钢铁冶金原理01 (3)
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1、表面张力:垂直作用在液面上任一直线的两侧,沿液体的切面向着两侧的拉力,N/m2、穿透度:它为反应过程中,矿球半径改变的分数,用f 表示,0(1)r r f =-。
它和R 的关系为1/31(1)f R =--。
3、沉淀脱氧:向钢液中加入能与氧形成稳定化合物的元素,形成的氧化物能借自身的浮力或钢液的对流运动而排出。
4、萃取精炼:在一定温度下,在熔盐粗金属中加入附加物,附加物与金属相内杂质生成不溶解于熔盐的化合物而析出,从而达到精炼的目的。
5、二元碱度:渣中的碱性氧化物CaO 含量与酸性氧化物SiO 2含量之比为炉渣的二元碱度。
6、反应度:或称转化率,矿球已反映了的百分数,用R 表示,30(/)1r r R =-。
7、分解压:分解反应的平衡常数等于分解出的气体B 的平衡分压,规定用()B AB P 表示,称为此化合物的分解压。
8、负吸附:溶解组分质点和溶剂质点之间的作用力大于溶剂质点之间的作用力。
溶解组分在表面不出现过剩浓度,称为负吸附。
9、G-D 方程:11220BB n dG n dG ndG ++==∑ 或11220BB x dG x dG xdG ++==∑ 他表示恒温、恒压下,溶液中各组分的偏摩尔吉布斯自由能(或其他偏摩尔量)的改变不是彼此独立的,而是互相制约、互相补偿的。
10、0i γ的物理意义:1)表示溶液中组元i 在浓溶液中服从拉乌尔定律和在稀溶液中服从亨利定律两定律间的差别。
2)是组元i 在在服从亨利定律浓度段内以纯物质i 为标准态的活度系数。
3)是不同标准态的活度及活度系数相互转换的转换系数。
4)是计算元素标准溶解吉布斯能的计算参数。
11、光学碱度:在氧化物中加入显示剂,用光学的方法来测定氧化物施放“电子的能力”以表示出2O -的活度,确定其酸-碱性的光学碱度。
12、过剩碱:用碱的总量减去形成复合化合物的消耗的碱性氧化物,用来表示渣中碱性氧化物。
13、亨利定律:当溶液组分B 的浓度趋近于零(0B x →)的所谓稀溶液中,组分B 的蒸汽压与其浓度B x 成线性关系:()BH x B p K x '=,p '--组分B 在B x 的平衡蒸汽压,()H x K --比例常数。
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。
钢铁的冶炼原理及生产工艺流程第一篇:钢铁的冶炼原理及生产工艺流程钢铁的冶炼原理及生产工艺流程炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。
炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等,其原理是矿石在特定的气氛中(还原物质CO、H2、C;适宜温度等)通过物化反应获取还原后的生铁。
生铁除了少部分用于铸造外,绝大部分是作为炼钢原料。
1、高炉炼铁的冶炼原理(应用最多的)一)炼铁的原理(怎样从铁矿石中炼出铁)用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
铁氧化物(Fe2O3、Fe3O4、FeO)+还原剂(C、CO、H2)铁(Fe)二)炼铁的方法(1)直接还原法(非高炉炼铁法)(2)高炉炼铁法(主要方法)三)高炉炼铁的原料及其作用(1)铁矿石:(烧结矿、球团矿)提供铁元素。
冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石。
(2)焦碳:冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。
提供热量;提供还原剂;作料柱的骨架。
(3)熔剂:(石灰石、白云石、萤石)使炉渣熔化为液体;去除有害元素硫(S)。
(4)空气:为焦碳燃烧提供氧。
2、工艺流程生铁的冶炼虽原理相同,但由于方法不同、冶炼设备不同,所以工艺流程也不同。
下面分别简单予以介绍。
高炉生产是连续进行的。
一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。
生产时,从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成,现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂,从高炉下部的风口吹进热风(1000~1300摄氏度),喷入油、煤或天然气等燃料。
装入高炉中的铁矿石,主要是铁和氧的化合物。
在高温下,焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来,得到铁,这个过程叫做还原。
铁矿石通过还原反应炼出生铁,铁水从出铁口放出。
铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣,从出铁口和出渣口分别排出。
煤气从炉顶导出,经除尘后,作为工业用煤气。