历年冶金考研重点　.docx

历年冶金考研重点20131,请简要解释以下概念：SFCA :复合铁酸钙，烧结矿中强度和还原性均较好的矿物；，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；/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；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。)=干焦耗用量/有效容积x实际工作日t/(m3-d);5)煤气CO利用率：煤气中CO2体积与CO和C02体积总和的比值，nCO = CO2/(CO+CO2),表明了煤气利用程度的好坏；6)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68mm )，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;7)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.2铁氧化物在高炉内的还原反应有哪些规律？以及还原特性答：规律如下：(1)还原顺序。不论用何种还原剂，铁氧化物还原是由高级氧化物向低级氧化物到金属逐级进行的，顺序是：>570 Fe2O 3Fe3O4FeOFe<570 C Fe2O3Fe3O4Fe(2)用气体还原剂CO、H 2还原时：Fe2O3是不可逆反应；Fe3O4和FeO是可逆反应：(3)上述诸还原反应中，只有Fe。间接反应是放热反应，其余都是吸热反应(还原顺序用C0作还原剂还原铁氧化物一间接还原反应H2与CO相同70°(:的区域发生如下还原反应3Fe203+ CO =2Fe304+ C02l/4Fe304+C0=3/4Fe +C02 T>570的区域发生如下还原反应3Fe203+ CO =2Fe304+C02 Fe304+C0=3FeO +C02FeO + CO = F e + C02高炉内的还原剂是固定碳及气体C0和211在低于570c时，FegOt还原得到Fe ,而不是570C以上那样是FeO ,是因为FeO在570C是不能稳定存在的，它会分解为Fe3O4和Fe。）3 .高碱度烧结矿与自熔性烧结矿相比其性能优越在那里？如何提高烧结矿的质量？答案：（1）随着碱度的提高，烧结矿中易还原的铁酸钙量逐步增加，还原性得到改善，当碱度提高到一定数值时，铁酸钙成为主相，特别是以针状析出时，还原性最佳，二元碱度大致在2.0左右，如果烧结矿碱度再提高，还原性较差的铁酸二钙及铁酸三钙数量增加，导致还原性下降。酸碱度最佳的峰值应由试验确定；（2）具有较好的冷强度和较低的还原粉化率；（3）具有较高的荷重软化温度；（4）具有良好的高温还原性和熔滴特性烧结是7分原料3分烧结，控制原料理化指标，细度要合理，加强造球整粒，混合制粒以前的工序是重中之重如何提高烧结矿质量？（强化烧结过程的技术手段？）：以生石灰代替部分石灰石，强化混合料制粒f混合料预热改善烧结机布料系统4 .简述风口喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响并说明其原因。（课件上有）风口喷吹煤粉一般需要辅助什么强化冶炼手段，为什么？（1）风口前燃料燃烧的热值1原因：煤粉热解耗热；煤粉不易燃烧充分。（2）扩大燃烧带原因：炉缸煤气量t；部分煤粉在直吹管和风口内燃烧，在管路内形成高温（高于鼓风温度400-800）,促使中心气流发展（鼓风动能T（3）风口前理论燃烧温度I原因：煤粉为冷态；煤粉热解耗热；燃烧产物量t（4）直接还原度I原因：（C0+ H2） t ； C熔损反应量I ;矿石在炉内停留时间T（5）煤气阻力损失（aP）1原因：1,焦炭量I 一料柱透气性12,煤气量1一煤气流速增大（6）炉内温度场变化原因：1:高温区上移：炉身温度，炉顶温度略有上升-W气比W料T所致2：炉缸温度均匀：1,炉缸边缘温度I T风口理论燃烧温度下降所致2,炉缸中心温度T T煤气穿透能力增强所致（煤气量、煤气氢、动能T）（7）存在热滞后现象：喷入炉内的煤粉要分解吸热一炉缸温度暂时I被还原性强的煤气作用的炉料下降到炉缸后，由于炉缸温度回升，直接还原耗热减少可以通过运用高风温、共压操作和富氧来作为喷吹煤粉的补偿手段。把富氧与喷吹燃料结合起来，可以增加焦炭燃烧强度，大幅度增产，促使喷吹燃料完全气化，以及不降低理论燃烧温度的情况下扩大喷吹量，从而进一步取得降低焦比的效果。5 .高炉炼铁过程中的脱硫基本方程和特点分析，为什么高炉脱硫效率比较高？6 .铁水预处理目的，对炼钢工艺流程及提高钢水质量的促进作用，常用铁水脱硫剂，脱硫方法，脱硫反应方程？答：目的：在于提高铁水质量和分散转炉的冶金功能，减轻或取消转炉的脱磷，脱硫负担，从而使转炉的冶金功能着重于脱碳和升温，提高钢的质量，具有单一化，专门化的特点。另外，由于减去了转炉的脱磷，脱硫操作，实现了少渣精炼。缩短冶炼时间，增加了钢产量。常用脱硫剂有四大系列：苏打（Na2CO3）系、电石（CaC2）系、石灰（Ca。）系、金属Mg系另外常用复合脱硫剂脱硫：CaO （s ）+C=（CaS）+C。S+Mg=（MgS）自己补充脱硫方法：投入脱硫发，铁水容器转动搅拌脱硫法，搅拌器的机械搅拌法，喷吹法。7,描述钢铁冶炼中短流程长流程工艺，各自工艺流程特点及优缺点？现代钢铁联合企业的主要生产流程分为两类:长流程和短流程。长流程目前应用最广，其工艺特点是：铁矿石原料经过烧结、球团处理后，采用高炉生产铁水，经铁水预处理后,由转炉炼钢、炉外精炼至合格成分钢水，由连铸浇铸成不同形状的铸坯，轧制成各类成品。短流程根据原料分为两类，一类是铁矿石经直接熔融还原后，采用电炉或转炉炼钢，其主要特点在于铁矿石原料不经过烧结、球团处理，没有高炉炼铁生产环节，这种流程目前应用较少，大约占10%以下；另一类是以废钢作为原料,由电炉融化冶炼后,进入后部工序，也没有高炉炼铁生产环节，这种工艺流程约占20%优缺点简述：8 ,请简述炉外精炼处理的主要目的，并描述AL2。3夹杂物变形处理的基本思路？炼钢技术的发展，在提高钢的质量方面，总是向着降低钢中的有害杂质和非金属夹杂物的含量、改善夹杂物的形态和分布，使钢的化学成分均匀、精确控制温度，使之能适合后步工序生产要求的方向发展；在经济方面是向着提高生产率、降低原材料、能源和劳动力消耗方向发展：在工艺方面，则要求尽量提高生产多钢种的适应能力。A12O3系夹杂物的密度比钢液密度小，如果能够控制铝脱氧产物的形态使其在炼钢连铸温度下呈液态，就可以使大量的这类脱氧产物在进入中间包之前从钢液中上浮去除，不仅可以减轻中间包水口堵塞问题保证连铸顺利进行，而且可以增加钢的清洁度、改善钢的质量9 .请按铸坯的断面和铸坯的结构将连铸机分类，并请描述连铸结晶器的冶金功能.按铸坯断面形状可分为：方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异型连铸机、方/板坯兼用型连铸机等。结晶器的作用：使钢液逐渐凝固成所需规格形状的坯壳通过结晶器的震动使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢通过调整结晶器的参数使铸坯不产生脱方鼓肚和裂纹等缺陷保证坯壳均匀稳定的生长10 .请简述氧气转炉炼钢过程的主要优势，氧枪枪位制度对冶炼工艺有什么作用及影响？20111.论述降低高炉燃料比的途径和技术措施.，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并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；降低燃料比的途径：（1）降低直接还原度，发展间接还原；（2）降低作为热量消耗的碳量，减小热损失.降低高炉燃料比的具体对策：（1）高风温，降低作为热量消耗的碳量；（2）高压操作，风压不变条件下，高压操作后有利高炉顺行，煤气利用率升高；抑制碳的熔损反应，有利于发展间接还原；Si的还原减少，耗热减少；炉尘吹出量减少，碳损降低；煤气停留时间长有利于间接还原（3）综合鼓风，脱湿鼓风有利于减少水分的分解耗热，降低燃料比；富氧鼓风与喷煤相结合，提高风口前煤粉燃烧率；适当增加煤气中H2含量，有利于发展问接还原（4）精料：提高含铁品位，降低渣量，热量消耗减少；改善原料冶金性能，提高还原度，发展间接还原；加强原料整粒，提高强度，改善料柱透气性；改善焦炭质量（尤其是高温性能：反应性、反应后强度），强化焦炭骨架作用，卜翱氐焦炭灰分；合理炉料结构；控制软熔带厚度，减小煤气阻力损失；降低S负荷，减小脱S耗热。改善煤粉燃烧性（助燃剂等），降低灰分。扩展：.通过什么途径可降低焦比？答案：（1）降低热量消耗：（2）降低直接还原度；（3）增加非焦碳的热量吸收；（4）增加非焦碳的碳素收入2才是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；（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（9001000）扩大，由于每升高100°（:风温，风口理论燃烧温度上升6080,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C。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Si 0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；3 ,高炉炼铁过程中的脱硫基本方程和特点分析，为什么高炉脱硫效率比较高？4 .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C。、H 2还原铁氧化物的异同。（1）、H2与CO还原一样，均属于间接还原,反应前后气相体积没有变化，即反应不受压力影响。（2）、除Fe2O3的还原外，Fe3O4和FeO的还原均为可逆反应。（3）、反应为吸热过程，随温度升高，平衡气相曲线向下倾斜，H2的还原能力提高。（4）、从热力学因素看810。（:以上，H2还原能力高于C。的还原能力，810以下则相反。（5）、从反应动力学看，因为H2与其反应产物H20的分子半径均比CO与其反应产物CO 2的分子半径小，因而扩散能力强。以此说明不论在低温或高温下，H2还原反应速度CO还原反应速度快。（6）、在高炉冶炼条件下，H2还原铁氧化物还可以促进CO和C还原反应的加速进行。（a.画出CO、比还原铁氧化物的平衡关系示意图（叉子曲线）:异同：用CO还原,除F e3O4»FeO外，均为放热反应，用H2还原,全部曲线向下倾斜，均为吸热反应；低于810CO的还原能力大于H2的还原能力，反之则反。C。作为还原剂，FeO*Fe最难还原，H2作为还原剂，Fe 304»Fe最难还原；H2分子量小，粘度低，易扩散，故其还原的动力学条件较好。5,分析炉渣粘度对高炉冶炼过程的影响，并论述影响炉渣粘度的因素以及维持适宜的高炉炉渣粘度的技术措施？答：（1）炉渣粘度为流体单位速度梯度、单位面积上的内磨擦系数；（2）粘度过大：炉料下降、煤气上升困难，易产生"液泛"；渣铁分离不好、反应速度降低；粘度过小：软熔带位置过高：侵蚀炉衬；（3）影响炉渣粘度的因素:a）温度:温度升高，粘度下降b）碱度：酸性渣中由于 Si-0阴离子形成四面体网状结构，粘度大，酸性渣中加入Ca。、MgO-消灭-0-键使粘度降低；碱性渣在高温下粘度小。碱度升高，粘度增大，由于R增大，使CaO、MgO升高又使固体悬浮质点升又使粘度升。c）渣中其他成分AI2O3升使粘度升，原因:AI-0阴离子三长键结构（但影响小于Si-0四长键）;TiO2升使粘度升，原因：Ti与C、N生成碳氮化物，熔点高，易析出固相质点；CaF2（萤石）升使粘度11,原因：F是电极电位正值最大的元素，得到电子的倾向最强，2个F负可以取代T网状结构的-0-位置,造成断口，生成的自由02负又可以去破坏另一个-0-键K20、Na20T-粘度1,原因K20、Na20降低粘度的作用比较小，但它们的危害大！（4）维持适宜的高炉炉渣粘度的技术措施：主要包括适宜的熔化性温度，操作过程保证炉渣具有一定的过热度，调整炉渣成分，控制合理的碱度6 .请分别描述钢铁生产过程中的短流程及长流程工艺，工艺特点及其优缺点，并谈谈你对中国应该发展什么样的流程的看法？7 .写出炼钢过程中的主要化学反应方程式，氧枪枪位制度对冶炼工艺有什么作用及影响？请举例说明实现选择性氧化反应的一般物理化学条件。8 .请描述钢水炉外精炼处理的主要设备、方法及处理目的。钢水炉外精炼的主要设备：LF炉，A 0D炉，VD/V0I）炉，RH真空精炼钢水炉外精炼的方法：渣洗最简单的精炼手段；真空目前应用的高质量钢的精炼手段；搅拌最基本的精炼手段；喷吹将反应剂直接加入熔体的手段；加热加热是调节温度的一项常用手段。炉外精炼的目的：炼钢技术的发展，在提高钢的质量方面，总是向着降低钢中的有害杂质和非金属夹杂物的含量、改善夹杂物的形态和分布，使钢的化学成分均匀、精确控制温度，使之能适合后步工序生产要求的方向发展；在经济方面是向着提高生产率、降低原材料、能源和劳动力消耗方向发展；在工艺方面，则要求尽量提高生产多钢种的适应能力。9,连铸机分为哪几类？连铸结晶器是连铸机的心脏，请描述结晶器，结晶器负滑脱及其保护渣的主要作用。按铸坯断面形状可分为：方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异型连铸机、方/板坯兼用型连铸机等。按钢水的静压头可分为：高头型、低头型和超低头型.连铸机等连铸的主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成。保护渣的功能：（1）绝热保温。（2）隔绝空气，防止钢液的二次氧化。（3）吸收非金属夹杂物，净化钢液。（4）在铸坯凝固坯壳与结晶器内壁间形成溶化渣膜。（5）改善了结晶器与坯壳间的传热。结晶器负滑脱作用：当结晶器向下运动时，因为''负滑脱"的作用，可''愈合'坯壳表面裂痕，并有利于获得理想的表面质量。结晶器的作用：使钢液逐渐凝固成所需规格形状的坯壳通过结晶器的震动使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢通过调整结晶器的参数使铸坯不产生脱方鼓肚和裂纹等缺陷保证坯壳均匀稳定的生长1 0请描述电炉炼钢技术的发展方向及强化冶炼的方法。P24020101,简述烧结矿固结机理，何种粘结相有利于改善烧结矿的质量？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）固相反应在彳氐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-Si 02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Fe 0-SI02及CaO-F eO-Si02,低温、氧化性气氛易生成Fe2O3-CaO液相）；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5）Fe2O3-Ca。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2 .简述风口喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响并说明其原因。（课件上有）（1）风口前燃料燃烧的热值1原因：煤粉热解耗热：煤粉不易燃烧充分。（2）扩大燃烧带原因：炉缸煤气量t：部分煤粉在直吹管和风口内燃烧，在管路内形成高温（高于鼓风温度400-800）,促使中心气流发展（鼓风动能T（3）风口前理论燃烧温度1原因：煤粉为冷态；煤粉热解耗热；燃烧产物量t（4）直接还原度1原因：（CO + H2） t ; C熔损反应量1;矿石在炉内停留时间T（5）煤气B肋损失（AP） t原因：1,焦炭量料柱透气性12,煤气量Tt煤气流速增大（6）炉内温度场变化原因：1：高温区上移：炉身温度，炉顶温度略有上升-W气比W料T所致2：炉缸温度均匀：1,炉缸边缘温度1T风口理论燃烧温度下降所致2,炉缸中心温度TT煤气穿透能力增强所致（煤气量、煤气氢、动能T ）（7）存在热滞后现象：喷入炉内的煤粉要分解吸热一炉缸温度暂时I被还原性强的煤气作用的炉料下降到炉缸后，由于炉缸温度回升，直接还原耗热减少3 . Ergun （欧根）公式如下：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AP的因素，并论述改善高炉透气性的方法。回答，a, AP/L单位料柱高度上的压降；Q气流黏度；w气流的工作流速；9形状系数；£散料体的空隙度；pg气流密度；de比表面平均直径。第一项代表层流，第二项代表紊流。高炉煤气速度10-20m/s,相应的Re=1000-3000,因此高炉处于紊流状态，故第一项可以舍去，因此可得：P/L =1.75*（pg*w2*（1-e）/（p*de* e3）e）/（P xdexE3为炉料特性；pg*w2为煤气状态1,只适用于炉身上部没有炉渣和铁水的“干区"2,高炉实际是移动床，£移£固b,l）炉料方面：形状系数一般无法调节；从API角度出发，deT,但是从还原和传热的角度del ,因此矛盾.增大£的具体方法：整粒一按粒度分级入炉一使炉料具有较高机械性能。2）煤气方面：gp一般无法调节提高风口前气体温度-气体膨胀-wT-APt炉顶压力t f压缩炉内煤气体积fwlAPl4 .H2参加还原对高炉冶炼的影响？答：在高炉喷吹燃料条件下，煤气中含有大量的氢。氢在高温下的还原能力比CO强，因此有一部分H2在高温区参加还原反应，代替碳的直接还原。有反应式:FeO+C=Fe+CO-152161kJ , Fe+H2=Fe+H 2O-27711KJ.可以看出，1KJ H2可以代替12/2=6kg C,同时，还原每kgFe节省热量（152161-27711）/56=2222.3Kj因此，H 2参加还原有利于降低焦比。其次，理论计算表明，当燃烧温度达到2000摄氏度以上时，大约有0.4%的H2分解为H ,这是一个吸热量很大的反应,高炉风口前燃烧焦点的温度通常可以达到18002000摄氏度，因此，有一部分H2在燃烧带分解吸热，离开燃烧带又化合成H2放热，对高炉热平衡无影响，但可使燃烧焦点的温度降低，有利于均衡炉缸温度，对保证高炉顺行和炉缸工作的均匀都是有利的，这也给降低焦比创造了条件.第三，煤气中的H2的存在可以促进CO和C的还原反应，因为H2还原生成的H2。与C 0作用:FeO+H2=Fe+H2O-277UKJ+）H2O+C=H2+CO-1224450KJFeO+C=Fe+CO-l 52161KJ FeO+H2=Fe+H2O-277UKJ5,论述降低高炉燃料比的技术措施.，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；降低燃料比的途径：（1）降低直接还原度,发展间接还原；（2）降低作为热量消耗的碳量，减小热损失。降低高炉燃料比的具体对策：（1）高风温，降低作为热量消耗的碳量；（2）高压操作，风压不变条件下，高压操作后有利高炉顺行，煤气利用率升高；抑制碳的熔损反应,有利于发展间接还原；Si的还原减少，耗热减少；炉尘吹出量减少，碳损降低；煤气停留时间长有利于间接还原（3）综合鼓风，脱湿鼓风有利于减少水分的分解耗热，降低燃料比；富氧鼓风与喷煤相结合，提高风口前煤粉燃烧率；适当增加煤气中H2含量，有利于发展问接还原（4）精料：提高含铁品位，降低渣量，热量消耗减少；改善原料冶金性能，提高还原度，发展间接还原；力口强原料整粒，提高强度,改善料柱透气性；改善焦炭质量（尤其是高温性能：反应性、反应后强度）,强化焦炭骨架作用，降低焦炭灰分；合理炉料结构；控制软熔带厚度，减小煤气阻力损失；降低S负荷，减小脱S耗热。改善煤粉燃烧性（助燃剂等），降低灰分。6,画出高炉理想操作线画出高炉理想操作线画出高炉理想操作线画出高炉理想操作线，并说明A、B、C、D、E、P、W点的意义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（直接还原结束，间接还原开始）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-C。的分界点D :鼓风中的氧与少量元素还原（包括脱S、熔剂、C02还原）传递的氧co的分界点E：鼓风生成CO的起点W:化学平衡的限制点P ：热平衡的限制点，7,铁水预处理中的三脱指什么，三脱基本反应式，一般采用什么方式及流程进行铁水三脱？答：三脱(脱硅、脱磷、脱硫)脱硫：+(CaO)+C=(CaS)+COS+Mg=(MgS)脱硅：Si+2/3Fe2O3=(SiO2)+4/3Fe脱磷：2P+3(CaO)+5/3Fe2 O3=(3CaOzP2O 5)+5/3Fe铁水三脱预处理方法，它包括下述的步骤：第一步：浅脱硫，在铁水处理罐内中，将铁水中硫含量脱至0.0050.010%：第二步：脱硅，在铁水处理罐内中，将铁水中硅含量脱到0.08-0.13%后扒渣；第三步：脱磷，在铁水处理罐内，将铁水中磷含量脱到0.003%以下，结束时将铁水温度控制在1330±15-C；第四步：深脱硫，在铁水处理罐内中，再将铁水中硫含量脱到0.003%以下，之后扒渣；铁水中的C,S i ,Mn,P,S的重量配比用温度达下述要求出站：C ：3.60-4.00% S i：0.01% M n：0.05-0.15% P <0,003% S50.003% TNI 230C。本铁水三脱预处理方法比现有的铁水三脱预处理方法在深脱磷、脱硫方面效果明显提高10 ,请描述钢液中的主要夹杂物，形成条件，去除方式？夹杂物分类1.按来源可以分成外来夹杂和内生夹杂2.根据成分不同，夹杂物可分为：氧化物，硅酸盐，硫化物，氮化物。3.按加工性能，夹杂物可分为：塑性夹杂，脆性夹杂，点状不变形夹杂,4.IS04967-79(参考ASTM分类)规定：钢中夹杂物分为A、B、以D四大类，分别为：硫化物、氧化铝、硅酸盐和球状氧化物降低钢中夹杂物的措施：在冶炼中采取各种手段降低钢中杂质元素0.S、N.P等的含量，提高钢的洁净度，从根本上减少内生夹杂物。提高耐火材料质量，提高其抗冲击和耐侵蚀的能力，减少外来夹杂物数量。采用合理的脱氧制度，使脱氧产物易于聚集上浮，从钢液中排除。应用钢包冶金如真空脱氧、吹Ar搅拌.喷粉处理等和中间包冶金如采用堰、坝，导流板、过滤器，湍流控制器等控流装置，去除钢水中的夹杂物。采取保护浇注技术，防止钢水从周围大气环境中吸收氧.氢、氮。11 ,请描述一般弧形板坯连铸机设备的主要组成部分，并描述二冷区冷却对铸坯质量的重要作用？答：钢包回转台，中间包及其载运设备，结晶器及其振动装置，二次冷却装置，拉坯矫直装置，引锭装置和铸坯切割装置。二冷区的作用：（1）带液心的铸坯从结晶器中拉出后，通过喷水或喷汽水直接冷却，使铸坯快速凝固，以进入拉矫区。（2）对未完全凝固的铸坯起支撑、导向作用，以防止铸坯的变形；（3）在上引锭杆时对引锭杆起支撑、导向作用：（4）采用直结晶器的弧形连铸机，二冷区的第一段把直坯弯成弧形坯，（5）采用多辑拉矫机时，二冷区的部分夹辑本身又是驱动辐，起到拉坯作用；（6）对于椭圆形连铸机，二冷区本身又是分段矫直区。12 ,直流电弧炉电炉冶炼的发展方向，什么是直流电弧炉？相比交流电弧炉的优点？答：用直流供电进行能量输入的炼钢炉为直流电弧炉。优点：1）对电网的冲击-闪烁小；2）石墨电极消耗减少；3）耐火材料消耗减少：4）提高生产率降低能耗；5）减少环境污染：6）降低金属消耗；7）投资回收周期短扩展：试述高炉内碳的气化反应和CO的分解反应对高炉的影响。答案：C02与固体C之间的反应（CO2+C=2C。-16576610）称为碳的气化反应（或称C02的分解反应），它是一个吸热反应，吸热量很大，因此高温对这个反应是有利的。高炉冶炼过程中，气化反应的发展程度决定直接还原与间接还原。由于高温下气化反应很快，通过反映FeO +CO=Fe+CO2产生的C02立即与固体C作用形成CO,总的结果是FeO+C=Fe+CO,即直接还原。所以，高温区只有直接还原。低温下气化反应很慢，产生的C02不变为CO,即间接还原。因此，高炉低温区只有间接还原。这个温度界限大约为9001000C。另外，由于气化反应的存在，一部分（大约50%）碳酸盐在高温区分解产生的CO2与固体C作用，不仅消耗了焦炭，而且吸收热量，增加高炉热量消耗，降低风口前燃烧的碳量，对高炉冶炼不利：气化反应的逆反应（2CO=C+CO2+165766kJ）叫做CO的分解反应。低温对这个反应有利，450600范围内有明显发展，反应产生的碳黑（粒度极细的固体碳）非常活泼，渗入到矿石空隙中参加还原，并且与高炉上部还原产生的海绵铁发生渗碳反应，降低铁的熔点，还可能渗入炉衬耐火豉缝隙中侵蚀炉衬。如果发生大量的分解反应，则分解产生的固体C沉积在料块中间，恶化高炉透气性，对高炉冶炼产生不利影响。20091,焦炭在高炉冶炼中主要起什么作用？目前有何问题如何应付？焦炭在高炉冶炼过程中的作用主要有提供热量；骨架作用，同时又是煤气的高透气性通路；还原剂；渗碳剂2,硫是高炉冶炼中的有害元素，降低%S应采取的措施a）降低硫负荷；（硫负荷主要来源于焦炭，使用低S焦炭如用高S焦炭，则应降!氐焦比）；b）增大硫的挥发量；（很有限）；c）加大渣量；（意味着多消耗熔剂，降低生产率，而且随焦比升高，入炉S增加。不希望，必要时可采用）；d）增大硫的分配系数LS.（提高渣底脱S能力，生产中达到LS值一方面取决于该条件下炉渣去S反应热力学平衡,另一方面动力学）3,烧结矿的主要经济技术指标?如何控制烧结过程来优化技术指标？利用系数、台时产量、成品率、返矿率、作业率、劳动生产率、生产成本、工序能耗4,铁矿石还原度代表意义？解释减重法测定还原度公式中各参数和系数意义？铁的直接还原度答案：FeO中以直接还原的方式还原出来的铁量与铁氧化物中还原出来的总铁量值比成为直接还原度。m。试样的质量，gml还原开始前试样的质量，gmt还原开始t分钟后试样的质量，gFeO实验前试样中FeO的含量，%( m/m )TFe实验前试样的全铁含量，( m/m )5,富氧鼓风对高炉冶炼的影响是什么？答案：富氧鼓风对高炉冶炼的影响是：(1)提高冶炼强度；(2)有利于高炉顺行；(3)提高了理论燃烧温度；增加了煤气中CO含量，有利于间接还原；降低了炉顶煤气温度7,铁水预处理的目的是什么，对炼钢工艺流程及钢质量有哪些作用？常用的铁水脱硫剂，脱硫反应及脱硫方法.作用：随着钢铁生产的技术进步，逐渐发展成为对完善和优化整个钢铁生产工艺流程，确保节能降耗，优质高效总体目标得以全面实现的不可缺少的独立工艺环节。工业中常用的铁水脱硫剂有：CaC2, Mg , CaO , Na2O苏打(Na2CO3)系：炉前铁水沟铺撒法，电石(CaC2)系：主要是喷吹法，石灰(CaO)系：喷吹法，金属Mg系复合脱硫剂苏打(Na2c03)系：(+氧化剂，同时脱磷脱硫)Na2CO3(l)= Na20(l)+C02N a20(l)+S+C=(Na2S)+ CO石灰(CaO)系：(CaCO3+CaF2+C,+CaC2,+ Al)CaCXS)+S+C=(CaS)+C0当Si>0,05%时，CaO(S)+S+ l/2Si=(CaS)+1/2(SiO2碳化钙(CaC2,电石)系：Ca C2(+CaO+CaCO 3+CaF2)>(CaC 2+CaCO3)CaC2(S)+S=(CaS)+2C镁(Mg)系：Mg+S=MgS(固)Mg(气)+S=MgS(固)8,氧气转炉炼钢化学方程式，描述金属熔池中各主要化学成分的变化规律及动力学特征?C+1/202=CO；C+O2=CO2；Si+O2=(SiO2)；Mn+1/202=(MnO)；2P+5/2O2+3(CaO)=(3CaO P2O5)；Fe+1/202=(FeO)；S+(CaO)=(CaS)+O脱碳过程为三个阶段：1)吹炼初期以硅的氧化为主，脱碳速度较小；2)吹炼中期，脱碳速度几乎为定值；3)吹炼后期，随金属中含碳量的减少，脱碳速度降低。=C高0低时，的扩散为限制性环节；=C低0高时，©的扩散为限制性环节。吹炼初期熔池温度低，硅和铺首先迅速地氧化，硅的氧化抑制了脱碳反应的进行。吹炼初期硅优先氧化，当熔池温度升高到1390。(:以上后，碳才可能激烈氧化。Si的氧化在炼钢吹炼初期即可完成初期温度低，渣中MnO活度低，大量Mn氧化；=中后期温度升高、渣中FeO含量降低，碱度提高，炉渣中部分MnO被还原；=末期炉渣FeO含量增高，Mn重新被氧化。请描述什么是钢铁冶金中的短流程和长流程，及各自的工艺流程特点及优缺点？炼钢的主要方法1.长流程高炉一铁水预处理一转炉一炉外精炼一连铸2.短流程废钢(DRI、HBL生铁等)一UHP电弧炉一炉外精炼一连铸一连轧。短流程炼钢法的主要优点是：投资省；建设周期短；生产能耗低；操作成本低：劳动生产率高：占地面积小；环境污染小。9 .请分别描述钢铁生产过程中的短流程及长流程工艺，工艺特点及其优缺点。10 ,描述钙处理的目的，影响钙处理效果的因素？其主要目的包括：O1深度降低钢中0、S等有害元素含量；。2改变夹杂物组成形态，避免浇铸铝镇静钢发生水口堵塞并改善钢材力学性能1)Ca处理不充分：2)Ca量过多。扩展：什么叫喂丝？喂丝注意事项有哪些？答案金属钙是一种强脱氧剂和脱硫剂加钙处理可以改善钢的质量。然而由于钙是一种非常活泼的金属易氧化因此直接加钙会引起沸腾喷溅钙的烧损大在钢中分布也难均匀。因此将硅钙合金粉剂与铝粉按比例混合作线芯外面用0.2mm薄钢带紧紧包覆并将粉压实制成各种规格的包芯线利用喂丝机按适当速度将包芯线稳定而垂直穿越渣层插入钢水一定深度就能充分利用钙的强脱氧脱硫性质不至造成浪费。喂丝注意事项(D在进行喂丝操作前必须先检查喂丝机是否完好开启是否顺利.1分(2)丝料的选择不得有误否则将影响钢的质量甚至造成报废因此要熟悉丝料的规格、品种、成分。1分（3）喂丝前要注意钢包内渣液面状况如炉渣结壳会阻碍丝料进入钢水要调正渣况后再喂丝。1分（4）喂丝速度和喂丝量是喂丝操作的两个主要工艺参数要严格按照工艺要求进行不能图快而盲目操作。1分（5）每次喂丝过程中要密切注视丝料在钢水内熔化的情况如有异常要及时调节喂丝速度。1分（6）喂丝结束后要及时将喂丝机移至安全位置防止被损坏11 ,电弧炉生过程中造泡沫渣是非常重要的，简述泡沫渣基本功能，如何才能促使泡沫渣的形成并使之稳定？泡沫渣的作用：1）.采用长弧泡沫渣操作可以增加电炉输入功率，提高功率因数及热效率；2.）降低电炉冶炼电耗，缩短了冶炼时间；3.）减少了电弧热辐射对炉壁及炉盖的热损失；4.）泡沫渣有利于炉内化学反应,特别有利于脱P、C及去气（N、H ）如何造好泡沫渣：1）合适（加大）吹氧量。2）保证熔池有一定含碳量。有一定的粘度、表面张力。3）合适的FeO、碱度。4）合适熔池温度及合适的渣量12，中间包作用：稳定钢流，减少钢流的静压力和对结晶器中坯壳的冲刷；均匀钢水温度，促进非金属夹杂物上浮去除；多流连铸机由中间包对钢水进行分流；多炉连浇换包时起缓冲衔接作用。中间包冶金发展方向：扩展：冶金学是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，并用一定加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。2、钢材在轧制和锻造时，由于温度升高，晶界上的富含硫化物的网状结构又变成液态，在力的作用下，就会引起这些富硫液相沿晶界滑动，造成钢材的破裂，产生了所谓的热脆现象