钢铁冶金部分课后作业题及答案

7--1炼钢的基本任务是什么,通过哪些手段实现炼钢的基本任务：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;7--3实际生产中为什么要将ωMn/ ωS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ωMn/ωS比作为一个指标进行控制,提高ωMn/ωS,可以提高钢的延展性,当ωMn/ωS≧7时不产生热脆;7—4氢和氮对钢产生那些危害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--5钢中的夹杂物是如何产生的,对钢的性能产生哪些影响答：①冶炼和浇注过程中,带入钢液中的炉渣和耐火材料及钢液被大气氧化所形成的氧化产物;②脱氧的脱氧产物;③随着钢液温度的降低,S、O、N等杂质元素的溶解度下降,于是这些不溶解的杂质元素就呈非金属化合物在钢中沉淀;④凝固过程中因溶解度降低、偏析而发生反应的产物;钢中非金属夹杂物的存在通常被认为是有害的;主要表现对钢的强度、延性、韧性、疲劳等诸方面的影响;7—7钢的力学性能指标有哪些,其含义是什么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;简单的可这样解释：强度,是指材料抵抗变形或断裂的能力;有二种：屈服强度σb、抗拉强度σs;强度指标是衡量结构钢的重要指标,强度越高说明钢材承受的力也叫载荷越大；硬度,是指材料表面抵抗硬物压人的能力;常见有三种:布氏硬度HBS、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV;硬度是衡量钢材表面变形能力的指标,硬度越高,说明钢的耐磨性越好；即不容易磨损；塑性,是指材料产生变形而不断裂的能力;有两种表示方法：伸长率δ、断面收缩率ψ;塑性是衡量钢材成型能力的指标,塑性越高,说明钢材的延展性越好,即容易拉丝或轧板；韧性也叫冲击韧性,是指材料抵抗冲击变形的能力,表示方法为冲击值αk;冲击韧性是衡量钢材抗冲击能力的指标,数值越高,说明钢材抵抗运动载荷的能力越强;一般情况下,强度低的钢材,硬度也低,塑性和韧性就高,例如钢板、型材,就是由强度较低的钢材生产的；而强度较高的钢材,硬度也高,但塑性和韧性就差,例如生产机械零件的中碳钢、高碳钢,就很少看到轧成板或拉成丝;7—8钢按用途可分为哪几类1 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢;2 结构钢a.机械制造用钢：a调质结构钢；b表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；易切结构钢；d冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢;b.弹簧钢c.轴承钢3 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢;4 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢;5 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等;8--1熔渣在炼钢中的作用体现在哪些方面答：①去除铁水和钢水中的磷、硫等有害元素,同时能将铁和其它有用元素的损失控制最低；②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；③防止热量散失,以保证钢的冶炼温度；④吸收钢液中上浮的夹杂物及反应产物;8--2什么是熔渣的氧化性,在炼钢过程中熔渣的氧化性是如何体现的熔渣的氧化性也称炉渣的氧化能力,是指在一定的温度下,单位时间内熔渣向钢液供氧的数量;炉渣的氧化性在炼钢过程中的作用体现在对炉渣自身、对铁水和对炼钢操作工艺影响三个方面;1、影响化渣速度,渣中的FeO能促进石灰溶解,加速化渣,改善钢铁反应动力学条件,加速传质过程；影响熔渣粘度；影响熔渣向熔池传氧;2、影响钢水含氧量,当钢水含碳量相同时,钢水氧化性强,则钢水含碳量高；影响钢水脱磷,熔渣氧化性强,有利于脱磷;3、影响铁合金收得率,氧化性强,降低铁合金收得率；影响炉衬寿命,熔渣氧化性强,炉衬寿命降低；影响金属收得率,氧化性强金属收得率低;8--3炼钢过程残余锰的含义是什么,钢液中残余锰有何作用答：简单的说就是在一炉钢水吹炼到终点时,钢水中会有一定含量的锰;残锰的作用： 1防止钢液的过氧化,或避免钢液中含过多的过剩氧,以提高脱氧合金的收得率,减少钢液中氧化物夹杂;2可作为钢液温度高低的标态3节约Fe-Mn合金的用量8—5炼钢过程的碳氧化反应的作用是什么,脱碳速度如何表达作用：①加大钢-渣界面,加快反应的进行；②搅拌熔池均匀成分和温度；③有利于非金属夹杂物的上浮和有害气体的排出；④放热升温;脱碳速率表达式：-dωc%/dt=kωc%;c8—6什么是磷的分配系数和炉渣磷熔,影响炼钢过程脱磷的因素有哪些8—7什么是硫容,影响炼钢过程脱硫的因素有哪些8—8钢液的脱氧方式有哪几种,各有什么特点答：按脱氧原理分：脱氧方法有三种,即沉淀脱氧法,扩散脱氧法和真空脱氧法;沉淀脱氧法：又叫直接脱氧;把块状脱氧剂加入到钢液中,脱氧元素在钢液内部与钢中氧直接反应,生成的脱氧产物上浮进入渣中的脱氧方法称为沉淀脱氧;特点：在钢液内部进行,脱氧速度快；但生成的脱氧产物有可能难以完全上浮而成为钢中非金属夹杂;扩散脱氧法：又叫间接脱氧;将粉状的脱氧剂如C粉﹑Fe-Si粉﹑CaSi粉﹑Al粉加到炉渣中,降低炉渣中的氧含量,使钢液中的氧向炉渣中扩散,从而达到降低钢液中氧含量的一种脱氧方法;特点：在渣中进行,钢液中的氧需要向渣中转移,故脱氧速度慢,脱氧时间长；但脱氧产物在渣相内形成,不在钢中生成非金属夹杂物;真空脱氧法：是利用降低系统的压力来降低钢液中氧含量的脱氧方法;只适用于脱氧产物为气体的脱氧反应如C----O反应;常用于炉外精炼特点：脱氧产物为气体,易于排除,不会对钢造成非金属夹杂的污染,故这种脱氧方法的钢液洁净度高；但需要有专门的真空设备;8—9什么是较为活泼的金属在炼钢过程中的转变温度,金属铬在不锈钢冶炼中如何保证其不被氧化当温度大于转变温度时,金属与氧的结合能力比碳与氧的结合能力差,当温度小于转变温度时,则相反;脱碳保铬9-1 转炉和电炉用的原材料各有哪些答：转炉：铁水生铁,废钢,铁合金,造渣剂,冷却剂,增碳剂,燃料和氧化剂;电炉：废钢,生铁,造渣剂,冷却剂,增碳剂,燃料和氧化剂;9-2 转炉炼钢对铁水成分和温度有何要求1成分：Si为%%、Mn为%%、 P≤%、S≤%;2带渣量：进入转炉的铁水要求带渣量不得超过%;3温度：我国炼钢规定入炉铁水温度应大于1250℃,并且要相对稳定;9—3什么是活性石灰,它有哪些特点答：通常把在1050℃-1150℃温度下,在回转窑或新型竖窖内焙烧的石灰叫活性石灰;它具有高反应能力,体积密度小,孔隙度高,比表面积大晶粒细小等特点;9—4萤石在炼钢中起什么作用答：加速石灰溶解,迅速改善炉渣流动性;10-1氧气顶吹转炉冶炼过程中元素的氧化、炉渣成分和温度的变化体现出什么样的特征答：元素变化：吹炼初期,Si、Mn大量氧化,随着吹炼的进行,由于石灰的溶解,2FeOSiO转变2 Si被氧化至很低程度;而吹炼后期,炉温上升MnO被还原,Mn含量上升;CPS均在吹炼中为2CaOSiO2期,氧化脱去速度最快;炉渣成分变化：枪位低时,FeO降低,矿石多时,FeO增高,脱碳速度高时,FeO低,吹炼初期,由于Si的氧化炉渣碱度不高,但随着石灰的溶解直至吹炼结束,炉渣碱度均呈上升;温度变化：入炉铁水1300℃左右；吹炼前期结束：1500℃左右；吹炼中期：1500℃-1550℃；吹炼后期：1650℃-1680℃.10—2什么是转炉的炉容比,确定装入量应考虑哪些因素装入量指炼一炉钢时铁水和废钢的装入数量;炉容比：它是指炉内自有空间的容积与金属装入量之比,通常在０．７—１．０波动,我国转炉炉容比一般在０．７５.熔池深度：：合适的熔池深度应大于顶枪氧气射流对熔池的最大穿透深度,以保证生产安全,炉底寿命和冶炼效果;炉子附属设备：应与钢包容量,浇注吊车起重能力,转炉倾动力矩大小,连铸机的操作等相适应; 10-3 供氧制度的含义是什么,氧枪的枪位对熔池中的冶金过程产生哪些影响供氧制度：确定合理的喷头结构、供氧强度、氧压和枪位控制;氧枪的枪位的影响：枪位低,氧气射流对熔池的冲击力大,冲击深度深,炉内反应速度快,产生大量CO2使熔池内部搅拌充分,降低了熔渣中的全铁含量;枪位高反之;10-4 转炉的成渣过程有何特点,成渣速度主要受哪些因素的影响,如何提高成渣速度吹炼初期：炉渣主要来自于铁水中的硅、锰、铁的氧化物,碱度逐渐得到提高;吹炼中期：FeO含量逐渐降低,石灰熔化速度有所减缓,炉渣泡沫化程度迅速提高;吹炼末期：脱碳速度下降,渣中FeO 含量再次升高,石灰加快熔化,熔池中乳化和泡沫现象趋于减弱和消失;成渣速度主要受石灰熔化速度的影响改变石灰本身的质量,铁水的成分,适当的采取高枪位,加入助溶剂;10—5造渣的方法有哪几种,各有什么特点答：有三种;单渣法,工艺比较简单,吹炼时间短,劳动条件好,易于实现自动控制；双渣法,双渣操作脱磷效率可达95%以上,脱硫效率约60%左右,操作的关键是决定合适的放渣时间；双渣留渣法,此法的优点是可加速下炉吹炼前期初期渣的形成;10—6什么是终点控制,终点的标志是什么答：终点控制是转炉吹炼末期的重要操作,主要指终点温度和和成分的控制;达到终点的表现为：①钢中碳含量达到所炼钢种要求的范围；②钢中P、S含量低于规定下限要求一定范围；③出钢温度保证能顺利进行精炼和浇铸；④达到钢种要求控制的含氧量;10-7 什么是溅渣护炉,其操作有什么要求利用MgO含量到达饱和或者过饱和的炼钢终点渣,通过高压氮气的吹溅,使其在炉衬表面形成一层高熔点的熔渣层,并与炉衬很好的粘接;要求：调整好熔渣成分,留渣量要合适,控制溅渣枪位,控制氮气的压力与流量,保证溅渣时间;10-8 底吹氧气转炉炼钢法与顶吹氧气转炉炼钢法相比体现出哪些工艺特征优点：金属收得率高,铁锰、铝合金消耗量降低,脱氧剂和石灰消耗量降低,氧耗降低,烟尘和喷溅少,脱碳速度快、冶炼周期短、生产率高,废钢比增加,搅拌能力大、氮含量低;缺点：炉龄较低,氧化铁含量少、化渣比较困难、脱磷效果不如顶吹,钢中氢含量较高;10-10 顶底复合吹炼工艺与顶吹工艺相比有哪些特点成渣速度快,金属收得率高,脱硫条件好,钢水锰、磷含量高,钢水氧含量低,渣中FeO含量低;答：①成渣速度快,需要的时间比顶吹转炉短；②渣中∑FeO含量从吹炼初期到中期逐渐降低,中期变化平稳,后期稍有升高；③顶底复吹工艺比顶吹工艺的脱氮效率高；④出钢前钢水中的残锰比顶吹转炉高；⑤脱磷率、脱硫率比顶吹转炉高；⑥石灰单耗低,渣量少,能形成高碱度氧化性炉渣,提前脱磷,直接拉碳;11—1何为“短流程”,它具有哪些优点,电炉炼钢工艺路线的“三位一体”,“四个一”指什么答：废钢—电炉炼钢流程,其流程短,设备布置、工艺衔接紧凑,投入产出快,故称为“短流程”;优点：投资少,建设周期短,生产能耗低,操作成本低,劳动效率高,占地面积小,环境污染小;“三位一体”：电炉冶炼—炉外精炼—连铸“四个一”：电炉—炉外精炼—连铸—连轧11-4 传统电炉氧化法冶炼过程包括哪几个阶段,其中熔化、氧化、还原各期的主要任务传统6阶段：补炉、装料、熔化、氧化、还原、出钢;熔化：熔化块状炉料,加热到氧化温度；提前造渣,早期去磷；减小钢液吸气与挥发;氧化：继续脱磷到要求—脱磷；脱碳至规格下限—脱碳；去除气、去夹杂—二去；提高钢液温度—升温;还原：脱氧至要求—脱氧；脱硫至一定值—脱硫；调整成分—合金化；调整温度—调温;11—5试述现代电炉炼钢工艺操作特点;答：配以炉外精炼,电炉采用留钢留渣操作,达到快速熔化与升温操作,脱磷操作,脱碳操作,合金化,良好的温度控制,泡沫渣操作;11-8 氧-燃烧嘴主要解决什么问题在尽可能短的时间内将废钢熔化并使钢液温度达到出钢温度;11—10废钢预热节能技术有哪几种说出其设备特点和节能效果;答：有四种;双壳电炉法：两个炉体一套供电系统,提高变压器的时间利用率,缩短冶炼时间,可回收废气带走热量的30%以上节电40~50kWh/t；竖窑式电炉：竖炉炉体为椭圆形,在炉体相当炉顶第四孔的位置配置一竖窑烟道,并与熔化室连通,节能效果明显,可回收废气带走热量的60%~70%,节电60~80kWh/t；炉料连续预热电炉：由炉料连续输送系统,废钢预热系统,电炉熔炼系统,燃烧室及余热回收系统等四部分组成,降低电耗60～100kWh/t;11-11 电炉炼钢采取无渣出钢的意义是什么,渣、钢分离技术有哪些,偏心炉底出钢电炉的优点有哪些氧化性的炉渣带入钢包精炼过程将会使精炼过程中钢液增磷,降低脱氧、脱硫能力,降低合金回收率以及影响吹氩效果与真空度等;低位,偏心炉底,偏位炉底,侧面炉底,水平,滑阀等出钢法;优点：出钢倾动角度的减少：简化电炉倾动结构；降低短网的阻抗；增加水冷炉壁使用面积,提高炉体寿命;留钢留渣操作：无渣出钢,改善钢质,有利于精炼操作；留钢留渣,有利电炉冶炼、节能;炉底部出钢：降低出钢温度,节约电耗；减少二次氧化,提高钢的质量；提高钢包寿命;12—1比较传统炼钢流程和现代炼钢流程,指出传统炼钢流程的特点,试述钢水二次精炼的优越性; 答：传统炼钢流程的缺点：低效率,高成本,钢种质量低,合格率低,冶炼时间长,环境污染严重,工艺控制难于掌控;二次精炼的优越性：提高钢的质量,扩大品种,缩短冶炼时间,提高生产率,调节炼钢炉与连铸的生产节奏,降低炼钢成本,提高经济效益;12-2 试述钢水二次精炼的手段及达到的目的;基本手段有搅拌、真空、添加精炼剂、加热、渣洗、喷吹及喂丝等几种;当前各种炉外精炼方法也都是这些基本手段的不同组合;目的：脱碳、脱气H、N、CO、脱氧、脱硫、去除夹杂物、控制夹杂物的形态、调整成分及温度; 12-3 什么是铁水预处理,铁水预处理的种类有哪些铁水兑入炼钢炉之前,对其进行脱除杂质元素或从铁水中回收有价值元素的一种铁水处理工艺; 普通铁水预处理：脱硅、脱硫、脱磷三脱特殊铁水预处理：提钒、提铌、提钨等12-4 为什么铁水预脱磷前必须进行铁水预脱硅铁水中硅的氧势比鳞的氧势低,当脱磷过程中加入氧化剂后,硅与氧的结合能力远远大于磷,所以硅比磷先氧化;为了减少脱磷剂用量、提高脱磷效率,开发了铁水预脱硅技术;12—5简单分析金属镁预脱硫的基本原理;1金属镁溶于铁水：Mg固——Mg液——Mg气——Mg溶于铁水2高温下,镁和s有强亲和能力,铁水中Mg和气态的镁都能与铁水中的硫迅速反应生成固态的硫化镁,反应生成的硫化镁再铁水温度下是固态的并进入渣中;12-6 如何实现铁水同时脱磷、脱硫喷吹石灰粉剂,可以在铁水罐中不同部位造成不同氧势,喷嘴及氧枪附近氧势高,可以脱磷；灌底、内衬及渣铁界面氧势低,有利于脱硫;12—7钢水二次精炼的主要方法有哪些答：二次精炼又称炉外精炼,LF法、RH法、VD法、VOD法、AOD法;12-8 LE电炉主要有哪些冶金功能钢水升温、调温及保温功能；强化脱氧、脱硫功能；合金微调功能;12-9 RH真空处理的工作原理及冶金功能是什么原理：脱气室下部设有与其相通的两根循环流管,脱气处理时将将环流管插入钢液,靠脱气室抽真空的压差使钢液由管子进入脱气室,同时上升管中吹入驱动气体氩气,利用气泡泵原理引导钢水通过脱气室和下降管产生循环运动,并在脱气室内脱除气体;功能：真空脱碳；真空脱气；脱硫；脱磷；升温；均匀钢水温度；均匀钢水成分和去除夹杂物; 12—10试述不锈钢炉外精炼的种类,AOD与VOD法各自的特点,解释“降碳保铬”的含义;13—1连铸与模铸相比体现出那些优越性1、成材率高；2、节约能源；3、减少劳动强度；4、改善劳动环境；5、生产效率高;13—3如何确定液相穴深度和冶金长度液相穴深度L液是指从结晶器液面开始到铸坯中心液相凝固终了的长度,也称为液心长度;根据最大拉速确定的液相穴深度为冶金长度L冶;冶金长度是连铸机的重要结构参数,决定着连铸机的生产能力,也决定了铸机半径或高度,对二次冷却区和矫直区结构以及铸坯的质量都会产生重要影响;13-4 中间包冶金的含义是什么中间包,位于钢包与结晶器之间,起着减压、稳流、去渣、储钢、分流等作用;现代连铸的应用和发展过程中,中间包的作用越来越重要,其内涵不断扩大,从而形成了一个独特领域;13-6 “负滑脱”的含义是什么,浇注速度提高后可采取哪些措施来解决坯壳与结晶器壁的粘接问题含义：振动过程中结晶器下行速度大于拉坯速度措施：使用新型保护渣,采用非正弦振动;13-8 什么是凝固偏析,生产工艺中可采取哪些措施来控制偏析的产生凝固结构中溶质浓度分布不均匀,最先凝固的部分溶质含量较低,而最后凝固的部分溶质含量则很高;措施：增加钢液冷凝速度；合适的铸坯断面；采用各种方法控制钢液的流动；工艺因素；降低钢液中S、P含量；电磁搅拌；凝固末端的轻压下技术;13-11连铸坯产生内部裂纹的根本原因是什么,有哪些具体措施可以减少因应力造成的裂纹从结晶器下口拉出带液芯的铸坯,在弯曲、矫直和压辊的压力作用下,由于凝固前沿薄弱的固液界面上沿一次树晶或等轴晶界裂开;采用压缩浇注技术、采用多点矫直技术、连续矫直技术；二冷区压辊辊距要合适、对弧要准；二冷区冷却水分配要适当,保持铸坯表面温度均匀；拉辊的压下量要合适;应力集中合理的陪睡和合适的冷却制度,以使铸呸的表面温度避开高温下的脆性区间,冷却要均匀,防止回热;13—13什么是浇注温度,如何确定连铸的浇注温度是指中间包内的钢水温度;浇注温度Tc由下式确定：Tc=Tl+△TTl——钢水的液相线温度;它取决于钢水所含元素的性质和含量;可根据铁与各元素间相图或查有关手册进行计算；△T——钢水过热度;该值要根据浇注的钢种、铸坯断面、生产实际条件等多种因素确定;一般取值范围为5—40℃,钢水流动性好、浇注过程温降小、铸坯断面大则取下限,反之亦然;如高碳钢小方坯连铸,可取15—25℃,不锈钢小方坯连铸则应取25—35℃;13-14 连铸保护渣的冶金功能是什么,其在结晶器中体现出什么样的结构特征功能：绝热保温；隔绝空气；吸收非金属夹杂物,净化钢液；在铸坯凝固坯壳与结晶器内壁之间形成融化渣膜；改善了结晶器与坯壳间的传热;保护渣有三层结构：液渣层、烧结层、粉渣层;形成的渣膜也为三层：冷凝式呈玻璃态或极细晶粒固体层、中间液体-晶体共存层、凝固坯壳侧液态层;。

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。

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：含铁50%的天然富块矿;然贫矿石：品位太低,需经选矿加工富集的矿石;矿富矿粉：富铁矿在破碎过程中得到的粉矿,粒度＜10mm;石精矿粉：贫铁矿经选矿加工处理后获得的高品位矿石,通常为粉矿,粒度-200目左右;人烧结矿：铁矿粉精矿粉、富矿粉、含铁粉尘和烟尘加入适量的燃料和熔剂烧结成块矿;造优点：可利用粉矿,扩大矿源,冶金性能好;富球团矿：把润湿的精矿粉和少量添加剂混合,在造球机中滚成8～15mm的圆球,再经过干燥和焙烧,矿使生球固结,成为适合高炉使用的含铁原料;7、铁矿石入炉前需进行哪些准备处理工作8、高炉炼铁对铁矿石的质量要求是什么成分稳定,含铁高,脉石少,含P、S等有害杂质低,粒度均匀,还原性好;9、粉矿造块的意义及其方法有哪些造块原因：①富矿越来越少,不得不大量利用贫矿;②富矿开采过程产生大量粉矿,粉矿不能直接入高炉冶炼;③改善和控制含铁原料的冶金性能;如：烧结矿优点：透气性好,还原性好,去除部分有害元素;④通过造块过程,可脱除某些杂质,如：S、P、K、Na等；⑤充分利用工业废物,如：高炉炉尘、轧钢铁皮、均热炉炉渣等;方法：烧结法和球团法;人造富矿：粉矿经造块后获得的烧结矿和球团矿冶金性能高于天然富矿;配加熔剂,去除有害杂质;熟料：粉矿经造块后获得的烧结矿、球团矿,统称人造富矿或熟料;10、焦炭在高炉炼铁中起何作用高炉对其质量有何要求焦炭的三大主要作用：1.发热剂：热源→在风口前燃烧,提供冶炼所需热量；2.还原剂→本身及其氧化产物CO均为铁氧化物的还原剂；3.骨架和通道→矿石高温熔化后,焦炭是唯一以固态存在的物料;·有支撑数十米料柱的骨架作用·有保障煤气自下而上畅流的通道作用作用③是任何固体燃料所无法替代的;对焦炭的质量要求：①强度高；②固定C高；③灰分低；④S含量低；⑤挥发分合适；⑥反应性弱C＋CO2→2CO；⑦粒度合适为矿石平均粒度的3～5倍为宜,d小/d 大≈;11、常用的高炉喷吹燃料有哪些对高炉喷吹用煤粉有哪些要求煤粉无烟煤、烟煤、褐煤、天然气、重油高炉喷吹用煤粉的质量要求：①固定C高,灰分低；②含S低；③粒度细－200网目占80%以上；④煤粉可磨性好,爆炸性弱；⑤燃烧性好,反应性强;12、高炉炼铁为什么要加入熔剂常用的熔剂有哪些对其有什么要求加入碱性熔剂目的：①降低矿石中脉石和焦炭灰分的熔点,与熔剂CaO生成低熔点的炉渣;②高炉中加入熔剂后,炉渣熔点降低,其粘度也下降,因而渣的流动性好,渣铁易分离;③有利于脱硫,改善铁水质量FeS + CaO + C ====== CaS + Fe + CO↑因矿石脉石、焦炭灰分为酸性,故高炉所用熔剂多属碱性;熔剂碱性熔剂——石灰、石灰石、白云石酸性熔剂——硅石特殊熔剂——萤石对碱性熔剂的要求：①有效成分含量高;碱性氧化物含量高,酸性氧化物含量低;②S、P含量低;③粒度均匀,强度好,粉末少;13、试述烧结矿的生产工艺流程;工艺流程：原料准备→配料→混合→铺底料→布料→点火→烧结→冷却→破碎→筛分→成品烧结矿→高炉;14、试述球团矿的生产工艺流程;1、高炉冶炼有什么特点用框图表示现代高炉炼铁车间生产工艺流程;特点①逆流：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“黑箱”：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；③顺行：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;2、从高炉解剖分析高炉冶炼过程大致可分为几个区域冶炼过程的主要物理化学变化有哪些写出反应式;高炉内炉料的形态：块状带、软熔带、滴落带、风口带、炉缸带高炉内的变化和化学反应：o 风口前燃料的燃烧：2C + O2== 2COo 逆向运动热交换o 水分蒸发、碳酸盐分解：H2O +C == CO + H2；XCO3== XO + C02o 还原反应：MeO +X == Me + XOo 固液转变o 脱硫反应：FeS+CaO+C == CaS+Fe+COo 渗碳反应和渣铁形成：2CO == CO2 + C;3Fe固+ 2CO == Fe3C + CO23、风口前燃料燃烧有何重要意义高炉内燃烧反应有什么特点何谓回旋区或燃烧带风口燃烧带的作用：①提供热源；②提供还原剂CO；③提供炉料下降的空间;特点：·焦炭75%以上C到达风口前燃烧,其它参与还原、气化、渗C;风口喷吹补充燃料煤粉、重油和天然气等要先热解后再燃烧;·风口区为高温、过剩C,故离开风口燃烧带的碳氧化物全为CO燃烧带煤气主要产物是CO、少量的H2以及风中的大量N2;燃烧带：风口前碳被氧化而气化的区域,又叫风口回旋循环区;它是高炉内唯一的氧化区域,故又称氧化带;4、铁氧化物还原的特点是什么还原反应的条件是什么特点：①分解压： Fe2O3＞Fe3O4＞FeO②逐级还原：t＞570 ℃, Fe2O3→ Fe3O4→FeO →Fet＜570 ℃, Fe2O3→ Fe3O4→Fe因为,570℃时,4FeO == Fe + Fe3O4③还原剂：气体还原剂：CO、H2；固体还原剂：C5、什么是直接还原和间接还原比较它们的特点;间接还原——用CO和H2还原铁氧化物：定义：还原剂为气态的CO和H2,产物为CO2和H2O的还原反应,称为间接还原直接还原——用固体碳C还原铁氧化物：定义：还原剂为固态C、产物为CO的还原反应,称为直接还原;比较：间接还原：还原剂为气态的CO或H2,还原产物为CO2或H2O,不直接消耗固体碳,但还原剂需要过剩系数n＞1直接还原：还原剂为碳素,还原产物为CO,直接消耗固体碳,伴随着强烈的吸热,但还原剂不需要过剩系数n = 16、什么是渗碳生铁是如何形成的如何控制铁水中的含C量渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程;铁水形成实质：渗碳和其它元素进入铁水的过程;C含量不能控制,主要受温度和合金元素的影响;1 Mn、Cr、V、Ti促进铁水渗碳：与碳形成稳定碳化物,并溶解于铁水中,使含碳量增加;2 Si、P、S阻碍铁水渗碳：Si、P碳化物不稳定,易与Fe形成稳定化合物合金,使Fe3C分解析出石墨碳;7、高炉造渣的作用是什么造渣过程分几个阶段各有什么特点炉渣作用：①实现铁水与脉石分离；②完成渣铁间的脱硫；③调整铁水成分：炼制钢铁,造碱性渣；炼铸造铁,造酸性渣;④促进高炉顺行：保持下部透气性良好⑤保护炉衬：“渣皮”保护,TiO护炉,洗炉等2造渣阶段及特点：1固相反应和矿石软化2初渣的形成：炉身下部或炉腰处刚开始出现的液相炉渣;熔融状态,流动性差,FeO 10%～30%;3中间渣：处于滴落下降过程中的成分、温度都不断变化的炉渣;FeO、MnO不断减少,CaO、SiO2、MgO、Al2O3不断增加;熔点升高,流动性变好;4终渣：达到炉缸并从渣、铁口定期排出的炉渣;FeO最低～%;8、分析高炉炉渣脱硫因素,写出炉渣脱硫反应式;高炉脱硫能力高于炼钢过程的原因是什么影响炉渣脱硫能力的因素：①温度：T↑,炉渣脱硫能力↑;因吸热反应,Kp↑,有利于Ls↑；T↑,η↓,有利于扩散;②炉渣碱度：R↑,即增加炉渣内碱性氧化物含量,有利于脱硫;③气氛影响还原：还原性气氛,渣中FeO ↓-> LS↑④提高铁水中S的活度系数fS：铁水C、Si、P↑-> fS↑-> LS↑总反应: FeS+CaO+C == CaS+Fe+CO kJ/mol 4660kJ/kgS原因：1. 何谓高炉四大操作制度,何谓“上部调剂”和“下部调剂”装料制度、送风制度、造渣制度、热制度;上部调节是通过改变装料制度来调节炉况;即通过对炉料在高炉上部的分布状况的调节来保证顺行、煤气利用等炉况的正常;下部调节是通过改变送风制度来调节炉况;即通过对各送分参数和喷吹参数的变动来控制风口燃烧带状况和煤气流的初始分布,从而来调控炉况;2. 如何实现高炉系统的高压操作高压操作以后对高炉冶炼的效果如何并说明原因;高压操作流程：风机→热风炉→高炉→炉顶煤气→除尘→高压阀组→净煤气管道;用控制高压阀组的开闭度和鼓风压力,提高高炉炉顶煤气压力;效果：提高高炉产量:在风量不增加时,①ΔP减小,高炉顺行容易,可接纳更多风量;②由于一方面压力增大,鼓风体积减小,鼓风动能降低；另一方面CO和O2分压增大,反应速度加快,导致燃烧带减小;因此可增加鼓风量,提高另外冶炼强度,从而提高产量降低高炉焦比:①炉况顺行,煤气利用率提高；②炉尘吹出量大幅减少；③产量提高单位生铁热损失减少；④有利于间接还原发展；⑤生铁含Si可控制在下限水平促进顺行改善铁水质量:①抑制了C+SiO2=CO2+Si的正反应进行,Si降低,有利于冶炼低硅生铁；②降低了焦比,减少了带入的有害元素,改善铁水质量减少炉尘吹出量3. 提高风温后对高炉冶炼的作用是什么并说明原因;①风温物理热补偿,焦比下降；②焦比降低,煤气量减少,炉顶煤气t顶降低,煤气带走热量减少；③高温区下移,间接还原区扩大,煤气CO利用率提高；④因产量增加,单位铁水热损失相应减少；⑤风温高可补偿喷吹热量,增大喷吹量,节省焦比;4. 提高风温可采取什么措施风温的进一步提高受何限制获得高风温的设备因素受限制：风温升高超过极限时,致使炉况不顺焦比升高、产量下降;接收高风温的条件：1精料,改善料柱的透气性；2高压操作,降低煤气流速ΔP↓；3降低风口理论燃烧温度,通过热分解①喷吹燃料②加湿鼓风在不喷吹燃料时;获得高风温：1烧出高风温：①空气预热添加预热炉；②高发热值燃料;2热风炉能够承受高风温①改进热风炉结构②改进材质钢、耐火材料③采用高温热风阀④改善保温问题;5. 高炉喷煤的效果何在原因是什么降低焦比：煤粉代替焦炭间接还原发展炉缸热状态稳定为接受高风温创造条件改善铁水质量：喷吹后,焦比降低,只要喷吹物含S量低于焦炭,铁水硫含量↓,质量普遍提高降低铁水成本6.已知：某高炉喷煤前焦比520kg/t,实施喷煤100kg/t后,高炉的综合冶炼强度为m3·d,高炉燃料比为540kg/t;求解：1高炉的有效容积利用系数；2喷煤置换比;卜知道只知道1 焦比定义：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数kg/t2 煤比定义：冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数kg/t3 燃料比焦比+煤比定义：冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和kg/t4 综合焦比焦比+煤比×煤焦置换比5 利用系数＝综合冶炼强度/综合焦比7. 何谓“加湿鼓风”、“脱湿鼓风”各自对高炉冶炼的主要特征是什么加湿鼓风：在鼓风中加入水蒸气以提高鼓风湿度;通常水蒸气在冷风管道中加入,最大特征—强化高炉冶炼、促进顺行;脱湿鼓风：把鼓风中的水分脱除一部分,使鼓风湿度保持在低于大气湿度的稳定水平;通常用氯化锂作脱湿剂吸收鼓风中水分,或用冷却法脱除鼓风中水分;最大特征—节省燃料消耗;不喷煤高炉全焦冶炼加湿鼓风;影响：①鼓风含氧量增加,冶强↑；焦比不变时,产量↑；②充分利用高风温水分耗热,为高风温创造了条件；③H2浓度↑,有利还原,rd↓；④消除大气湿度波动对高炉炉况的影响——稳定湿度；⑤可减少单位碳量在风口燃烧所需风量→煤气量↓,ΔP↓；⑥保持ΔP一定时,可加风,冶强↑,产量↑;对于不喷吹燃料的高炉,加湿鼓风不失为一种调剂炉况的手段;喷煤高炉脱湿鼓风;影响：①节省湿分的耗热以弥补喷煤分解耗热将湿分分解消耗的热量节省下来用于喷煤更合算；②可以消除大气湿度波动的影响—稳定湿度;8. 说明富氧鼓风对高炉冶炼的影响;喷吹煤粉的补偿手段有哪些影响：①提高产量每富氧1%,增产3%～5%②提高t理每富氧1%, t理↑45～50℃炉缸煤气量↓所致③燃烧带有缩小的趋势N2↓, t理↑→加快碳的燃烧过程④高温区下移,炉身、炉顶温度↓煤气量↓所致⑤直接还原度略有升高尽管CO↑→ rd↓,但是：炉身温度↓→ rd↑,I↑→停留时间↓→rd↑可通过运用高风温、高压操作和富氧来作为喷吹煤粉的补偿手段1、高炉冶炼的产品、副产品有哪些各有什么特点、用途各有哪些指标要求生铁：生铁是高炉生产的主要产品;按其成分和用途可分为三类：一类是供炼钢用的制钢铁,一类是供铸造用的铸造铁,还有一类是铁合金;高炉冶炼的铁合金主要是锰铁和硅铁;铁合金：1 高碳锰铁：含Mn 73%～82%,含碳高达6%～7%,主要由高炉碳热法生产;用途：炼钢用脱氧剂、锰合金化添加剂;2 高碳硅铁：含Si～40%,含碳～2% ;用途：炼钢脱氧剂或合金添加剂,部分金属的热还原剂;3 其他高炉产铁合金：高碳镍铁、高碳铬铁、高碳硅锰合金;高炉渣：冶炼过程中不能进入到铁水的氧化物、硫化物等形成的熔融体;用途：a制成水渣,做制砖和制水泥的原料b用蒸汽或压缩炉渣制成渣棉可做绝热材料c填料煤气：高炉冶炼过程中从炉顶上升管出来的荒煤气,经除尘、洗涤、脱水,进入净煤气总管,供用户使用;用途：钢铁厂加热设备自用,如热风炉、焦炉、混铁炉、均热炉、等,还有用于铁水罐、钢包、中间包、结晶器等的烘烤煤气等;2、高炉生产技术经济指标主要有哪些其概念和表达方式如何目前国内外水平如何产能指标有效容积利用系数ηv 定义：每M3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量t/M3·d休风率定义：休风时间占全年日历工作时间的百分数;焦炭冶炼强度定义：每M3高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数t/M3·d综合冶炼强度定义：每M3高炉有效容积每昼夜燃烧的综合焦炭的吨数t/M3·d燃烧强度定义：每M2炉缸截面积每昼夜燃烧的焦炭的吨数t/M2·d能耗指标焦比定义：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数kg/t 煤比定义：冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数kg/t 燃料比定义：冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和kg/t 综合焦比焦比+煤比×煤焦置换比工序能耗 Ci＝燃料消耗+动力消耗－回收二次能源/产品产量吨标准煤/t操作指标风温、煤气利用率、铁水含Si量、铁水含S量等;经济指标生铁铁水合格率定义：合格铁水产量占总产量的百分数%生铁铁水成本定义：生产每吨合格铁水所消耗原料、燃料、材料、动力、人工等一切费用的总和元/t一代炉龄定义：从高炉点火开始生产到停炉大修之间实际运行的时间或每m3高炉有效容积的产铁总量年,或t/m31炼钢的基本任务脱碳；脱硫脱磷；脱氧去除非金属夹杂物；脱氮脱氢；合金化；升温；凝固成形；废钢、炉渣返回利用；回收煤气、蒸汽等;2炉渣在炼钢过程中有哪些作用3炼钢炉渣的来源以及主要组成是什么1 由造渣材料或炉料带入的物质;如加入石灰、白云石、萤石等,金属材料中的泥沙或铁锈,也将使炉渣中含有FeO、SiO2等;这是炉渣的主要来源;2 元素的氧化产物;含铁原料中的部分元素如Si、Mn、P、Fe等氧化后生成的氧化物,如Si02、Mn0、Fe0、P205等;3 炉衬的侵蚀和剥落材料;由于高温、化学侵蚀、机械冲刷等方面原因使炉衬剥落,则耐火材料进入渣中; 4合金元素脱氧产物及炉渣脱硫产物; 如用Al脱氧化生成的Al2O3,用Si脱氧生成的SiO2,以及脱硫产物CaS等;化学分析表明,炼钢炉渣的主要成分是：Ca0、Si02、Fe203、Fe0、Mg0、P205、Mn0、CaS等,这些物质在炉渣中能以多种形式存在,除了上面所说的简单分子化合物以外,还能形成复杂的复合化合物,如2Fe0·Si02、2Ca0·Si02、4Ca0·P205等;4何为炉渣的氧化反应,如何表示5脱碳反应在炼钢过程中有什么作用脱碳反应是贯穿于炼钢过程始终的一个主要反应;反应热升温钢水；影响生产率；影响炉渣氧化性；影响钢中O含量;6转炉熔池中碳氧浓度间存在怎样的关系熔池中的碳氧平衡浓度具有等边双曲线函数关系,碳氧浓度是互相制约的8为什么要脱磷,试写出脱磷的化学反应并分析脱磷的基本条件磷对于大部分钢种来说都是有害的,降低塑性和韧性,随着碳氮含量的增加作用更加明显,而且磷容易偏析,加剧这种有害作用;2P＋5O＝P2O52P＋5FeO＋3CaO＝＋5Fe2P＋5FeO＋4CaO＝＋5Fe9硫对钢的性能有什么影响,如何才能提高炉渣脱硫的效率热加工性红脆；降低低温韧性；焊接性能；抗氢致裂纹性能；各向异性;高碱度,低氧化性炉渣;增加渣量,提高温度;10为什么要脱氧,脱氧的原理和任务氧气炼钢临近结束时,钢液实际处于“过度氧化”状态;氧对钢性能的影响：钢中原溶解的绝大部分氧以铁氧化物、氧硫化物等微细夹杂物形式在奥氏体或铁素体晶界处富集存在；在钢的加工和使用过程容易成为晶界开裂的起点,导致钢材生脆性破坏；钢中氧含量增加降低钢材的延性、冲击韧性和抗疲劳破坏性能,提高钢材的韧－脆转换温度,降低钢材的耐腐蚀性能等11脱氧的方法有几种,各有什么优点1.沉淀脱氧；2. 扩散脱氧；3. 真空脱氧法;真空脱氧是指将钢液置于真空条件下,通过降低CO气体分压,促使钢液内C－O反应继续进行,利用C－O反应达到脱氧的目的；真空脱氧方法的最大特点是脱氧产物CO几乎全部可由钢液排除,不玷污钢液；钢液温度降低较大,且投资和生产成本较高;12试分析钢中氢氮的来源及其对钢质量的危害,以及降低钢中气体的措施氮的危害：降低塑性、低温韧性、焊接性能等；增加钢材时效；铸坯表面裂纹等缺陷;氢的危害：钢材脆断；厚板、大型锻件内部裂纹等;炼钢过程去除氮、氢：氧气转炉吹炼过程脱除N、H；钢水真空处理脱除N、H13何为钢中非金属夹杂物,其主要组成和来源有哪些非金属夹杂物：氧化物夹杂物,硫化物,氮化物析出物；非金属夹杂物类别1. 内生类非金属夹杂物脱氧产物；钢-渣反应、钙处理等化学反应生成的夹杂物；二次氧化产物；钢液冷却和凝固过程生成的夹杂物;2. 外来类非金属夹杂物炉渣卷入形成的夹杂物；耐火材料浸蚀形成的夹杂物;14非金属夹杂物对钢的性能有什么影响,降低其含量的主要途径有哪些夹杂物对疲劳性能的影响夹杂物尺寸愈大,对疲劳性能影响愈大；夹杂物愈靠近钢材表面,对疲劳性能的影响愈大；形状不规则和多棱角的夹杂物较球形夹杂物对疲劳性能的危害更大;15什么叫转炉炉龄,何为溅渣护炉技术转炉从开新炉到停炉,整个炉役期间炼钢的总炉数;利用MgO含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣,通过高压氮气的吹溅,使其在炉衬表面形成一层高熔点的熔渣层,并与炉衬很好地粘结附着,称为溅渣护炉技术17何为硬吹和软吹软吹：低压、高枪位, 吹入的氧在渣层中, 渣中FeO升高、有利于脱磷；硬吹：高压低枪位与软吹相反,脱P不好,但脱C好,穿透能力强,脱C反应激烈 ;18氧气顶吹转炉吹炼反应的特点是什么反应速度快,和平炉相比脱碳速度提高100倍；热效率高,可以熔化20~25%的废钢；钢中气体含量 O、 N、 H低;存在问题：钢渣反应不平衡,后期钢渣过氧化;19供氧制度包括哪些内容,吹炼过程中一般可以调节哪些参数供氧强度；氧气流量；操作氧压；氧枪枪位21成渣速度对转炉吹炼有什么重要意义,它和哪些因素有关成渣速度快则吹炼时间短,石灰石的熔解速度22转炉吹炼终点控制的目的是什么,通常终点控制的方法转炉炼钢终点控制是控制转炉炼钢过程的进行时间,以保证钢水温度和成分在吹炼结束时符合要求的操作技术;转炉炼钢终点控制的好可以提高炼钢的生产率、金属收得率、资源利用率、钢的品质,降低生产成本、能耗;一吹到底增碳法、拉碳补位法、副枪测定法、成分测算法和气相分析法,通常分为经验控制,静态控制,动态控制以及自动控制;24氧气底吹转炉与顶吹转炉相比有什么优缺点优点：钢渣反应接近平衡,消除了过氧化现象；终点锰的收得率提高；吹炼平稳,钢铁量消耗降低；脱硫效率高;渣中氧化铁含量低；钢中氧含量低；吹炼终点残锰含量比顶吹转炉约提高1倍；脱磷、脱硫效率高于顶吹转炉;25什么叫顶底复合吹炼转炉,他有什么优点炉顶吹氧气,炉底吹惰性气体;成渣较底吹转炉好；搅拌较顶吹转炉强；反应平衡程度高；复吹转炉基本保留了顶吹转炉和底吹转炉的优点,避免各自的缺点;26为什么电弧炉大都为碱性电弧炉碱性电弧炉可以有效的去除钢中的硫磷等杂质元素,进一步提高钢的纯净度,使成品钢的性能更加优越,符合特钢冶炼的要求,因此特钢冶炼多采用碱性电弧炉;27电弧熔化期的任务是什么熔化钢液,脱部分磷,防止吸气、金属挥发,达到所需温度28电弧炉炼钢缩短融化期的主要措施是什么吹氧助燃,用燃料辅助加热,炉外预热废钢29氧化期的任务是什么脱磷脱碳,去氢去氮,去除夹杂物30为什么说电炉炼钢脱碳不是目的而是一种手段生成CO造成沸腾,搅动钢液,从而均匀钢液的温度成分,去除气体和夹杂物31如何造好还原渣,什么样的渣才算好渣如何造好：确定合适造渣方法、渣料的加入数量和时间、成渣速度;好渣：一定的碱度、良好的流动性、合适的FeO及MgO、正常泡沫化的熔渣;32普通功率电弧炉与超高功率电弧炉有和区别电弧炼钢炉按每吨炉容量所配变压器容量的多少分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉33辅助燃料助熔在电炉炼钢中的作用多元化的燃料利用技术,包括氧气、油、天气等体现电弧炉炼钢高效、节能、低消耗的基本技术思想;34什么叫炉外精炼炉外精炼一般是指把转炉、电弧炉中初炼的钢水移到另一个容器中一般是钢包,为得到比初炼更高的生产率、更高的质量,而进行的冶金操作;也称为“二次精炼”35炉外精炼对特殊钢将产生什么作用进一步去除有害元素,降低夹杂物以及气体含量,调整合金成分。

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”。

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。

第一章1. 为什么说“要炼好钢先要造好渣”？造渣是炼钢工艺过程的重要组成部分。

在非真空冶炼中，炉渣是炼钢过程的必然产物也是炼钢过程中不可缺少的媒介物；如果没有炉渣，必要的炼钢物理化学反应难以完成，而合格的钢液就难以保证。

一、炼纲炉渣的主要来源：炼钢过程中各种元素被氧化而形成的氧化物；各种造渣材料(石灰、萤石、白云石，耐火砖块等)；氧化剂或冷却剂(矿石、石灰石等)所带入的脉石；金属原材料带入的泥砂和铁锈；被腐蚀的炉衬耐火材料；铁合金的脱氧产物、脱硫产物等。

可见炉渣来源于金属原材料、辅助材料和炉衬三个方面，在炼钢过程中成为高温熔体。

二、炉渣对炼钢过程具有重要作用：一般说来，炼钢过程中熔渣和钢液直接接触，参与其间的物理化学反应和传质传热过程，通过对炉渣成分及其性能、数量的调整，可以控制金属熔池中各元素的氧化相还原过程。

其作用可以大致归纳为：(1) 熔渣直接参与脱硫、脱磷等钢液与熔渣界面间的反应。

(2) 熔渣是氧的传递媒介，控制金属熔池中各元素的氧化还原过程。

(3) 熔渣是钢液中各种元素氧化产物的汇集体。

熔渣密度要比钢浓密度小得多，这样，钢渣自然分开，而元索氧化产物的密度也远低于钢液的密度，可以上浮到纲液表面，进入熔渣。

(4) 熔渣对钢液有保护作用。

熔渣可以减缀合金元素在氧化气氛中的氧化烧损，可以减缓钢液吸收气体和减少钢液的热损失。

(5) 炉渣的其它作用：电渣沪熔渣作为电阻发热体，可以起到重熔和精炼金属的作用，平炉熔渣是传热介质，通过它把热量传给金属熔池；电弧炉熔渣可起稳定电弧的作用，对稳定工艺操作过程十分有利2. 炼钢造渣时，要考虑哪些炉渣性质，这些性质对炼钢质量有哪些影响？(一) 炉渣的碱度所谓碱度，就是炉渣中碱性氧化物和酸性氧化物浓度的比值。

碱度对脱磷、脱硫和防止钢液吸收气体等炼钢过程有重要影响，而且它还影响着炉渣中许多组元的活度，因此碱度是影响渣和钢之间反应的重要因素。

(二) 炉渣的氧化性和还原性炉渣有氧化渣和还原渣之分。

钢铁冶金学（炼铁部分）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，通常分成轻易还原成和熔融还原成，通常与电炉协调，共同组成轻易还原成或熔融还原成―电炉―轧机流程，被称作长流程，就是目前的辅助流程。

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.高炉有效率容积：由高炉出来铁口中心线所在平面至大料钟上升边线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.还原性能够：矿石中铁融合的氧被还原剂夺回的深浅程度。

主要依赖于矿石的球状程度、空隙及气孔原产状态。

通常还原性不好，碳素燃料消耗量高。

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：抗炎高温熔融性能的指标，用耐热锥变形的温度则表示，它表观耐火材料的热性质，主要依赖于化学共同组成、杂质数量和集中程度。

实际采用温度必须比耐火度高。

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）：就是所指在温度急剧变化条件下，不脱落、不碎裂的性能。

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.高炉有效率容积利用系数（吨/米日）=合格生铁约合产量/（有效率容积×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/m3h。