冶金物理化学答案

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1、一、解释下列概念（每题5分，共20分）1、扩散脱氧：在炼钢过程屮，根据分配定律钢液屮的［O］向熔渣屮扩散，而与加入渣相中的脱氧元素进行的脱氧反应称为扩散脱氧。2、炉渣：炉渣是火法冶金中以氧化物为主要成分形成的多组分熔体，是金属提炼和精炼过程中除金属熔体以外的另一产物。3、硫容量:炉渣容纳或溶解硫的能力,即Cs=（%S）x（PO2/PS2y/2o4、偏摩尔量：在恒温、恒压及其他组分的物质的量保持不变的条件下，溶液的广度性质X（X代表U、H、V、S、G）对其组分摩尔量的偏微商值。二、简答题（共60分）1、简述热力学计算中活度标准态之间的转换关系。答:（1）纯物质标准态活度与假想纯物质标准态

2、活度之间的转换:（2）纯物质标准态活度与质量1%溶液标准态活度Z间的转换:an[R]_PbIPb_Kh（%）_、/Kh（x）_MAan[%]PJKwPblOOMppB100M〃（3）假想纯物质标准态活度与质量1%溶液标准态活度之间的转换:aB[H]_Pb'Kh（x）_K/y（%）_MA—.°/?[%]PJKh（%、KH（“lOOMp2、简述炉渣氧化脱磷的热力学条件。答：由炉渣脱磷反应可知：Lp=（竽缪=Kp（%FeO）5（%CaO）4f;总，总[%P]YcaP.O^由上述公式可知，为使脱磷反应进行完全，必要的热力学条件是:（1）较高的炉渣碱度；（2）较高的氧化铁含量；（3）较低的熔池温

3、度；大渣量。3、铁氧化物被CO还原的顺序是什么？写出反应方程式（配平）。是逐级的，反应如下:/>570°Ct<51O°C答：氧化铁被CO还原在570°C以上及其下有不同的转变顺序，因此氧化铁还原3Fe2O3($)+CO=2FeyO4(s)+CO2Fe3O4(5)+CO=3FwO($)+CqFeO(s)+CO=Fe(s)+C023屉2。3($)+CO=2Fe.O4(s)+CO213-Fe3O5($)+CO二:Fe(s)+CO24、止规溶液的定义及其热力学特征。答：混合焰不为零，但混合爛等于理想溶液混合爛的溶液称为正规溶液。正规溶液的热力学特征为：山佥H°，^rn二人几的二-R工XjInX

4、j5、简述双膜传质理论的基本要点。答：双膜传质理论的基本要点如下：（1）在两个相（液■液、气■液）的相界面两侧都有一层边界薄膜，这层薄膜对物质从一相进入另一相建立了基本的传质阻力。（2）在两层薄膜之间的界而上处于动态平衡。（3）每相屮组元的扩散质流（j）j=kg_c)或r（门-几）其中：k严牛，2-p&Rd（4）薄膜中的流体是静止不动的，不受流体体内流动状态的影响，各相中传质独立进行，互不影响。6、不锈钢冶炼时Ci•和C存在选择性氧化，怎样才能做到“去C保CT?答：不锈钢冶炼时有如下反应：4[C]+（Cr3O4）=3[Cr]+4C0AG°=934706-617.227K_aCrPcO根

5、据对上述反应的分析可知：（1）“去C保CF的最低温度是钢液中[Cr]与[C]氧化的转化温度，提高熔池温度，使反应△G°<0,则反应向[Cr]还原方向进行，达到去C保Ci*。（2）降低Pco,可在0[C>]不变时，降低0[C],达到去C保Cr。7、从氧势图上（AGO-T）可以得到哪些信息？答：（1）AG°-T的关系是直线，直线的斜率是氧化物生成反应炳的负值（-ASpo1）当反应的AS霜为负值时，直线的斜率为正，表明氧化物的稳定性随温度升高而减小（或氧化物的氧势随温度升高而升高）。2）当反应的AS復为正值时，直线的斜率为负，表明氧化物的稳定性随温度升高而增大（或氧化物的氧势随温度升高而降低

6、）。3）当反应的AS殳接近于零时，直线的斜率趋于零，表明氧化物的稳定性不随温度而改变（或氧化物的氧势不随温度而改变）。（2）在已知温度和气相中氧的压力时，可以确定金属或氧化物的稳定性。（3）可以求氧化物在某温度的分解压。（4）在指定的温度下可以比较各种氧化物的相对稳定性。（5）可以确定CO/CO2或出0/出混合气对金属的氧化还原作用。8、叙述氧气转炉吹炼过程脱碳速度的变化情况，并写岀相应的关系式。答：氧气转炉脱碳过程可以分为三个阶段：（1）吹炼初期因钢水屮硅含量很高，而钢水温度较低，以硅的氧化为主，而脫碳反应受到抑制，硅的氧化速度由快变慢，而脫碳速度由慢到快，最后达到最大值；(2)在吹

7、炼中期，随着钢水温度上升，钢水中的碳以极大的速度转移到点火区,供给的氧气几乎100%消耗于脱碳，因此脱碳速度始终保持最高水平，几乎为定值；(3)吹炼后期，脱碳反应继续进行，但随着钢水中含碳量的减少，脱碳速度也随着钢水中的碳含量减少不断降低。因此，整个脱碳过程中脱碳速度变化的曲线形成为台阶形。各阶段的脱碳速度可以写出以下关系式：第一阶段：-些=伸at第二阶段：-些=人dt第三阶段：-竺=&[C]dt其屮：——决定于[Si]及熔池温度等因素的常数；