《钢铁冶金学》答案
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。
钢铁冶金学试题及答案三通用一篇
钢铁冶金学试题及答案三通用一篇钢铁冶金学试题及答案三 1一、名词解释(每题3分，共30分)1.冶金：研究经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，用加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。
2.炉外精炼：将转炉、平炉或电炉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“二次炼钢”。
炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。
3.钢铁生产的产品：生铁、铁合金和钢。
4.高炉冶炼强度：是指冶炼过程强化的程度，以每昼夜(d)燃烧的干焦量衡量：冶炼强度=干焦用量/(有效容积×实际工作日)[t/(m3·d)]5.炼钢原料：铁矿石(烧结矿、球团矿)、焦炭、熔剂。
6.炉渣碱度：炉渣中碱性氧化物的质量分数总和与酸性氧化物的质量分数总和之比，常用炉渣中的氧化钙含量与二氧化硅含量之比表示，符号R=CaO/SiO2。
7.炼铁原料：铁矿石(烧结矿、球团矿)、焦炭、熔剂。
8.铁水预处理：在炼铁-炼钢之间的`工序，包括脱Si、S、P等。
9.RH：真空循环脱气法：驱动气体从上升管下部1/3处吹入时，带动钢包中的钢液经上升管喷入真空室，钢液在真空室脱气后从下降管返回钢包。
10.连铸工序的功能：将钢水转化成一定规格铸坯，衔接炼钢-轧钢区段，是化学冶金向物理冶金转变的结合部。
二、简答题(每题5分，共30分)1.简述烧结工艺过程?答：是一种抽风烧结过程，在烧结时，采用负压抽风，自上而下燃烧，燃料时形成五层：烧结矿层、燃烧层、预热层、冷料层和垫底料层。
2.高炉的结构及附属设备?答：5段式结构：炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸，附属设备有：原料供应、送风、煤气净化、渣铁处理、高炉喷吹等系统。
3.炼钢的主要任务?答：“4脱”-“2去”-“1提温”-浇铸钢水成规格一定的铸坯。
具体如下：是将废钢、生铁料脱碳、去除有害气体和非金属夹杂物，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分，炼成具有一定化学成分的钢，并使钢具有一定的物理机械性能。
钢铁冶金原理试题及答案
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。
图1四、计算题（共3题，每题12分，共36分）1. 测得温度1873K 还原渣及GCrl5钢的表面张力分别为及1-⋅m N ，两者的接触角 38=α。
试求钢--渣的界面张力，并确定此种还原渣能否在钢液中乳化? 解：305.138cos 45.063.1245.063.1cos202222=⨯⨯⨯-+=-+=s m s m ms σσσσσ 铺展系数：125.0305.145.063.1-=--=--=ms s m S σσσ 铺展系数小于0，说明此熔渣不易在钢渣中乳化。
2.在用CO 还原铁矿石的反应中，l173K 的速率常数12110987.2--⨯=s k ，1273K 的速率常数12210623.5--⨯=s k 试求：(1)反应的活化能；(2)1673K 的速率常数k 值；(3)1673K 的可逆反应的速率常数：)11(0Kk ++。
反应为()2CO FeO CO s FeO +=+； T G mr 26.24228000+-=∆ 1-⋅mol J 解：（1）由⎪⎭⎫ ⎝⎛-=RT E k k a exp 0 可得： ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⨯-1173314.8exp 10978.202a E k⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⨯-1273314.8exp 10623.502a E k 先对上两式取对数，而后在相减，可得：⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⨯⨯--1273111731147.1910623.510978.2lg 22a E12278923127311173110623.510978.2lg 147.19---⋅=-⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-=mol J E a（2）1673K 下的k774.01673112731147.197892310623.5lg2-=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⨯-k 48.0774.010623.5lg lg 2-=+⨯=-k所以 1331.0-=s k（3）1673K 的可逆反应的速率常数：)11(0K k ++ 331.0==+k k00ln K RT G M r -=∆555.0147.1926.241673147.1922800lg 0-=-⨯=K ,278.00=K所以：1052.1278.011331.0)11(-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=+s K k 3.求下列反应的0m r G ∆及温度为1273K 时反应的平衡常数。
钢铁冶金概论考题及答案 (B)
钢铁冶金概论考题(B)一、选择题(15分)1．高炉生产的主要设备为高炉本体，其辅助系统包括：A）渣铁处理系统B）原料系统C）煤气处理系统D）送风系统E）装料系统2．高炉湿式除尘的方法有：A）文氏管B）布袋除尘C）电除尘D）洗涤塔3．高炉内发生间接还原反应的区域主要在：A）块状带B）滴落带C）软熔带D）风口回旋区4．炼钢过程前期的主要反应是：A）碳的氧化B）硅的氧化C）锰的氧化D）磷的氧化5．顶底复吹炼钢法中，可以用作底吹气体的有：A）O2B）H2C）Ar D）N26．在钢水成分达到要求后，炼钢终点控制主要控制：A）钢水成分B）钢水温度C）冶炼时间D）终渣量7．顶底复吹炼钢法中，常用作底吹气体供气的元件类型有：A）喷嘴型B）砖型C）细金属管多孔塞式D）环型供气元件8．Q-BOP法氧枪的冷却保护介质为：A）水B）气态碳氢化合物C）燃料油D）植物油9．采用顶吹氧底吹非氧化性气体复合吹炼时，关键是控制：A）顶吹和底吹的流量比B）顶枪枪位C）底气量D）供氧强度10．连铸钢坯激冷层的结构特点：A）窄B）厚C）晶粒粗大D）晶粒细小二、填空题(25分)1、冶金学按研究的领域分为提取冶金学（化学冶金学）和_____；非高炉炼铁主要包括______和______两种方法。
2、水当量即_____。
3、某大型高炉有效容积4000m3，年（365天）产370万吨炼钢生铁，消耗105万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉200kg，此高炉有效容积利用系数为_ _，燃料比为_____。
4、生产烧结矿时先经过______、______、______、_____等工序，然后对烧结矿进行破碎、筛分、冷却及整粒处理。
5、高炉炼铁时热风是由热风炉产生的，目前用得最多的热风炉是____。
6、顶底复吹转炉炼钢工艺包括______、_____、_____、_____、_____、_____等内容。
7、传统电炉炼钢过程中，主要的金属料为____，造渣剂主要有_____、萤石及火砖块等。
大学_钢铁冶金学试题及答案
钢铁冶金学试题及答案钢铁冶金学试题及答案(一)一、名词解释题(每题3分，共18分)1、高炉有效容积利用系数2、 SFCA3、煤气CO利用率4、高炉的管道行程5、高炉的碱负荷6、 COREX炼铁工艺二、判断题 ( 每题 1、5分，共 30 分 ) (对：，错：。
)1、磁铁矿的理论含铁量为70%，黑色条痕，疏松结构，较易还原。
2、焦炭的主要质量要求是：含碳量高，反应性高，反应后强度高。
3、高炉炼铁要求喷吹用煤粉的爆炸性弱，可磨性指数大，燃烧性高。
4、高风温热风炉的炉顶耐火材料一般使用高铝砖或碳砖。
5、为确保烧结矿固结强度，一般要求烧结最高温度为1350～1380℃。
6、烧结过程的焦粉偏析布料有利于烧结上、下料层温度的均匀化。
7、厚料层烧结工艺的主要目的是为了提高烧结矿生产能力。
8、酸性氧化焙烧球团矿的固结主要靠FeO与SiO2形成的低熔点化合物粘结。
9、原燃料中的P2O5在高炉中不能被还原而全部进入生铁。
10、耦合反应的平衡常数是与之相关的简单反应平衡常数的组合。
11、阻止高炉内K、Na循环富集的对策之一是降低炉渣二元碱度。
12、高炉风口燃烧带出来的煤气中既有CO又有CO2，但前者含量更高。
13、增大高炉鼓风动能的措施之一，是扩大高炉风口直径。
14、提高风口理论燃烧温度，有利于补偿喷吹煤粉热分解带来的温度变化。
15、抑制“液泛现象”，有利于改善高炉下部的透气性、透液性。
16、矿石的软熔性能影响高炉软熔带的位置，但不影响其厚度。
17、加大矿石批重将有助于抑制高炉内的中心煤气流。
18、与加湿鼓风不同，脱湿鼓风的主要作用在于提高高炉产量。
19、富氧鼓风不仅可以给高炉带入热量，而且可以增加高炉产量。
20、炉衬寿命的问题，是熔融还原炼铁法需要解决的关键技术。
三、简答题(每题8分，共24分)1、简述烧结矿固结机理，何种粘结相(液相)有利于改善烧结矿质量?2、提高高炉鼓风温度对其冶炼过程的影响如何，并说明其原因。
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。
钢铁冶金学炼钢部分
炼钢学复习题第二章一．思考题1.炼钢的任务。
1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。
2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。
3）脱氧：在炼钢中，用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢中含氧量叫做脱氧。
（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。
5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元素。
7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。
2.S的危害原因和控制方式。
（1）产生热脆。
（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。
降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的唯一有用用途）（2）控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS 量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。
（2）降低S含量：过高的S 会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。
3.Mn控制S的危害的原理，要求值。
Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。
Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。
Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分数的比值表示，称为“锰硫比”。
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《钢铁冶金学》答案要点
一、填空题
1、沸腾钢、镇静钢
2、硫负荷
3、利用系数
4、炼铁工序能耗
5、滴水成球、雾水长大、无水压紧
6、短渣、长渣
7、管道运行8、液泛现象9、上部调节、下部调节
10、活性石灰、死烧镁石11、沉淀脱氧
12、泡沫渣13、氧化渣、还原渣14、拉碳法、增碳法
二简答题
1.作用：（1）在风口前燃烧，提供冶炼所需热量
（2）固体C及其氧化产物CO是氧化物的还原剂
（3）是支撑料柱的骨架，及煤气的通道
（4）铁水渗碳
质量要求：（1）强度高；（2）固定碳高且灰分低；（3）硫含量低
（4）挥发分低；（5）成分和性能稳定，且粒度合适
（6）反应性好
2.性能指标：（1）耐火度和载重软化点；（2）高温抗折强度
（3）热震稳定性；（4）气孔率和密度；（5）抗渣性损毁原因：（1）熔渣侵蚀；（2）高温和高真空下的损毁；（3）耐材的剥落防护措施：（1）采用“三高”技术，提高耐材的内在质量
（2）优化冶炼工艺，改善耐材的使用条件
（3）采用溅渣护炉，喷补等技术
3. 功能：LF ：加热、搅拌等
RH：真空循环脱气、真空吹氧脱碳等
精炼目的：LF:脱硫、去夹杂、合金化、调节钢液成分和温度等。
RH:真空循环脱气、真空吹氧脱碳等。
4. （1）措施: 保护渣，长水口，惰性气体；
（2）作用：隔绝空气，改善传热，润滑。
5. 主要任务：脱C，去除钢中S，P，氧，气体和夹杂物。
调整钢液成分和温度。
浇注成合格的钢坯或钢锭。
去除方法：C用氧化方法去除；S靠高碱度还原渣去除；P高碱度氧化渣去除；气体用碳沸腾，真空处理和气泡冶金方法去除；夹杂物靠气泡、搅拌和镇静去除；氧用合金及炉外还原精炼方法去除。
三、分析讨论题（图略）
1、（1）烧结矿层；液相凝固；矿物析晶，预热空气
（2）燃烧层：燃料燃烧，混合料在固相反应下形成低熔点矿物，并在高温下软化，产生液相
（3）预热层：混合料被燃烧层下来的热废气干燥和预热，热交换迅速且剧
烈，主要反应为结晶水和碳酸盐分解；
（4）冷料层：上层废气中的水分在温度降到点时冷凝析出，形成料层过湿，
透气性差。
（5）垫底料层：防止烧坏链箅。
强化措施：热风烧结，偏析布料，混合料预热等。
2、（1）固体炉料区：间接还原，水分蒸发，碳酸盐分解，炉料与煤气间热交换，
气—固反应为主。
（2）软熔区：含铁炉料在软熔区上部边界开始软化，在下部边界熔融滴落。
主
要进行直接还原和造渣，是固—液—气相反应，料层透气性差，
煤气阻力大。
（3）疏松焦炭区：向下滴落的液态渣铁与煤气和固体碳之间进行传热、传质。
（4）压实焦炭区：焦炭与渣铁反应。
（5）渣铁存储区：液——液反应，由风口得到热量，并在渣铁层中发生热传递。
（6）风口循环区：燃烧反应，产生高温煤气，并向上快速传递
强化措施：高压操作，富氧鼓风，喷吹燃料，高风温及鼓风加湿等。
3、上炉排渣——装铁水、废钢——降枪吹炼（同时加造渣料2/3）——脱碳快结
束时加入第2次渣料（同时提枪化渣）——停吹（同时倒炉取样、测温）——出钢（同时加铁合金进行脱氧合金化）——排渣
前期主要是Si、Mn、P氧化，采用高枪位化渣，尽快形成高碱度渣；
中期主要是脱C，这时易出现“炉渣返干”，在低枪位的原则下，可适当提
枪调节渣中FeO含量
后期脱C结束，渣中FeO增加，继续脱P。
要防止过吹，控制为钢液含氧量和温度，准备出钢。
铁水预处理——转炉吹炼——转炉精炼。
特点（略）
溅渣护炉、复吹、付枪、负能炼钢。
煤气回收等
4、区别：超高功率电炉无还原期，工艺上主要是快速熔化废钢，并保证碳沸腾。
供电制度与传统电炉较大区别。
配套技术：水冷排渣炉垫、偏心底出钢、水冷炉盖、废钢预热、煤氧喷吹等。
技术发展：直接电炉、超高功率电炉、废钢预热、生产节奏转炉化、清洁生产等冶炼工艺流程（略）。