冶金学考试重点--东北大学

铁第1章现代高炉炼铁工艺习题一、名词解释1、有效容积利用系数？答：每昼夜每立方米高炉生产的生铁量，P/t.d。焦比？答：生产1吨生铁所消耗的干焦炭重量。燃料比？答：每吨生铁耗用各种入炉燃料之总和。K燃＝(焦炭+煤粉+重油+…)。综合焦比？答：喷吹燃料按对置换比折算为相应的干焦(K`)与实际耗用的焦炭量(焦比K)之和称为综合焦比(K综)。矿石焙烧？答：焙烧是在适当的气氛中，使铁矿石加热到低于其熔点的温度，在固态下发生的物理化学过程。主要的焙烧方法？答：焙烧的方法有：氧化焙烧、还原焙烧和氯化焙烧。选矿？答：选矿是依据矿石的性质，采用适当的方法，把有用矿物和脉石机械地分开，从而使有用矿物富集的过程。精选铁矿石的主要选矿方法？答：（1）重选；（2）磁选；（3）浮选。焦炭负荷？答：每批炉料中铁、锰矿石的总重量与焦炭重量之比，高炉一代寿命（炉龄）？答：（1）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；（2）每m3炉容在一代炉龄期内的累计产铁量。三、简答题1、高炉炼铁生产流程及附属系统？答：高炉炼铁生产除了高炉本体以外，还包括有原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气处理系统。2、高炉内型及有效容积？答：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，五部分容积总和为高炉的有效容积。根据物料存在形态的不同，高炉分为几个区域？答：可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣铁聚集区。生铁的种类？答：生铁可分为炼钢生铁、铸造生铁、铁合金三种。天然铁矿石的分类？答：天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。褐铁矿的化学成分及含铁量？答：褐铁矿的化学成分是nFe2O3·mH2O，含铁量55～66%。铁矿石的焙烧主要有几种方法？答：铁矿石的焙烧主要有氧化焙烧和还原焙烧。焦炭在高炉冶炼过程中具有的作用？答：焦炭在高炉冶炼过程中具有(1)燃料，燃烧后发热，产生冶炼所需热量。(2)还原剂，焦炭中的固定碳和它燃烧后生成的CO都是铁矿石还原所需的还原剂。(3)料柱骨架。高炉用碱性熔剂的有效熔剂性能的表示？答：高炉主要用碱性熔剂其有效熔剂性能用用效CaO表示：CaO有效=CaO－炉渣碱度×SiO2。四、论述题1、高炉为什么需要冷却设备？答：温度是影响高炉炉衬侵蚀程度的主要因素之一，炉衬的温度状态是炉衬破损的主要原因。因此，采用合适的冷却设备，维持高炉炉衬在一定温度下工作，可使其不失去强度，维持炉型。使用冷却设备还可保护炉壳及各种钢结构，使其不因受热变形而破坏。在某些部位还可形成渣皮，保护炉衬代替炉衬工作。高炉生产有哪些特点？答：高炉炼铁生产过程复杂，除高炉本体以外，还包括有原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气处理系统，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。此外，高炉生产还具有连续、不间断的特点。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地进行生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。.高炉生产有哪些产品和副产品？各有何用途？答：高炉冶炼的主要产品是生铁。炉渣和高炉煤气为副产品。铁矿石质量评价.包括哪几部分？答：铁矿石质量通常从以下几方面评价：(1).矿石品位，(2)脉石成分，(3)有害杂质和有益元素的含量，(4)矿石的粒度和强度，(5)铁矿石的还原性，(6)矿石化学成分的稳定性。生铁含硫高容易使钢材具有热脆性？答：所谓“热脆”就是S几乎不熔于固态铁而与铁形成FeS，而FeS与Fe形成的共晶体熔点为988℃，低于钢材热加工的开始温度(1150～1200℃)。热加工时，分布于晶界的共晶体先行熔化而导致开裂。一般的铁矿石很难完全满足要求，须在入炉前进行哪些必要的准备处理？答：对天然富矿(如含Fe50%以上)，须经破碎、筛分，获得合适而均匀的粒度。对于褐铁矿、菱铁矿和致密磁铁矿还应进行焙烧处理，以去除其结晶水和CO2，提高品位，疏松其组织，改善还原性，提高冶炼效果。对贫铁矿的处理要复杂得多。一般都必须经过破碎、筛分、细磨、精选，得到含铁60%以上的精矿粉，经混匀后进行造块，变成人造富矿，再按高炉粒度要求进行适当破碎，筛分后入炉。对碱性熔剂的质量要求？答：对碱性熔剂的质量要求：(1)碱性氧化物(CaO+MgO)的含量要高，酸性氧化物(SiO2+Al2O3)的含量要少；(2)硫、磷愈低愈好；(3)强度高、粒度均匀，粉末少。高炉对焦炭质量的要求？答：高炉对焦炭质量的要求：(1)含碳量高，灰分低。(2)含硫等有害杂质要少。(3)成分稳定。(4)挥发分含量适合。(5)强度高，块度均匀。第2章高炉炼铁原料习题一、名词解释1、自熔性烧结矿？烧结矿碱度(1.0～1.4)等于或接近炉渣碱度的称为自熔性烧结矿。熔剂性烧结矿？烧结矿碱度(＞1.4)明显高于炉渣碱度的称为熔剂性烧结矿或高碱度(2.0～3.0)、超高碱度(3.0～4.0)烧结矿。烧结机的生产率(台·时产量)？带式烧结机的生产率Q（吨/(台·小时))：Q=60·烧结料成品率·烧结机台车宽度·烧结机有效(抽风)长度·烧结混合料松装密度·垂直烧结速度。烧结过程的终点判断？烧结过程的终点判断：是通过机尾倒数第二个风箱的废气温度达到最高点作为烧结终点判断。烧结矿的转鼓指数？粒度25~150mm的烧结矿试样20kg，置于直径1.0m，宽0.65m的转鼓中（鼓内焊有高100mm，厚10mm，互成120°布置的钢板三块）。转鼓以25r/min的转速旋转4分钟。然后用5mm的方孔筛往复摆动10次进行筛分，取其中大于5mm的重量百分比作为烧结矿的转鼓指数。生球爆裂现象？未经干燥的生球直接焙烧，在预热和点火时，由于加热过急，水分蒸发过快，发生生球爆裂现象。生球落下强度？选取10个直径为12.5mm的生球，自457.2mm（有时采用500mm）高处自由落在钢板上（有的则落在皮带上），反复数次，直至出现裂纹或破裂为止。记录每个生球的落下次数并求出其平均值，作为落下强度指标。烧结料固相反应？在未生成液相的低温条件下(500~700℃)，烧结料中的一些组分就可能在固态下进行反应，生成新的化合物。三、简答题1、烧结矿二元碱度和三元碱度怎样表示？答：烧结矿二元碱度和三元碱度用CaO/SiO2和(CaO+MgO)/SiO2表示。取烧结机中间某一台车剖面分析，抽风烧结过程大致可分为几层什么层？答：取烧结机中间某一台车剖面分析，抽风烧结过程大致可分为五层，即烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层和过湿层。过湿层对烧结过程的危害？答：原始的烧结混合料层。由于干燥层来的废气中含有大量的水蒸气，当其被湿料层冷却到露点温度以下时，水气便重新凝结，使料的湿分超过原始水分，造成过湿现象，使料层透气性恶化。为避免过湿，应确保湿料层温度在露点以上。烧结过程中的自动蓄热作用？答：燃料燃烧虽然是烧结过程的主要热源，但仅靠它并不能把燃烧层温度提高到1300～1500℃的水平。相当部分的热量是靠上部灼热的燃烧矿层将抽入的空气预热到足够高的温度来供给燃烧层燃料燃烧的。灼热的烧结矿层相当于一个“蓄热室”。这一作用称为烧结过程中的自动蓄热作用。热平衡分析指出，这种自动蓄热作用带来的热量约占供热总量的40%。烧结矿固结成型过程是？答：烧结矿固结成型过程是：固相反应、液相生成、冷却凝固。正硅酸钙对烧结矿质量的影响？答：由于正硅酸钙在冷却过程中发生一系列的晶型转变，体积膨胀，产生内应力，导致烧结矿粉碎，严重影响烧结矿强度。强化烧结的方向是？答：强化烧结主要是改善料层透气性，强化烧结过程。带式烧结机上冷却的优缺点？答：将烧结机的前半段用于烧结，后半段用于冷却，优点是占地面积少，节省固定资产投资。缺点是功率消耗大，烧结段受冷却段的干扰，冷却不均匀和不能利用热返矿预热烧结料。造球用的散料中的水有哪三种形态？答：一是结合水，其中又分为强结合水（吸附水）和弱结合水（薄膜水）；二是自由水，其中包括毛细水和重力水；三是结晶水或化合水。目前三种主要的球团焙烧方法？答：(1)竖炉焙烧球团；(2)带式焙烧机焙烧球团；(3)链篦机一回转窑焙烧球团。生石灰在烧结生产中的作用？答：(1)消化放热、提高料温；(2)增加混合料粘性.提高造球效果；(3)充当熔剂。四、论述题1、烧结矿的冶炼性能优于天然富矿？答：通过烧结得到的烧结矿具有许多优于天然富矿的冶炼性能，如高温强度高，还原性好，含有一定的CaO、MgO，具有足够的碱度，而且已事先造渣，高炉可不加或少加石灰石。通过烧结可除去矿石中的S、Zn、Pb、As、K、Na等有害杂质，减少其对高炉的危害。高炉使用冶炼性能优越的烧结矿后，基本上解除了天然矿冶炼中常出现的结瘤故障；同时极大地改善了高炉冶炼效果。烧结中可广泛利用各种含铁粉尘和废料，扩大了矿石资源，又改善了环境。对烧结矿质量的要求？答：对烧结矿质量的要求是：品位高，强度好，成分稳定，还原性好，粒度均匀，粉末少，碱度适宜，有害杂质少。抽风烧结工艺流程？答：抽风烧结过程是将铁矿粉、熔剂和燃料经适当处理，按一定比例配料、加水混合，铺在烧结机上，然后从上部点火，下部抽风，自上而下进行烧结，热烧结矿还要冷却、破碎、筛分，粒度合格的烧结矿供给高炉，筛下小粒度的粉尘返回配料重新参加烧结。液相粘结的基本液相体系是？答：1.Fe～O液相体系；2.FeO～SiO2液相体系；3.CaO～SiO2液相体系；4.CaO～FeO～SiO2液相体系；5.CaO～Fe2O3液相体系。发展铁酸钙液相需要什么条件？答：生成铁酸钙粘结相的条件：①高碱度：虽然固相反应中铁酸钙生成早，生成速度也快，但一旦形成熔体后，熔体中CaO与SiO2的亲和力和SiO2与FeO的亲和力都比CaO与Fe2O3的亲和力大得多，因此，最初形成的CF容易分解形成CaO·SiO2熔体，只有当CaO过剩时(即高碱度)，才能与Fe2O3作用形成铁酸钙。②强氧化性气氛：可阻止Fe2O3的还原，减少FeO含量，从而防止生成铁橄榄石体系液相，使铁酸钙液相起主要粘结相作用。③低烧结温度：高温下铁酸钙会发生剧烈分解，因此低温烧结对发展铁酸钙波相有利。烧结与球团的区别？答：烧结与球团的区别主要表现在：(1)用料粒度差别。粒度愈细，不利于烧结，而成球性愈好，球团强度愈高；(2)成品矿的形状不同；(3)固结成块的机理不同；(4)生产工艺不同。生球质量的检验指标？答：(1)粒度组成；(2)抗压强度；(3)落下强度；(4)生球的破裂温度。球团矿质量的检验指标？答：(1)抗压强度;(2)落下强度;(3)转鼓指数;(4)还原性;(5)热还原强度。生球焙烧固结成球团矿的原理是什么？答：(1)Fe2O3的微晶键连接.；(2)Fe2O3的再结晶；(3)磁铁矿晶粒的再结晶；(4)渣相固结。竖炉与带式焙烧机的优缺点?答：竖炉优点：设备简单，对材料无特殊要求，操作方便，热效率高。竖炉缺点：单机生产能力小，加热不均匀，适应性差。带式机优点：全部工艺在一台设备上完成，简单可靠，操作维护方便，热效率高，单机生产能力大。带式机缺点：需用耐热合金钢较多。第3章高炉炼铁基础理论习题一、名词解释1、金属氧化物的还原剂？与氧亲和力比金属元素Me的亲和力大的物质，都可以做为该金属氧化物的还原剂。还原剂与氧的亲和力越大，夺取氧的能力越强，还原能力越强。鼓风动能？鼓风动能是指从风口鼓入炉内的风克服风口前料层的阻力后向炉缸中心扩大和穿透的能力，即鼓风所具有的机械能。间接还原反应？把低、中温区用CO作为还原剂的还原反应称为间接还原反应。高炉直接还原度？衡量高炉内直接还原发展程度的指标称为高炉直接还原度，用Rd表示。它包括着铁、硅、锰、磷等元素及其它一切直接还原反应在内。高炉铁的直接还原度？从FeO中用固体碳直接还原的金属铁量(Fe直)与从全部铁氧化物中还原出来的金属铁总量(Fe还)之比。限制性环节？还原反应速度决定于最慢环节的速度，此最慢环节称为限制步骤或限制性环节。炉渣熔化性温度？炉渣粘度～温度曲线上的转折点所对应的温度即是熔化性温度。高炉解剖研究？指把正在生产的高炉突然停止鼓风，并急速降温以保持炉内原状，然后将高