冶金概论复习思考题----与答案-2014

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平时作业题目

1、 现代工业习惯上如何将金属分类？

金属一般可以分为黑色金属和有色金属。黑色金属是指铁、锰、铬三种金属，它们的单质为银白色，而不是黑色。之所以称它们黑色金属是由于它们和它们的合常有灰黑色的氧化物。金表面有色金属是指黑色金属以外的金属，其中除少数有颜色外（铜为紫红色、金为黄色），大多数为银白色，有色金属有60多种，又可分为九大类：(1)重金属：铜、铅、锌等。(2)轻金属：铝、镁等。(3)轻稀有金属：锂、铍等。(4)难熔稀有金属：钨、钛、钒等。(5)稀散金属：镓、锗等。(6)稀土金属：钪、钇及镧系元素等。(7)放射性金属：镭、锕等。(8)贵金属：金、银、铂等。

2、 目前冶金方法大体可归结为哪几类？

按研究领域分：提取冶金学和物理冶金学，其中提取冶金学暗锁冶炼金属可分为有色冶金和钢铁冶金

按冶金工艺过程不同分为：湿法冶金，火法冶金和电冶金.电冶金是利用提取金属的方法。根据利用电能效应的不同，电冶金又分为电热冶金和电化冶金。有色金属冶金一般是湿法冶金，粉末冶金，钢铁等黑色金属一般是火法冶金

3、 成矿作用可分为哪几类？

a．内生成矿作用 b.外生成矿作用 c.变质成矿作用

4、 矿石品位的基本概念。

矿石中有用组分的质量分数。大多数矿石是以其中金属元素的质量分数表示，也有一起种的氧化物等质量分数表示的。贵金属的品味一般以g/t表示。

5、 选矿的基本概念。

选矿是利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。

6、 烧结厂的主要任务。

烧结厂的主要任务是将粉状铁矿石（包括富粉矿、精矿粉等）和钢铁厂二次含铁粉尘，通过烧结机的烧结过程，加工成粒度符合高炉要求的人造富块矿——烧结矿。

7、 现在大量采用的选煤方法是什么？

根据密度不同进行分选的重力选煤，包括跳汰选煤，重介质选煤；按表面性质不同的浮游选煤。

8、 焦炉的大小是如何表示的？焦炭的生产工序是什么？

焦炉的大小可以按照燃烧室的立火道数量的多少来划分，一般大型焦炉的燃烧室有26-32个立火道，中小型焦炉仅为12-16个。焦炭的生产工序: 炼焦煤料的制备 炼焦生产 焦炭处理 熄焦 凉焦

筛焦 贮焦 整粒

9、 炼焦的三班操作是什么？

焦炉的生产操作，即焦炉的三班生产。它包括装煤、推焦、熄焦和筛焦四道主要工序

10、 焦炉煤气和高炉煤气的区别。

高炉煤气是高炉生产的副产品，由于高炉使用焦炭生产，co含量高，热值高。焦炉煤气是煤炼焦炭时的副产品，co含量稍低，热值稍低,硫化物高。

11、 目前大中型高炉炼铁的炉料结构如何？高炉炼铁的主要原料及产品是什么？焦炭在炼铁过程中的作用。

原料：1，铁矿石；2，燃烧，3，鼓风

产品：铁水，高炉煤气，高炉渣

作用ａ、炉料的骨架作用：支撑炉内料柱，提供炉料的透气性; ·

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ｂ、提供冶炼能量：与氧气燃烧放热，占炼铁总热量的58%;

ｃ、铁矿石的还原剂：碳和碳与氧反应生成的CO;

ｄ、对最初生成的铁进行渗碳，生铁中含碳量为2.2-6.0%;

ｅ、填充炉缸作用：活跃炉缸，提高炉缸的空间系数，使高炉休风后易恢复炉况。

12、 对现代高炉炼铁来说，热风炉的主要作用。

对鼓风进行换热，使温度提高到1100至1300摄氏度

1：高温鼓风，增加鼓入高炉中空气的温度，可以减少焦炭的消耗，增加生铁产量2：调湿鼓风，在鼓入高炉中的热风中添加较多量的水蒸气用于分解吸热3：氧气富化古风：用于增加产量4:辅助燃料的喷入

13、 一座日产1万吨生铁的高炉，其每天的物料衡算情况如何？

1万吨生铁的高炉，每天需要消耗铁矿石约 1.6×104t 吨、焦炭约 3000 t、煤粉约 2000 t，产生炉渣

3000 t 左右，每天要将 1.5×107m3 左右的空气由鼓风机加压至0.4 MPa 左右鼓入炉内，从炉顶放出约 1.9×107 m3 左右高炉煤气

14、 钢与铁的主要区别。纯铁的熔点是多少？

铁的含碳量2%~4.3%,钢的含碳量0.03%~2%。纯铁的熔点是1535°C。

15、 高炉内型如何划分。

从下到上依次是：炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉

16、 铁的直接还原度与间接还原度。

直接还原度：是指以直接还原方式得到的金属铁量与还原反应得到的总铁量之比

Rd=通过直接还原反应得到的铁量/有直接间接和H2还原得到的铁的总和

间接还原：铁的氧化物与CO或H2O的过程称为间接还原主要发生在高炉中上部的低温区

直接还原与直接还原的比较

间接还原是以气体为还原剂，是一个可逆反应，还原剂不能全部利用，需要有一定过量的还原剂。直接还原与间接还原相反，由于反应生成物C0随煤气离开反应面，而高炉内存在大量焦炭，所以可以认为直接还原反应是不可逆反应，lmol碳就可以夺取铁氧化物中1mol的氧原子，不需过量的还原剂。因此，从还原剂需要量角度看，直接还原比间接还原更能有利于降低焦比。间接还原大部分是放热反应，而直接还原是大量吸热的反应。由于高炉内热量收入主要来源于碳素燃烧，所以从热量的需要角度看，间接还原比直接还原更能有利于降低焦比。

17、 铁水预处理的主要任务。

铁水进入转炉前为除去某些有害元素的处理过程，使其中硫、硅、磷含量降低到所要求范围，以简化炼钢过程，提高钢的质量。

18、 铁水预脱磷的适宜条件是什么

脱磷之前必须脱硅，脱硅是适应铁水脱磷的需要

脱磷的最佳动力学、热力学条件是：a降低反应温度，1300°C低温有利于脱磷反应进行；b提高钢水、炉渣的氧化性，有利于脱磷反应；c提高钢中磷的活度和增加渣量，有利于脱磷反应d适当的碱度e对熔池进行强力搅拌。

19、 转炉炼钢的三大任务。

a．去除杂质(S,P,O,N,H和夹杂物) b.调整钢液成分 c.调整温度

20、 供氧枪位和供氧强度的基本概念。

供氧枪位：氧枪喷头至平静熔池液面的距离。

供氧强度：单位时间内每吨金属耗氧量。

21、 目前废钢预热的主要方法是什么？

1）连续电弧炉2）双壳电炉3）竖式电炉

22、 转炉炼钢工艺的五大操作制度。 ·

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装入制度：就是确定转炉合理的装入量，合理的钢水废钢比例

供氧制度：是央企六股最合理的供给熔池，创造良好的物理化学反应条件

造渣制度：确定合理的造渣方法，渣料种类等工艺的制度

温度制度：为了保证合格的出钢温度

终点控制：重点控制主要指重点温度和成分的控制

出钢合金化：为了使钢的性能达到要求而向钢水中加入一种或是集中合金元素

23、 精炼的基本任务。

1）钢水成分和温度的均匀化2）精确控制钢水成分和温度3）脱氧脱硫脱磷脱碳

4）去除钢中气体（氮氢）（5）去除夹杂物及夹杂物形态控制

24、 RH、LF和VD的精炼特点是什么？

LF：ladle furnace 作用：用电弧加热,包底吹氩搅拌

RH：Ruhrstahl–Heraeus 作用：钢水脱氢，防止刚中白点

RH的精炼特点：1)反应速度快。 2)反应效率高。 3)可进行吹氧脱碳和二次燃烧热补偿,减少精炼过程的温降

ＬＦ的精炼特点：1)加热与控温 2)采用白渣精炼工艺。

ＶＤ的精炼特点：此方法适合生产超低碳不锈钢,达到保铬去碳的目的,可与转炉配合使用。它的优点是实现了低碳不锈钢冶炼的必要的热力学和动力学的条件-高温、真空、搅拌。

25、 大方坯和小方坯的规格范围。

通常将≤160mm×160mm的方坯称为小方坯，将≥240mm×240mm的称为大方坯

还有一个版本称70mmx70mm —200mm× 200mm的方坯为小方坯, 200mm× 200mm— 450mm×450mm的称为大方坯

26、 耐火材料的基本概念。

耐火度不低于1580的无机非金属材料，它包括天然矿石和按照一定的目的要求经一定的工艺制成的各种产品，具有一定的高温力学性能，良好的体积稳定性，是各种设备必须的材料。

ISO定义：耐火材料是耐火度至少为1500 ℃的非金属材料或制品（但不排除含有一定比例的金属）

27、 连铸的主要任务

连铸的任务是将钢水浇铸成一定断面的连铸坯小方坯与大方坯的规格范围是什么？

28、 金属的成型方法。

铸造：组早是将液态金属注入铸模中使之凝固成一定形状和尺寸的固态金属灰金属錠

切削加工：切削加工包括车，铣，刨，磨，钻，拉等机械加工方法，它可将固态金属材料进一步加工成各种形状和尺寸的金属制品。

焊接：焊接是将板带钢材进一步焊接成一定形状的钢材和制品

金属压力加工：金属压力加工是对固态金属施加一定的外力使其发生塑性变形，从而获得所要求的形状和尺寸的金属材料和制品

29、 现代化钢铁联合企业的特点。

生产的集中化使企业的设备逐步大型化、连续化、能源利用。联合企业的优越性，突出地表现在能源利用方面，利用率高，工业废气少；物料周转 联合企业各工序所用的原料、材料和燃料，能够集中供应，减少中间周转，简化运输过程；经营管理 联合企业中装备、技术水平较高，合理利用各项物料，产品质量好，成本低的效果；联合企业规模愈大，技术力量愈集中。

30、 钢铁生产基本流程是什么？ ·

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金属

重金属：比重大于5，铜、铅、锌、锡、镍、钴、汞

等，所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。

轻金属：比重小于5，铝、镁、钙、钾、钠和钡，化学性质活泼。

贵金属：因在地壳中含量少、提取困难和价格较高而得名。主要指金、银和铂族金属。化学性质稳定。

半金属：性质介于金属和非金属之间,元素周期表中处于金属向非金属过渡位置。硼、硅、砷、碲、硒、

稀有金属：通常指自然界中含量较少或分布稀散的金属。工业上分为以下五类：

稀有轻金属：密度小，化学活性。锂、铷、铯、铍。

稀有难熔金属：熔点高，抗腐蚀。钛、钼、钒、铌。

稀散金属：赋存于其他元素的矿物中。镓、铟、铊。

稀土金属：化学性质非常相似，在矿物中相互伴生，分离困难。包括钪、钇及镧系元素。

稀有放射性金属：具有放射性，多共生或伴生在稀土矿物中。如，镭、钋，铀。

Cu-Zn二元合金为普通黄铜。在普通黄铜的基础上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素，形成特殊黄铜，它们比普通黄铜具有更高的强度、硬度、抗腐蚀性能

矿物：地壳中具有固定化学组成和物理性质的天然化合物或自然元素。矿物是组成岩石和矿石的基本单元。其中，能够为人类利用的矿物为有用矿物。

矿石：含有用矿物的矿物集合体。如其中金属的含量在现代技术经济条件下能够回收加以利用时，这个矿物集合体就叫做矿石。

矿石构成：矿石一般由矿石矿物（有用矿物）和脉石矿物组成。

矿石分类：为金属矿石和非金属矿石两大类。金属矿石指在现代技术经济条件下从其中获得金属的矿石。

金属矿石分类：按金属存在的化学状态分为自然矿石、硫化矿石、氧化矿石和混合矿石。

（1）自然矿石：有用矿物是自然元素。（2）硫化矿石:有用矿物是硫化物。（3）氧化矿石:有用矿物是氧化物。硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐也包括在氧化矿内。（4）混合矿石：既有硫化矿物又有氧化矿物。