2023年内蒙古科技大学——刘中兴《冶金概论》.docx

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1、2023年内蒙古科技大学刘中兴冶金概论 内蒙古科技大学-热能专业冶金概论复习重点，一下为复习题目，红色字体为题目所对应书本的页数。 新书： 1、提取冶金学和物理冶金学？P 1提取冶金学：研究如何从矿石中提取金属或金属化合物的生产过程 物理冶金学：通过成形加工制备有一定性能的金属或合金材料，研究其组成结构的内在联系，以及在各种条件下的变化规律，为有效的使用和发展特定性能的金属材料服务 2、金属是如何分类的？黑色金属包括哪些？P 1有色金属和黑色金属；黑色金属包括铁、铬、锰。 3、简述各种冶金方法及其特点P 1 火法冶金：指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及融 化作业，使其中的金属和杂质分开获得较纯的

2、金属的过程。此过程分为原料准备、冶炼和精炼三个工序。过程所需能源主要靠燃料燃烧供给，也有依靠过程中的化学反应热来提供的 湿法冶金：在常温或低于100下，用溶剂处理矿 石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其他杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程，该方法包括浸出、分离、富集和提取等工序 电冶金：利用电能提取和精炼金属的方法按电能、 形式分为两类：电热冶金、电化学冶金。 4、我国铁矿石资源有哪些？高炉冶炼常用铁矿石有哪些？各自的主要成分和特点是什么？P7&P22旧 特点：贫矿多，约占铁矿石总储量的80%左右，因此需要大力发展选矿和造块工业多种元素共生的复合矿多 磁铁矿：Fe3O

3、4呈黑色金属光泽磁性强，坚硬致密， 难还原 赤铁矿：Fe2O3呈红色或红褐色、无磁性，但组织 疏松易破碎、易还原 褐铁矿：含不同分子结晶水的赤铁矿。 mFe2O3H2O(m= 13n=14) 呈黄褐色或纯黑色，它吸附着大量水分，加热时失去结晶水和游离水，使铁矿石气孔率增加、易还原 菱铁矿：碳酸铁 FeCO3呈灰色带黄褐色，易破 碎、易还原 5、高炉冶炼对铁矿石有什么要求？P8 含铁量高、脉石少、有害杂质少、成分稳定、还原性好、软化温度高、机械强度高、粒度均匀、合适 6、铁矿石入炉前需进行哪些准备工作？P1 17、为什么要进行选矿？常用选矿方法有哪几种? P1 2选矿的目的主要是为了提高矿石的品

4、味。 1、重力选矿法 2、磁力选矿法 3、浮游选矿法 8、铁粉造块的方法有哪几种？P1 2烧结法造块、球团法造块 9、铁矿粉造块的意义和方法P1 3 通过造块可以有效的利用铁矿资源 通过造块高炉使用烧结矿和球团矿可以提高生铁 质量 通过造块使用烧结矿和球团矿有利于高炉强化冶 炼、提高产量、降低焦比 10、用示意图说明烧结过程料层断面的变化P1 4整个烧结过程是在9.816kPa负压抽风下，自上而下进行，在烧结机上取某一烧结断面，可见燃料层有明显的分层，依次出现烧结矿层、燃烧层、预热干燥层、过湿层、然后又相继消失，最后剩下烧结矿层 烧结矿层：变化液相凝固，析出新矿物，预热空气， 表层受冷空气制冷

5、作用，温度低 燃烧层：温度达到11001500，混合料软化熔融 及形成液相，厚度为1550mm，强度低，料层厚，透气性差，产量低，料层薄，烧结温度低，强度低 预热干燥层：废气温度很快从1500降至6070， 厚度2040，水分蒸发，结晶水及碳酸盐分解，矿石的氧化还原以及固相反应 过湿层：废气中水汽进入冷料层，温度降至露点以 下时，大量冷凝 11、高炉用燃料主要有哪些？P2 3早期以木炭为燃料，而后使用无烟煤，再后几乎都以焦炭作燃料并应用了喷吹技术。从风口或炉身部位喷吹重油、煤粉或天然气，可部分取代冶金焦炭 12、焦炭在高炉冶炼中起到什么作用？P2 3 作发热剂 做还原剂 作柱骨架 作渗碳剂 1

6、3、常用的高炉喷吹燃料主要有哪些？P2 3从风口或炉身部位喷吹重油、煤粉或天然气，可部分取代冶金焦炭 14、高炉冶炼产品和副产品各有哪些？P2 5生铁副产品：炉渣、煤气、炉尘（瓦斯灰） 15、高炉冶炼有哪些主要的技术经济指标？分别是如何定义的？P27 有效容积利用系数：1m3有效容积平均每昼夜生 产合格生铁的折合产量（t/m3d） 焦比：高炉冶炼1t生铁所消耗的干焦炭量 冶炼强度：1m3有效容积，在一昼夜内所燃烧的 干焦量 燃料比：高炉采用喷吹辅助燃料后，生产1t生铁所 需的燃料总量 生铁成本：生产1t合格生铁所需原料、燃料、材料、 动力、人工等一切费用的总和 炉龄：高炉从开炉到停炉大修之间世

7、纪运行的时间 或产铁总量 16、高炉冶炼的主要技术经济指标（高炉有效容积利用系数、冶炼强度、入炉焦比和综合焦比） 同9题 17、某高炉容积2000m3，年产100万吨炼钢生铁，消耗60万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉150kg，计算高炉的有效容积利用系数、焦比、燃料比及冶炼强度各位多少？第七题 有效溶剂利用系数1000000 v = 33652000t/(md) 焦比：k= 6000000001000000 kg/t 燃料比=k+10kg/t 冶炼强度：I=600000 33652000t/(md) 18、什么是直接还原和间接还原？比较他们的特点，什么是直接还原度？P29- 31直接还原：还原剂用固

8、体碳、产物为CO的反应 间接还原：还原剂为气态CO和H 2、产物为CO2和H2O的铁各级氧化物还原反应 特点：直接还原是吸热很大的反应，而间接还原大部分是放热反应。直接还原时，1mol碳就可以夺取铁氧化物中1mol氧原子，而间接反应需一定过量的还原剂才能满足化学平衡条件需要 铁的直接还原度：假定铁的高级氧化物（FeO3Fe3O4）还原成铁的低级氧化物FeO全部为间接还原，而从FeO中用固体C直接还原出来的铁量与铁氧化物中被还原出的总铁量之比 19、写出高炉内风口前碳素燃烧反应、铁的直接还原反应和间接还原反应。P30- 31天然气中CH4: CH4+1/2O2=CO+2H2+3098kJ/kgC

9、 重油中CnH2n+2 :CnH2n+2+n/2O2=nCO+(n+1)H2+Q 煤粉C: 2C+O2=2CO+9797 kJ/kgC 间接还原反应： (1)小于570，用CO作还原剂时， 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+77.4kJkg Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2+74.22 kJkg (2)大于570, 用CO作还原剂时， 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+77.4kJkg Fe3O4+CO=3FeO+ CO296.7 kJkg FeO+CO=Fe+CO2+235.63 kJkg (3) )小于570，用H2作还原剂时， 3Fe2O3+ H2= 2Fe3O4+H

10、2O+45.6 kJkg Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O634.5 kJkg (4) 大于570，用H2作还原剂时， 3Fe2O3+ H2=2 Fe3O4+H2O+45.6 kJkg Fe3O4+ H2= 3FeO+H2O287.9 kJkg FeO+ H2= Fe+H2O494.5 kJkg 直接还原反应： FeO+C= Fe+CO152506 kJ 20、从高炉解剖分析高炉冶炼过程大致分为几个区域？P35胡32题 固体炉料区：块状带、软熔带 滴落带：疏松焦炭区压实焦炭区 焦炭回旋区炉缸带 21、代高炉内型有哪几部分组成？画出示意图，写出各部分名称？P4 522、钢和铁的区别？P7 4

11、钢和生铁最根本的区别是含碳量的不同，生铁中含碳量大于2%，钢中含碳量小于或等于2%，含碳量的变化引起铁碳合金质的变化。钢的综合性能，特别是机械性能（抗拉强度、韧性、塑形）比生铁好得多，因此用途也比生铁更广泛 23、钢铁冶炼的任务是什么？P7 5 脱碳并将其含量调整到一定范围 去除杂质：脱磷、脱硫、脱氧 去除气体和非金属夹杂物 调整钢液成分和温度 将钢液浇注成质量好的钢锭或钢坯 24、炼钢炉渣的来源及主要组成是什么？P8 1 炼钢过程有目的加入的造渣材料 钢铁材料中Si Mn P Fe 等元素的氧化产物 炼钢过程被侵蚀的炉衬耐火材料 25、炼钢用的主要金属料和非金属料有哪些？P97 金属料：铁水

12、、废钢、合金钢 非金属料：造渣剂、冷却剂、增碳剂和燃料 氧化剂：氧气、铁矿石、氧化铁皮 26、连续铸钢与模铸相比有什么优越性？P158 连铸既可节约模铸法的一整套设备，初轧机和均热 炉，又可节约大量耐火材料、燃料、动力和人力。可直接节约能为70% 连铸坯的切头率比钢锭少的多，可提高成材率 10%15% 可以简化车间布置，改善操作条件和生产环境，提 高劳动生产率，为实现炼钢和轧钢生产自动化，连续化创造条件 连铸坯组织致密，夹杂少，质量好 27、连铸机有哪几种类型？以弧形连铸机为例说明连铸机最主要组成部分及各自作用。P159 立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、水平连铸机 弧：结晶器为弧形的，二

13、冷区夹杂辊安装在1/4圆弧内，连坯出二冷区在水平切线位置矫直，然后切割成定尺，出坯。 28、从连铸坯热送热装和直接轧制的发展工艺来看，该工艺 分为那几个阶段？各个阶段主要特征是什么？ 连铸坯直接扎制（CC-DR） 连铸坯在1100调节 下不经加热炉，在输送过程中通过边角补热装置直接送扎制机扎制 连铸坯热直接扎制（CC-HDR）连铸坯温度在1100 以下，A3以上，铸坯不经加热炉，在输送过程中通过补热和均热，使钢坯达到可扎温度，直接送扎制机扎制 连铸坯直接热装扎制（CC-DHCR） 连铸坯温度在 A3以上，A1以下，直接送加热炉内加热后扎制 连铸坯热装扎制（CC-HCR）连铸坯温度在A1以 下4

14、00以上，铸坯不放冷却送保温设备中保温，然后送加热炉后扎制 连铸坯冷装炉加热后扎制（CC-CCR）连铸坯冷却 至室温后，装加热炉加热扎制 29、实现连铸坯热送热装的制程技术有哪些？P159 无缺陷的连铸坯生产技术 高温连铸坯的生产技术 过程报文及补热均热技术 适应不同铸坯热履历的轧制技术 炼钢轧钢一体化管理技术 30、简述连铸坯热送热装的意义P159 节约能源消耗（显热） 缩短生产周期，提高产量 降低氧化铁皮损耗 改进产品质量，提高金属收得率 降低生产成本 31、简述连铸坯热送热装保温和补热技术P159 板坯连铸机内的保温 切割的时候进行保温加热 疏松辊道保温 火车运输保温 轧制前的铸坯切棱加

15、热 铸坯掉头轧制 旧书： 32、一个现代化钢铁联合企业有哪些主要工序和辅助工序？用框图画出钢铁联合企业生产工艺流程。P7旧 33、钢铁生产用能源有哪些？我国钢铁工业能源及能耗的特点是什么？分析节能途径。P10-13旧 钢铁生产所用能源主要有煤炭、燃料油（重油）、天然气、电力等。 我国钢铁工业的能源构成是以煤为主，电力及重油也占一定比重，天然气用量很少。在上述各种燃料中气体燃料的燃烧最易控制，热效率高，输送方便，燃烧干净，是冶金厂内最受欢迎的一种燃料。我国钢铁工业的能源消耗中，钢铁冶炼是耗能最高的工序，占钢铁工业能耗的6070%。其主要耗于炼铁系统，焦比、烧结、球团、炼铁等工序，占钢铁生产能耗的

16、一半以上。近年来，我国钢铁工业能耗水平大幅度下降，吨钢能耗指标E达较好水平，但与世界主要工业国家相比，仍有较大差距，我国钢铁节能的潜力是很大的。 节能应抓住三个方面：一是节约一次和二次能源，降低各个生产环节的能耗；二是节约各种材料消耗，因为生产这些原材料需要消耗大量能源；三是回收各生产环节三十的能量，即工业余热资源 34、简述钢铁工业环境污染主要有哪些？如何改进钢铁生产环境？P18旧 废水污染，钢铁工业用水主要是冷却水，其实是煤 气洗涤水，以及冲洗设备，地面及除尘用水等。这些耗水中，一部分水经冷却后循环使用，另一部分污染水经处理后循环使用或排放 空气污染：是指空气中污染物的浓度达到了有害的 程

17、度 钢铁渣污染：渣对环境污染是通过大气、水及固体 废物本身三种途径造成的 钢铁工业除了上述污染物外，噪声的污染也不可忽 视，它会影响人们的正常生活、损伤听觉，诱发多种疾病、降低劳动生产率，甚至引发事故，因此必须设法控制 在发展技术、改进和增加设备的同时，必须考虑环境保护，为早日使钢铁企业成为无公害企业而努力 35、开采铁矿石有哪些方法？适用于开采什么储藏特点的矿石？P27旧 矿床地下开采： 空场采矿法：用于开采围岩和矿石都是很稳固的矿 床 留矿法：用于开采围岩不稳固，而矿石很稳固的矿 床 填充采矿法：用于开采矿石比较稳固，而围岩不够 稳固的矿床 崩落采矿法：用于开采围岩和矿石 由比较稳固到 中

18、等稳固的矿床 露天开采：用于开采敞露地表的矿场中的矿床 36、分析高炉炉料下降的必要条件和力学条件P7 7、78旧 必要条件：风口前焦炭燃烧腾出空间 焦炭在下降过程中，参加直接还原与渗碳而消耗15%左右的碳，腾出了空间矿石在下降过程中，小颗粒进入大颗粒空隙，排列紧密生成液态渣铁，定期排放，生产部分空间，促使炉料下降。 力学条件：炉料自身的重量Q 料必须超过其运动中遇到的阻力（炉料与炉墙之间摩擦力、炉料间摩擦力、上升煤气对炉料的浮力）。P0炉料才能顺利下降 37、炼钢过程的主要反应有哪些？为什么要脱磷，写出脱磷的化学方程式。P136旧 脱碳反应：2C+O2=2COC+O=CO C+2O=CO2C

19、+CO2=CO 硅的氧化和还原：2FeO+Si=SiO2+2Fe+ 341224kjSiO2+2C=Si+2CO 脱 磷 反 应 ： 5P+5FeO=P2O5+5Fe P2O5+3FeO=3FeOP2O5 脱硫反映:FeS=FeSFeS+CaO=FeO+CaS 钢的脱氧（沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧） 钢中气体和非金属夹杂物 38、硫和磷对钢铁的性能有什么影响？P1 43、145旧 对绝大多数钢种来说，P是有害元素，随P含量的增加，将降低钢的塑形、韧性、即出现钢脆现象。由于在低温时更为眼中，所以通称为“冷脆性”，一般随钢中【C】【N】【O】含量的增加，P的种种有害作用增强。另外，P在钢锭中的偏

20、析度很大，更突出了其有害作用 在钢液凝固的过程中，低熔点，（1193）的FeS将浓聚于液相中，并将与Fe形成低熔点共晶（988），最后凝固时形成网状组织分布于铁晶粒周界上，当钢在热加工的加热过程中，温度将超过1100左右时，富集于晶界的低熔点硫化物将晶界形成脆性或熔融状态，在轧制或锻造时，即出现断裂，这种现象称“热脆”。硫还将降低钢的焊接性能和抗腐蚀性，硫化物夹杂将使钢的延展性和韧性下降。硫还是钢中易偏析的元素，将富集于钢锭最后凝固部分，更加突出了硫的有害作用 39、轧钢生产工艺中，原料加热的目的是什么？ 降低金属的变形抗力，提高金属的塑性，改善组织性能 内蒙古科技大学刘中兴冶金概论 内蒙古科技大学简介 【内蒙古科技大学排名】内蒙古科技大学特色专业内蒙古科技大学录取分数线 内蒙古科技大学实习报告 内蒙古科技大学广告专业介绍 内蒙古科技大学实习报告封面 内蒙古科技大学实习报告2 内蒙古科技大学工程训练 内蒙古科技大学工程教育 内蒙古科技大学订票证明