统；回收高炉煤气。
（5）喷吹系统。
保证喷入高炉所需燃料，以代替部分焦炭，降低焦炭消耗。
4、高炉冶炼指标？1炉有效容积利用系数2焦比3煤比（油比）（4）冶炼强度（5）休风率6炭负荷7炉龄(高炉一代寿命）有效容积利用系数、焦比的定义。
高炉有效容积利用系数（ηｖ）高炉有效容积(Vu)：指大钟落下时其底边平面至出铁口中心线之间的炉内容积。
高炉有效容积利用系数：指在规定的工作时间内，每米3有效容积平均每昼夜（日）生产的合格铁水的吨数。
说明了技术操作及管理水平。
（单位：吨/米3.日）焦比：指每吨生铁消耗的干焦（或综合焦炭）的千克数5、四种天然铁矿石的名称和分子式。
钢铁冶金原理知识点总结钢铁冶金是一门专门研究金属材料制备和性质改善的学科。
钢铁是一种重要的金属材料，在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
掌握钢铁冶金原理对于材料工程师和金属材料从业者来说是非常重要的。
在这篇文章中，我将对钢铁冶金的一些重要知识点进行总结。
1. 钢铁冶金的历史背景钢铁冶金的历史可以追溯到几千年前的古代，人类开始使用铁器制品，进行熔炼和鍮制的技术。
随着工业的发展，钢铁冶金技术得到了不断的改进和发展，出现了许多新的制备和处理方法，同时也推动了金属材料从原始水平到今天的发展。
通过对钢铁冶金的历史背景进行了解，可以更好地理解钢铁冶金的发展和变革。
2. 钢铁冶金的基本原理钢铁是铁与碳的合金，具有优良的机械性能和耐磨性，是一种重要的结构材料。
在钢铁冶金中，主要包括炼铁、钢水处理、热处理和表面处理等主要工艺。
炼铁是指将原料（铁矿石、焦炭、石灰石等）加热熔化，在熔融状态下去除杂质，得到高纯度的铁。
钢水处理是指将熔化的铁与合金元素混合调整成符合要求的合金成分，通过控制温度和化学成分来调整钢的性能。
热处理是指通过加热和冷却过程来改变钢的物理和化学性能，提高其机械性能和耐腐蚀性。
表面处理是指通过对钢材表面进行化学处理或机械加工，提高其表面硬度和耐磨性。
这些基本原理是钢铁冶金学的基础，掌握这些知识对于进行钢铁冶金工艺设计和材料性能改善具有重要意义。
3. 钢铁材料的组织结构钢铁是由铁和碳组成的合金，除此之外还含有少量的合金元素，如锰、硅、磷、硫等。
钢铁的组织结构主要包括铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体等组织。
铁素体是最基本的组织结构，其性能最差，珠光体比铁素体的性能要好，贝氏体和马氏体比珠光体的性能更优越。
通过对钢铁材料的组织结构进行研究，可以更好地理解钢铁材料的性能和应用。
4. 钢铁冶金中的煅烧技术煅烧是指将金属矿石或精矿通过高温加热而非完全熔化的过程，通过煅烧可以去除矿石中的挥发性物质和硫、砷等杂质，在矿石中得到合金的金属。
冶金原理与工艺（钢铁部分复习资料）冶金原理与工艺（钢铁部分）绪论1.矿床：矿石集合体矿石：矿物集合体。
包括有用矿石和脉石有用矿石：可提取矿物的矿石脉石：含微量或不含矿物的矿石矿物：有用元素或化合物2.主要的冶金工序干燥：除去水分，温度400~6000度焙烧：适当气氛下，加热到熔点以下发生氧化、还原或其他化学变化的冶金过程，除去有害杂质，回收有用元素，提高气孔率和还原性煅烧：将碳酸盐或氢氧化物的矿石原料在空气中加热分解，除去二氧化碳或水分变成氧化物的过程，也称焙解烧结和球团：将不同的粉矿混匀或造球后加热焙烧，团结成多孔块状或球状的物料熔炼：将处理好的矿石或原料在高温下通过氧化还原反应，使矿石中的金属和杂质分离成两个液相层即金属液和熔渣，也叫冶炼精炼：进一步除杂，以提高纯度吹炼：实质是氧化熔炼，借鼓入的空气中的氧使铸铁中的磷，硫和其他杂质元素氧化而分离去除净化：溶液除杂至达标的过程，方法有离子沉淀法、置换沉淀法、共沉淀法3.冶金工业的发展趋势钢铁工业：1）高效化、连续化、自动化；2）节约能源和资源，降低成本；3）发展高新技术所需的新材料；4）连铸技术；5）发展近终成型金属毛坯制备技术；6）人工智能控制有色金属：1）供大于求；2）发展的国际化、集团化；3）低级产品向低成本地区转移；4）适应高新技术发展的需求，新材料发展迅速第一章高炉炼铁1.高炉冶炼主要产品：生铁1）90%以上是炼钢铁（白口铁）；2）铸造生铁（灰口铁）；3）少量的铁合金副产品：炉渣、煤气和炉尘2.高炉冶炼的主要技术经济指标1）高炉有效容积利用系数【η】：1立方米有效容积平均每天生产的合格生铁的折合产量2）焦比【K】：高炉冶炼1t生铁所消耗的干焦炭量3）冶炼强度【I】：1立方米高炉有效容积每天所能燃烧的干焦炭量，反映了炉料下降及冶炼的速度η=I/K4）生铁的合格率：化学成分符合国家规定的生铁量占总监测量的比例5）焦炭负荷：一批料中矿石质量与焦炭质量之比6）生铁原材料：铁矿石，碎杂铁等7）富氧量：工业氧加入鼓风中后，鼓风中氧含量增加的百分数8）生铁成本：原料、燃料、动力消耗费及车间经费等项组成9）炉龄：高炉从开炉到大修之间的时间，为一代高炉的炉龄3.提高利用系数的技术措施：提高矿石的品位、在顺行的基础上实行全风操作、高压操作及富氧鼓风等。
《钢铁冶金原理》基本知识点
By Moonlight 2009/10/17
注：主要知识点是基于老师上课提问的问题，限于名词、概念、公式的解析。
1、 活度、活度系数、活度的标准态：
以拉乌尔定律或亨利定律为基准或参考态，引入修正后的浓度值称为活度；而此修正系数称为活度系数。
具有纯物质、假想纯物质及 =1﹪溶液蒸汽压或两定律的比例常数的状态称为活度的标准态。
2、 、 、 的含义：
， 分别为以拉乌尔定律为基准或参考态，对组分浓度修正时的修正系数和以亨利定律为基准或参考态，对组分浓度修正时的修正系数。
指的是稀溶液以纯物质为标准态的活度系数，其值为常数。
3、 活度标准态选择的一般原则以及钢铁冶金过程中组分活度标准态如何选择？
一般作为溶剂或浓度较高的组分可选纯物质作为标准态，若组分的浓度比较低时，可选用假想纯物质或质量为1﹪溶液作为标准态。
在冶金过程中，作为溶剂的铁，如果其中元素的溶解量不高，而铁的浓度很高时，可选纯物质作为标准态， =x [Fe]=1,Fe r =1 ；如果溶液属于稀溶液，则可以浓度代替活度（H K 标准态）；熔渣中组分的活度常选用纯物质标准态。
4、 理想溶液，稀溶液以及超额函数：
理想溶液：在整个浓度范围内，服从拉乌尔定律的溶液；
稀溶液：溶质蒸汽压服从亨利定律，溶剂蒸汽压服从拉乌尔定律的溶液； 超额函数：实际溶液的偏摩尔量（或摩尔量）与假想其作为理想溶液时的偏摩尔量（或摩尔量）的差值。
ex B
G
=RT ln
B
r
ex m
G
=RT
ln B
B
x r
∑
5，为什么温度升高使实际溶液趋向于理想性质？
由()2
B
B T T G H T
∂∆∂=-∆ 知：
2
ln B B T r H RT
∂∂=-∆
B w
当0B H ∆< 时，ln 0B T r ∂>； 当0B H ∆> 时，ln 0B T r ∂<。
即温度升高时，成正偏差()1B r >的溶液的B r 值减少；而成负偏差()1B r <的溶液的B r 值则增大，溶液的有序态随温度的升高而减少。
6、 活度的测定及计算方法有哪些？请说明其原理。
7、 不同标准态下标准溶解吉布斯自由能计算式，有溶液参加的反应的标准吉布斯自由能的计算。
8、 扩散、分子扩散、对流扩散：
扩散是体系中物质自动迁移、浓度变均匀的过程。
分子扩散是指在静止的纯物质体系中及溶液体系中，由于浓度梯度而引起的扩散。
对流扩散是指在流动体系中，由分子扩散和流体的分子集团的整体运动（即对流运动），使其内物质发生的迁移而引起的扩散。
9、
10、未反应核模型以及假定条件：
当固相反应物是致密的时，化学反应从固相物的表面开始，逐渐从矿块中心推进，反应物与产物层之间有较明显的界面存在；而反应在层间的相界面附近区域进行，因此形成的固相产物则出现在原来固相反应处，而原固相物内部则是未反应的部分，这称为未反应核模型。
未反应核模型假定：稳定态、矿粒为球形、一级反应、外扩散不成为限制环节。
11、写出菲克定律的一般式：
1dn c
J D A dt x
∂=
=-∂ 式中：J ——扩散通量，21mol m s --⋅⋅；
c x ∂∂——在x 方向上的浓度梯度，4
mol m -⋅；
D ——扩散系数，21m s -⋅； A ——扩散流通过的截面积，2m ； x ——距离，m 。
12、 什么是化学反应速率？如何确定。
13、 什么是均相形核，异相形核？哪种形核更加容易？
均相形核是指反应产物在均匀相内形核；而在相内不溶解夹杂物或在反应壁上形核则称为异相形核。
异相形核更加容易。
14、 反应速率的影响因素有哪些？如何确定速率限制环节？
反应过程的影响因素主要有温度、固相物的孔隙度、固相物的粒度及形状、流体速度。
限制环节主要根据其影响因素对速率表现的特征来确定（具体见课本87页至89页）：
⑴利用测定的活化能估计法
()Q RT v Ae -=
⑵搅拌强度改变法
*
*
1c c
A dc t V c c
β-
=⨯⨯-⎰ 或 ()β
Φ=⨯c t l ，其中，=l v A
15、 金属熔体群聚态形成的依据是什么？
⑴ 可由衍射图的径向分配曲线的第一峰是否分裂为双峰来证明外，多利用金属的结构敏感的性质，随组成变化的特征来推测某些难以用衍射法测定的结构形态；
⑵ 当这些物性-组成的等温线上出现转折点时，就显示改组成处有种原子（离子）团形成；
⑶ 根据二元相图的化合物组成点处液相线上最高点的形状，判断液相中相当于化合物的群聚团出现的可能性。
16、 相互作用系数的测定法有哪两种？说明两者的测定原理及其测定结果的
区别。
17、 说明氢和氮在铁液中的溶解特性、存在形式及影响因素。
18、 粘滞活化能的物理意义及影响因素。
19、 影响铁液表面张力的因素。
