2022年北京科技大学钢铁冶金学试卷.docx

精品_精品资料_20222022 钢铁冶金学（炼铁部分）一、名词说明题（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炼铁工艺得分二、判定题 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,较易仍原.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、下料层温度的匀称化.7. 厚料层烧结工艺的主要目的是为了提高烧结矿生产才能.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 在高炉中不能被仍原而全部进入生铁.10. 耦合反应的平稳常数是与之相关的简洁反应平稳常数的组合.11. 阻挡高炉内K、Na 循环富集的计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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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,是熔融仍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,并说明其缘由.3.画出高炉抱负操作线,并说明A、B、C、D、 E、P、W 点的意义.四、论述题每题 14 分,共 28 分1. 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护相宜的高炉炉渣粘度的技术措施.2. 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 . 依据所学的炼铁理论和工艺学问,阐述降低高炉燃料比的详细计策.一、名词说明（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,烧结矿中强度和仍原性均较好的矿物.3 煤气 CO利用率：煤气中 CO2体积与 CO 和 CO2体积总和的比值, hCO = CO2 ¤ CO+CO2, 说明白煤气利用程度的好坏.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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匀称,在炉内局部显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 COREX炼铁工艺：典型的二步法熔融仍原炼铁工艺,由奥钢联（VAI）于 70 岁月末合作开发,其目的是以煤为燃料,由铁矿石直接生产液态生铁.由预仍原竖炉和熔融气化炉组成.二、判定题（每题1.5 分,共 30 分）（对：,错：×）1.×. 2.×. 3. . 4.×. 5.×. 6. 7.×. 8.×. 9.×. 10.11. 12.×. 13.×. 14. 15. 16.×. 17. 18.×. 19.×. 20.三、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）有利于改善烧结矿的质量？答：（1）烧结矿的固结经受固相反应、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供应条件.（ 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、仍原性气氛易生成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仍原性及强度,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,并说明缘由.答：（1）风口前燃烧碳量削减,风温提高,焦比下降.（ 1 分）（2）高炉内温度场发生变化：炉缸温度上升, 炉身上部、 炉顶温度下降, 中温区（ 900 1000 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_扩大,由于每上升100风温,风口理论燃烧温度上升60 80,风口前燃烧碳削减,煤气量降低,导致炉身上部温度降低.（ 2 分）（3）直接仍原度略有上升,生成的CO 削减,炉身温度降低. （ 1 分）（4）炉内压损增大,焦比下降,炉内透气性变差,高炉下部温度上升,煤气流速度增大, 同时 SiO 的挥发增加,堵塞料柱孔隙.（ 2 分）（5）有效热消耗削减,焦比降低,渣量削减,S 负荷降低,脱硫耗热削减.（ 1 分）（6）改善生铁质量,焦比降低,S负荷降低,炉缸热量充足,易得到低S 生铁.炉温上升,可掌握 Si 的下限,生产低Si 铁.（ 1 分）3 画出高炉抱负操作线,并说明A、B、C、D、E、P、W 点的意义.答：（ 4+4 分）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：不发生重叠情形下（直接仍原终止,间接仍原开头） ,直接仍原和间接仍原的理论分界点 C：铁氧化物直接仍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仍原（包括脱S、熔剂、 CO2 仍原）传递的氧CO 的分界点 E：鼓风生成CO 的起点W：化学平稳的限制点P：热平稳的限制点四、论述题（每题14 分,共 28 分）1. 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护相宜的高炉炉渣粘度的技术措施？答：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（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 分）（2）粘度过大： 炉料下降、 煤气上升困难, 易产生“液泛”.渣铁分别不好、 反应速度降低. 粘度过小：软熔带位置过高.腐蚀炉衬.（ 3 分）（3）影响炉渣粘度的因素包括：（ 6 分）a) 温度：温度上升,粘度下降b) 碱度：酸性渣中由于 Si-O 阴离子形成四周体网状结构, 粘度大,酸性渣中加入 CaO、MgO .毁灭 -O-键 T h .碱性渣在高温下粘度小.碱度上升,粘度增大,由于 R - . CaO、MgO - .固体悬浮质点- T h -c) 渣中其他成分： Al2O3 -T h - ,缘由： Al-O 阴离子三长键结构但影响小于Si-O四长键 . TiO2 -T h - ,缘由： Ti 与 C、N 生成碳氮化物,熔点高,易析出固相质点. CaF2 萤石 -T h ,缘由：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-可以取代一个网状结构的-O-位置,造成断口,生成的自由O2-又可以去破坏另一个-O-键.K2O、 Na2O -T h ,缘由： K2O、Na2O 降低 h 的作用比较小,但它们的危害大.（4）维护相宜的高炉炉渣粘度的技术措施：主要包括相宜的熔化性温度,操作过程保证炉渣具有肯定的过热度,调整炉渣成分,掌握合理的碱度.（ 3 分）2. 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. 依据所学的炼铁理论和工艺学问,阐述降低高炉燃料比的详细计策.答：降低燃料比的途径： （ 1）降低直接仍原度,进展间接仍原.（ 2）降低作为热量消耗的碳量,减小热缺失. （ 7 分）降低高炉燃料比的详细计策：（ 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,煤气利用率上升.抑制碳的熔损反应,有利于进展 间接仍原. Si的仍原削减,耗热削减.炉尘吹出量削减,碳损降低.煤气停留时间长有利于间接仍原（ 3）综合鼓风,脱湿鼓风有利于削减水分的分解耗热,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,有利于进展间接仍原 （ 4）精料：提高含铁品位,降低渣量,热量消耗削减.改善原料冶金性能,提高仍原度,进展间接仍原.加强原料整粒,提高强度,改善料柱透气性.改善焦炭质量（特别是高温性能：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. 掌握软熔带厚度,减小煤气阻力缺失.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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（7 分）20222022 钢铁冶金学（炼钢学部分）B试卷一、挑选题,请在正确答案的（）内画.（单项题,每题0.5 分,共 20 分）1、以下脱氧元素中,哪一个（）脱氧才能最强？（A）Mn（B） Si（ C） Al（ D）Cr2、钢中内生类非金属夹杂物主要来自（）.（A）炼钢炉内炉渣卷入（B）炉衬材料混入（C）连铸结晶器爱护渣卷入（D）脱氧反应产 物3、随着铁水预处理和钢水炉外精炼广泛采纳,氧气炼钢转炉逐步演化为（.（A）升温顺脱碳反应器（B）升温顺脱硫反应器（C）升温顺脱磷反应器（D）废钢熔化器4、超高功率电炉的功率级别为.（A）200KVA/t 以上（ B） 300KVA/t 以上（ C）400KVA/t 以上（ D） 500KVA/t 以上5、电炉炉壁氧燃枪的主要作用为.（A）脱气（ B）升温（ C）脱磷（ D）助熔6、常规 RH 精炼炉具有 .（A）脱碳（ B）脱磷（ C）脱硅（ D）脱锰7、炉外精炼中用于加热升温的装置为.（A） VD 炉（ B） CAS-OB装置（ C） RH 装置（ D）吹氩8、高质量轴承钢的精炼一般采纳.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（A） CAS装置（ B） LF 炉（ C） VD 炉（ D） AOD9、铁水脱硫预处理采纳金属脱硫剂为.（A） Ca （ B） Mg（C） Ti （ D） Si10、电炉炼钢的热量来源主要为（）.（A）化学热（ B）物理热（ C）电能（ D）化学热、电能及物理热.11、VD 炉具有（）功能.（A）脱氧（ B）脱磷（ C）脱硅（ D）升温12、AOD 精炼炉主要用于冶炼（）.（A）合金结构钢（B）管线钢（ C）轴承钢（ D）不锈钢 13、复合脱氧能够得到更好的脱氧成效,主要是由于（）.（A）使用了脱氧才能更强的脱氧元素（B）脱氧元素含量增加（C）脱氧元素在钢液中活度增加（ D）降低了脱氧反应生成物的活度14、脱氧反应包括化学反应、脱氧产物形核、脱氧产物长大和四个阶段.（A）脱氧产物上浮去除（B）脱氧产物被氧化（C）脱氧产物分解15、脱氧产物与钢液间界面张力大有利于（A）脱氧产物在钢液内存在（B）脱氧产物颗粒聚合（C）脱氧产物被仍原（D）脱氧产物 分解16、提高炉渣碱度可以（A）提高渣中P2O5 的活度系数（B）降低渣中P2O5 的活度系数（C）削减 Si 的氧化程度（D）削减石灰消耗17、氧气炼钢过程脱碳反应生成的CO 气体有利于（）（A）搅动熔池和匀称钢水的成分和温度（B）增加炉渣的氧化铁含量（C）增加钢水中N 、H 等元素含量18、钢水精炼脱硫的有利条件是（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（A）提高温度（ B）提高氧化铁含量（C）降低温度（ D）降低钢中氮含量19、转炉采纳未燃法煤气回收的烟气中CO 含量一般为（）20、轴承钢的氧含量一般要求掌握在（）以下.（A）0.0001% （ B）0.0010% （ C）0.010%21、钢的可加工性能优于生铁,主要是由于（）.（A）钢含碳量高（B）钢的熔点高（C）钢的硬度高（D）钢纯洁度高22、铁水脱硫的主要脱硫剂是（）.(A) Mg CaO（B） MgO+Ca（ C Al+CaO（D Mn+SiO223、转炉双渣冶炼是（） .（A）造碱性渣再造酸性渣（B）造酸性渣再造碱性渣（C）冶炼过程造两次渣24、一般说来每氧化1 C可使钢水升温（）.（A）30（ B） 50（ C） 100（ D） 140 25、转炉炼钢铁水的物理热约占总热量的（）.A 10%B30%C50%D70%26、转炉煤气回收的热值一般为（）.A 800× 4.18KJ/m3 B 1600× 4.18KCJ/m23400 × 4.18KJ/m327、炼钢终渣 FeO 一般掌握在（） .A 3-5%B 8-15%C 25 30%28、电炉炼钢供电系统的电抗器的主要作用是（）.A 降低及限制电流B 稳固及掌握电压C 稳固电弧电流和限制短路电流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_29、转炉炼钢前期熔池温度低有利于反应.（A）脱碳（ B）脱硫（ C）脱氧（ D）脱磷30、炼钢过程直接氧化是指.（A）CO 被氧化为CO2（ B）铁液中杂质组元与氧气作用被氧化（C）杂质组元被炉渣氧化（D）炉渣被氧气氧化31、氧气转炉炼钢过程铁液升温所需热源主要来自（）.（A）电弧加热（B）加入的发热材料（C）铁液中杂质组元氧化反应的热效应（D）炉渣成渣热32、氧气转炉炼钢中所谓“火点”区是指.（A）氧气流股与四周炉气作用区域（B）转炉底吹气流与钢液作用区域（C）氧气流股与四周泡沫渣作用区域（D）氧气流股冲击金属熔池形成的作用区域33、氧气转炉炼钢过程发生的乳化、泡沫可以（）,因而可以加快渣铁间反应.（A）增加渣铁间接触面积（B）提高炉渣温度（C）提高炉渣氧化铁含量（D）削减渣 铁间接触面积34、氧气炼钢炉渣中以下铁氧化物哪种最稳固（）.（A）Fe2O3 （ B）Fe3O4 （ C） FeO35、氧气炼钢过程铁液中杂质组元氧化以间接氧化为主,主要是由于（）.（A）氧气同熔池接触的表面上大量存在的是铁原子（B）氧枪供氧速度不足（C）炉渣氧化铁含量低36、氧气转炉炼钢脱碳反应的限制性环节有可能是.（A）反应界面的化学反应（B）钢液中CO 的均质形核（ C） O 或C向反应区的扩散（D）CO 气泡在钢液中上浮去除37、以下措施中, （）可以加快脱碳反应.（A）降低钢液温度（B）提高钢液温度（C）增加渣量（ D）降低铁水碳含量38、通过以下哪种措施可以降低炉渣中P2O5 的活度系数.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（A）提高炉渣碱度（B）增加渣量（C）提高温度（ D）降低炉渣碱度39、降低炉渣氧化铁含量有利于（）反应.（A）脱磷（ B）脱碳（ C）脱硫（ D）脱硅40、（）有利于脱硫反应进行.（A）降低冶炼温度（B）增加渣量（C）降低钢液中硫的活度得分二、判定以下说法是否正确（每题1 分,共 20 分）1、铝的脱氧才能低于硅的脱氧才能.2、钢液中非金属夹杂物尺寸愈小,愈简洁由钢液中上浮去除.3、钢液脱氧后发生的任何氧化均属于“二次氧化”.4、钢中总氧就是溶解氧和夹杂物所含氧之和.5、转炉的炉容比是指转炉内的自由空间的容积与金属装入量之比.6、转炉炼钢在软吹条件下不利于脱磷.7、废钢中的有害元素低于铁水中的有害元素.8、通过 AOD 真空处理可降低钢液碳含量.9、VD 可将钢水温度提高到工艺要求的温度.10、CAS OB 的升温原理与LF 一样.11、目前采纳铁水“三脱”预处理的钢厂,进行脱硅预处理的主要目的是提高脱磷预处理的成效.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12、由于铁的氧化自由能变化远大于碳的氧化自由能变化,因此炼钢过程中不会发生铁的氧化反应.13、KR法是采纳喷吹粉剂的脱硫工艺.14、氧气转炉炼钢过程钢液中Si 的氧化主要在吹炼后期进行.15、肯定压力及温度条件下,钢中的碳高,氧就低.16、炉渣碱度对脱硫反应有重要影响,但对脱碳反应影响不大.17、P的氧化反应为吸热反应,提高冶炼温度有利于脱磷.18、氧气转炉炼钢炉内发生的乳化和泡沫能够增加反应的表面积.19、所谓炼钢工艺的供氧强度就是单位时间、每吨钢喷入的氧气量.20、炼钢厂“负能炼钢”就是当炉气回收的总热量>转炉工序生产消耗的能量.得分三、简答题（每题3 分,共 42 分）1、什么是转炉的静态模型掌握？2、脱碳过程一般分为哪几个阶段？3、什么是转炉的副枪检测掌握技术？4、高阻抗电弧炉有何特点？5、炼钢对废钢的要求主要有哪些？6、CONSTEEL电炉的冶金特点是什么？7、RH 精炼工艺的特点？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8、工业中常用的铁水脱硫剂有哪些？9、有利于脱磷反应的工艺条件？10、常用的脱氧方法有哪些？11、电炉炼钢为什么要造泡沫渣,如何造好泡沫渣？12、转炉双联炼钢工艺？13、非金属夹杂物对钢材造成的主要危害？14、石灰活性度的概念？得分四、论述题（共9 分）1、下式为推导得出的钢液脱硫反应速度表达式（5 分）式中：Wm：钢水重量,kg %S.钢液硫含量,F：脱硫反应界面积,m2rs：炉渣密度, kg/m3 , ks：脱硫反应动力学传输系数,m/s , Ls：炉渣钢液之间硫的安排系数请依据上式,论述提高脱硫反应速度可采纳的炼钢工艺措施.2、目前炼钢过程期望的铁水Si 含量一般为多少,铁水硅含量的高低对转炉冶炼会产生什么影响.（ 4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得分五、运算题（共9 分）1、运算（ 5 分）钢液中非金属夹杂物的上浮速度可用Stokes 公式运算：请分别运算出半径为0.00001m 、0.00010m 和 0.0050m 的夹杂物在钢液中上浮5m 所需要的时间. 运算中可选： g9.8m/s2 , rm 7000kg/m3 , rs 4000kg/m3 , hm 0.005Pa.s2 已知生铁含Si 0.7%、P=0.4%,造渣用的石灰含CaO95, SiO25%,如要求渣碱度B3,求冶炼造渣时,每吨生铁需配加的石灰量.假定生铁中含磷量的90氧化到渣中,渣碱度按 B %CaO/%SiO2+0.634%P2O5, 运算MSi=28,MCa=40,MP=31 .（4 分）一.简答题（ 6X10）1.简述炼钢（包括二次精炼）的主要任务.2.简述液态炉渣对高炉冶炼过程的影响.3.简述高碱度烧结矿和酸性氧化球团矿的固结机理.4.简述铁水预处理.5.简述 LF 法和 RH 法的特点和用途.6.简述一种非高炉炼铁技术及其优缺点.7.简述转炉炼钢过程中的脱碳规律.8.简述降低焦比的主要措施.9.简述连铸坯中的偏析及其成因.10.简述连铸爱护渣的冶金功能.二.运算题（ 15X3）1.氧化 1%C可使钢水升温多少度？并争论脱碳反应在炼钢过程中的作用.已知： C+1/2 O2=CO H=-11637 kj/kgCC+O2=CO2H=-34830 kj/kgC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_90%碳氧化为CO,10%氧化为CO2.渣量为10kg/t .钢水比热为8401j/kg/ ,炉渣比热为1250j/kg/ ,炉气比热为1140j/kg/ 2.高炉炼铁,鼓入的风中含氧气23%,含水2%.试分别运算在高炉封口燃烧带内100Nm3鼓风和燃烧1kg 碳产生的没气量及成分.可编辑资料 - - - 欢迎下载