《钢冶金学》习题_第1和2章

钢铁冶金学试题及答案三通用一篇钢铁冶金学试题及答案三 1一、名词解释(每题3分，共30分)1.冶金：研究经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，用加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。

2.炉外精炼：将转炉、平炉或电炉中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫“二次炼钢”。

炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。

3.钢铁生产的产品：生铁、铁合金和钢。

4.高炉冶炼强度：是指冶炼过程强化的程度，以每昼夜(d)燃烧的干焦量衡量：冶炼强度=干焦用量/(有效容积×实际工作日)[t/(m3·d)]5.炼钢原料：铁矿石(烧结矿、球团矿)、焦炭、熔剂。

6.炉渣碱度：炉渣中碱性氧化物的质量分数总和与酸性氧化物的质量分数总和之比，常用炉渣中的氧化钙含量与二氧化硅含量之比表示，符号R=CaO/SiO2。

7.炼铁原料：铁矿石(烧结矿、球团矿)、焦炭、熔剂。

8.铁水预处理：在炼铁-炼钢之间的`工序，包括脱Si、S、P等。

9.RH：真空循环脱气法：驱动气体从上升管下部1/3处吹入时，带动钢包中的钢液经上升管喷入真空室，钢液在真空室脱气后从下降管返回钢包。

10.连铸工序的功能：将钢水转化成一定规格铸坯，衔接炼钢-轧钢区段，是化学冶金向物理冶金转变的结合部。

二、简答题(每题5分，共30分)1.简述烧结工艺过程?答：是一种抽风烧结过程，在烧结时，采用负压抽风，自上而下燃烧，燃料时形成五层：烧结矿层、燃烧层、预热层、冷料层和垫底料层。

2.高炉的结构及附属设备?答：5段式结构：炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸，附属设备有：原料供应、送风、煤气净化、渣铁处理、高炉喷吹等系统。

3.炼钢的主要任务?答：“4脱”-“2去”-“1提温”-浇铸钢水成规格一定的铸坯。

具体如下：是将废钢、生铁料脱碳、去除有害气体和非金属夹杂物，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分，炼成具有一定化学成分的钢，并使钢具有一定的物理机械性能。

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。

第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。

冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。

2 金属熔体指________、________。

液态的金属、合金。

1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。

物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。

金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。

3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。

钢铁、有色金属。

4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。

在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。

熔渣。

5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。

金属提炼、精炼过程。

6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。

氧化物。

7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。

富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。

精炼渣。

9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。

粘度、密度、渣-锍界面张力。

10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。

11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。

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>1.风口前焦炭循环区的物理结构如何？风口前碳的燃烧在高炉过程中所起的作用是什么？2.什么叫鼓风动能？它对高炉冶炼有什么影响？3.什么叫理论燃烧温度？它在高炉冶炼中起何作用？4.什么叫水当量？沿高炉高度方向水当量的变化特征？5.高炉内三种传热方式各自进行的条件如何？在不同条件下哪一种方式为控制性环节？5※<第五章>1.写出欧根公式，说明式中各因子的物理意义，指出该式对高炉作定性分析时适用的区域，并从炉料和煤气两方面分析影响ΔP的因素及改善炉内透气性的主要途径。

钢铁冶金学（炼钢部分）习题集电炉部分一．解释名词定义：1．什么叫短网?2．什么叫超高功率电弧炉?3．什么叫合金化?4．什么叫电渣重熔?5．什么是返回钢?6．什么是电极芯圆直径?7．什么是时间利用率?8．什么是功率利用率?9．什么叫氧化法冶练?10．什么叫不氧化法冶练?11．什么叫纯沸腾?12．什么叫沉淀月13．什么是炉渣脱氧？14．什么是高频炉？15．什么是中频炉?16．什么是工频炉?17．什么是真空感应炉熔炼法(VIM)?18．电流穿透深度?二。

简答问题：1．炉衬损还的主要原因有哪些?2．补炉操作的原则是什么?3．怎样才算布料合理?4．熔化期的任务是什么?5．氧化期的任务是什么?6．还原期的任务是什么?7．熔化期操作的要点是什么?8．缩短熔化期的措施有哪些?9．什么时候吹氧助熔效果最好?10．什么是熔毕样?主要分析哪些元素?11．为什么氧化末期要把钢液温度升到高于出钢温度的10—20℃? 12．为什么氧化期要有一定的脱碳量和脱碳速度？13．矿石氧化法操作有什么特点?14．吹氧氧化法操作有什么特点?15．综合氧化法操作有什么特点?16．纯沸腾的目的是什么?17．为什么氧化期结束后要扒除全部氧化渣?18．扒除氧化渣的条件是什么?19。

扒渣操作的要求是什么？20．什么是锰沸腾处理?21．氧化期碳高磷低如何处理?22．氧化期碳低磷高如何处理?23．氧化期碳高磷高如何处理?24．熔化期的主要任务是什么?25．为什么说脱氧是脱硫的限制性环节?26．脱氧和合金是什么关系?27．电炉脱氧有几种方法?28．沉淀脱氧有什么特点?29．白渣操作有什么特点?30．电石渣法操作有什么特点?31．为什么要造稀薄渣?32．稀薄渣料的配比是什么?33．什么是快白渣法?34．出钢应满足哪些条件?35．为什么电炉要求钢渣混烛?36．形成电石渣需要满足哪堡条件?37。

为什么电炉么钢要求有一定的高度和速度?38．不氧化法冶练有什么特点?39．炉底出钢的意义是什么?40．直滩电弧炉有哪几种底电极型式?41．电棱，器有什么作用?42．干补和湿补各使用什么粘结剂?43．炉料熔化过程中分为哪几个阶段44．为什么白渣冷却后会粉化?45．氧化法冶练有什么特点?46．直流电弧炉有什么优点?47．45º炉坡倾角的作用是什么?48．为什么说脱碳是完成氧化期任务的主要手段7 49．电炉炼钢对废钢有哪些要求?50．为什么出钢前要破坏电石渣成白渣?51．为什么废钢要分类分钢种堆放?52．电炉炼钢有什么特点?53．氧化期熔池沸腾的意义是什么?54．电炉炼增碳有哪几种方法各有什么优缺点? 55．影响还原期脱碳的因素有哪些?56．提高时间利用率的措施有哪些?57．提高功率利用率的措施有哪些?58．不锈钢按工业用途分哪几类?59．不锈钢按金相组织分哪几类?60．Cf在不锈钢中起什么作用7 ，61．不锈钢晶间腐蚀产生的原因是什么?62．返回吹氧法冶练不锈钢的特点? ’63．返回吹氧法冶练不锈钢的炉料组成?64．返回吹氧法冶练不锈钢如何配料? ’65．为什么不锈钢要求高温快注?66．影响轴承钢寿命的主要质量问题是什么? 67．为什么轴承钢采用氧化法冶练?68．冶练和浇铸轴承钢的温度制度如何控制？为什么?69．与高频炉、工频炉相比中频感炉有哪些优点?70．酸性填满有什么特点?71．打结填满时加剂的作用，的加入量?72．电渣重熔的目的和作用?73．电渣重熔的主要设备有哪些?74．渣子应具有哪些基本特点?75．渣量大小对熔池和渣池有何影响?76．电流强度对熔池和渣池有何影响?77．电压大小对熔池和渣池有何影响?78．前影响超高功率电炉输入功率水平进一步增大的主要原因是什么? 79．为什么要控制一定的加矿温度度和加矿速度？80，泡沫渣有何好处，如何造?81．氧化的R、氧化性根据什么的调整?82．不氧化法冶练对炉料有何要求?83．返回吹氧法对切料有何要求?84.炉壳有几种类型?各有何优缺点?85.炉门的作用、结构和大小?86.电极密封圈的作用?87.炉衬的结构、特点、材质和厚度?88.水冷挂渣炉壁的工作原理?89.炉盖的类型、才质、砌筑方法和维护?90.电极把持器的作用、要求和类型?91.电极升降机构的种类及特点?92.对炉体倾动的要求?倾动机构的类型？93.炉体的哪些构件需要水冷？对水冷系统的要求94.交流电弧的特性?95.绘出电弧主电路简图?96.隔离开关的作用?如何正确操作?97.高压断路器的作用?有几种类型?98.电炉变压器的特点?冷却方式，调压原理?99.什么是短网?有何特点?100.对电极有何要求?石墨电极的特点? 101.电弧炉炼钢的特点?102.电炉炼钢对各种原材料有哪些基本要求? 103.为什么废钢要分类分钢种堆放?104.炉衬损坏的主要原因有哪些?105.补炉方法有几种?106.补炉使用什么材料和粘结剂?107.补炉操作的原则是什么?108.对装料有哪些要求?109.装料次序是什么?110.炉底铺石灰有哪些作用?111.怎样才算布料合理?三．解答问题：1．装料次序?2．缩短熔化期的措施有哪些?3．脱碳和各项任务的关系是什么?4．矿石氧化法操作过程?5．综合氧化法操作过程?6．脱氧和脱碳是什么关系?7．加入铁合金的原则是什么?8．白渣法操过程?9。

《钢铁冶金学》答案要点一、填空题1、沸腾钢、镇静钢2、硫负荷3、利用系数4、炼铁工序能耗5、滴水成球、雾水长大、无水压紧6、短渣、长渣7、管道运行8、液泛现象9、上部调节、下部调节10、活性石灰、死烧镁石11、沉淀脱氧12、泡沫渣13、氧化渣、还原渣14、拉碳法、增碳法二简答题1.作用：（1）在风口前燃烧，提供冶炼所需热量（2）固体C及其氧化产物CO是氧化物的还原剂（3）是支撑料柱的骨架，及煤气的通道（4）铁水渗碳质量要求：（1）强度高；（2）固定碳高且灰分低；（3）硫含量低（4）挥发分低；（5）成分和性能稳定，且粒度合适（6）反应性好2.性能指标：（1）耐火度和载重软化点；（2）高温抗折强度（3）热震稳定性；（4）气孔率和密度；（5）抗渣性损毁原因：（1）熔渣侵蚀；（2）高温和高真空下的损毁；（3）耐材的剥落防护措施：（1）采用“三高”技术，提高耐材的内在质量（2）优化冶炼工艺，改善耐材的使用条件（3）采用溅渣护炉，喷补等技术3. 功能：LF ：加热、搅拌等RH：真空循环脱气、真空吹氧脱碳等精炼目的：LF:脱硫、去夹杂、合金化、调节钢液成分和温度等。

RH:真空循环脱气、真空吹氧脱碳等。

4. （1）措施: 保护渣，长水口，惰性气体；（2）作用：隔绝空气，改善传热，润滑。

5. 主要任务：脱C，去除钢中S，P，氧，气体和夹杂物。

调整钢液成分和温度。

浇注成合格的钢坯或钢锭。

去除方法：C用氧化方法去除；S靠高碱度还原渣去除；P高碱度氧化渣去除；气体用碳沸腾，真空处理和气泡冶金方法去除；夹杂物靠气泡、搅拌和镇静去除；氧用合金及炉外还原精炼方法去除。

三、分析讨论题（图略）1、（1）烧结矿层；液相凝固；矿物析晶，预热空气（2）燃烧层：燃料燃烧，混合料在固相反应下形成低熔点矿物，并在高温下软化，产生液相（3）预热层：混合料被燃烧层下来的热废气干燥和预热，热交换迅速且剧烈，主要反应为结晶水和碳酸盐分解；（4）冷料层：上层废气中的水分在温度降到点时冷凝析出，形成料层过湿，透气性差。

《钢结构要点及练习题》第一章到第二章钢结构的材料及性能的要点一、钢材的力学性能主要有：强度、塑性（延伸率）、冷弯性能、韧性、。

1. 强度：y f决定材料的承载力，结构用钢的主要指标有屈服点y f 和抗拉强度u f 。

下屈服点y f 为设计时可达到的最大应力值，称为设计强度标准值。

抗拉强度u f 是钢材破坏时达到的最大应力值。

钢材达到u f 时，已产生很大的塑性变形而失去使用功能，但钢材的u f 高可以增加结构的安全保障，故y u f f 的值可看作钢材的强度储备系数。

2. 塑性：钢材的塑性为应力超过屈服点后，试件产生明显的残余塑性变形而不断裂的性质。

塑性的好坏可通过静力拉伸试验的伸长率δ表示。

材料塑性的好坏往往决定了结构是否安全可靠，因此钢材的塑性指标比强度指标更重要。

3. 韧性：韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，也是钢材抵抗冲击荷载的能力，它是强度和塑性的综合表现。

钢结构设计规范对钢材的冲击韧性k α（或kv A ）有常温和负温要求的规定。

选用钢材时，根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性的要求。

4. 冷弯性能：冷弯性能是钢材在冷加工（常温下）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。

冷弯性能的好坏。

通过使钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形后，检查试件弯曲部分的表面不出现裂纹和分层为合格。

二、影响钢材性能的主要因素有：1. 化学成分：钢的基本元素为铁，约占99%。

此外，还有C 、Si 、Mn （有益）；有害S 、P 、O 、N 等，这些元素中含量约1%，但对力学性能有很大影响。

2. 成材影响（冶练、浇筑、扎制及热处理）：（1）冶练及浇筑结构用钢主要有三种冶炼方法，即碱性平炉炼钢法、顶吹氧气转炉炼钢法、碱性侧吹转炉炼钢法。

平炉钢和顶吹氧气转炉钢力学性能指标较接近；而碱性侧吹转炉钢的冲击韧性、可焊性、冷脆性、抗锈蚀性等都较差，故这种炼钢法已被淘汰。

钢在冶炼及浇铸过程中会不可避免地产生冶金缺陷。

钢铁冶金学（炼钢部分）第一部分炼钢的基本任务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。

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。

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]可增加抗拉强度约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：5、主要炼钢工艺流程？答：炒钢→坩埚熔炼等→平炉炼钢→电弧炉炼钢→氧气顶吹转炉炼钢→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。

现代炼钢流程：炼铁，炼钢（铁水预处理、炼钢、炉外精炼），连铸，轧钢，主要产品。

第二部分炼钢的基本反应1、铁的氧化和熔池的基本传氧方式？答：火点区：氧流穿入熔池某一深度并构成火焰状作用区(火点区)。

吹氧炼钢的特点：熔池在氧流作用下形成的强烈运动和高度弥散的气体－熔渣－金属乳化相，是吹氧炼钢的特点。

乳化可以极大地增加渣－铁间接触面积，因而可以加快渣－铁间反应。