上海大学冶金专业复试题参考.pdf

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1、高温冶金原理复习思考题1、什么事钢液的脱氧？写出沉淀脱氧、扩散脱氧、复合脱氧定义，并说明复合脱氧的优点。脱氧：向钢中加入与氧亲和力比铁大的元素，使溶解于钢液中的氧转变为不溶解氧，自钢液中排出，成为脱氧。沉淀脱氧：向钢液中加入与氧形成稳定氧化物的元素（脱氧剂），而形成的氧化物（脱氧产物）能借自身的浮力或钢液对流运动而排出。扩散脱氧：利用氧化铁含量很低的熔渣处理钢液，使钢液中的氧经过扩散进入熔渣中，而不断降低。真空脱氧：利用真空的作用降低与钢液平衡的CO分压，从而降低钢液的氧和碳量。复合脱氧：采用两种或两种以上脱氧元素同时使钢液脱氧，称为复合脱氧。优点：1）提高元素的脱氧能力；2）形成低熔

2、点复杂化合物，使脱氧产物易于聚合及排出。2、简述脱硫的热力学条件。脱硫的热力学条件：1）高温；2）高碱度；3）低氧化性脱硫的主要途径是钢—渣间反应，按离子理论反应方程式为：[S]+(O2-)=(S2-)+[O]ΔH﹥0，所以高温有利于脱硫反应的发生；碱性渣有利于提高(O2-)以及降低γs2-，增加反应物浓度，利于脱硫反应的正向进行；降低钢液中的氧化性，即减少[O]，也有利于脱硫反应的正向进行。3、简述脱磷的热力学条件。脱磷放入热力学条件：1）较高的氧化性；2）高碱度；3）适合低的温度脱磷反应2[P]+5[O]=(P2O5)ΔG0=-704410+559.22T;钢液中高碱度有利于提供更

3、多的[O]，较高的氧化性利于反应向正方向进行，要使ΔG﹤0，应该要较低的温度，同时为保证分子有热运动，反应的顺利进行，温度不能控制过低。4、真空脱气处理过程中，说明为什么脱氢比脱氮容易？热力学方面，氮在钢液中的溶解度大于氢在钢液中的溶解的；动力学方面，氢的原子比氮小，氢原子在钢液中的扩散速度比氮快。5、不同标准态活度间的转换。1）纯物质标准态的活度与假想纯物质标准态活度之间的转换：aR/aH=(P/P0)/(P/KH)aR=γ0aH2）假想纯物质标准态的活度与重量1%溶液标准态活度之间的转换:aH/a%=(P/PH)/(P/K%)=M/(100Mi)aH=Ma%/(100Mi)3）纯物

4、质标准态的活度与重量1%溶液标准态活度之间的转换：aR=(Mγ0a%)/(100Mi)6、按离子理论定义碱性氧化物和酸性氧化物。离子理论认为，熔渣是由带电质点（原子或者原子团），即离子所组成，但并不否认其内有氧化物或者复合化合物的出现，这些不是分子，而是带电荷的离子群聚团。碱性氧化物是指能够给出M2+及O2-，酸性氧化物则是能吸收O2-，形成络合离子。7、碳氧化反应在冶炼中的作用。碳的氧化在冶炼过程中起了积极的有利作用，因为它能促进熔池内其他物理化学过程的发展，这主要是由于1）碳氧化形成大量的CO气泡，它的体积远超过了金属熔体体积的许多倍，大量的CO气泡的放出，经过熔池时，能使熔池受到

5、强烈的搅拌，加强了整个熔池内的对流传质及传热，从而提高了反应的速率及熔池的温度。2）熔池中上浮的CO气泡能从钢液中富集溶解的[H]、[N]，并从熔池中带走。3）由上浮气泡引起的强烈搅拌，也促进了钢液温度及成分的均匀，并促使其中非金属夹杂物排出。4）提供热量。8、碳氧积的定义及影响碳氧积的因素。在钢液中进行下列反应：[C]+[O]=COΔG0=-22364-39.63TJ/mol碳氧积m=ω[C]ω[O]=1/Kθ1）碳氧积随着PCO的降低而减小，所以在真空下，钢液的碳及氧浓度可进一步降低。2）温度的影响，温度会影响Kθ，进而影响m；3）O在钢中的溶解量。9、从热力学原理说明降碳保铬可采

6、用的两种方法。4[C]+(Cr3O4)=3[Cr]+4COΔG0=934706-617.22TJ/molΔG=ΔG0+PCO4·aCr3/(aC4·aCr3O4)1）提高aCr3O4，降低fCr能达到“降碳保铬”的目的。为此，应在钢液中碳量较高的条件下,能降低fCr，造aCr3O4高的熔渣下进行。2）降低PCO，在真空条件下，氩氧精炼。3）提高碳的活度系数，例如Ni能提高碳的活度系数。10、描述气固相反应未反应核模型并写出气固相反应和模型五个简化了的次过程。未反应和模型：当固体反应物是致密时，化学反应从固体物的表面开始逐渐向中心推移，反应物和产物层间有较明显的界面存在，反应在相界面上进

7、行，形成的固相产物则出现在原来固相反应物处，而原固形物内部则是未反应部分，这成为未反应和模型。反应过程5个次过程：1）气体反应物的外扩散2）气体反应物的内扩散3）气体与固体的界面化学反应4）气体产物的内扩散5）气体产物的外扩散11、给出活度、活度系数、活度标准态的定义。活度：组分实际蒸汽压与标准蒸汽压之比。活度系数：表示实际溶液对选作标准溶液偏差的方向（正或负偏差）及程度。活度标准态：具有代表PB*,KH(x),KH(%)的蒸汽压或两定律的比例