钢铁冶金学炼铁部分习题
钢铁冶金学(炼铁学)王筱留—第二版题库1

6、常见的烧结矿显微结构有、、、
、。
7、是影响烧结矿质量的重要因素。
8、生球成型的机理主要是利用的特性。
9、铁矿粉球团过程包括生球成型和两个主要作业。成球过程分为三个阶段:
、和。
10、生球干燥的目的是、
。生球干燥由和两个过程组成。
3、简述高炉煤气流合理分布的标志。
4、简述高炉冶炼时炉料下降的原因。
作图回答
1、画出合理的煤气流分布曲线并阐述其特点。
2、画图分析正同装与倒同装、正分装与倒分装对高炉煤气流的影响状况。
回答分析
1、分析说明高炉料柱压差ΔP随冶炼强度变化的原因。
2、分析说明如何改善块状料带和软熔带的透气性。
3、写出高炉内炉料下降的力学条件表达式,分析改善下降条件的措施。
6、简述高炉冶炼对焦炭的质量要求。
7、简述炼焦工艺流程。
8、简述高炉冶炼对煤粉的质量要求。
9、
填空题:
1、高炉系统包括、、、、
、等主要系统。
2、高炉生产过程中应严格控制的关键性环节有、
、。
3、铁矿石的分类有、、、等类型。
4、铁矿石评价的要点有、、
、、、。
5、炼焦工艺过程中影响焦炭质量的环节大体上可分为、、
1、高炉有效容积利用系数 2、焦比 3、煤比 4、生铁合格率 5、置换比
6、冶炼强度 7、燃烧强度 8、焦炭负荷 9、休风率 10、喷吹率 11、固相反应
12、落下实验 13、耐压实验 14、转鼓实验 15、熔滴性能测定 16、析碳反应
17、碳素溶解损失反应 18、间接还原 19、直接还原 20、耦合反应 21、硫负荷
、等,其中起着决定作用。
钢铁冶金学基本问答题

炼铁部分※<第一章>1.试说明以高炉为代表的炼铁生产在钢铁联合企业中的作用和地位。
2.简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。
3.画出高炉本体剖面图,注明各部位名称和它们的作用。
4.试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。
5.高炉冶炼的产品有哪些?各有何用途?6.熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。
※<第二章>1、高炉冶炼对矿石(天然矿,烧结矿,球团矿)有何要求,如何达到这些要求?2、烧结过程中固体燃料燃烧有几种反应,用热力学分析哪一种反应占主导地位?3、简述固相反应的特点及其对烧结反应的影响。
5、烧结过程蓄热从何而来,为什么高料层厚度作业能提高烧结矿质量,降低燃耗?6、简述影响烧结矿还原性的因素以及提高还原性的主攻方向。
7、简述铁精矿粉的成球机理,并讨论影响其质量的因素。
8、从烧结矿和球团矿性能比较,说明合理炉料结构的组成。
※<第三章>1.结合铁矿石在高炉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。
2.在铁氧化物逐级还原的过程中,哪一个阶段最关键,为什么?3.何谓“间接”与“直接”还原?在平衡状态、还原剂消耗量及反应的热效应等方面各有何特点?4.试比较两种气态还原剂CO和H2在高炉还原过程中的特点。
5.当前世界上大多数高炉在节约碳素消耗方面所共同存在的问题是什么?如何解决?6.从“未反应核模型”以及逆流式散料床的还原过程特点出发如何改善气固相还原过程的条件,提高反应速率,以提高间接还原度?7.何谓“耦合反应”,其基本原理是什么?在什么条件下必须考虑其影响?9.造渣在高炉冶炼过程中起何作用?10.何谓“熔化”及“熔化性温度”?二者的异同及对冶炼过程的意义,是否熔化温度越低越好,为什么?11.炉渣“粘度”的物理意义是什么?以液态炉渣的微观结构理论,解释在粘度上的种种行为。
12.何谓液态炉渣的“表面性质”?表面性能不良会给冶炼过程造成哪些危害?13.与炼钢过程比较,高炉冶炼的条件对炉渣去硫反应的利弊如何?5※<第四章>1.风口前焦炭循环区的物理结构如何?风口前碳的燃烧在高炉过程中所起的作用是什么?2.什么叫鼓风动能?它对高炉冶炼有什么影响?3.什么叫理论燃烧温度?它在高炉冶炼中起何作用?4.什么叫水当量?沿高炉高度方向水当量的变化特征?5.高炉内三种传热方式各自进行的条件如何?在不同条件下哪一种方式为控制性环节?5※<第五章>1.写出欧根公式,说明式中各因子的物理意义,指出该式对高炉作定性分析时适用的区域,并从炉料和煤气两方面分析影响ΔP的因素及改善炉内透气性的主要途径。
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,通常分为直接还原和熔融还原,一般与电炉配合,组成直接还原或熔融还原—电炉—轧机流程,被称为短流程,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. 高炉有效容积:由高炉出铁口中心线所在平面到大料钟下降位置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:矿石中铁结合的氧被还原剂夺取的难易程度。
主要取决于矿石的致密程度、空隙及气孔分布状态。
一般还原性好,碳素燃料消耗量低。
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:抗高温熔化性能的指标,用耐火锥变形的温度表示,它表征耐火材料的热性质,主要取决于化学组成、杂质数量和分散程度。
实际使用温度要比耐火度低。
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):是指在温度急剧变化条件下,不开裂、不破碎的性能。
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. 高炉有效容积利用系数(吨/米·日)=合格生铁折合产量/(有效容积×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/m3·h。
钢铁冶金技术考试题库答案

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。
钢铁冶金炼铁部分课后作业题及答案

$钢铁冶金炼铁部分课后作业题及答案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/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。
钢铁冶金炼铁部分课后作业题及答案

钢铁冶金炼铁部分课后作业题及答案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。
钢铁冶炼专业考试试题库带答案

钢铁冶炼专业考试试题库带答案第一部分:选择题
1. 下列哪种炼铁炉主要用于高磷铁矿冶炼?
A. 高炉
B. 电炉
C. 湿法炼铁炉
D. 转炉
答案:C
2. 制取高强度钢铁常用的工艺是什么?
A. 变形高温处理
B. 低温回火处理
C. 热轧工艺
D. 液石制程
答案:A
3. 特殊钢生产中,下列哪种方法主要用于去除不纯物?
A. 热轧
B. 冷拔
C. 规定化处理
D. 换热工艺
答案:C
第二部分:填空题
1. 高炉的主要原料是____和____。
答案:铁矿石,焦炭。
2. 在冶炼过程中,生铁主要成分是____和____。
答案:铸铁,钢铁。
3. 钢铁冶炼过程中生成气体的主要成分是____和____。
答案:CO,CO2。
第三部分:问答题
1. 简述高炉冶炼的基本原理及工艺流程。
答案:高炉冶炼是将铁矿石、焦炭和石灰石等原料在高炉内进行炼制的工艺。
其基本原理是通过高温还原反应使铁矿石中的金属铁还原成生铁,同时将不纯物质熔化成渣滓。
高炉冶炼的工艺流程主要包括炉料加入、还原反应、渣铁分离和产品收集等环节。
2. 请简要说明变形高温处理对钢铁性能的影响。
答案:变形高温处理是通过加热和变形来改变钢铁的组织和性能的一种工艺。
该处理能够使钢铁晶粒细化、提高材料的强度和韧性,并改善其耐腐蚀性能。
此外,变形高温处理还可以消除钢铁中的残余应力,提高材料的加工性能。
以上为钢铁冶炼专业考试试题库带答案,希望对您有所帮助。
炼铁工艺试题

高炉炼铁工艺试题一、填空题1. 高炉生产的主要原料是、、和熔剂。
答案:铁矿石及其代用品;锰矿石;燃料2. 焦碳的高温反应性,反应后强度英文缩写分别为、、其国家标准值应该是、(百分比)。
答案:CRI、CSR、≤35%、≥55%3. 矿石中的Pb是一种有害杂质,其含量一般不得超过。
答案:%4. 每吨生铁消耗的含Fe矿石中,每增加1%SiO2,将使吨铁渣量增加。
答案:35-40kg5. 焦炭中的硫多以、和的形态存在,其中以形态存在的占全部硫量的67%-75%。
答案:硫化物、硫酸盐;有机硫;有机硫6. 矿石的冶金性能包括、性能、还原膨胀性能、荷重还原软化性能和熔滴性能。
答案:还原性、低温还原粉化7. 炼铁的还原剂主要有三种,即、和。
答案:碳、一氧化碳、氢8. 高炉内CO不能全部转变成CO2的原因是因为铁氧化物的需要过量的CO与生成物平衡。
答案:间接还原9. 高炉内碱金属的危害根源在于它们的。
答案:循环和富集10. 选择风机时,确定风机出口压力应考虑风机系统阻力、和等因素。
答案:料柱透气性;炉顶压力11. 停炉方法有和两种方法。
答案:物料填充;空料线打水12. 高炉的热效率高达,只要正确掌握其规律,可进一步降低燃料消耗。
答案:75%-80%13. 要使炉况稳定顺行,操作上必须做到三稳定,即、、。
答案:炉温、碱度、料批14. 造渣制度应根据和确定。
答案:原燃料条件;生铁品种15. 风口前每千克碳素燃烧在不富氧,干风的条件下,所需风量为。
答案:kg16. 开炉料的装入方法有、、。
答案:炉缸填柴法、填焦法、半填柴法17. 影响高炉寿命的因素有筑炉材质、、操作制度和措施。
答案:冷却设备和冷却制度、护炉与补炉18. 铁矿石还原速度的快慢,主要取决于和的特性。
答案:煤气流;矿石19. 选择冷却壁结构型式,要以为基础,以防止为目的,以防止(冷却壁破损)为措施,以作为根本的原则。
答案:热负荷;内衬侵蚀和脱落;高炉长寿20. 一般风温每提高100℃,使理论燃烧温度升高,喷吹煤粉每增加10kg/t,理论燃烧温度降低。
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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。