冶金2006钢铁冶金学a卷

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冶金2006钢铁冶金学A卷一、填空题（每空1分，共20分）1）在高炉内，设鼓风中含H2O为φ，干风含O2为ω，若以燃烧1kg碳为单位，燃烧1kg碳所需风量为υ风，则在燃烧带内生成的煤气中CO的含量为________，H2的含量为________，N2的含量为________。2）高炉操作的热制度是指在工艺操作上________的总称。3）高炉内最重要的流体力学现象是煤气流经固体散料层以及流经固液相共存区时的________及________等。4）冶炼每吨生铁的入炉料中，碱金属氧化物________和________的总量称为碱负荷。5）高炉冶炼的还原过程是实现________和________的化学分离。6）ISO4967-79规定：钢中夹杂物分为A、B、C、D四大类，分别为：______、______、硅酸盐和球状氧化物。7）我国炼钢规定入炉铁水温度应大于______℃，并且要相对稳定。8）氧气顶吹转炉用废钢量一般是总装入量的______。9）氧枪喷头是用导热性良好的紫铜制成，其形状应用最多的是多孔的______喷头。10）转炉脱氧合金化操作包括：_______和_______。11）电炉功率水平达到______kVA／t，可称为超高功率电弧炉。12）电炉熔化期的操作主要包括：________、_______、提前造渣。二、名词解释（每题2分，共20分）1）燃料比     2）气力输送     3）铁氧化物的逐级还原     4）理论燃烧温度5）铁矿石     6）活性石灰      7）枪位                   8）增碳法9）动态控制   10）双渣氧化法三、单项选择题（每题2分，共20分）1）在低于810℃时，CO的还原能力         H2的还原能力。A、大于    B、等于    C、小于2）对CO还原，         最难还原。A、Fe2O3→Fe3O4    B、Fe3O4→FeO    C、FeO→Fe3）高炉内直接还原直接消耗固体碳，伴随着强烈的吸热，还原剂         过剩系数。A、需要   B、不需要    C、视反应温度而定4）高炉富氧鼓风后，炉顶温度         。A、上升    B、下降    C、不变5）高炉喷煤的煤粉为         。A、烟煤    B、无烟煤    C、烟煤、无烟煤均有6）转炉吹炼中期，当炉渣出现返干时，进行______操作。A、降枪          B、提枪          C、停枪7）真空中最容易去除的气体是：         。A、H             B、N            C、O8）三种转炉炼钢方法中，成渣时间最短的是______。 A、氧气顶吹转炉炼钢  B、氧气底吹转炉炼钢  C顶底复吹转炉炼钢9）电炉熔化期中的______期应采用最高电压、最大电流供电。 A、穿井期          B、主熔化期        C、熔末升温10）从综合效果来说，_______预热法最有发展前途。A、炉料连续预热法  B、竖窑式电炉预热法 C、双壳电弧炉预热法四、简答题（每题5分，共20分）1）画出高炉内各区域的分布。2）简述高炉冶炼强度与焦比之间的关系。3）简述转炉炼钢一炉钢的冶炼过程。4）简述电炉氧化法冶炼的“老三期”及各期任务。五、问答题（每题10分，共20分）1）分析高炉冶炼对炉渣性能的要求，并简述造渣过程。2）转炉吹炼各期的造渣要求及成渣过程。 冶金2006钢铁冶金学A卷标准答案一、填空题（每空1分，共20分）1）1.8667、υ风·φ、υ风·(1―ω)(1―φ)2）控制高炉内热状态的方法3） 压降 、  液泛  4） K2O 、  Na2O  5） 矿石中金属元素 、  氧元素  6） MnS 、 Al2O3  7） 1250℃ 8） 10~30% 9） 拉乌尔型 10）包内脱氧合金化 、包内脱氧精炼炉内合金化 11）700 12）合理供电、及时吹氧 二、名词解释（每题2分，共20分）1）燃料比：冶炼每吨生铁所消耗的固体燃料的总和（kg/t）。2）气力输送：气流增大到流态化开始的速度时，散料被气流带走，即形成“气力输送”现象。3）铁氧化物的逐级还原：铁氧化物无论用何种还原剂还原，其含氧量是由高级氧化物向低级氧化物逐级变化的，其还原顺序为：<570oC Fe2O3→Fe3O4→Fe；>570oC Fe2O3→Fe3O4→FexO→Fe；570oC FexO→Fe3O4→α-Fe 4）理论燃烧温度：碳在燃烧带内的燃烧是一个绝热过程，燃烧氧化成CO所放出的热量全部用以加热所形成的煤气所能达到的温度。5）铁矿石：凡是在一定的技术条件下，可经济地提取出金属铁的岩石。6）活性石灰：通常把在1050-1150℃温度下焙烧的石灰，具有高反应能力的体积密度小，气孔率高，比表面积大，晶粒细小的优质石灰叫活性石灰，也称软性石灰。7）枪位：氧枪喷头下端至静止熔池液面的距离。8）增碳法：吹炼平均含碳量大于0.08%的钢种时，一律将钢液的碳脱至0.05%~0.06%时停吹,出钢时包内增碳至钢种规格要求的操作方法叫做增碳法。9）动态控制：吹炼平均含碳量大于0.08%的钢种时，一律将钢液的碳脱至0.05%~0.06%时停吹，出钢时包内增碳至钢种规格要求的操作方法叫做增碳法。10）双渣氧化法：电炉冶炼过程有正常的氧化期，能脱碳、脱磷，去气、夹杂，对炉料也无特殊要求；还有还原期，可以冶炼高质量钢。三、单项选择题（每题2分，共20分）1）A    2）C   3）B    4）B   5）C6）B    7）A   8）C    9）B   10）A四、简答题（每题5分，共20分）1）画出高炉内各区域的分布。答： 1—固体炉料区；2—软熔区；3—疏松焦炭区；4—压实焦炭区；5—渣铁贮存区；6—风口焦炭循环区2）简述高炉冶炼强度与焦比之间的关系。答：II适时：煤气流速过大，中心过吹或管道行程，ΔP↑，导致炉况恶化，焦比↑。（2分）I适是随冶炼条件的改善不断增大的。（1分）3）简述转炉炼钢一炉钢的冶炼过程。答：a)上炉钢出完钢后，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。（1分）b)在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉总渣量的三分之二，剩余渣料待第一批渣料化好，分1~2批加入。（1分）c)当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样，测定钢水温度和[C]，当温度和[C]符合要求时，就出钢。（2分）d) 当钢水流出总量的四分之一时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧，合金化，由此一炉钢冶炼完毕。（1分）或图示： 4）简述电炉氧化法冶炼的“老三期”及各期任务。答：电炉氧化法冶炼的“老三期”是指：熔化期、氧化期、还原期。熔化期的主要任务：a)将块状的固体炉料快速熔化，并加热到氧化温度；b)提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。（1分）氧化期的主要任务：a)继续脱磷到要求；b)脱碳至规格下限；c)去除气、去夹杂；d)提高钢液温度。（2分）还原期的主要任务：a)脱氧；b)脱硫；c)调整成分—合金化；d)调温。（2分）五、问答题（每题10分，共20分）1）分析高炉冶炼对炉渣性能的要求，并简述造渣过程。答：高炉冶炼对炉渣性能的要求（5分）：流动性能良好：在冶炼温度下，熔化性温度适宜，粘度小化学反应能力强：渣焦固－液反应，渣铁耦合反应，脱硫反应表面性质优良：表面、界面张力小，渣铁、渣气分离顺畅稳定性好：能适应冶炼条件在一定范围内的变化 造渣过程：（5分）高炉内炉渣的形成过程分为三种状态：矿石软熔→初渣→中间渣→终渣初渣：最初形成的炉渣，起于软熔带上沿，至软熔带下沿开始滴落特点：FeO高，一般10~30%，熔融状态，流动性差中间渣：从初渣到终渣之间的渣，从软熔带下沿滴落开始直至炉缸。特点：成分与特性都是不断变化的终渣：炉缸积存的渣，从渣口或铁口放出的炉渣特点：成分稳定，FeO最低，一般~0.5%2）转炉吹炼各期的造渣要求及成渣过程。答：造渣要求（5分）：转炉冶炼各期，都要求炉渣具有一定的碱度，合适的氧化性和流动性，适度的泡沫化。吹炼初期，要保持炉渣具有较高的氧化性,∑(FeO)稳定在25%-30%，以促进石灰熔化，迅速提高炉渣碱度，尽量提高前期去磷去硫率和避免酸性渣侵蚀炉衬；吹炼中期，炉渣的氧化性不得过低(∑(FeO)保持在10%-16%），以避免炉渣返干；吹炼末期，要保证去除P、S所需的炉渣高碱度，同时控制好终渣氧化性，需避免终渣氧化性过弱或过强。成渣过程（5分）：吹炼初期，炉渣主要来自铁水中Si、Mn、Fe的氧化产物。由于发生Si、Mn、Fe的氧化反应，炉内温度升高，促进了石灰熔化，这样炉渣的碱度逐渐得到提高。初期渣主要矿物为钙镁橄榄石和玻璃体(SiO2)。 吹炼中期，随着炉温的升高和石灰的进一步熔化，同时脱碳反应速度加快导致渣中(FeO)逐渐降低，使石灰融化速度有所减缓，但炉渣泡沫化程度则迅速提高。中期渣主要矿物为石灰与钙镁橄榄石和玻璃体作用生成的各种硅酸钙。吹炼末期，脱碳速度下降，渣中(FeO)再次升高，石灰继续熔化并加快了熔化速度。同时，熔池中乳化和泡沫现象趋于减弱和消失。末期渣主要矿物为2CaO.SiO2和CaO，并有2CaO.Fe2O3生成。