炼铁学
炼铁学复习资料
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名词解释：
假象及半假象赤铁矿：由于地表的氧化作用，自然界中纯磁铁矿很少见，在化学成分上Fe3O4被氧化成Fe2O3，但仍保留了原磁铁矿结晶结构特征。
有效容积利用系数：每立方米高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量。
焦比：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数。
煤比：冶炼每吨生铁所消耗的煤粉的千克数。
燃料比：冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和。
（燃料比=焦比+煤比）
综合焦比：焦比+煤比X煤焦置换比
煤焦置换比：喷吹1kg煤粉所能代替的焦炭数。
焦炭冶炼强度：每立方米高炉有效容积每昼夜燃烧的焦炭吨数。
综合冶炼强度：每立方米高炉有效容积每昼夜燃烧的综合焦炭的吨数。
燃烧强度：每平方米炉缸截面积每昼夜燃烧的焦炭吨数。
工序能耗：Ci=（燃料消耗+动力消耗-回收二次能源）/产品产量
固相反应：在一定温度下，某些离子克服晶格结合力，进行位置交换，并扩散到与其相邻的其他晶格内的过程，叫固相反应。
铁酸钙理论（低温烧结理论）：生产高碱度烧结矿，粘结相主要由铁酸钙组成。
该系的特点是无需高温，燃料消耗少；矿物的强度高还原性好。
自蓄热作用：随着烧结层的下移，料层温度的最高值逐渐提高。
自蓄热来源于被上层热烧结矿预热了的空气以及上层带入的热废气的加热作用。
HPS：指小球烧结法，即将烧结混合料用圆盘造球机预先制成一定粒度（上限为6·~8mm），然后使小球外裹部分燃料，最后铺在烧结台车上进行烧结的造块新工艺。
SFCA：即复合铁酸钙理论，实际烧结矿中的铁酸钙，无论是针状还是片状，都不是单纯的CaO和Fe2O3组成的，铁酸钙中含有一定量的Al2O3和SiO2等，称为复合铁酸钙。
铁氧化物的直接还原：还原剂为固体C，还原产物为CO。
铁氧化物的间接还原：还原剂是H2或CO，还原产物为H2O或CO2。
直接还原度：通过直接还原方式还原出来的铁量与还原出来的总铁量之比。
耦合反应：风口以下炉缸区域，渣铁间的氧化还原反应，即耦合反应。
熔化温度：炉渣受热升温过程中，固相完全消失的最低温度，即相图上的液相线温度（相当于软熔带下沿温度）。
熔化性温度：炉渣可以自由流动时的最低温度。
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。
表面张力：生成单位面积的液相与气相的新交界面所消耗的能量。
界面张力：渣铁之间形成单位面积界面所消耗的能量。
燃烧带：风口前碳被氧化而气化的区域，又叫风口回旋区，它是高炉内唯一的氧化区域，故又称氧化带。
管道行程：煤气总是沿着透气性好的路线上升，高炉炉料的特性及在炉内的分布时不同的，在炉内局部出现气流超过临界速度的转态，局部区域煤气流过分发展的现象。
液泛现象：当渣量多，渣粘度大，煤气流速快时，出现煤气把渣铁拖住而不能降落的现象。
空区（热储备区）：高炉中下部，炉料与煤气的温差很小，大约只有5~50℃左右，发生微弱
炼铁学
1、高炉系统包括高炉本体、原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气清洗处理系统。
2、高炉生产过程控制的关键性环节有送风条件，软熔区的位置、形状及尺寸，固体炉料区的工作状态3、铁矿石的分为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿4、铁矿石评价的要点有含铁品位、脉石的成分及分布、有害元素的含量、有益元素、矿石的还原性、矿石的高温性能。
5、炼焦工艺过程中影响焦炭质量的环节大体上可分为洗煤、配煤、焦炉操作、熄焦等，其中配煤起着决定作用，配煤中最重要的是控制混合煤料的胶质层厚度。
6、洗煤的目的在于降低原煤中灰分及硫的质量分数。
7、高炉生产的产品有生铁、铁合金、高炉煤气、炉渣 1、散状物料聚集时颗粒间的固结力＝联结力—排斥力 2、烧结过程的主反应有燃烧反应、分解反应、还原与再氧化反应、气化反应、水分蒸发和凝结。
3、烧结料固结经历固相反应、液相生成、冷凝固结过程。
4、烧结过程中固相反应能够进行的重要因素是温度。
5、液相生成是烧结成型的基础，液态物质的数量和性质是影响烧结固结好坏，乃至冶金性能的重要因素。
6、常见的烧结矿显微结有粒状结构、斑状结构、骸状结构、丹点状的共晶结构、熔蚀结构。
7、烧结矿冷凝形成的矿物组成及其结构是影响烧结矿质量的重要因素。
8、生球成型的机理是利用细磨粉料表面能大的特性。
9、铁矿粉球团过程包括生球成型和熔烧固结两个主要作业。
成球过程分为三个阶段：形成母球、母球长大、长大了的母球进一步紧密。
10、生球干燥的目的是避免焙烧时发生破裂、同时提高焙烧效率。
由表面气化和内部扩散两个过程组成。
11、球团矿在高温下焙烧，引起强度增加的原因有：晶桥联结；固相烧结固结；液相烧结固结 12、现代高炉冶炼最佳炉料结构为高碱度烧结矿配加酸性球团矿。
1、FexO，方铁矿，俗称浮士体，是立方晶系氯化钠型的Fe2缺位的晶体。
2、FexO在低温下不能稳定存在，当温度低于570℃时，将分解成为Fe3O4 ＋α-Fe。
炼铁学PPT(辽宁科技大学)
1.2 高炉本体及主要构成
❖ 密闭的高炉本体是冶 炼生铁的主体设备。 它是由耐火材料砌筑 成竖式圆筒形，外有 钢板炉壳加固密封， 内嵌冷却设备保护 （图1-2）。
❖ 高炉内部工作空间的 形状称为高炉内型。 高炉内型从下往上分 为炉缸、炉腹、炉腰、 炉身和炉喉五个部分， 该容积总和为它的有 效容积，反映高炉所 具备的生产能力。
❖ 冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确 定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。 从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产 生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、 熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后 生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。 上升过程中，煤气流温度不断降低，成分逐渐变 化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。
传统的高炉—转炉炼钢流程，工艺成熟，可大 规模生产，是现代钢铁生产的主要形式。
现代钢铁生产的一般流程
现代炼铁方法
❖ 现代炼铁方法分为:
非高炉炼铁法 非高炉炼铁法，泛指高炉以外，不用焦炭，用
煤、燃油、天然气、电为能源基础的一切其它 炼铁方法。例如直接还原法，主要是指在冶炼 过程中，炉料始终保持固体状态而不熔化，产 品为多孔状海绵铁或金属化球团的方法。熔融 还原法是用高品位铁精矿粉（经预还原）在高 温熔融状态下直接还原冶炼钢铁的一种新工艺。 新兴的直接还原—电炉炼钢流程，规模较小， 目前还正在发展，是钢铁生产的重要补充。
❖ 高炉还可生产特殊生铁，如锰铁、硅铁、镜铁（含 10~25%Mn）、硅镜铁（含9~13%Si， 18~24%Mn）等，主要用作炼钢脱氧剂和合金化 剂。
1.3 高炉冶炼产品
❖ 此外，生铁中还可能含有部分微量元素。生铁中微 量元素含量常以ΣT为指标：
❖ ΣT= Pb +Sn +Sb +As +Ti +V +Cr +Zn
钢铁冶金分学科发展——炼铁
煤气 (CO2%) 24.91 24.47 20.56 19.14 20.30 21.00 17.40
近年来冶金工程技术取得较大发展，钢铁冶金理念的不断提升，使炼铁生产 技术得到不断的提高，炼铁学科也有了新的进展。高炉、烧结机、焦炉等冶金设
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备加速向大型化、高效化、自动化、长寿化、生产过程环境友好方向发展。以降 低炼铁燃料比和提高喷煤比为中心的科学研究和生产实践不断进步，促进了炼铁 系统的结构优化。中国炼铁生产技术水平的不断提高，缩小了与国际先进水平的 差距。宝钢 COREX-3000 的顺利投产，标志着中国非高炉炼铁技术有了较大的 进步。
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continuously increased. In November 2007, the biggest and world leading COREX-3000 smelting reduction
equipment was put into operation in Baosteel. Improvements have been made in raw materials prepareing, feeding equipment and operation, etc, which promote the development of non-blast-furnace iron making.
In recent years, prominent progresses of iron making technology in China are made in design theory of blast furnace, blast furnace equipment and production, blast furnace operation technology, raw materials structure optimization, blast furnace with oxygen-enriched large PCI and smelting reduction process, etc.
冶金炼铁学重点
高炉有效容积利用系数：每m3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量（t/m3.d）焦比：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭的千克数（Kg/T）CO煤气利用率：煤气中CO2体积与co和co2体积总和的比值ηCO = CO2 ⁄ (CO+CO2)，表明煤气利用程度的好坏。
管道行程：高炉中各种炉料的粒度和密度各不相同且分布不均匀，在炉内局部出现气流超过临界速度的状态，气流会穿过料层形成局部通道而逸走，压差下降，在高炉中形成管道行程。
COREX炼铁工艺：CO REX炼铁工艺：典型的二步法熔融还原炼铁工艺，由奥钢联（V AI）于70年代末合作开发，其目的是以煤为燃料，由铁矿石直接生产液态生铁。
由预还原竖炉和熔融气化炉组成。
高炉渣溶化性温度：炉渣可自由流动的最低温度。
高炉的硫负荷：冶炼每吨生铁炉料带入硫的千克数称为硫负荷。
高炉冶炼强度是高炉冶炼过程强化的程度，以每昼夜（d）燃烧的干焦量来衡量：冶炼强度(I)=干焦耗用量/有效容积×实际工作日[t/(m3·d)]高炉渣熔化温度：炉渣在受热升温过程中固相完全消失的最低温度。
燃烧强度：每昼夜、每平方米炉缸截面积上每昼夜燃烧的干焦量。
水当量：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。
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。
答：（1）风口前燃烧碳量减少，风温提高，焦比下降；（2）高炉内温度场发生变化：炉缸温度升高，炉身上部、炉顶温度下降，中温区（900～1000℃）扩大，由于每升高100℃风温，风口理论燃烧温度上升60～80℃，风口前燃烧碳减少，煤气量降低，导致炉身上部温度降低；（3）直接还原度略有升高，生成的CO减少，炉身温度降低；（4）炉内压损增大，焦比下降，炉内透气性变差，高炉下部温度升高，煤气流速度增大，同时SiO的挥发增加，堵塞料柱孔隙；（5）有效热消耗减少，焦比降低，渣量减少，S负荷降低，脱硫耗热减少；（6）改善生铁质量，焦比降低，S负荷降低，炉缸热量充沛，易得到低S生铁；炉温升高，可控制Si的下限，生产低Si铁。
炼铁学 教学大纲
课程名称：炼铁学英文名称：Iron Making学时与学分:32/2（其中实验学时：,课内上机学时：）先修课程要求：无机化学，物理化学，钢铁冶金原理适应专业：矿物加工工程、冶金工程参考教材：钢铁冶金学（炼铁部分），王筱留，北京:冶金工业出版社，2005.3铁冶金学，张家驹，沈阳:东北工学院出版社,1988钢铁冶金教程，包燕平，冯捷，冶金工业出版社，2008.7课程简介：本课程为矿物加工工程（团矿方向）钢铁冶金工程学科的专业课，课程内容包括高炉炼铁的基本物理化学原理、传输理论、能量利用、工艺过程与强化方法、数学模型及非高炉炼铁的原理与工艺，主要讲述炼铁过程的基本理论、工艺过程与强化及炼铁技术的最新发展，使学生掌握炼铁基础理论和系统的专门知识，为从事本领域的科学研究和生产实践奠定基础。
一、课程在培养方案中的地位、目的和任务本课程是面向矿物加工工程专业（团矿方向）本科生的专业必修课程，主要任务是讲述炼铁过程的基本理论、工艺过程与强化及炼铁技术的最新发展，为从事炼铁生产、设计、教学、科学研究与开发、技术经济管理奠定基础。
二、课程的基本要求正确理解炼铁原理，掌握高炉冶炼工艺过程及其强化措施，了解高炉冶炼过程数学模型、自动控制技术、非高炉炼铁的原理与工艺及炼铁技术的最新发展。
三、课程的基本内容以及重点难点1．基本内容1）绪论：钢与铁，钢铁联合企业钢铁工业的发展，炉内主要过程，炼铁原料、燃料及其他辅助原料，炉料结构，高炉产品、技术经济指标。
2）高炉炼铁过程物理化学基础：蒸发、分解与气化，铁氧化物及其它元素的还原，耦合反应，造渣过程，生铁的形成等。
3）高炉炼铁过程中的传输现象：高炉内的动量传输与热量传输。
4）高炉炼铁能量利用：高炉炼铁能量利用指标，高炉炼铁能量利用分析。
5）高炉炼铁工艺：高炉生产的原则，高炉操作制度，高压操作，高风温操作，喷吹补充燃料，富氧和综合鼓风,加湿与脱湿鼓风等。
6）高炉冶炼过程数学模型概述：高炉冶炼过程模拟及控制，人工智能高炉专家系统。
炼铁学
第一章有效容积利用系数：指高炉单位有效容积的日产铁量。
焦比：指生产每吨生铁所消耗的焦炭量。
综合焦比：是生产1t生铁实际耗用的焦炭以及各种辅助燃料折算为相应的干焦的综合。
冶炼强度：指单位体积高炉有效容积焦炭日消耗量，是标志高炉强化程度的指标之一。
焦炭负荷：指每批炉料中铁、锰矿石的总重量与焦炭重量之比，用以评估燃料利用水平操作水平，调节配料的重要参数。
生铁合格率：指合格生铁量占高炉总产量的百分数。
休风率：指高炉休风时间占规定作业时间的百分数，降低休风率是增产节约的重要途径。
生铁成本：指生产1t生铁所需的费用。
是衡量高炉生产经济效益的重要指标。
炉龄：指从高炉点火开炉到停炉大修，或高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。
生铁分类：炼钢生铁、铸造生铁（翻砂铁、灰口铁）高炉渣：由钙、镁、硅、铝的氧化物构成的复杂硅酸盐。
高炉煤气：是钢铁联合企业的重要二次能源，主要用作热风炉燃料，还可供动力、炼焦、烧结、炼钢、轧钢等部门使用。
第八章高炉冶炼的五个主要区：块料带、软熔带、滴落带、风口带、渣铁带铁的氧化物存在形式：三氧化二铁（赤铁矿）、四氧化三铁（磁铁矿）、氧化亚铁FeO（浮士体）铁的低级氧化物比高级氧化物稳定，因此还原与分解的顺序是一致的。
还原顺序：3个三氧化二铁→2个四氧化三铁→6个氧化亚铁FeO→6个Fe温度大于570摄氏度时：三氧化二铁→四氧化三铁→氧化亚铁FeO→Fe温度小于570摄氏度时：三氧化二铁→四氧化三铁→Fe间接还原：在低、中温区进行的还原反应。
高炉内铁氧化物用CO还原，生成CO（2），并主要为放热反应的还原反应。
直接还原：在高温区所进行的还原反应。
高炉内铁氧化物用C还原，生成CO，并吸收大量热量的还原反应。
高炉常用还原剂：C、CO、H(2)CO与H（2）作为还原剂有何差异，他们的利用率如何表示？答：当t小于810摄氏度时，CO还原能力比氢气强。
当t大于810摄氏度时，氢气还原能力比CO强。
说明氢气的还原能力随温度升高而升高。
炼 铁 学
所以 反应平衡气相中 （CO%） = 100/（1+Kp）= f(T) ） （ ） 由于各反应的平衡常数 Kp 值不同，故相应平衡气相中CO%也不同。根据以上各反 应在不同温度下的平衡气相成分作图，可以得到 CO 还原铁氧化物的平衡气相组成与温 度的关系图如下：
2.2 H2 作还原剂
＞570 ℃ 时
由上图还可见，在一个大气压下只有﹤ 400 ℃（673k) 时，平衡气相 全部由CO2组成； ﹥ 1000 ℃（1273k) 时则完全由CO组成。事实上除了生铁中含有的碳以外，高炉内的碳 全以焦炭的形式存在。焦炭的溶损反应 C焦 +CO2 =2CO 焦炭的溶损反应 的开始反应温度与激烈反应温 才开始反
3Fe2O3 + H2 = 2Fe3O4 + H2 O Fe3O4 + H2 = 3 FeO + H2 O FeO + H2 = Fe + H2 O
＜570 ℃ 时，同样有
+ 21814 KJ
- 63600 KJ - 28011 KJ
1/4 Fe3O4 + H2 = 3/4 Fe + H2 O
- 36908 KJ
应该指出的是 FeO 在小于570℃ 时很不稳定，它会分解为Fe3O4 和 Fe 因此在570℃ 以 下的温度范围内铁氧化物是按着以下顺序还原 3 Fe2O3 2Fe3O4 6Fe
FeO的含氧量是22.8%，但在570℃ 以上氧在FeO 固相内溶解形成固溶体，称为浮氏体 浮氏体
（以 FexO 表示，式中X＜1）它在不同温度时的含氧量是不同的（一般为22.65~25.6%）。
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第一篇
1、铁氧化物的逐级还原特性
高炉炼铁原理
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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. 高炉冶炼强度7．HPS 8.高炉渣熔化性温度 9.高炉的悬料 10.高炉的硫负荷11.理论燃烧温度 12.燃烧带 13.水当量 14.焦比 15.直接还原度二、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。
3.画出高炉理想操作线，并说明A、B、C、D、E点的意义。
4.简述酸性氧化球团矿生产工艺，说明该类球团矿的焙烧固结机理。
5.分析高炉冶炼过程中，用CO、H2 还原铁氧化物的特点。
分别从热力学、动力学上比较CO、H2 还原铁氧化物的异同。
6.液泛现象的定义及其危害。
7.高炉高压操作对冶炼的影响。
8.富养对高炉冶炼的影响。
9.喷煤对高炉冶炼的影响。
10.软熔与造渣过程简介。
11.烧结矿烧结工艺、烧结矿质量（强度、还原性），几种烧结新技术（厚料层、小球等）12.理论燃烧温度的概念及影响因素。
13.煤气流合理分布的分析。
四、论述题 (每题14分，共28分)1.论述降低高炉燃料比的技术措施。
a . 画出高炉能量利用图解分析的rd—C图，分析指出我国高炉降低燃料比的两大途径；b . 根据所学的炼铁理论和工艺知识，阐述降低高炉燃料比的具体对策。
2. Ergun公式如下：∆PLwdewdeg=⨯⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯15012321.75213ηεφερεφε()()()a.说明式中各因子的物理意义以及用上式对高炉作定性分析时适用的区域。
b.从炉料和煤气两方面分析影响△P的因素, 并论述改善炉内透气性的方法。
3.传热问题—炉料与煤气作用，水当量的运用（阐述高炉炉料与煤气互相传热的问题）4.脱硫问题—硫的行为、热力学和动力学的分析。
5．透气性问题—固态料区、固液料区，如何分析？钢铁冶金学试题答案要点一．名词解释（每题3分，共18分）1 高炉有效容积利用系数：每M3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量（T/ M3.d）；2 SFCA：复合铁酸钙，烧结矿中强度和还原性均较好的矿物；3 煤气CO利用率：煤气中CO2体积与CO和CO2体积总和的比值，ηCO = CO2/ (CO+CO2)，表明了煤气利用程度的好坏；4 高炉的管道行程：高炉中各种炉料的粒度和密度各不相同且分布不均匀，在炉内局部出现气流超过临界速度的状态，气流会穿过料层形成局部通道而逸走，压差下降，在高炉中形成“管道行程”。
5 高炉的碱负荷：冶炼每吨生铁入炉料中碱金属氧化物(K2O+Na2O)的千克数；6．高炉冶炼强度：是高炉冶炼过程强化的程度，以每昼夜（d）燃烧的干焦量来衡量：冶炼强度(I)=干焦耗用量/有效容积×实际工作日 [t/(m3·d)]7．HPS：指代小球烧结法：将烧结混合料用圆盘造球机预先制成一定粒度（粒度上限为6-8mm），然后使小球外裹部分燃料，最后铺在烧结台车上进行烧结的造块新工艺。
8.高炉渣熔化性温度：炉渣可以自由流动时的最低温度。
9.高炉的悬料：由于高炉透气性变化，引起高炉压差过大，支托起炉料，使得炉料难以下行，称为悬料。
一般分为上部悬料和下部悬料，前者可以用杨森公式解释，后者可以用液泛现象解释。
10.高炉的硫负荷：高炉冶炼每吨生铁由炉料带入的硫的千克数称为“高炉的硫负荷”。
11.理论燃烧温度：指碳在燃烧带内的燃烧是一个绝热过程，燃烧氧化成co所放出的热量全部用以加热所形成的煤气所能达到的温度。
12.燃烧带：风口前碳与氧反应而气化的地区。
13.水当量：水当量表明单位时间炉缸内炉料和炉气流温度变化1度时所吸收或放出的热量。
Wg=Gg*Cg, Ws=Gs*Cs.14.焦比：冶炼每吨合格生铁消耗的干焦的千克数。
(kg/t)15.直接还原度：氧化还原过程中，直接还原夺取的氧量与还原夺取的总氧量之比值。
公式：Rd=二、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）有利于改善烧结矿的质量？答：（1）烧结矿的固结经历固相反应、液相生成及冷凝固结过程；（2分）（2）固相反应在低于本身熔点的温度下进行，固相反应生成的低熔点物质为液相生成提供条件；（1分）（3）在燃烧带，低熔点物质熔化形成液相，烧结过程中生成的液相主要有FeO-SiO2系、CaO-SiO2系、CaO-FeO-SiO2系以及Fe2O3-CaO系，随烧结工艺条件、原料条件及碱度的不同，各液相生成的数量不同。
（高温、还原性气氛易生成FeO-SiO2及CaO-FeO-SiO2，低温、氧化性气氛易生成Fe2O3-CaO液相）；（3分）（4）燃料燃烧完毕，在抽风冷却作用下，液相冷凝将未熔物粘结起来成为烧结矿；（1分）（5）Fe2O3-CaO系液相形成的矿物具有良好的还原性及强度，对改善烧结矿质量有利。
（1分）2 提高高炉鼓风温度对其冶炼过程的影响如何，并说明原因。
答：（1）风口前燃烧碳量减少，风温提高，焦比下降；（1分）（2）高炉内温度场发生变化：炉缸温度升高，炉身上部、炉顶温度下降，中温区扩大，由于每升高100℃风温，风口理论燃烧温度上升60～80℃，风口前燃烧碳减少，煤气量降低，导致炉身上部温度降低；（2分）（3）直接还原度上升，生成的CO减少。
（1分）（4）炉内压损增大，焦比下降，炉内透气性变差，高炉下部温度升高，煤气流速度增大，同时SiO 的挥发增加，堵塞料柱孔隙；（2分）（5）有效热消耗减少，焦比降低，渣量减少，S负荷降低，脱硫耗热减少；（1分）（6）改善生铁质量，焦比降低，S负荷降低，炉缸热量充沛，易得到低S生铁；炉温升高，可控制Si的下限，生产低Si铁；（1分）3 画出高炉理想操作线，并说明A、B、C、D、E点的意义。
答：A’E’为理想操作线A：入炉矿石铁的氧化程度和炉顶煤气中碳的氧化程度B：不发生重叠情况下，直接还原和间接还原的理论分界点C：铁氧化物直接还原传递的氧与其它来源的氧→CO的分界点D：鼓风中的氧与少量元素还原传递的氧→CO的分界点E：鼓风生成CO的起点4.简述酸性氧化球团矿生产工艺，说明该类球团矿的焙烧固结机理。
答：铁矿粉的球团过程包括生球成型与焙烧固结两个主要作业。
（1）配料、混合和造球（2）焙烧作业固结机理（4分）1）Fe2O3的微晶键连接：磁铁矿生球在氧化气氛中焙烧时，当加热到200～300℃就开始氧化形成Fe2O3微晶。
由于新生的Fe2O3微晶中原子迁移能力较强，在各个颗粒的接触面上长大成“连接桥”（又称Fe2O3微晶键），使颗粒互相连接起来。
在900℃以下焙烧时，这种连接形式使球团矿具有一定的强度。
但由于温度低，Fe2O3微晶长大有限，因此仅靠这种形式连接起来的球团矿强度是不够高。
2）Fe2O3的再结晶：当磁铁矿生球在氧化性气氛下继续加热到1000～1300℃时，磁铁矿可全部转变成赤铁矿，而由磁铁矿氧化形成的Fe2O3微晶开始再结晶，使一个个相互隔开的微晶长大成连成一片的赤铁矿晶体，使球团矿具有很高的氧化度和强度。
5.H2和CO的异同点（1）在低于810度时，co的还原能力大于H2的还原能力；高于810度时，H2的还原能力大于co(2)对co还原，Feo-Fe线位置最高，故Feo-Fe最难还原对于H2还原，Fe3O4-Fe线位置最高，故Fe3O4-Fe最难还原。
(3)另外，H2分子量小，粘度低，易扩散，故其还原的动力学条件较好。
6．液泛现象定义：高炉中自软熔带开始有液相产生，自低落带以下液态渣铁穿过固态焦炭空隙向下流动，于炉缸中汇集。
此时，如果气体流速增加到一定值会影响液态渣铁的向下流动，气流进一步增大，液流会完全托住，甚至被气流带走，出现所谓“液泛现象”。
危害：（1）使煤气流阻力增大（2）在上面较低温度区域，渣铁可能重新冷凝（3）渣铁重新冷凝，一方面导致料柱空隙降低，煤气流动受阻；另一方面，可造成炉墙结厚，结瘤。
7.高压操作给高炉冶炼带来提高产量、降低焦比、改善生铁质量和大幅降低炉尘吹出量的良好效果，这是高压操作对高炉冶炼影响的综合表现。
a.起鼓风动能下降和燃烧速度加快导致高压操作后的燃烧带缩小。
b.抑制碳的熔损反应，有利于发展间接还原；同时抑制si的还原，耗热减少，也有利于冶炼低硅生铁和焦比下降。
c.有利于高炉顺行，煤气利用率提高，。
d.降低了离开料柱和炉顶的煤气动压头，大大减少了炉尘吹出量。
8.富氧操作：（1）提高产量（2）煤气量下降，CO%提高，N2%下降。
（3）提高理论燃烧温度（4）燃烧带有缩小的趋势（5）高温区下移，炉身、炉顶温度下降（5）直接还原度略有升高。
9.喷煤操作：（1）煤粉热解耗热，且不易充分燃烧，导致风口前燃料燃烧的热值下降。
（2）炉缸煤气量增加，燃烧带扩大。
（3）理论燃烧温度下降，而炉缸中心温度略有上升。
（4）焦炭量减少，料柱透气性下降和煤气量增多，煤气流速增大导致煤气阻力损失增大。
（5）由于(co+H2)的体积分数增大、碳的熔损反应量减少和矿石在炉内停留的时间上升，导致直接还原度下降。
10.造渣过程：（1）成渣从矿石软化开始。
这时形成的渣成为初渣，主要由矿石的脉石及尚未还原的FeO、MnO等组成。
初渣滴落过程中不断与焦炭接触。
在不断反应过程中，逐渐失去（FeO）、（MnO）等，同时还吸收焦炭灰分及煤气中携带的物质。
（2）处于软熔带以下、风口水平以上正在滴落过程的液相渣为中间渣。
中间渣在滴落下降过程中，继续被加热、还原等，其组成、数量不断变化。
（3）炉渣落入燃烧带时，炉渣的酸性组分比例显著增大。
最后炉渣聚集在炉缸中，在铁液上形成逐渐增厚的渣层，在铁液穿过及渣铁层交界面上，诸多反应调整着渣及铁成分，直至成为终渣，积累到一定数量周期性排出炉外。
11.烧结工艺：（1）原料准备与配料（2）混合布料（3）点火控制（4）抽风负压控制（5）终点控制（6）烧结生产指标烧结矿质量：1.对强度的影响表现在：a.烧结料的矿化和粘结相的发展程度。
由于烧结过程高温阶段短暂，具有一定粒度的烧结料不可能全部熔化而转变为液相，总有部分残留原矿，但是对熔剂则要求百分之百矿化。
B.烧结矿矿物组成中矿物或玻璃相的自身强度。
研究表明，烧结矿具有加和性，即其强度由各矿物与该矿物所占份额的乘积的总和表示出来。
C.矿物组成和结构形成过程中伴随产生的内应力。
烧结矿冷却过程中产生的内应力有由于烧结矿表面与中心温差的存在而产生的内应力。
2.对还原性的影响表现在：A.矿物组成自身的还原性。
研究表明赤铁矿、磁铁矿和铁酸一钙容易还原，铁酸二钙还原性较差，玻璃体、铁钙橄榄石难于还原。
B.矿物结构。
由于烧结矿的还原是还原性气体扩散到反应界面进行的，所以还原性好坏与矿物晶体大小、分布情况、粘结相的多少和气孔率等有关：大块的或者被硅酸盐包裹的难还原，相反晶粒细小密集而且粘结相少的易还原；气孔率低而且大部分是由铁橄榄石或玻璃质组成气孔壁还原性差，而气孔率高晶体嵌布松弛以及裂纹多的易还原。