冶
金
概
论
复
习
题
及
答
案
学校：内蒙古科技大学
学院：能源与环境学院
专业：热能与动力工程09-1班
姓名：郭冠中
1.金属是如何分类的？黑色金属包括哪些？
答：有色金属和黑色金属两类。黑色金属包括：铁、铬、锰。
2.简述各种冶金方法及其特点？
答：（1）火法冶金。它是指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属的过程。整个过程可分为原料准备、冶炼和精炼三个工
序。过程所需能源主要靠燃料供给，也有依靠过程中的化学反应热来提供的。
（2）湿法冶金。它是在常温或低于100℃下，用溶剂处理矿石或精矿，使所要提取
的金属溶解于溶液中，而其他杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来
的过程。由于绝大部分溶剂为水溶液，故也称水法冶金。该方法包括浸出、分离、
富集和提取等工序。
3.钢铁冶炼的任务是什么？
答：在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料，用不同方法炼成合格的钢，再铸成钢锭或连铸坯。
4.提取冶金学和物理冶金学？
答：（1）提取冶金学：是研究如何从矿石中提取金属或金属化合物的生产过程，由于该过程伴有化学反应，故又称化学冶金。
（2）物理冶金学：是通过成形加工制备有一定性能的金属或合金材料，研究其组成、结构的内在联系，以及在各种条件下的变化规律，为有效地使用和发
展特定性能的金属材料服务。它包括金属学、粉末冶金、金属铸造、
金属压力加工等。
（3）电冶金:它是利用电能提取和精炼金属的方法。按电能形式可分为两类：
1) 电热冶金：利用电能转变成热能，在高温下提炼金属，本质上与火
法冶金相同。
2）电化学冶金：用化学反应使金属从含金属的盐类的水溶剂或熔体中
析出，前者成为溶液电解，如铜的电解冶炼，可归入湿法冶金；后者
称为熔盐电解，如电解铝，可列入火法冶金。
5.钢铁与的区别
答：钢和铁最根本的区别是含碳量不同。生铁中含碳量大于2%，钢中含碳量小于2%。
钢的综合性能，特别是机械性能（抗拉强度、韧性、塑形）比生铁好得多，因而用途也比生铁广泛的多。
6.为什么要进行选矿？常用对选矿方法有哪几种？
答：选矿的目的主要是为了提高矿石品位；
常用的方法有:重力选矿法、磁力选矿法、浮游选矿法。
（1）重力选矿法：简称重选，是利用不同密度或粒度的矿粒在选矿介质中具有不同沉
降速度的特性，将在介质中运动的矿粒混合物进行选别，从而达到
使被选矿物与脉石分离的目的。
（2）磁力选矿法：简称磁选法。磁选法是利用矿物和脉石的磁性差异，在不均匀的磁
场中，磁性矿物被磁选机的磁极吸引，而非磁性物质则被磁极排斥，
从而达到选别的目的。
（3）浮游选矿法：简称浮选法。浮选法是利用矿物表面不同亲水性，选择性地讲疏水
性强的矿物质泡沫浮到矿浆表面，而亲水性矿物则留在矿浆中，从
而实现有用矿物与脉石的分离。
7. 常用对铁矿粉造块方法有哪几种？
答：烧结法造块和球团法造块。
【粉矿造块的作用主要有：（1）通过造块可以有效地利用铁矿资源；（2）通过造块，高炉使用烧结矿和球团矿可提高生铁质量；（3）通过造块，高炉使用烧结矿和球团矿有利于高炉强化冶炼，提高产量降低焦比。】
8. 从高炉解剖分析高炉冶炼过程大致分为几个区域？
答：固体炉料区、软熔带、滴落带、焦炭回旋区、渣铁聚集区。
9. 高炉冶炼有哪些主要技术经济指标？分别是如何定义的？
答：高炉生产主要经济指标：
评价高炉生产的技术经济指标主要有：
（1） 高炉有效容积系数）（v η，是指每3
m 1高炉有效容积，每日生产的合格生铁量。
用生铁日产量（P ）与有效容积（n V ）的比值可表示为：d m /t V P 3n
v ∙=，单位：η。它是衡量高炉生产效率的重要指标。目前高炉平均水平达1.5-2.0d m t ∙3/，先进水平超过3.0d m t ∙3/.
（2） 入炉焦比（K ）。每炼1吨生铁消耗的焦炭量，习惯用Kg/t Fe 表示。高炉入炉
焦比是能耗的重要指标。目前一般为400-600Kg/t Fe ，先进高炉低于400Kg/t Fe.
（3） 燃料比，高炉采用喷吹辅助燃料后，生产1吨生铁所需的燃料总量（包括焦炭
和喷吹燃料）称为燃料比，每吨生铁的喷吹媒量和喷油量等。分别称为煤比和
油比等，燃料比=焦比+煤比（或油比等）。若把喷吹燃料折算成相应的焦炭量，
再加上焦比则称为综合焦比，燃料比和综合焦比都是判断冶炼1吨生铁总燃料
消耗量的重要指标。
（4）冶炼强度和综合冶炼强度。表示高炉冶炼过程强化程度的指标。每3m 1高炉有效容积，每日燃烧的焦炭量称为冶炼强度（J ），单位d m t ∙3/，当喷吹辅助燃料时，还需要考虑喷吹燃料量，即每日消耗的燃料总量称为综合冶炼强度。 有效利用系数、焦比与冶炼强度之间存在着一下关系：K
1v =η （5）生铁合格率。生铁化学成分符合国家标准的总量占生铁总产量的百分数，它是衡量生铁质量的指标。
（6）休风率。高炉休风时间（不包括计划大、中、小休）占日历工作时间的百分数，休
风率反应高炉操作及设备维护的水平。
（7）生铁成本。生产每吨合格生铁所需原料、燃料、材料、动力、人工等一切费用的总
和，单位元/t Fe 。
（8）炉龄（高炉一代寿命）即从高炉点火开始到停炉大修之间实际运行时间或生产总量。
炉龄长，产铁多，经济效益高。目前平均炉龄国外已超过8年，每3
m 1炉容铁量达5000t 以上，日本君津3号高炉曾创下80003/t m 的纪录。
10. 现代高炉内型有哪几部分组成？画出示意图，写出各部分名称。
答：炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五部分
11. 高炉冶炼的主要技术经济指标？
答：（高炉有效容积利用系数、冶炼强度、入炉焦比和综合焦比）
12. 某高炉容积3M 2000
，年产量100万吨炼钢生铁，消耗60万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉150Kg ，计算高炉的有效容积利用系数、焦比、燃料比及冶炼强度各为多少？ 解：V u =2000m 3，P=100×104/365 t/d ，煤比M=150kg/t ，
1）高炉有效容积利用系数：u
u V P 高炉有效容积高炉每天的出铁量=η ηu =1.37 t/(d ·m 3)
2) 焦比：d
t Kg d t /365/101001000/365/1060K 44⨯⨯⨯==高炉每天出铁量每天装入高炉的焦炭量 K ＝600kg/t Fe
3) 燃料比为： K+M=750 kg/t Fe
4） 冶炼强度： 2000
365101060)/(Kg I 3
43⨯⨯⨯=∙=m d 高炉的有效容积高炉每天消耗的焦炭量 I ＝821.9 kg/(d ·m 3)
13. 高炉冶炼产品和副产品有哪些？
答：高炉炼铁生产的主要产品是生铁，副产品是炉渣、煤气和炉尘（瓦斯灰）
14. 我国铁矿石资源有什么特点？高炉冶炼常用铁矿石有哪几种？各自的主要成分和特点
是什么？
