炼钢工艺学作业答案
1、炼钢的基本任务是什么，通过哪些手段实现？
炼钢任务：1、脱碳；2、脱磷；3、脱硫；4、脱氧；5、脱氮、氢等；6、去除非金属夹杂物； 7、合金化；8、升温；9、凝固成型。
主要炼钢工艺：?铁水预处理,脱硫预处理；
?三脱(脱硅、脱磷、脱硫)预处理
；?转炉或电弧炉炼钢；
?炉外精炼（二次精炼）；?连铸
1、氧气射流对熔池的物理作用？
顶吹氧枪O2出口速度通常可达300～350m/s；
氧流与熔池作用，将动量传递给金属液；
金属熔池产生循环运动
2、比较炼钢条件下铁氧化物的稳定性。
Fe＋[O]＝FeO
?G?＝－112442＋46.56 T [1,2]
2/3Fe+[O]=1/3Fe2O3
?G?＝－152988＋87.94 T [1,2]
3/4Fe+[O]=Fe3O4
?G?＝－177232＋92.96 T [1,2
Fe3O4可以看作为FeO?Fe2O3；
FeO最稳定；
Fe2O3/FeO平均为0.8。
3、炉渣是如何发挥传氧作用的？
炉渣中FeO与氧化性气氛接触，被氧化成高价氧化物Fe2O3；
渣－铁界面，高价Fe2O3被还原成低价FeO；
气相中的氧因此被传递给金属熔池。
当传氧过程达到平衡时，铁液中[O]达到饱和，[O]饱和含量由炉渣的氧化性所确定。
4、什么是直接氧化和间接氧化？
直接氧化：气体氧直接同铁液中的杂质进行反应。
间接氧化：气体氧优先同铁发生反应，待生成FetO以后再同其它杂质进行反应。
5、脱碳反应的产物－CO在炼钢过程中具有什么作用？
从熔池排出CO气体产生沸腾现象，使熔池受到激烈地
搅动，起到均匀熔池成分和温度的作用；
?大量的CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气一渣一金属
三相乳化的重要原因；
?上浮的CO气体有利于清除钢中气体和夹杂物；
?在氧气转炉中，排出CO气体的不均匀性和由它造成的
熔池上涨往往是产生喷溅的主要原因。
6、什么是过剩氧?[O]？其主要影响因素是什么？
实际熔池的[O]含量与碳－氧化学平衡的[O]含量之差称为过剩氧?[O]:?[O]＝[O]实际－ [O]平衡
过剩氧?[O]的大小与脱碳反应动力学有关，脱碳速度快，?[O]低；?熔池搅拌强，?[O]低；?底吹、顶底复吹转炉炼钢?[O]低
7、有利于[Si]氧化反应因素是什么？ [Si]的氧化反
应对炼钢过程有何影响？
有利于[Si]氧化反应因素：提高[Si]的活度；?降低渣中(SiO2)的活度；?较低温度。
[Si]的氧化反应对炼钢过程的影响：热效应；?影响脱碳、脱磷反应；?影响渣量。
1、有利于[Mn]氧化反应因素是什么？
有利于[Mn]氧化反应因素：提高[Mn]的活度；?提高渣中(FeO)的活度；?降低渣中(MnO)的活度；?较低温度。
2、有利于脱磷的工艺条件有哪些？
有利于脱磷的工艺条件：降低温度有利于脱磷反应；
?提高炉渣碱度有利于脱磷反应；
?增加炉渣氧化铁活度有利于脱磷反应；
?增加渣量有利于脱磷反应；
?增加[P]活度系数有利于脱磷反应。
3、炼钢炉渣成分范围是怎样的？
炼钢炉渣成分范围：CaO SiO2 MgO Al2O3
45～55% 12～20% 4～13％ 2~4％
MnO P2O5 FetO CaO/SiO2
2～6% 1~5% 12～28% 3~4.5
4、什么是回磷？造成炼钢过程和脱氧过程回磷的原因是什么？
1)回磷炼钢过程回磷；脱氧过程回磷。
2)炼钢过程回磷原因：吹炼中期炉渣返干， FetO含量减少；
?温度偏高。
脱氧过程回磷原因：出钢带渣量多；?炉渣碱度降低；?[O]含
量降低。
5、如何生产低磷钢？、低磷钢生产(铁水预处理、氧气炼钢);超低磷钢(P<20ppm)生产(铁水预处理＋二次精炼脱磷)
6、有利于脱硫的因素有哪些？提高温度；?提高[S]的活度系数；?提高炉渣(O2-)活度；?降低炉渣(S2-)活度系数；?降低[O]活度。
1、什么是回硫？造成回硫的原因是什么？炉渣碱度对回硫有重要的影响炼钢炉料中的硫主要来自废钢、铁水渣和铁水，
石灰等带入的硫很少。
1)回硫主要发生在吹炼的前半期；
2)吹炼前半期炉渣碱度低是促使回硫的重要原因，如
能在吹炼前期快速将碱度提高到2.3以上，将能够减
轻回硫；
3)炉料中的硫主要来自废钢和脱硫渣，减少带渣对抑
制回硫十分重要。
4)冶炼超低硫钢时应采用减少废钢用量或使用低硫优
质废钢、尽可能减少铁水带渣方法。
2、对钢液进行脱氧的方法有哪些？（1）直接（沉淀）脱氧法；
（2）扩散脱氧法；
（3）真空脱氧法。
3、沉淀脱氧与扩散脱氧相比有何优缺点？直接（沉淀）脱氧是用与氧亲和力较铁与氧亲和力强的元素作脱氧剂，脱氧剂与钢液中的氧直接作用，发生脱氧反应，反应产物由钢液上浮排除，从而达到脱氧目的。沉淀脱氧是目前广为采用的脱氧方法。脱氧时将脱氧剂以铁合金形式直接加入到钢液中，某些比重较轻或较易气化的脱氧剂（例如铝、钙、镁等）则多采用向钢液喂丝或喂包芯线方法加入至钢液中。沉淀脱氧反应速度快，操作简便，成本较低，但由于部分脱氧产物会滞留在钢中。
扩散脱氧是向炉渣中加入碳粉、硅铁粉、铝粉等脱氧剂，降低炉渣的FeO含量。由氧在渣－钢之间的分配平衡关系式可知，当渣中FeO含量不断降低时，钢中的氧即会向炉渣中扩散，以维持氧在渣－钢间的分配平衡，从而达到钢液脱氧的目的。扩散脱氧方法目前主要应用于钢水炉外精炼。扩散脱氧的优点是脱氧产物不玷污钢液，缺点是脱氧速度较慢。
4、1650℃下，元素脱氧能力的强弱顺序如何？Ca > Al > Ti > C >Si > V > Cr > Mn
5、为何要采用复合脱氧剂？硅－锰复合脱氧硅比锰的脱氧能力强，但是用硅－锰同时脱氧，可以降低SiO2的活度，得到更低的残余氧含量锰同样能提高铝的脱氧能力，锰硅同时存在时可进一步提高铝的脱氧能力。2、钙－硅复合脱氧非常强的脱氧能力；
?炼钢温度下Ca的蒸汽压很高(1.6～3.7大气压);
?Ca在钢液中溶解度很低 (0.15～0.16%)；?仅用Ca脱氧损耗很大3为了提高Ca的脱氧效率，需要同时加入第三元素，
提高Ca在钢液中的溶解度。碳、硅、铝能够显着提高Ca的溶解度；?每加
入1％的C、Si、Al，Ca的溶解度分别增加90％、25％、20％；?硅－钙合金、铝－钙合金被广泛采用。
6、非金属夹杂物对钢有什么危害，如何减少钢
中非金属夹杂物？疲劳寿命；?延性、韧性；?焊接性能；?HIC性能；?各向异性(链状Al2O3)；?耐蚀性；?表面质量；
?加工性能。
?减少钢中非金属夹杂物的途径:减少脱氧产物对钢液的污染
◆采用合适的脱氧制度
◆吹氩或电磁搅拌
◆真空脱氧
◆确保足够的镇静时间
◆防止钢液的二次氧化
?减少外来杂质的污染
7、钢中气体的来源有哪些？通过哪些方法可以
脱除？
钢中气体的来源：?空气（N2、H2O）；?炉料（石灰、废钢、合金、耐火材料等）。
1）利用脱碳反应脱除[N]、[H]脱碳可以强烈搅拌熔池，加速[N]、[H]向液－气反应界面的传递；
?脱碳反应生成大量CO气泡，在CO气泡内氮、
氢的分压近似为零；
?CO气泡可成为N2、H2核心。
（2）钢水包内吹氩脱除[N]、[H]3）钢水真空精炼脱除[N]、[H]
炼钢工艺的发展历程
炼钢工艺的发展历程 2008年12月8日摘自冶金自动化网 炼钢方法（1） 最早出现的炼钢方法是1740年出现的坩埚法，它是将生铁和废铁装入由石墨和粘土制成的坩埚内，用火焰加热熔化炉料，之后将熔化的炉料浇成钢锭。此法几乎无杂质元素的氧化反应。 炼钢方法（2） 1856年英国人亨利·贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，也称为贝塞麦法，第一次解决了用铁水直接冶炼钢水的难题，从而使炼钢的质量得到提高，但此法要求铁水的硅含量大于0.8%，而且不能脱硫。目前已淘汰。 炼钢方法（3） 1865年德国人马丁利用蓄热室原理发明了以铁水、废钢为原料的酸性平炉炼钢法，即马丁炉法。1880年出现了第一座碱性平炉。由于其成本低、炉容大，钢水质量优于转炉，同时原料的适应性强，平炉炼钢法一时成为主要的炼钢法。 炼钢方法（4） 1878年英国人托马斯发明了碱性炉衬的底吹转炉炼钢法，即托马斯法。他是在吹炼过程中加石灰造碱性渣，从而解决了高磷铁水的脱磷问题。当时，对西欧的一些国家特别适用，因为西欧的矿石普遍磷含量高。但托马斯法的缺点是炉子寿命底，钢水中氮的含量高。 炼钢方法（5） 1899年出现了完全依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法(EAF)，解决了充分利用废钢炼钢的问题，此炼钢法自问世以来，一直在不断发展，是当前主要的炼钢法之一，由电炉冶炼的钢目前占世界总的钢的产量的30-40%。 炼钢方法（6）
瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹转炉炼钢的试验，并获得了成功。1952年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城(Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹转炉车间并投入生产，所以此法也称为LD法。美国称为BOF法（Basic Oxygen Furnace）或BOP法， 如图1所示。 图1 BOF法 炼钢方法（7） 1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧气喷嘴，1967年西德马克西米利安钢铁公司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢法，即OBM法(Oxygen Bottom Maxhuette) 。1971年美国钢铁公司引进OBM法，1972年建设了3座200吨底吹转炉，命名为Q-BOP (Quiet BOP) ，如图2所示。 图2 Q-BOP法 炼钢方法（8） 在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时，1978-1979年成功开发了转炉顶底复合吹炼工艺，即从转炉上方供给氧气（顶吹氧），从转炉底部供给惰性气体或氧气，它不仅提高钢的质量，而且降低了炼钢消耗和吨钢成本，更适合供给连铸优质钢水，如图3所示。 图3 转炉顶底复合吹炼法 炼钢方法（9） 我国首先在1972-1973年在沈阳第一炼钢厂成功开发了全氧侧吹转炉炼钢工艺。并在唐钢等企业推广应用，如图4所示。
20.10月西工大《化学工艺学》机考作业答案
试卷总分:100 得分:100 一、多选题(共3 道试题,共6 分) 1.10提高辛烷值的方法是（）。 A.添加四乙基铅 B.增加汽油中芳烃、环烷烃和异构烷烃的量，效果最好的是增加其中芳烃的量 C.添加烷基醚或烷基醇,如添加甲基叔丁基醚（MTBE) 正确答案:A、B、C 2.提高矿物的浸取速度的措施有（）。 A.提高浸取温度 B.提高浸取剂浓度 C.减小矿石粒度 D.充分搅拌 正确答案:A、B、C、D 3.结焦的后果（）。 A.传热系数下降（热量利用率低） B.压差升高（设备阻力增大） C.乙烯收率下降 D.能耗增大 正确答案:A、B、C、D 二、判断题(共47 道试题,共94 分) 1.为避免环氧乙烷在碱性条件下水解生成乙二醇，需将皂化剂快速加入氯乙醇中。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 2.乙醇以外的所有伯醇都不能用水合方法制取，而必须借助其他的合成途径。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 3.烃类热裂解是指将石油系烃类原料经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃、烷烃和其他分子量不同的轻质和重质烃类的过程。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确
4.氨合成反应为不可逆放热反应，因此存在最适宜的反应温度。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 5.煤的低温干馏可以得到煤气、焦油和残渣半焦。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 6.汽油的辛烷值越小，抗爆震性能越低，汽油质量越好。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 7.工业上常采用萃取精馏法来分离C4馏分中沸点相近的各组分，所用的萃取剂有N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺和乙腈。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 8.脱氢过程中为了抑制结焦副反应，常用的方法是在脱氢催化剂中加入助催化剂；降低原料气压力；添加水蒸气稀释反应物。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 9.根据法拉第电解定律，96500库仑会从银盐的溶液中沉积出107.870g的银，会从铜盐的溶液中沉积出31.77g的铜。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 10.Pd、Pt、Ni三种对苯加氢有催化活性的金属，其加氢活性顺序为Pd> Pt>Ni。（） A.错误 B.正确
炼钢工艺
炼钢工艺 一、工艺流程图 二、炼钢主要设备 1、公称容量35吨氧气顶吹转炉2座，配35吨钢水包； 2、公称容量600吨混铁炉1座； 3、R6000m连铸机2台，6机6流 三、转炉炼钢用原材料 1主要原料：炼钢用生铁（铁水、铁块）、废钢；
2辅助材料：辅助材料有：增碳剂、脱氧剂、覆盖剂、保护渣等。3造渣剂：石灰、轻烧镁球、石灰石 4铁合金：硅铁、硅锰、锰铁、铝线等。 四、冶炼 1、氧气顶吹转炉的反应 氧气顶吹转炉炼钢的反应过程是氧化反应，反应的机理是物理化学反应，物理化学反应就是在反应的过程中同时进行吸热和放热反应。即是氧化反应就需要氧气，用氧气完成炼钢的一切反应，主要反应是与硅、锰、碳、磷、硫的氧化反应，这些反应都是放热反应，在反应的过程中提高钢水温度，直到满足连铸浇注温度要求。 2、氧气顶吹转炉的生产特点 由于氧气流股的强大动力，将钢和渣击碎，形成液滴，成为球状，球状的表面积最大，炼钢反应又是界面反应，因此反应速度高，冶炼时间短，吹眼时间10～11分钟，冶炼周期25分钟，由此看出氧气顶吹转炉的最大特点是生产效率高。 3、供氧 氧气顶吹转炉通过氧枪向炉内熔池供氧，氧枪喷头由收缩段、过渡段和扩张段构成拉瓦尔喷管，喷头前氧气流股的流速是超音速的，因此具有很强的穿透力，能够将炉内钢水与炉渣充分搅拌起来，形成乳化液，扩大了氧、渣、钢间的反应面积，提高反应速度，降低了冶炼时间。冶炼时间的长短取决于供氧强度（单位时间的供氧量）和氧气纯度，因此要求氧气纯度＞99.5%，氧气总管压力≥1.4M pa。 4、炼钢的任务 炼钢的任务是：脱碳脱硅脱气、去除磷硫、去除夹杂、保证温度、保证成分。 5、出钢 当吹氧结束，标志着冶炼结束，将炉中钢水出到钢水包中，进行
炼钢工艺学
冶2007-1、2班《炼钢工艺学》复习题（详见课本和笔记）2010.7.8 （授课教师：刘宇雁） 1.铁水预处理的“三脱”是指脱硅、脱磷、脱硫。 2.铁水预处理指铁水在兑入炼钢炉之前，为除去某种有害成分( 如S、P、Si等)或提取/ 回收某种有益成分(如V、Nb 等)的处理过程。或铁水在兑入转炉之前进行的脱硫、脱磷或脱硅操作。 3.铁水预处理目的及意义：主要是使其中硫、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。 ?有效提高铁水质量；?减轻炼钢负担； ?为优化炼钢工艺，提高钢材质量创造良好条件； ?对特殊铁水预处理而言，可有效回收利用有益元素，实现综合利用。 4.铁水预脱硅技术的目的： ?减少转炉石灰耗量（硅氧化形成的SiO2大大降低渣的碱度），减少渣量和铁损，改善操作和提高炼钢经济技术指标。 ?铁水预脱P的需要，可减少脱磷剂用量、提高脱磷、脱S效率。 当铁水[Si]＞0.15%时，脱磷剂用量急剧增大。因此，脱磷处理前需将铁水含[Si]脱至＜0.15％，这个值远远低于高炉铁水的硅含量，也就是说，只有当铁水中的硅大部分氧化后，磷才能被迅速氧化去除。所以脱磷前必须先脱硅。 铁水预脱P的最佳[Si] ： 初始 ①苏打脱P：[Si] 初始<0.1% ②石灰熔剂脱P：[Si] 初始0.10～0.15% ?对含V或Nb等特殊铁水，预脱Si可为富集V2O5和Nb2O5等创造条件。 5.铁水预脱硫技术迅速发展的原因： ?用户对钢的品种和质量要求提高。 ?连铸技术的发展要求钢中硫含量进一步降低，否则连铸坯容易产生内裂，铁水脱硫可满足冶炼低硫钢和超低硫钢种的要求。 ?铁水中碳、硅、磷等元素的含量高，可提高硫在铁水中的活度系数，而有利于脱硫，同时铁水中的氧含量低，没有强烈的氧化性气氛，有利于直接使用一些强脱硫剂，如电石（CaC2）、金属镁等；故铁水脱硫效率高。 ?铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。其费用比值为：高炉脱硫：铁水预处理脱硫：转炉：炉外精炼=2.6：1：16.9：6.10 ?降低炼铁和炼钢炉脱硫负担; 有利于降低消耗和成本，并增加产量。 ?提高炼铁和炼钢经济技术指标；有效提高钢铁企业铁、钢、材的综合经济效益。 全程脱硫：高炉－铁水炉外－炼钢炉(－精炼炉)→实现铁水深度脱硫，经济有效生产超低S高级优质钢； ?提高钢质、扩大品种、优化工艺（改善转炉炼钢操作）； 6.铁水预脱硫优点（铁水脱硫条件比钢水脱硫优越的主要原因） 用优质铁水炼钢，是提高产品质量、扩大品种、增加效益和增强产品市场竞争力的重要条件之一，也是生产低硫洁净钢的基础。铁水炉外脱硫有利于提高炼铁、炼钢技术经济指标。通过比较各种脱硫工艺，铁水脱硫预处理工艺有如下优点： ?铁水中[C]、[Si]较高，fs↑，提高硫的反应能力； ?铁水中[O]较低，提高渣铁之间的硫分配比（Ls↑），脱硫效率高； ?搅拌充分，脱硫剂利用率高，脱硫速度快； ?铁水脱硫可提高炼铁炼钢的生产能力、节约工序能源、降低成本。
化学工艺学习题及解答
习题及解答 第二章化工资源及初步加工 2-1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同？ 答：（1）开采：一个煤矿往往有多层煤层。每煤层的厚度也不同，为此需建造长长的坑道，铺上铁轨，才能从各层将煤运出。为运送物资和人员，还需要建造竖井，装上升降机。石油和天然气，用钻机钻道并建立油井（或气井）后，借用自身的压力（开采后期需抽汲），石油及天燃气即可大量从地下喷出，因此开采比煤方便得多。 （2）运输：煤用铁路或轮船运输，运力受限制，石油和天然气一般采用管道输送，初期投资似乎较大，但从长期看还是划算的，管道输送成本低、方便，也不受运力限制。 （3）加工：煤是高分子量缩聚物，一般用热化学方法处理，将煤裂解，可得到气体、液体和固体产物，由于成分复杂，从中制取纯物质难度较大。石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物，一般采用物理方法将混合物分离和提纯。为增加某一组分（或馏分）的产量，也常采用化学方法（如化学合成或化学热裂解）。因此，由石油和天然气加工制得的化工产品，比煤多得多，生产成本也比煤低。 （4）应用：煤主要用作一次性能源。随着石油资源日益枯竭，由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视，并得到迅速发展，继而带动煤化工工业的发展。煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。人们指望在不久的将来，由煤化工和天然气逐步取代石油化工，成为获取化工产品的主要途径。石油大量用作发动机燃料，由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。大多数的化工产品都由石化行业生产出来。但随着石油资源的枯竭，石油化工将逐步缩，并被煤化工和天然气化工取代。天然气目前大量用作民用燃料。但以天然气为原料的C1化学工业发展迅速，天然气资源丰富，开采和运输方便，以它为原料合成发动机液体燃料，投资和生产本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石化工，成为化学工业的主要产业。 2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。 答：在泥炭化阶段，经好养细菌和厌氧细菌分解，植物开始腐败，植物中的蛋白质开始消失，木质素、纤维素等大为减少，产生大量腐蚀酸。但植物残体清晰可见，水分含量很高，这一阶段得到的泥炭，大量用作民用燃料，工业价值甚小。 在煤化阶段，形成的泥炭在地热、地压的长期作用下，开始进一步演变，首先有无定形的物质转换为岩石状的褐煤，腐植酸大为减少，并发生脱水，增石炭作用（由缩合和叠合作用得到）氢和氧含量降低，褐煤水含量仍高，发热量亦不高，由于缩合和叠合作用处于初级阶段，用作民用燃料、煤气化原料尚可，用作炼焦原料则不宜。在地压和地热的继续作用下，褐煤中的有机质进一步反应，逐步形成凝胶化组份、丝炭组分和稳定组份。由于成煤原料（植物）和成煤条件的差异，形成的上述组分的含量各不相同，所得的烟煤品质也不同。
炼钢生产流程详细讲解
钢铁生产工艺主要包括：炼铁、炼钢、轧钢等流程。 （1）炼铁：就是把烧结矿和块矿中的铁还原出来的过程。焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入高炉中冶炼成液态生铁（铁水），然后送往炼钢厂作为炼钢的原料。 （2）炼钢：是把原料（铁水和废钢等）里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。 （3）连铸：将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里，凝成坯壳后，从结晶器以稳定的速度拉出，再经喷水冷却，待全部凝固后，切成指定长度的连铸坯。 （4）轧钢：连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机轧制成各类钢材，形成产品。 炼钢工艺总流程图
炼焦生产流程：炼业是将焦煤经混合，破碎后加入炼焦炉经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。
烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。 高炉生产流程：高炉作业是将铁矿石、焦炭及助熔剂由高炉顶部加入炉，再由炉下部鼓风嘴鼓入高温热风，产生还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。
转炉生产流程：炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后，再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份，最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。 连铸生产流程：连续铸造作业乃是将钢液转变成钢胚之过程。上游处理完成之钢液，以盛钢桶运送到转台，经由钢液分配器分成数股，分别注入特定形状之铸模，开始冷却凝固成形，生成外为凝固壳、为钢液之铸胚，接着铸胚被引拔到弧状铸道中，经二次冷却继续凝固到完全凝固。经矫直后再依订单长度切割成块，方块形即为大钢胚，板状形即为扁钢胚。此半成品视需要经钢胚表面处理后，再送轧钢厂轧延.
炼钢工艺流程
炼钢工艺流程 造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣 的量减至最小。 出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放 出，以防回磷等。 熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。 电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本，提高生产率。 熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将 炉料熔化及升温，并造好熔化期的炉渣。 氧化期和脱炭期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2％左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧 化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。 精炼期：炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物，经化学反应选入气相或排、浮入渣中，使之从钢液中排除的工艺操作期。 还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功 率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。 炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多，大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同，又可分为钢 包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。 钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化，并能促进
化学工艺学课后习题及答案
第2章化学工艺基础 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？ 答：转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，使目的产物的收率最高。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： ⑴提高反应速率和选择性。⑵改进操作条件。⑶催化剂有助于开发新的反应过程，发展新的化工技术。⑷催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。 在生产中必须正确操作和控制反应参数，防止损害催化剂。 催化剂使用时，必须在反应前对其进行活化，使其转化成具有活性的状态，应该严格按照操作规程进行活化，才能保证催化剂发挥良好的作用。 应严格控制操作条件：①采用结构合理的反应器，使反应温度在催化剂最佳使用温度范围内合理地分布，防止超温；②反应原料中的毒物杂质应该预先加以脱除，使毒物含量低于催化剂耐受值以下；③在有析碳反应的体系中，应采用有利于防止析碳的反应条件，并选用抗积碳性能高的催化剂。 在运输和贮藏中应防止催化剂受污染和破坏；固体催化剂在装填时要防止污染和破裂，装填要均匀，避免“架桥”现象，以防止反应工况恶化；许多催化剂使用后，在停工卸出之前，需要进行钝化处理，以免烧坏催化剂和设备。 2-10假设某天然气全是甲烷，将其燃烧来加热一个管式炉，燃烧后烟道气的摩尔分数组成（干基）为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比，并列出物料收支平衡表。 解：设烟道气（干基）的量为100mol。 反应式：CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O 分子量：16 32 44 18
化学工艺学 第二版 (米镇涛 著) 课后习题答案
※<习题一> 课后习题： 1化学工艺学定义、化学工艺学研究范畴、化学工艺学与工程的关系？ 答：化学工艺学是将化学工程学的先进技术运用到具体的生产过程中，以化工产品为目标的过程技术。化学工程学主要研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律，他的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应，特别释放大中的效应。化学工艺学与化学工程学都是化学工业的基础科学。化学工艺与化学工程相配合，可以解决化工过程开发、装置设计、流程组织、操作原理及方法方面的问题；此外，解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。 2现代化学工业的特点？ 答：特点是：（1）原料、生产方法和产品的多样性和复杂性；（2）向大型化、综合化，精细化发展；（3）多学科合作、技术密集型生产；（4）重视能量的合理利用，积极采用节能工艺和方法；（5）资金密集，投资回收速度快，利润高；（6）安全与环境保护问题日益突出。 补充习题： 1现代化学工业的特点是什么？ 2化学工艺学的研究范畴是什么 3简述石油化工原料乙烯的用途？ 4利用合成气可以合成哪些产品？ 5※<习题二> 课后习题： 1.生产磷肥的方法是哪两类？ 答：生产磷肥的两种方法是： （1）酸法它是用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石，最常用的是硫酸。硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶，主反应式为 （2）热法利用高温分解磷矿石，并进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。 1.石油的主要组成是什么？常、减压蒸馏有哪几类？ 答：石油的化合物可以分为烃类、非烃类以及胶质和沥青三大类。烃类即碳氢化合物，在石油中占绝大部分。非烃类指含有碳、氢及其他杂原子的有机化合物。常、减压蒸馏有三类：（1）燃料型（2）燃料—润滑油型（3）燃料—化工型 4.石油的一次加工、二次加工介绍 答：石油一次加工的方法为常压蒸馏和减压蒸馏。
炼钢连铸工艺流程介绍
连铸工艺流程介绍 将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”(叫引锭头）的铜模内（叫结晶器),钢水很快与“活底”凝结在一起,待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯,一边走一边凝固，直到完全凝固。待铸坯完全凝固后,用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺，就叫连续铸钢。
【导读】:转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包,结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程,主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。? 连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。?将装有精炼好钢水的钢包运至回转台,回转台转动到浇注位置后,将钢水注入中间包,中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一,它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用,将结晶器内的铸件拉出,经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。?连铸钢水的准备 一、连铸钢水的温度要求: 钢水温度过高的危害:①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控,降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达;⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。 钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞,浇铸中断;②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷; ③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。 二、钢水在钢包中的温度控制: 根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化;其次,要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。 实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施： 1）钢包吹氩调温 2)加废钢调温 ３）在钢包中加热钢水技术 4）钢水包的保温 中间包钢水温度的控制
炼钢工艺流程图
炼钢工艺流程 1炼钢厂简介 炼钢厂主要将铁水冶炼成钢水，再经连铸机浇铸成合格铸坯。现有5座转炉，5台连铸机，年设计生产能力为500万吨，现年生产钢坯400万吨。其中炼钢一分厂年生产能力达到240万吨；炼钢二厂年生产能力为160万吨。 2炼钢的基本任务 钢是以Fe为基体并由C、Si、Mn、P、S等元素以及微量非金属夹杂物共同组成的合金。 炼钢的基本任务包括：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧去除有害气体和夹杂，提高温度，调整成分，炼钢过程通过供氧造渣，加合金，搅拌升温等手段完成炼钢基本任务，“四脱两去两调整”。 3氧气转炉吹炼过程 氧气顶吹转炉的吹氧时间仅仅是十分钟，在这短短的时间内要完成造渣，脱碳、脱磷、脱硫、去气，去除非金属夹杂物及升温等基本任务。 由于使用的铁水成分和所炼钢种的不同，吹炼工艺也有所区别。氧气顶吹转炉炼钢的吹炼过程，根据一炉钢吹炼过程中金属成分，炉渣成分，熔池温度的变化规律，吹炼过程大致可以分为以下3个阶段： （1）吹炼前期。（2）吹炼中期。（3）终点控制。 炼好钢必须抓住各阶段的关键，精心操作，才能达到优质、高产、低耗、长寿的目标。 装入制度 装入制度是保证转炉具有一定的金属熔池深度，确定合理的装入数量，合适的铁水废钢比例。
3.1.1装入量的确定 装入量是指转炉冶炼中每炉次装入的金属料总重量，它主要包括铁水和废钢量。目前国内外装入制度大体上有三种方式： （1）定深装入；（2）分阶段定量装入；（3）定量装入 3.2.2装入次序 目前永钢的操作顺序为，钢水倒完后进行溅渣护炉溅渣完后装入废钢，然后兑入铁水。 为了维护炉衬，减少废钢对炉衬的冲击，装料次序也可以先兑铁水，后装废钢。若采用炉渣预热废钢，则先加废钢，再倒渣，然后兑铁水。如果采用炉内留渣操作，则先加部分石灰，再装废钢，最后兑铁水。 供氧制度 制订供氧制度时应考虑喷头结构，供氧压力，供氧强度和氧枪高度控制等因素。 3.2.1氧枪喷头 转炉供氧的射流特征是通过氧枪喷头来实现的，因此，喷头结构的合理选择是转炉供氧的关键。氧枪有单孔，多孔和双流道等多种结构。永钢使用的是4孔拉瓦尔喷头形式喷枪。 3.2.2氧气压力控制 氧气压力控制受炉内介质和流股马赫数的影响。经测定，炉内介质压力一般为—，流股马赫数在—之间。因此目前在转炉上使用的工作压力为—，视各种扎容量而定。一般说来，转炉容量大，使用压力越高。 3.2.3氧气流量和供氧强度 （1）氧气流量：
化学工艺学课后习题答案
第2章化学工艺基础 2-1 为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源？它们的综合利用途径有哪些？ 答：石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展至今，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有 90%来源于石油和天然气。90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘和甲醇。其中的三烯主要有石油制取，三苯、萘、甲醇可有石油、天然气、煤制取。 2-2生物质和再生资源的利用前景如何？ 答：生物质和再生能源的市场在短期内不可能取代，传统能源的市场，但是在国家和国际政策的指引下，在技术上的不断突破中，可以发现新能源在开始慢慢进入试用阶段，在石油等传统资源日益紧张的前提下，开发新能源也是势不可挡的，那么在我国生物质作现阶段主要仍是燃烧利用，但是越来越的的研究开始往更深层次的利用上转变，估计在未来的一段时间生物质能源会开始慢慢走入人们的视线 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？ 答：转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，使目的产物的收率最高。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： ⑴提高反应速率和选择性。⑵改进操作条件。⑶催化剂有助于开发新的反应过程，发
炼铁炼钢工艺流程
1.3 企业基本情况 新绛县祥益工贸有限公司根据山西省发展和改革委员会(晋发改备案【2007】146号)批文，建设450m3高炉，并配套建设90m3带式烧结机等。 新绛县祥益工贸有限公司位于运城市新绛县煤化工业园区，厂址距新绛县城10km,距离同蒲铁路侯马北货站10km，距大运高速公路出口2.5km，距晋韩高速公路出口3km，交通运输十分便利，地理位置非常优越。 新绛县祥益工贸有限公司占地面积约28万m2，目前拥有职工600余人，其中中层管理人员20人，各类专业技术人员40余人（其中高级技术人员3人，中级技术人员20人），职工队伍稳定，职工素质普遍提高。公司紧紧依托当地丰富的矿产资源优势，艰苦创业，我稳步发展。 新绛县祥益工贸有限公司始终坚持质量第一、信誉为本的宗旨，依靠全体员工团结拼搏、积极开拓、艰苦创业、自强不息的努力，企业迅速发展壮大，为新绛县经济发展做出贡献。 1.4 高炉生产工艺简述 高炉冶炼用的焦炭、含铁原料、溶剂在原料厂和烧结厂加工处理合格后，用皮带机运至料仓贮存使用。 各种炉料在仓下经二次筛分、计量后，按程序由仓下皮带机送到高炉料坑，由料车将炉料至炉顶加入炉内进行冶炼。 高炉冶炼的热源主要来源于焦炭和煤粉的燃烧。各种原料在炉内进行复杂的理化反应，炉内承受着高温高压作用。为此，高炉内要砌耐火材料，并在高温区和重要部位设冷却壁，确保高炉安全生产。 高炉冶炼用风由鼓风机站供给，冷风以热风炉加热后送入高炉。 高炉冶炼主要产品是生铁，副产品为煤气、炉渣、炉尘等。 高炉的铁水用铁水罐拉至铸铁机进行铸铁，或用汽车将铁水罐直接送至铸铁机进行铸铁，或用汽车将铁水罐直接送至炼钢厂进行炼钢。 高炉煤气经除尘、净化后一部分供热风炉烧炉，余下部分供烧结机、喷煤和6000kw发电机组。 高炉炉渣在炉前进行水冲渣，水渣送至建材厂制砖，或送至水泥厂作为制作水泥的原料。 高炉产生的各种原料、重力除尘拉到烧结厂进行配料烧结，煤气除尘的布袋拉到建材厂进行综合利用。 高炉生产工艺流程见图二。 1.6烧结生产工艺简述 90m3烧结机主要包括烧结机及相应配套的原料系统、配料系统、混料系统、破碎、筛分系统、鼓风冷却系统、成品贮存系统以及供风、供水、供电等辅助设施。 该工程主要由生产设施、辅助设施和生活设施三大部分组成，其中生活设施由建设单位同意考虑，故本设计只考虑生产设施和辅助设施。 生产设施包括原料及配料系统，主烧结室、带冷几室、风机房、烟卤，一混合室、二混合室、成品中间仓等。 辅助设施包括原料及配料系统除尘及配套风机，机头除尘室及配套风机、烟卤，机尾布袋出尘室及配套风机、变配电室、水泵房等。 生产设施的总图布置为带冷机室在、主烧结室东西方向布置，除尘室的南侧。原料上料及配料系统布置在主烧机室的东侧，一混合室、二混合室布置在主烧机室的南侧。成品中间仓布置在带冷机室的南侧，距高炉储矿槽100余米，由成品皮带将成品烧结矿送至高炉储矿槽上。 烧结生产工艺流程见图三。 1.8 高炉喷煤生产工艺简述 高炉喷煤配套工程，是节约焦炭、降低高炉炼铁生产成本的重要措施。自从六十年代我国鞍钢、首钢高炉喷煤会的成功以来很快在国内普遍推广应用，并且高炉喷煤在工艺及其相关技术得到了迅速发展。尤其是近几年发展的富氧大喷煤技术（宝钢喷煤煤比打达到≥200kg/Tfe水平）给高炉生产注入县的生机。国内炼铁生产规模不断扩大与高炉生产效率的提高，对焦炭需求量业日趋增加，由于国内
炼钢工艺流程
【导读】：转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。归纳为：“四脱”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（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。本专题将详细介绍转炉炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。 转炉冶炼目的：将生铁里的碳及其它杂质（如：硅、锰）等氧化，产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。 【相关信息】钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。钢具有很好的物理、化学性能与力学性能，可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工，其用途十分广泛。 转炉冶炼原理简介： 转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入，那就是底吹转炉；氧气从顶部吹入，就是顶吹转炉。 转炉冶炼工艺流程简介：
化学工艺学习题及解答
2-1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同？ 答：（1）开采：一个煤矿往往有多层煤层。每煤层的厚度也不同，为此需建造长长的坑道，铺上铁轨，才能从各层将煤运出。 为运送物资和人员，还需要建造竖井，装上升降机。石油和天然气，用钻机钻道并建立油井（或气井）后，借用自身的压力（开采后期需抽汲），石油及天燃气即可大量从地下喷出，因此开采比煤方便得多。 （2）运输：煤用铁路或轮船运输，运力受限制，石油和天然气一般采用管道输送，初期投资似乎较大，但从长期看还是划算的，管道输送成本低、方便，也不受运力限制。 （3）加工：煤是高分子量缩聚物，一般用热化学方法处理，将煤裂解，可得到气体、液体和固体产物，由于成分复杂，从中制取纯物质难度较大。石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物，一般采用物理方法将混合物分离和提纯。为增加某一组分（或馏分）的产量，也常采用化学方法（如化学合成或化学热裂解）。因此，由石油和天然气加工制得的化工产品，比煤多得多，生产成本也比煤低。 （4）应用：煤主要用作一次性能源。随着石油资源日益枯竭，由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视，并得到迅速发展，继而带动煤化工工业的发展。煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。人们指望在不久的将来，由煤化工和天然气逐步取代石油化工，成为获取化工产品的主要途径。石油大量用作发动机燃料，由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。大多数的化工产品都由石化行业生产出来。但随着石油资源的枯竭，石油化工将逐步萎缩，并被煤化工和天然气化工取代。天然气目前大量用作民用燃料。但以天然气为原料的C1化学工业发展迅速，天然气资源丰富，开采和运输方便，以它为原料合成发动机液体燃料，投资和生产成本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石油化工，成为化学工业的主要产业。 2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。 答：在泥炭化阶段，经好养细菌和厌氧细菌分解，植物开始腐败，植物中的蛋白质开始消失，木质素、纤维素等大为减少，产生大量腐蚀酸。但植物残体清晰可见，水分含量很高，这一阶段得到的泥炭，大量用作民用燃料，工业价值甚小。 在煤化阶段，形成的泥炭在地热、地压的长期作用下，开始进一步演变，首先有无定形的物质转换为岩石状的褐煤，腐植酸大为减少，并发生脱水，增石炭作用（由缩合和叠合作用得到）氢和氧含量降低，褐煤水含量仍高，发热量亦不高，由于缩合和叠合作用处于初级阶段，用作民用燃料、煤气化原料尚可，用作炼焦原料则不宜。在地压和地热的继续作用下，褐煤中的有机质进一步反应，逐步形成凝胶化组份、丝炭组分和稳定组份。由于成煤原料（植物）和成煤条件的差异，形成的上述组分的含量各不相同，所得的烟煤品质也不同。 随着缩合和叠合作用持续地进行下去，结果形成不同煤化程度的烟煤。如长焰煤、气煤、肥煤、焦煤和瘦煤等。处于焦煤阶段的煤，由于缩合和叠合程度适宜，煤的粘结性好，适合用作炼焦原料。由烟煤演变成的无烟煤，分子叠合程度进一步加深，H、O含量进一步减少，凝胶化组份和稳定组分明显减少，这种煤适合做民用燃料和煤气化燃料，在化工上的应用也不如烟煤重要。 煤化程度演变到石墨阶段，煤分子中H、O已消失，分子排列正规，用加热的方法已不能将其分解，物理、化学性质已同普通煤有相当大的区别，似乎已是另类物质，故不将它列为煤的一个品种。 3-1 氧化反应有哪些特点？这些特点与工艺流程的组织有什么?具体的联系？ 答：氧化反应的共同特点有：1属强放热反应；2反映途径多样化，副产品品种多；3生成CO2和水的倾向性（即深度氧化）大。 在工艺流程中须考虑热量的回收和合理利用，在设备的选用时，须考虑反应热的及时携出问题。由于生成的主、副产物品种多，含量不高（或集中度差），在工艺流程中须考虑产物的分离次序。分离设备的选用或设计时要考虑是否能达到分离要求的问题。为减少CO2和水的生成，选择氧化剂和氧化催化剂相当重要，并在工艺流程组织重要考虑氧化剂和氧化催化剂的循环及回收利用问题，为减少深度氧化反应的发生，适时中止氧化反应相当重要，为此，在工艺流程中须设置中止氧化反应的设备，如急冷器等。 3-2 二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，为什么要在不同温度条件下分段进行？ 答: 在二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反应中，反应热力学和反应动力学之间存在矛盾，即为达到高转化率，希望反应在较低温度下进行。为加快反应速率，希望反应在较高温度下进行，在实际生产中，为兼顾资源利用、环境保护及企业生产能力，常将反应分段进行。首先利用SO2初始浓度高，传质推动力大的优势。在较低温度下快速将反应转化率提升至70%-75%，然后快速升温至较高反应温度，在此利用反应动力学优势，快速将反应转化率提升至85%-90%。进入第三阶段后，反应又在较低温度下进行，利用反应热力学优势，将转化率再次提至97%-98%。由于提升幅度不大，花费的时间也不会很多。这种反应顺序的安排，既照顾了反应转化率，又兼顾了反应速率。但若追求高转化率（如达到99.5%），反应需在更低的温度下进行，花费时间长，将严重影响到企业的生产能力，此时需采用本教科书上介绍的“二转二吸”工艺才行。 3-4 简述环氧乙烷生产中车间的安全问题。 答：环氧乙烷生产车间采用的原料（以西）和产品（EO）都是易燃易爆物料，运输和储存中，管路、容器和反应器都不准有溢流现象发生；车间动力线路采用暗线埋设，设备采用防爆电机驱动，设备之间排列顺序和间距要符合国家安全要求，不能用铁器击打设备和管道，不穿有铁钉的鞋子。各工段之间的间距也符合国家安全要求。乙烯-氧气混和器，氧化反应器的设计和制造要规范，严格符合工艺和安全要求，以避免混合器爆炸、氧化器“飞温”和“尾烧”等事故发生。车间设置安全通道，配置灭火等消防设施。 3-5 丙烯腈反应器改进的方向以及目前遇到的困难 答：目前广泛采用的Sohio细粒子湍流床反应器比固定床反应器优越，但实际操作与反应原理之间存在不小的矛盾。从氧化-还原机理及丙烯氨氧化的特性来看，要求床层下部处于低氧烯比状态，在获得一定转化率（如80%）的同时，提高反应的
转炉炼钢工艺流程介绍
转炉炼钢工艺流程介绍 ---- 冶金自动化系列专题 【导读】：转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。归纳为：“四脱”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（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。本专题将详细介绍转炉炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。【发表建议】 转炉冶炼目的：将生铁里的碳及其它杂质（如：硅、锰）等氧化，产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。 【相关信息】钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。钢具有很好的物理、化学性能与力学性能，可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工，其用途十分广泛。 [查看全文] 转炉冶炼原理简介： 转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入，那就是底吹转炉；氧气从顶部吹入，就是顶吹转炉。 [查看全文] 转炉冶炼工艺流程简介：