钢铁冶金原理(炼铁部分)期末考试总结
钢铁冶金期末复习

习题精选A 重点习题*1.用Si 热法还原MgO ,即Si (s)+2MgO (s)=2Mg (s)+SiO 2(s)的标准吉布斯自由能与温度的关系为:=∆θr G (523000-211.71T ) J ∙mol -1,试计算:(1)在标准状态下还原温度;(2)若欲使还原温度降到1473K ,需创造什么条件?(答案:(1)2470K ;(2)Pa 27.18Mg <p )B 一般习题1.在298~932K (Al 的熔点)温度范围内,计算Al 2O 3的标准生成吉布斯自由能与温度的关系。
已知 1673600θ)O 298(Al 32-=∆H 1mol J -⋅2.利用气相与凝聚相平衡法求1273K 时FeO 的标准生成吉布斯自由能θO Fe f x G ∆。
已知:反应(g)2(s)(g)2(s)O H Fe H FeO +=+在1273K 时的标准平衡常数668.0θ=K(g)2(g)221(g)2O H O H =+ T G 51.11249580θOH f 2+-=∆ -1mol J ⋅ (答案: -1θFeOf mol J 181150⋅-=∆G ) 4. 已知 在460~1200K 温度范围内,下列两反应的θG ∆与T 的关系式如下3Fe (s)+C (s)=Fe 3C (s) θf G ∆=(26670-24.33T ) J ∙mol -1 C (s)+CO 2=2CO θr G ∆=(162600-167.62T ) J ∙mol -1问: 将铁放在含有CO 220%、CO75%、其余为氮气的混合气体中,在总压为202.65kPa 、温度为900℃的条件下,有无Fe 3C 生成?若要使Fe 3C 生成,总压需多少?(答案:不能生成Fe 3C; p 总>973.73kPa )5. 计算反应ZrO 2(s)=Zr (s)+O 2在1727℃时的标准平衡常数及平衡氧分压。
指出1727℃时纯ZrO 2坩埚在1.3×10-3Pa 真空下能否分解,设真空体系中含有21%的O 2。
钢铁冶金原理试题及答案

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。
钢铁冶金概论复习资料

钢铁冶金概论期末复习(炼铁部分)1比较说明不同钢铁生产工艺流程铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁铁→精炼(脱S、P、Si等)→钢还原熔化过程氧化精炼过程(炼铁)(炼钢)1.绘制高炉本体内型结构说明各部分名称(画白色部分即可:炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸、风口、渣口、铁口)高炉五大附属系统名称及作用(1)原料供应系统:保证及时、准确、稳定地将合格原料从贮矿槽送上高炉的炉顶;(2)送风系统:保证连续可靠地供给高炉冶炼所需数量和保证足够温度的热风;(3)渣铁处理系统:及时处理高炉排放出的渣铁,保证高炉生产正常运行,获得合格的生铁和炉渣产品;(4)煤气清洗系统:保证回收高炉煤气,使其含尘量降到15mg/m3左右,以便利用;(5)燃料喷吹系统:保证喷入高炉所需燃料,以代替部分焦炭消耗。
高炉内按物料变化五个区域的划分,并简单了解各部分的变化过程(1)块状区主要特征:焦与炭呈交替分布层状,皆为固体状态主要反应:矿石间接还原,碳酸盐分解(2)软熔区主要特征:矿石呈软熔状,对煤气阻力大主要反应:矿石的直接还原,渗碳和焦炭的气化反应(3)滴落区主要特征:焦炭下降,其间夹杂渣铁液滴主要反应:非铁元素还原,脱碳、渗碳、焦炭的气化反应(4)焦炭回旋区主要特征:焦炭作回旋运动主要反应:鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入的辅助燃料发生燃烧反应(5)炉缸区主要特征:渣铁相对静止,并暂存于此主要反应:最终的渣铁反应熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式1有效容积利用系数ημ定义:每立方米高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量(t/m3·d)我国ημ=1.6~2.4(t/m3·d)日本ημ=1.8~2.8(t/m3·d)2焦比定义:冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数(kg/t)我国焦比为250~650(kg/t)3煤比定义:冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数(kg/t)我国煤比为50~220(kg/t)4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/t)我国燃料比为450~700(kg/t)5综合焦比(焦比+煤比×煤焦置换比)6煤焦置换比定义:喷吹1kg煤粉所能替代的焦炭的千克数,一般为0.8左右7焦炭冶炼强度定义:每立方米高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数(t/m3·d)8综合冶炼强度定义:每立方米高炉有效容积每昼夜燃烧的综合焦炭的吨数(t/m3·d),一般为0.9~1.15t/m3·d利用系数、焦比及冶炼强度三者关系纯焦冶炼时:利用系数=焦炭冶炼强度/焦比喷吹燃料时:利用系数=综合冶炼强度/综合焦比(5)休风率定义:指高炉休风时间占规定作业时间的百分比(6)焦炭负荷指每批炉料中铁矿石的重量与焦炭重量之比,用以评估燃料利用水平和调节配料四种天然铁矿石的名称和分子式及特点(1)磁铁矿:主要含铁矿物为Fe3O4 特点:理论含铁量72.4%,红条痕,较软,易还原。
钢铁冶金期末总结

钢铁冶金期末总结钢铁冶金学科是一门综合性很强的学科,它包括矿石的提取,熔炼、炼铁、钢的生产与应用,涉及的知识广泛且深奥。
经过一个学期的系统学习和实践,我对钢铁冶金学科有了更加深入的了解和认识。
在学习过程中,我首先了解了钢铁冶金的概念和发展历程。
钢铁冶金是指将铁矿石经过各种冶金工艺处理,得到高纯度的铁。
钢铁是人类历史上重要的发明之一,它被广泛应用于建筑、制造业和交通运输等领域。
在学习过程中,我了解到钢铁冶金的发展经历了从人工熔铁到高炉、转炉和电炉等不同的技术路线,每一次技术进步都推动了钢铁工业的发展。
在学习了钢铁冶金的基本理论后,我开始了实践环节,其中包括对矿石的提取、熔炼、炼铁和钢的生产与应用等方面的实践。
在矿石的提取过程中,我了解到不同的矿石需要采用不同的方法进行提取,如磁选、浮选和重选等。
在熔炼过程中,我学会了使用高温、高压等手段,将矿石中的有用金属熔化,并进行一系列的处理,以获得所需的金属产品。
在炼铁和钢的生产与应用过程中,我熟悉了高炉、转炉和电炉等不同的工艺流程,理解了各个工艺环节的作用和相互关系。
此外,我还学习了钢铁的热处理和表面处理等方面的知识,掌握了调质、淬火和镀锌等技术。
通过实践环节的学习,我进一步加深了对钢铁冶金学科的理解和认识。
我了解到钢铁冶金不仅仅是一种生产技术,更是一门综合性的学科,它涉及到物理、化学、材料学、机械学等多个学科的知识。
在学习过程中,我不仅得到了理论知识的学习,还学会了如何运用这些知识解决实际问题。
我认识到,钢铁冶金学科的研究对于提高钢铁生产效率、降低能耗和改善产品性能具有重要意义。
在学习过程中,我还了解到钢铁冶金产业是一个庞大而复杂的产业体系,涉及到原材料的开采、矿石的提取、冶炼过程的控制、炼钢和轧钢等多个环节。
在我实践的过程中,我亲身体会到了钢铁冶金产业的规模和重要性。
通过学习和实践,我不仅加深了对钢铁冶金学科的理解,也对钢铁冶金产业有了更为全面的认识。
冶金重点(个人总结版)

冶金重点(个人总结版)第一篇:冶金重点(个人总结版)冶金概论重点第一章第二章种类:铁磁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石等。
粒度要求:适中且均匀大型高炉40~60mm。
中型高炉用25~40mm。
小型高炉用15~25mm燃烧反应的作用:–为高炉冶炼过程提供主要热源;–为还原反应提供CO、H2等气体还原剂;–为炉料下降提供必要的空间。
–影响炉料下降、软熔带形状、煤气利用、冶炼指标• 高炉炉渣是铁矿石中的脉石和焦炭(燃料)中的灰分等与熔剂相互作用生成低熔点的化合物,形成非金属的液相。
• 炉渣的来源–矿石中的脉石:主要是酸性的SiO2和Al2O3,少量碱性成分CaO 和MgO –焦炭灰份:主要是酸性的SiO2(占45~50%左右)和Al2O3(占15~30% 左右)–熔剂:石灰石、白云石分解出的CaO和MgO –被侵蚀的炉衬等• SiO2熔点:1713℃• Al2O3熔点:2050℃• CaO 熔点:2570℃• 分离渣铁,具有良好的流动性,能顺利排出炉外。
• 具有足够的脱硫能力,尽可能降低生铁含硫量,保证冶炼出合格的生铁。
• 具有调整生铁成分,保证生铁质量的作用。
• 保护炉衬,具有较高熔点的炉渣,易附着于炉衬上,形成“渣皮”,保护炉衬,维持生产。
硫是钢铁产品中的有害元素,超过规定标准,钢材在轧制或锻造时会出现裂纹;生铁铸造时铁水流动性差,易引起气孔,这些现象称为热脆。
因此,从原料处理直至炼铁、炼钢等每一道工序都要尽可能使产品中硫的含量降低。
炉料在炉内下降的基本条件:π 形成炉料下降的自由空间的因素⌝ 焦炭在风口前燃烧生成煤气。
⌝ 炉料中的碳参加直接还原。
⌝ 炉料在下降过程中重新排列、压紧并熔化成液相,体积缩小。
⌝ 定时放出渣铁。
炉料下降的力学分析第三章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)。
钢铁冶金设备考试重点总括

冶金机械与设备知识点总括一、名词解释1.高炉有效容积利用系数:每立方米高炉有效容积一昼夜生产生铁的吨数。
2.冶金强度:每立方米高炉有效容积一昼夜消耗的焦炭量。
3.冶金长度:最大拉坯速度下的液芯长度4.焦比:生产每吨生铁消耗的焦炭量5.二冷区:结晶器下口到矫直辊之间的区域6.负滑动:结晶器的下降速度稍高于铸坯的拉坯速度7.蠕变:固体材料在保持应力不变的条件下应变随时间延长而增加的现象8.Csp生产线:薄板坯连铸机和四辊连轧机组成的紧凑式短流程带钢生产线9.三吹二:在转炉跨布置三座转炉,两座吹炼一座维修10.溅渣护炉技术: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,冷却,凝固在炉衬表面上,形成一层高熔点的熔渣层,并与炉衬很好的粘结附着。
二、填空题1.高炉生产的主要工艺过程:供料,上料,装料,冶炼,产品处理。
2.高炉生产车间的主要设备有:供料设备,上料设备,装料设备,辅助设备。
其中辅助设备包括:炉前设备(三机),热风炉设备和除尘设备。
3.高炉生产的总要求是:高产,优质,低耗,长寿。
4.高炉供料系统有料车上料系统和皮带上料系统两种。
5.液力联轴器分为标准型,安全型,可调型。
6.双钟式炉顶装料设备由受料漏斗,布料器,装料器,料钟平衡和操纵设备,探测设备组成。
7.探料器有机械垂直探料器,红外线探料器和同位素探料器三种。
8.眼镜阀的作用是在高炉休风时把无料钟部分与炉内隔开。
9.密封阀用于料罐密封以保证高炉操作压力。
10.布料器旋转溜槽有绕高炉中心线作回转运动和在垂直面内作改变溜槽倾角的运动两种。
11.开铁口机按照动作原理的不同可以分为钻孔式开铁口机和冲钻式开铁口机。
12.堵铁口机(泥炮)按照驱动方式的不同可以分为电动式和液压式。
13.堵渣口机按照驱动方式可分为气动式,电动式和液压式;国内使用较多的是连杆式堵渣口机和折叠式堵渣口机。
14.热风炉根据燃烧室和蓄热室布置方式的不同可以分为内燃式,外燃式和顶燃式。
北京科技大学钢铁冶金学(炼铁部分)知识点复习

炼铁知识点复习第一章概论1、试述3种钢铁生产工艺的特点。
答:钢铁冶金的任务:把铁矿石炼成合格的钢。
工艺流程:①还原熔化过程(炼铁):铁矿石去脉→石、杂质和氧铁→;②氧化精炼过程(炼钢):铁→精炼(脱C、Si、P等)→钢。
高炉炼铁工艺流程:对原料要求高,面临能源和环保等挑战,但产量高,目前来说仍占有优势,在钢铁联合企业中发挥这重大作用。
直接还原和熔融还原炼铁工艺流程:适应性大,但生产规模小、产量低,而且很多技术问题还有待解决和完善。
2、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。
答:特点:①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,只能凭借仪器仪表简介观察;③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。
三大过程:①还原过程:实现矿石中金属元素(主要是铁)和氧元素的化学分离;②造渣过程:实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离;③传热及渣铁反应过程:实现成分与温度均合格的液态铁水。
3、画出高炉本体图,并在其图上标明四大系统。
答:煤气系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。
4、归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。
答:①高的含铁品位。
矿石品位基本上决定了矿石的价格,即冶炼的经济性。
②矿石中脉石的成分和分布合适。
脉石中SiO2和Al2O3要少,CaO多,MgO含量合适。
③有害元素的含量要少。
S、P、As、Cu对钢铁产品性能有害,K、Na、Zn、Pb、F对炉衬和高炉顺行有害。
④有益元素要适当。
Mn、Cr、Ni、V、Ti 等和稀土元素对提高钢产品性能有利。
上述元素多时,高炉冶炼会出现一定的问题,要考虑冶炼的特殊性。
⑤矿石的还原性要好。
矿石在炉内被煤气还原的难易程度称为还原性。
冶金概论考试重点总结

冶金概论考试重点总结第一章:绪论1、冶金学的分类?按研究的领域分:提取冶金学(从矿石中提取金属及金属化合物的过程,因其中进行很多化学反应,又称化学冶金)和物理冶金学(材料的加工成型,通过控制其组成、结构使已提取的金属具有某种性能)。
按所冶炼金属类型分:有色冶金和钢铁冶金(黑色冶金)。
按冶金工艺过程不同分:火法冶金、湿法冶金、电冶金。
2、钢与生铁的区别?3、钢铁生产的典型工艺(长流程)?4、什么是耐火材料?钢铁生产对耐火材料的要求是什么?凡是耐火度高于1580℃,能在一定程度上抵抗温度骤变、炉渣侵蚀和承受高温荷重作用的无机非金属材料,称为耐火材料。
其要求是:耐火度高;能抵抗温度骤变;抗熔渣、金属液等侵蚀能力强;高温性能和化学稳定性好。
5、什么是炉渣?炉渣的分类以及碱度?炉渣是炉料在冶炼过程中不能进到生铁和钢中的氧化物、硫化物等形成的熔融体。
其主要成分是CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO、FeO、P2O5、CaS等。
根据冶炼方法的不同,钢铁生产产生的炉渣分为高炉渣和炼钢渣,按炉渣中含有不同的化学成分又可分为碱性渣和酸性渣。
第二章:高炉炼铁1、高炉冶炼用原料?高炉冶炼用的原料主要有铁矿石(天然富矿和人造富矿)、燃料(焦炭和喷吹燃料)、熔剂(石灰石与白云石等)。
高炉冶炼是连续生产过程,必须尽可能为其提供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定的原料。
2、高炉结构及附属设备?高炉本体主要由钢结构(炉体支承框架、炉壳)、炉衬(耐火材料)、冷却设备(冷却壁、冷却板等)、送风装置(热风围管、支管、直吹管、风口)和检测仪器设备等组成。
附属设备:原料供应系统、送风系统、煤气净化系统、渣铁处理系统。
3、高炉生产主要技术经济指标?有效容积利用系数(ŋV):高炉每立方米有效容积每天生产的合格铁水量(t/m3·d)入炉焦比(K):冶炼一吨生铁消耗的焦炭量(kg/t)煤比(或油比):冶炼一吨生铁消耗的煤粉量或重油(kg/t)燃料比=焦比+煤比(或油比)冶炼强度:高炉每立方米有效容积每天消耗的(干)焦炭量(焦比一定的情况下)生铁合格率:生铁化学成分符合国家标准的总量占生铁总量的指标。
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名词解释脉石:铁矿石中除有含Fe的有用矿物外,还含有其它化合物,统称为脉石。
焦比:冶炼每吨生铁消耗干焦或综合焦炭的千克数。
熔剂:由于高炉造渣的需要,入炉料中常配有一定数量助熔剂,简称熔剂。
有效容积利用系数:在规定的工作时间内,每立方米有效容积平均每昼夜生产的合格铁水的吨数。
等于[t/(m3*d)]=合格生铁折合产量/有效容积×规定工作日休风率:高炉休风时间(不包括计划中的大中及小修)占规定工作时间的百分数。
冶炼强度:冶炼过程强化的程度,干焦耗用量/有效容积×实际工作日直接还原:铁矿石还原剂为固态炭,产物为CO的反应。
耦合反应:某个渣中的离子得到或失去电子成为铁液中不带电的中性原子与另一个铁中原子失去或得到电子而成为渣中离子的氧化还原反应成为耦合反应。
熔化温度:理论上就是相图上液相线温度,或炉渣在受热升温过程中固相完全消失的最低温度。
熔化性温度:炉渣可自由流动的最低温度粘度曲线与45切线的切点温度。
长渣和短渣:温度降到一定值后,粘度急剧上的称为短渣;随温度下降粘度上升缓慢称为长渣。
液泛现象:反应生成的气体穿过渣层,生成气泡,气泡稳定存在于渣层内,炉渣在焦块空隙之间产生类似沸腾现象的上下浮动。
热交换的空区或热储备区:炉身中下部区间内,煤气与炉料的温差很小,大约只有50℃左右,是热交换及其缓慢的区域,成为热交换的空区或热储备区。
水当量:表示单位时间内炉料和炉气流温度变化1℃是所吸收或放出的热量。
上部调节:利用装料制度的变化一调节炉况称为上部调节。
下部调节:调节风速,鼓风动能及喷吹量等送风制度方面参数一调节炉况称为下部调节。
简答题1、高炉冶炼的过程主要目的是什么?答:用铁矿石经济而高效率的得到温度和成分合乎要求的业态生铁。
2、高炉冶炼过程的特点是什么?答:在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂的交织在一起的化学反应和物理变化,且由于高炉是密封的容器,除去投入及产出外,操作人员无法直接观察到反应过程的状况,只能凭借仪器仪表间接观察。
3、焦炭在高炉中的作用是什么?答:○1提供冶炼所需热量; ○2作为氧化物还原所需的还原剂; ○3作为骨架,保证高炉内透气性; ○4铁水渗碳。
4、高炉冶炼对焦炭质量的要求是什么?答:○1要有足够的强度○2固定C量高而灰分低○3焦炭带入硫量低○4挥发分的的质量分数为0.8%-1.2% ○5成分性能以及粒度的稳定性。
5、铁矿粉造块的目的是什么?答:(1)将粉状料制成具有高温强度的块状料以适应高炉冶炼、直接还原等在流体力学方面的要求;(2)通过造块改善铁矿石的冶金性能,使高炉冶炼指标得到改善;(3)通过造块去除某些有害杂质,回收有益元素达到综合利用资源和扩大炼铁矿石原料资源。
6、简答现在烧结生产的工艺流程。
答:现代烧结生产时一种抽风烧结过程,即将铁矿粉、熔剂、燃料、代用品及返矿按一定比例组成混合料,配以适量水分,经混合及造球后,铺于带式烧结机的台车上,在一定负压下点火,整个烧结过程是在9.8~15.7KPa负压抽风下,自上而下进行的。
7、烧结料过湿的危害?生产过程中避免过湿的措施?答:过湿会使料层透气性变坏,甚至可能使下层料变成稀泥状而恶化烧结条件措施:○1适当控制混合料初始水分,加水造球以提高料层透气性为的是保证获得最高的生产率;○2提高混合料的温度。
8、烧结赤铁矿非溶剂性烧结矿或磁铁矿溶剂性烧结矿时,应怎么样配碳,为什么?答:烧结赤铁矿非溶剂性烧结矿时,需要配较高的碳量,使Fe2O3还原或分解为Fe3O4后才能产生低熔点的铁橄榄石(2FeO.SiO2)。
磁铁矿溶剂性烧结矿时,需要配低碳以保持较强的氧化性气氛,使Fe3O4氧化到Fe2O3,在固相中才能形成铁酸钙。
9、在烧结矿物料时主要矿物都是高熔点的,为什么在烧结温度下可以生成液相?答:当物料加热到一定温度时,各组分之间有了固相反应,生成新的化合物,各新生化合物之间,原烧结料各组分之间,以及新生化合物与原组分之间存在低共熔点,使得它们在较底温度下生成液相,开始熔融。
10、为全面衡量造块产品的性能和质量,应从哪几个方面进行检查?答:从化学成分,冷态物理机械性能,热态及还原条件下的物理机械性能,冶金性能和矿相鉴定等方面加以检查。
11、在氧化铁逐渐还原的过程中,哪一个阶段最关键,为什么?答:随还原反应的推进,含氧高的高级氧化物转化为含氧量少的低级氧化物,还原反应越发困难表现为平衡气相成分中要求φ(co)的值越来越高。
又由于FeO相对含O2量为70%,故FeO→Fe这一步骤是决定高炉生产率及耗碳量的关键。
12、根据Si在高炉中的行为,冶炼低Si生铁的必要条件是什么?答:(1)控制Si源,这要从精料上下功夫,努力降低焦炭灰分和含Fe料中的SiO2量;(2)选择合适的炉渣碱度以降低渣中SiO2的活度,一般三元碱度应达到1. 45—1. 55,二元碱度高时取低值,低时则取高值;(3)选用有利于高温区下移的技术措施和操作制度,使炉缸有稳定的充足热量•,使铁水的物理热维持在较高水平;(4)精心操作,包括原燃料成分稳定,称量准确等。
13、对炉渣性能的要求是什么?答:(1)有良好的流动性;(2)有参与所希望的化学反应的充分能力;(3)能满足允许煤气顺利通过及渣铁,渣气良好分离的力学条件;(4)稳定性好,不因冶炼条件的改变炉渣性能急剧恶化。
14、形成泡沫渣的充分必要条件是什么?为什么?答:炉渣的σ/η值的降低时形成稳定的泡沫渣的充分必要条件。
因为炉渣的表面张力(σ)小意味着生成渣中气泡耗能少,,即比较容易,而渣的粘度η大,一方面气泡薄膜比较强韧,另一方面气泡在渣层内上浮困难,生成的小气泡不易聚合或逸出渣层之外。
15、焦炭在风口前的燃烧有哪两种装态?答:一是类似于炉箅上炭的燃烧,炭块是相对静止的,另一种是在剧烈的旋转运动中与氧反应而气化。
16、采取哪些措施可以使燃烧带缩小?答:提高气相中的氧浓度,提高温度及其他加快扩散的措施都将使燃烧带缩小。
17、简单比较高炉内煤气在上升过程中量与成分的变化?答:炉缸燃烧带形成的煤气量大于鼓风量,成分有CO、H2、N2;炉顶煤气量又比炉缸燃烧带形成的煤气量大,由于CO和溶剂分解出来的CO2以及碳素溶损反应使1molCO2或H2O 反应生成2mol的CO或者CO+H2;煤气成分有CO、H2、N2、H2O、CO2。
18、公式q h=d(ɣm-г)/4f'ξ'中,q h、ɣm、Ʈ分别表示什么,什么情况下会发生悬料?答:q h表示炉料的有效质量,ɣm表示散料的堆积密度,г表示没气了的压降梯度。
当ɣ炉料的有效质量等于散料的堆积密度时,q h=0,此时发生悬料。
19、就高炉内料柱总体来说,炉料下降的条件是什么?答:一是炉料的重力必须超过其运动中所遇到的阻力;二是炉料下部可连续提供空间。
20、水当量的概念?炉料与炉气的水当量与炉高及温度变化的对应关系是什么?答:水当量表明单位时间内炉料和炉气流温度变化1℃时所吸收或放出的热量。
炉气水当量基本为一常数,而炉料水当量在高温区有一突变并呈现一峰值。
在低温区Ws<Wg,在高温区Ws>Wg,在中间的某个阶段Ws=Wg。
21、总体上何种传热方式是高炉内的主导传热方式?据此如何改善传热过程?又应考虑其他什么问题?答:对流传热是主要传热方式。
改善办法有:增大煤气流速,使用粘度小的煤气,减小原料粒度等。
还应考虑煤气的压降值,不得过大,以免影响顺行。
22、下面几个符号各代表什么?它们之间的关系是怎样的?ηv、I、K.答:ηv=I/K,ηv表示有效容积利用系数,I表示冶炼强度,K表示焦比。
23、高炉冶炼生产的目标是什么?答:在较长一代炉龄内生产出尽可能多的生铁,而且消耗要低,生铁质量要好,经济效益要高,概括起来就是“优质、低耗、高产、长寿、高效益”24、采用高风温操作,炉内料柱阻损是增加还是降低?什么原因?答:炉内料柱阻损增加,因为风温提高后,炉内煤气压升高,特别是炉子下部的压差会急剧上升,这将使炉内(尤其是炉腹部位)炉料下降的条件明显变坏。
25、是高炉冶炼接受更高风温的条件有哪些?答:(1)提高矿石和焦炭的强度,特别是高温强度(2)提高炉顶煤气压力(3)喷吹燃料和在这之前鼓风加湿。
26、富氧和高风温都能提高理论燃烧温度,降低炉顶温度,能否得出富氧可以代替加热鼓风的结论,为什么?答:不能,因为加热鼓风是给高炉冶炼带入了高温热量,而富氧不但没有带入热量,而且还因富氧后风量减小,高炉冶炼的热收入反而减少了。
论述题1、结合铁矿石在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。
P5答:铁氧化物还原全过程: 1)固体炉料区,反应:高价氧化物的还原和浮氏体的直接还原;主要特征:焦与矿呈交替分布,皆呈固体状态,以气固相反应为主。
2)软熔区,反应:焦炭发生溶损反应(C+CO2=2CO),在固体炉料区未充分还原的矿石发生软化和熔融,主要进行直接还原反应及造渣;主要特征:为固-液-气间的多相反应,软熔的矿石层对煤气阻力很大,决定煤气流动及分布的是焦窗总面积及其分布。
3)疏松焦炭区,反应:含FeO很高的初渣沿焦炭的空隙向下流动,FeO与焦炭之间发生直接还原反应,反应式(FeO)渣+C=Fe+CO, 特征:由于铁液渣与焦炭表面接触良好,扩散阻力小,加之温度高,反应常数很大,反应速率很高。
致使终渣中FeO含量小于0.5%,Fe的总回收率大于99.7% 。
2、可以采取哪些强化烧结过程的技术措施?P53答:(1)混合料预热;(2)加生石灰或消石灰;(3)热风烧结;(4)分层布料和双层烧结; 5)偏析布料。
3、为全面衡量造块产品的性能和质量,应从哪几个方面进行检查?P69答:为全面地衡量造块产品的性能和质量,应从化学成分、冷态物理机械性能、热态及还原条件下的物理机械性能、冶金性能和矿相鉴定等方面加以检查。
4、写出析碳反应的表达式,分析其发生的热力学和动力学条件,说明其对高炉冶炼的影响。
P78答:析碳反应表达式 2CO= C+CO2它是碳素溶解损失的逆反应。
从热力学角度分析,煤气中CO在上升过程中,当温度降到400-600`C时此反应即可发生; 而从动力学条件分析,由于温度低,反应速度可能过于缓慢。
但在高炉中由于存在催化剂——低温下还原生成新相、金属铁、以及催化能力稍差的FeO以及在(CO+H2)混合气中占20%左右的H2等,故高炉内仍有一定数量的析碳反应发生。
此反应对高炉冶炼过程有不利影响:渗入炉身砖衬中的CO若析出碳素则可能因产生膨胀而破坏炉衬,渗入炉料中的CO发生反应则可能使炉料破碎、产生粉末阻碍煤气流等。
通常,由于其量较少,对冶炼进程影响不大。
5、由Ellingham图判断高于950K时FeO不可能被气体还原剂还原,这与实际不符,请解释原因。