《钢铁冶金学》答案

2008 /2009 学年第 1 学期《钢铁冶金原理》考试试题A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由能？写出形成质量1%标准溶液的标准溶解吉布斯自由能计算式。

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 浓度范围内均服从 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 相等 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 ，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（或范得华）引力 的作用下被吸附到固体学生班级________________学生学号：□□□□□□□□□□□□学生姓名：________________………………装订线………装订线………装订线…………试卷须与答题纸一并交监考教师…………装订线………装订线………装订线………………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：344[C](Cr O )3[Cr]4CO +=+，试用热力学原理分析有利于实现去碳保铬的热力学条件。

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。

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（或范得华）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：344[C](Cr O )3[Cr]4CO +=+，试用热力学原理分析有利于实现去碳保铬的热力学条件。

图1四、计算题（共3题，每题12分，共36分）1. 测得温度1873K 还原渣及GCrl5钢的表面张力分别为及1-⋅m N ，两者的接触角 38=α。

试求钢--渣的界面张力，并确定此种还原渣能否在钢液中乳化? 解：305.138cos 45.063.1245.063.1cos202222=⨯⨯⨯-+=-+=s m s m ms σσσσσ 铺展系数：125.0305.145.063.1-=--=--=ms s m S σσσ 铺展系数小于0，说明此熔渣不易在钢渣中乳化。

2.在用CO 还原铁矿石的反应中，l173K 的速率常数12110987.2--⨯=s k ，1273K 的速率常数12210623.5--⨯=s k 试求：(1)反应的活化能；(2)1673K 的速率常数k 值；(3)1673K 的可逆反应的速率常数：)11(0Kk ++。

反应为()2CO FeO CO s FeO +=+； T G mr 26.24228000+-=∆ 1-⋅mol J 解：（1）由⎪⎭⎫ ⎝⎛-=RT E k k a exp 0 可得： ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⨯-1173314.8exp 10978.202a E k⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⨯-1273314.8exp 10623.502a E k 先对上两式取对数，而后在相减，可得：⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⨯⨯--1273111731147.1910623.510978.2lg 22a E12278923127311173110623.510978.2lg 147.19---⋅=-⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-=mol J E a（2）1673K 下的k774.01673112731147.197892310623.5lg2-=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⨯-k 48.0774.010623.5lg lg 2-=+⨯=-k所以 1331.0-=s k（3）1673K 的可逆反应的速率常数：)11(0K k ++ 331.0==+k k00ln K RT G M r -=∆555.0147.1926.241673147.1922800lg 0-=-⨯=K ,278.00=K所以：1052.1278.011331.0)11(-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=+s K k 3.求下列反应的0m r G ∆及温度为1273K 时反应的平衡常数。

钢铁冶金概论考题(B)一、选择题(15分)1．高炉生产的主要设备为高炉本体，其辅助系统包括：A）渣铁处理系统B）原料系统C）煤气处理系统D）送风系统E）装料系统2．高炉湿式除尘的方法有：A）文氏管B）布袋除尘C）电除尘D）洗涤塔3．高炉内发生间接还原反应的区域主要在：A）块状带B）滴落带C）软熔带D）风口回旋区4．炼钢过程前期的主要反应是：A）碳的氧化B）硅的氧化C）锰的氧化D）磷的氧化5．顶底复吹炼钢法中，可以用作底吹气体的有：A）O2B）H2C）Ar D）N26．在钢水成分达到要求后，炼钢终点控制主要控制：A）钢水成分B）钢水温度C）冶炼时间D）终渣量7．顶底复吹炼钢法中，常用作底吹气体供气的元件类型有：A）喷嘴型B）砖型C）细金属管多孔塞式D）环型供气元件8．Q-BOP法氧枪的冷却保护介质为：A）水B）气态碳氢化合物C）燃料油D）植物油9．采用顶吹氧底吹非氧化性气体复合吹炼时，关键是控制：A）顶吹和底吹的流量比B）顶枪枪位C）底气量D）供氧强度10．连铸钢坯激冷层的结构特点：A）窄B）厚C）晶粒粗大D）晶粒细小二、填空题(25分)1、冶金学按研究的领域分为提取冶金学（化学冶金学）和_____；非高炉炼铁主要包括______和______两种方法。

2、水当量即_____。

3、某大型高炉有效容积4000m3，年（365天）产370万吨炼钢生铁，消耗105万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉200kg，此高炉有效容积利用系数为_ _，燃料比为_____。

4、生产烧结矿时先经过______、______、______、_____等工序，然后对烧结矿进行破碎、筛分、冷却及整粒处理。

5、高炉炼铁时热风是由热风炉产生的，目前用得最多的热风炉是____。

6、顶底复吹转炉炼钢工艺包括______、_____、_____、_____、_____、_____等内容。

7、传统电炉炼钢过程中，主要的金属料为____，造渣剂主要有_____、萤石及火砖块等。

钢铁冶金学试题及答案钢铁冶金学试题及答案(一)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、 SFCA3、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SiO2形成的低熔点化合物粘结。

9、原燃料中的P2O5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CO2，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。

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。

第一部分基本概念及定义1. 高炉法：传统的以焦炭为能源，与转炉炼钢相配合，组成高炉—转炉—轧机流程，被称为长流程，是目前的主要流程。

2. 非高炉法：泛指高炉以外，不以焦炭为能源，通常分为直接还原和熔融还原，一般与电炉配合，组成直接还原或熔融还原—电炉—轧机流程，被称为短流程，是目前的辅助流程。

3. 钢铁联合企业：将铁矿石在高炉内冶炼成生铁，用铁水炼成钢，再将钢水铸成钢锭或连铸坯，经轧制等塑形变形方法加工成各种用途的钢材。

4. 高炉有效容积：由高炉出铁口中心线所在平面到大料钟下降位置下沿水平面之间的容积。

5. 铁矿石：凡是在一定的技术条件下，能经济提取金属铁的岩石。

6. 富矿：一般含铁品位超过理论含铁量70%的矿，对于褐铁矿、菱铁矿及碱性脉石矿含铁量可适当放宽。

7. 还原性能：矿石中铁结合的氧被还原剂夺取的难易程度。

主要取决于矿石的致密程度、空隙及气孔分布状态。

一般还原性好，碳素燃料消耗量低。

8. 熔剂：由于高炉造渣的需要，入炉料中常需配加一定数量的助熔剂，该物质就称为熔剂。

9. 耐火度：抗高温熔化性能的指标，用耐火锥变形的温度表示，它表征耐火材料的热性质，主要取决于化学组成、杂质数量和分散程度。

实际使用温度要比耐火度低。

10. 荷重软化点：在施加一定压力并以一定升温速度加热时，当耐火材料塌毁时的温度。

它表征耐火材料的机械特性，耐火材料的实际使用温度不得超过荷重软化点。

11. 耐急冷急热性（抗热震性）：是指在温度急剧变化条件下，不开裂、不破碎的性能。

12. 抗蠕变性能：荷重工作温度下，形变率。

13. 抗渣性：在使用过程中抵御渣化的能力。

14. 高炉有效容积利用系数（吨/米·日）=合格生铁折合产量/（有效容积×规定工作日）。

15. 入炉焦比：干焦耗用量/合格生铁产量（Kg/t），一般250~550Kg/t。

16. 冶炼强度：干焦耗用量/（有效容积×实际工作日），t/m3·h。

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”。

冶金09《钢铁冶金学(A)》之《铁冶金学》部分复习思考题绪论复习思考题1 高炉炼铁法在各种炼铁方法中居主导地位的原因是什么？2 为什么说连铸是钢铁工业的一次“技术革命”？3 钢铁工业在国民经济中居何地位？原因何在？第一章现代高炉炼铁工艺复习思考题1 高炉炼铁的工艺流程由哪几部分组成？2 高炉生产有哪些特点？3 对高炉内衬的基本要求是什么？4 简述蓄热式热风炉的工作原理。

5 与湿法除尘相比较，高炉煤气干法除尘有何优点？6 简述高炉内各区域的分布、特征及主要反应。

7 高炉生产有哪些产品和副产品，各有何用途？8 高炉炼铁有哪些技术经济指标？9 利用系数、冶炼强度和焦比之间有何关系？此种关系给我们何种启示？10 概念题：高炉有效高度、有效容积、工作容积、有效容积利用系数、面积利用系数、焦比、置换比、综合焦比、冶炼强度、综合冶炼强度、一代寿命。

第二章高炉炼铁原料复习思考题1天然铁矿石按其主要含铁矿物可分为哪几类？各有何特点？2高炉冶炼对铁矿石质量有何要求？（评价铁矿石质量的标准有哪些？）3熔剂在高炉冶炼中起什么作用？4高炉冶炼对碱性熔剂的质量有何要求？5说明焦炭在高炉冶炼过程中的作用。

6高炉冶炼对焦炭质量提出了哪些要求？7焦炭的强度指标有哪些？简述各指标的意义及高炉冶炼对各指标的原则要求。

8铁矿粉烧结生产有何意义？9简述抽风烧结过程中从上到下依次出现的层次及各层中的主要反应。

10根据烧结过程中碳燃烧反应的类型，分析烧结过程的气氛性质。

11分析水汽冷凝对烧结过程的影响及消除过湿层的措施。

12影响CaCO3分解及CaO矿化的因素有哪些？13 高炉内碳酸盐分解对冶炼过程有何不利影响？（高炉采用熔剂性烧结矿冶炼，杜绝石灰石入炉的意义何在？）14烧结过程发生固相反应的条件是什么，反应过程和反应产物有何特点，固相反应对烧结过程有何影响？15烧结过程中的液相是如何形成的，不同碱度烧结矿的烧结过程中产生的液相有何特点，液相对烧结矿质量有何影响？16 简述正硅酸钙（C2S）造成烧结矿粉化的原因及主要对策。

钢铁冶金技术考试题库答案一、选择题1. 钢铁冶炼中，以下哪种元素是钢中的主要合金元素？A. 碳B. 硅C. 锰D. 铁答案：A2. 炼钢过程中，转炉炼钢主要使用的还原剂是什么？A. 焦炭B. 氧气C. 氢气D. 一氧化碳答案：B3. 钢铁材料的强度和硬度主要取决于什么？A. 碳含量B. 硅含量C. 锰含量D. 硫含量答案：A4. 钢铁材料的韧性和塑性主要取决于什么？A. 碳含量B. 硅含量C. 锰含量D. 磷含量答案：C5. 以下哪种工艺是钢铁冶炼中常用的脱硫方法？A. 空气吹炼B. 氧气吹炼C. 电炉炼钢D. 转炉炼钢答案：B二、填空题6. 钢铁材料中，碳含量的增加会导致材料的_________增加，但同时会降低材料的_________。

答案：硬度；韧性7. 钢铁冶炼过程中，铁矿石中的铁元素主要以_________的形式存在。

答案：氧化物8. 钢铁材料的热处理方法包括淬火、回火、_________等。

答案：正火9. 钢铁材料的焊接性与其_________含量有关。

答案：碳10. 钢铁材料的腐蚀性与其_________含量有关。

答案：硫三、判断题11. 钢铁材料的耐腐蚀性与其碳含量成正比。

（）答案：错误12. 转炉炼钢是一种利用氧气进行吹炼的工艺。

（）答案：正确13. 钢铁材料的焊接性与其硫含量成反比。

（）答案：正确14. 钢铁材料的强度和硬度只与碳含量有关。

（）答案：错误15. 钢铁材料的韧性和塑性只与锰含量有关。

（）答案：错误四、简答题16. 简述钢铁冶炼中的脱碳过程。

答案：脱碳过程是钢铁冶炼中将铁水中的碳含量降低到一定范围内的过程。

通常通过吹入氧气，使铁水中的碳与氧气反应生成CO和CO2气体，从而实现脱碳。

17. 描述钢铁材料的热处理工艺对材料性能的影响。

答案：热处理工艺包括淬火、回火、正火等，通过改变材料的微观结构来改善其宏观性能。

淬火可以提高材料的硬度和强度，但会降低韧性；回火可以降低淬火后的硬度，提高韧性和塑性；正火可以改善材料的塑性和韧性，降低硬度。

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。

（完整版）钢铁冶金学试题库.doc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.高炉内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； N10.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、 As15.在Mn 的还原过程中，____________是其还原的首要条件, ____________ 是一个重要条件。

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。

7--1炼钢的基本任务是什么，通过哪些手段实现？答：炼钢的基本任务：四脱（脱碳，氧，磷，硫）；两去（去气和去夹杂）；两调整（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7--2磷和硫对钢产生哪些危害？答：磷：引起钢的冷脆，钢的塑性和冲击韧性降低，降低钢的表面张力，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差。

硫：使钢的热加红性能变坏，引起钢的热脆性。

降低钢的焊接性能，引起高温龟裂。

硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。

脱硫反应：[FeS]+(CaO)=(FeO)+(CaS)-7--3实际生产中为什么要将ω[Mn]/ ω[S]作为一个指标进行控制？答：答：Mn在钢的凝固范围内生成MnS和少量FeS。

这样可有效防止钢热加工过程中的热脆，故在实际生产中将ω（Mn）/ω（S）比作为一个指标进行控制，提高ω（Mn）/ω（S），可以提高钢的延展性，当ω（Mn）/ω（S）≧7时不产生热脆。

7—4氢和氮对钢产生那些危害？答：氢在固态钢中溶解度很小，在钢水凝固和冷却过程中，氢会和一氧化碳，氮气等气体一起析出，形成皮下气泡中心缩孔，疏松，造成白点和发纹。

钢热加工过程中，钢中还有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成发裂，进而引起钢材的强度，塑性，冲击韧性的降低，即发生“氢脆”现象。

钢中的氮是以氮化物的形式存在，他对钢质量的影响体现出双重性。

氮含量高的钢种长时间放置，将会变脆，这一现象称为“老化”或“时效”原因是钢中氮化物的析出速度很慢，逐渐改变着钢的性能。

低碳钢产生的脆性比磷还严重。

钢中氮含量高时，在２５０—４５０摄氏温度范围，其表面发蓝，钢的刚度升高，冲击韧性降低，称之为“蓝脆”。

氮含量增加，钢的焊接性能变坏。

7-6外来夹杂和内生夹杂的含义是什么？答：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为大气所氧化所形成的氧化物。

内生夹杂是在脱氧和凝固过程中产生的，包括脱氧时的脱氧产物，钢液温度下降时，S、O、N等元素溶解度下降而已非金属夹杂型式出现的生成物；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7—7钢的力学性能指标有哪些，其含义是什么？答：钢材常见的力学性能通俗解释归为四项，即：强度、硬度、塑性、韧性。

1高炉炼铁的本质是什么？高炉有哪些产品和副产品？高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等）还原为液态生铁。

※高炉冶炼的主要产品是生铁。

炉渣和高炉煤气为副产品。

2高炉炼铁的工艺流程有哪些部分组成？高炉炼铁生产非常复杂，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。

※3根据物料存在形态的不同，可将高炉划分哪五个区域？各区域主要的反应和特征是什么？根据物料存在形态的不同，可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、燃烧带、渣铁盛聚带。

高炉的五个部分：炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉。

各区内进行的主要反应及特征分别为：块状带：炉料中水分蒸发及受热分解，铁矿石还原，炉料与煤气热交换；焦炭与矿石层状交替分布，呈固体状态；以气固相反应为主。

软熔带：炉料在该区域软化，在下部边界开始熔融滴落；主要进行直接还原反应，初渣形成。

滴落带：滴落的液态渣铁与煤气及固体碳之间进行多种复杂的化学反应。

回旋区：喷入的燃料与热风发生燃烧反应，产生高热煤气，是炉内温度最高的区域。

渣铁聚集区：在渣铁层间的交界面及铁滴穿过渣层时发生渣金反应。

※4硫和磷的危害？硫是对钢铁危害大的元素，它使钢材具有热脆性。

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。

热加工时，分布于晶界的共晶体先行熔化而导致开裂。

因此矿石含硫愈低愈好。

国家标准规定生铁中S≤0.07%，优质生铁S≤0.03%，就是要严格控制钢中硫含量。

磷是钢材中的有害成分，使钢具有冷脆性。

磷能溶于α-Fe中，固溶并富集在晶粒边界的磷原子使铁素体在晶粒间的强度大大增高，从而使钢材的室温强度提高而脆性增加，称为冷脆。

磷在钢的结晶过程中容易偏析，而又很难用热处理的方法来消除，亦使钢材冷脆的危险性增加※5评价铁矿石的标准有哪些？铁矿石质量直接影响高炉冶炼效果，必须严格要求。

7--1炼钢的基本任务是什么，通过哪些手段实现？答：炼钢的基本任务：四脱（脱碳，氧，磷，硫）；两去（去气和去夹杂）；两调整（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7--2磷和硫对钢产生哪些危害？答：磷：引起钢的冷脆，钢的塑性和冲击韧性降低，降低钢的表面张力，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差。

硫：使钢的热加红性能变坏，引起钢的热脆性。

降低钢的焊接性能，引起高温龟裂。

硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。

脱硫反应：[FeS]+(CaO)=(FeO)+(CaS)-7--3实际生产中为什么要将ω[Mn]/ ω[S]作为一个指标进行控制？答：答：Mn在钢的凝固范围内生成MnS和少量FeS。

这样可有效防止钢热加工过程中的热脆，故在实际生产中将ω（Mn）/ω（S）比作为一个指标进行控制，提高ω（Mn）/ω（S），可以提高钢的延展性，当ω（Mn）/ω（S）≧7时不产生热脆。

7—4氢和氮对钢产生那些危害？答：氢在固态钢中溶解度很小，在钢水凝固和冷却过程中，氢会和一氧化碳，氮气等气体一起析出，形成皮下气泡中心缩孔，疏松，造成白点和发纹。

钢热加工过程中，钢中还有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成发裂，进而引起钢材的强度，塑性，冲击韧性的降低，即发生“氢脆”现象。

钢中的氮是以氮化物的形式存在，他对钢质量的影响体现出双重性。

氮含量高的钢种长时间放置，将会变脆，这一现象称为“老化”或“时效”原因是钢中氮化物的析出速度很慢，逐渐改变着钢的性能。

低碳钢产生的脆性比磷还严重。

钢中氮含量高时，在２５０—４５０摄氏温度范围，其表面发蓝，钢的刚度升高，冲击韧性降低，称之为“蓝脆”。

氮含量增加，钢的焊接性能变坏。

7-6外来夹杂和内生夹杂的含义是什么？答：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为大气所氧化所形成的氧化物。

内生夹杂是在脱氧和凝固过程中产生的，包括脱氧时的脱氧产物，钢液温度下降时，S、O、N等元素溶解度下降而已非金属夹杂型式出现的生成物；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7—7钢的力学性能指标有哪些，其含义是什么？答：钢材常见的力学性能通俗解释归为四项，即：强度、硬度、塑性、韧性。

钢铁冶金学I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；锰矿石；燃料2. 焦碳的高温反应性，反应后强度英文缩写分别为、、其国家标准值应该是、（百分比）。

答案：CRI、CSR、≤35%、≥55%3. 矿石中的Pb是一种有害杂质，其含量一般不得超过。

答案：0.1%4. 每吨生铁消耗的含Fe矿石中，每增加1%SiO2,将使吨铁渣量增加。

答案：35-40kg5. 焦炭中的硫多以、和的形态存在，其中以形态存在的占全部硫量的67%-75%。

答案：硫化物、硫酸盐；有机硫；有机硫6. 矿石的冶金性能包括、性能、还原膨胀性能、荷重还原软化性能和熔滴性能。

答案：还原性、低温还原粉化7. 炼铁的还原剂主要有三种，即、和。

答案：碳、一氧化碳、氢8. 高炉内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9. 高炉内碱金属的危害根源在于它们的。

答案：循环和富集10. 选择风机时，确定风机出口压力应考虑风机系统阻力、和等因素。

答案：料柱透气性；炉顶压力11. 停炉方法有和两种方法。

答案：物料填充；空料线打水12. 高炉的热效率高达，只要正确掌握其规律，可进一步降低燃料消耗。

答案：75%-80%13. 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14. 造渣制度应根据和确定。

答案：原燃料条件；生铁品种15. 风口前每千克碳素燃烧在不富氧，干风的条件下，所需风量为。

答案：4.44m3/kg16. 开炉料的装入方法有、、。

答案：炉缸填柴法、填焦法、半填柴法17. 影响高炉寿命的因素有筑炉材质、、操作制度和措施。

答案：冷却设备和冷却制度、护炉与补炉18. 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19. 选择冷却壁结构型式，要以为基础，以防止为目的，以防止（冷却壁破损）为措施，以作为根本的原则。

答案：热负荷；内衬侵蚀和脱落；高炉长寿20. 一般风温每提高100℃，使理论燃烧温度升高，喷吹煤粉每增加10kg/t，理论燃烧温度降低。

(炉渣的)表面性质指的是液态炉渣与煤气间的表面张力和渣铁间的界面张力。

(煤的)比表面积单位质量的煤粒，其表面积的总和，单位为mm2g-1 。

煤的比表面积是煤矿的重要性质，对研究煤的破碎、着火、燃烧反应等性能均具有重要意义。

CCRI CRI是指焦炭的反应性，反应性是衡量焦炭在高温状态下抵抗CO2气化能力的化学稳定性指标。

生铁合格率生产的合格铁量占高炉总产铁量的百分数。

出铁正点率按时打开出铁口及在规定时间内出净渣铁。

传输现象同种物质或不同介质之间由于存在温差、速差、浓差而发生的热量、动量、质量传递的不可逆现象。

操作炉型高炉投产后，工作一段时间，炉衬被侵蚀，高炉内型发生变化后的炉型。

D低温还原粉化性能矿石在高炉内400—600℃低温区域内还原时，由于Fe2O3还原成Fe3O4和FeO还原成Fe，产生的晶形转变导致体积膨胀．粉化，称为低温还原粉化性能。

低温还原粉化率(RDI)高炉原料，特别是烧结矿，在高炉上部的低温区域严重裂化，粉化，使料柱空隙度降低。

一般以粉化后小于3mm所占的比率作为低温还原粉化率。

带风装料在用焦炭填充炉缸、冷矿开炉时，在鼓风状态下进行的装料叫带风装料。

E二元碱度炉渣中CaO/SiO2的比值称为碱度或二元碱度F反应后强度是衡量焦炭经受CO2和碱金属侵蚀状态下，保持高温强度的能力。

风口燃烧带炉缸内燃料燃烧的区域称为风口燃烧带，它包括氧气区和还原区。

风口回旋区现代高炉中，由于冶强高和风速大，当鼓风动能达到一定程度后，风口前焦炭处于回旋运动状态，并形成一个疏散而近似球形的自由空间，通常称为风口回旋区。

风口前理论燃烧温度(高炉火焰温度)风口前焦炭燃烧所能达到的最高平均温度，即假定风口前燃料燃烧放出的热量,以及热风和燃料带入的物理热全部传给燃烧产物时达到的最高温度，也就是炉缸煤气尚未与炉料参与热交换前的原始温度。

风口平台在风口下方沿炉缸四周设置的高度距风口中心线1150mm～1250mm的工作平台，称为风口平台。