高爐煉鐵基本理論試題

1、高爐煉鐵基本理論試題一、填空1、高爐解剖研究證明，按爐料物理狀態(tài)的不同，高爐大致分為五個(gè)區(qū)域，分別為 塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風(fēng)口帶、渣鐵帶。2、 軟熔帶的上沿為軟化（固相）線，下沿是熔化（液相）線。3、高爐料中鐵的氧化物有多種，但最后都是經(jīng)FeO的形態(tài)還原成金屬鐵。4、根據(jù)溫度不同，高爐內(nèi)還原過程劃分為三個(gè)區(qū)，低于800C的塊狀帶是間接還 原區(qū)；8001100C的是間接還原與直接還原共存區(qū)；高于1100C的是直接還原區(qū)。5、還原IkgSi的耗熱相當(dāng)于還原IkgFe所需熱量的8倍。6、高爐冶煉所得液態(tài)生鐵的含碳量一般為4%左右。一般在生鐵的含碳范圍內(nèi)其 熔點(diǎn)在1150C1300C。熔點(diǎn)最低的生

2、鐵含碳為4.3%, 一般在高爐的爐腰部位就可能 出現(xiàn)生鐵。7、碳元素在生鐵中存在的狀態(tài)一方面與生鐵中Si、Mn等元素含量有關(guān)，另一方 面與鐵水的冷卻速度有關(guān)。8、鐵水密度一般為6.87.0t/m3，爐渣密度一般為2.83.0t/m3。9、熔化性指爐渣熔化的難易程度，它可用熔化溫度和熔化性溫度來表示。10、爐渣的穩(wěn)定性包括熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。11、燃燒1t焦碳所需風(fēng)量一般波動在25003000m3/t。12、噴吹燃料的熱滯后時(shí)間一般為35小時(shí)。13、爐料下降的必要條件是爐內(nèi)不斷存在著促使?fàn)t料下降的自由空間。爐料下降 的充分條件是P=Q爐料一P墻摩一P料摩一八？=。有效一AP。,且其值越大越有利

3、于 爐料下降。影響下料速度的因素，主要取決于單位時(shí)間內(nèi)焦碳燃燒的數(shù)量，即下料速度 與鼓風(fēng)量和鼓風(fēng)中的含氧量成正比。14、大鐘與爐喉之間的間隙，一般大中型高爐在9001000mm。一般大鐘的傾斜 角度為53。二、簡答1、高爐解剖研究指把正在生產(chǎn)的高爐突然停止鼓風(fēng)，并急速降溫以保持爐內(nèi)原狀，然后將高爐剖開， 進(jìn)行觀察、錄象、分析化驗(yàn)等各項(xiàng)研究工作。2、高爐內(nèi)低于685C的低溫區(qū)域，為什么有Fe還原出來？（1）、高爐內(nèi)由于煤氣流速很大，煤氣在爐內(nèi)停留時(shí)間很短（26秒），煤氣中 CO濃度又很高，故使還原反應(yīng)未達(dá)到平衡。（2）、碳的氣化反應(yīng)在低溫下有利于反應(yīng) 向左進(jìn)行。但任何反應(yīng)在低溫下速度都很慢，反應(yīng)

4、達(dá)不到平衡，所以氣相中CO成分在 低溫下遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其平衡氣相成分。故在高爐中除風(fēng)口前的燃燒區(qū)域?yàn)檠趸瘏^(qū)域外，都是 較強(qiáng)的還原氣氛。鐵的氧化物則易被還原成Fe。（3）、685C是在壓力為PCO+PCO2=105Pa 前提下獲得的，而實(shí)際高爐內(nèi)的CO%+CO2%=40%左右，即PC0+PC02=0.4X105Pa。外界壓 力降低，碳的氣化反應(yīng)平衡曲線應(yīng)向左移動，故交點(diǎn)應(yīng)低于685C。（4）、碳的氣化反 應(yīng)不僅與溫度、壓力有關(guān)，還與焦碳的反應(yīng)性有關(guān)。3、熔化溫度是指熔渣完全熔化為液相時(shí)的溫度，或液態(tài)爐渣冷卻時(shí)開始析出固相的溫度。4、在高爐冶煉過程中，爐渣應(yīng)滿足哪些要求。（1）、爐渣應(yīng)具有合適的化學(xué)成分

5、，良好的物理性質(zhì)，在高爐內(nèi)能熔融成液體并 與金屬分離，還能順利從高爐流出。（2）、具有充分的脫硫能力，保證煉出合格優(yōu)質(zhì) 的生鐵。（3）、有利于高爐順行，能使高爐獲得良好的冶煉技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（4）、爐 渣成分要有利于一些元素的還原，抑制另一些元素的還原，具有調(diào)整生鐵成分的作用。 （5）、有利于保護(hù)爐襯，延長高爐壽命。5、風(fēng)口前焦碳燃燒在高爐內(nèi)的作用。（1）、燃料燃燒后產(chǎn)生還原性氣體，并放出大量的熱，滿足高爐對爐料的加熱、 分解、還原熔化、造渣等過程的需要。燃燒反應(yīng)提供了還原劑和熱量。（2）、燃燒反 應(yīng)使固體碳不斷氣化，在爐缸形成自由空間，為上部爐料不斷下降創(chuàng)造了先決條件。風(fēng) 口前燃燒是否均勻有效

6、，對爐內(nèi)煤氣流的初始分布、溫度分布、熱量分布以及爐料的順 行情況都有很大影響。一旦鼓風(fēng)停止，高爐內(nèi)一切過程都將停止。（3）、爐缸反應(yīng)既 是高爐冶煉過程的開始，又是高爐冶煉過程的歸宿，爐缸工作的好壞對高爐冶煉過程起 決定作用。6、鼓風(fēng)動能指從風(fēng)口鼓入爐內(nèi)的風(fēng)克服風(fēng)口前料層的阻力后向爐缸中心擴(kuò)大和穿透的能力，即 鼓風(fēng)所具有的機(jī)械能。7、影響爐頂煤氣變化的主要因素有哪些？（1）、當(dāng)焦比升高時(shí)，單位生鐵爐缸煤氣量增加，煤氣化學(xué)能利用降低，CO量升 高，CO2量降低，及CO2/CO比值降低。同時(shí)由于入爐風(fēng)量增大，故使（CO+CO2） %相對 含量下降。（2）、當(dāng)爐內(nèi)鐵的直接還原度提高，煤氣CO增加，CO

7、2下降，同時(shí)由于風(fēng) 口前燃燒碳素減少，入爐風(fēng)量降低，鼓風(fēng)帶入的N2量降低，（CO+CO2）相對增加；（3）、 熔劑用量增加時(shí)，分解出CO2增加，煤氣中CO2和（CO+CO2）量增加，含N2量相對下 降；（4）、礦石氧化度提高，即礦石中Fe2O3增加，間接還原消耗CO增加，同時(shí)產(chǎn)生 同體積的CO2，則煤氣中CO2量增加，CO量降低，（CO+CO2）沒有變化；（5）、鼓風(fēng) 中氧氣增加，鼓風(fēng)帶入的氮?dú)鉁p少，爐頂煤氣中N2量減少，CO、CO2均相對提高；（6）、 噴吹燃料時(shí)由于煤氣中H2含量增加，則N2和（CO+CO2）均會降低。8、影響爐料有效重量的因素（1）、爐腹角a減小，爐身角P增大，此時(shí)爐料與

8、爐墻的摩擦力會增大，有效 重量則減小，不利于爐料順行。反之，有利于爐料順行。（2）、當(dāng)料柱逐漸增高時(shí)， 料柱的有效重量系數(shù)是不斷降低的。（3）、凡是運(yùn)動狀態(tài)的爐料下降過程中的摩擦阻 力均小于靜止?fàn)顟B(tài)的爐料，所以說運(yùn)動狀態(tài)的爐料其有效重量都比靜止?fàn)顟B(tài)爐料的有效 重量大。（4）、增加風(fēng)口數(shù)目，有利于提高有效重量。這是因?yàn)殡S著風(fēng)口數(shù)目的增加， 擴(kuò)大了燃燒帶爐料的活動區(qū)域，減少了 P墻摩和P料摩。（5）、爐料的堆密度越大，Q 爐料增大，有利于Q有效增大。因此焦比降低后，隨著焦碳負(fù)荷的提高，爐料堆密度提 高，對順行有利。（6）、在生產(chǎn)高爐上，渣量的多少，成渣位置的高低，初成渣的流 動性，爐料下降的均勻程

9、度以及爐墻的光滑程度等，都會影響P墻摩和P料摩的改變， 從而影響爐料有效重量的變化而影響順行。9、爐頂布料亦稱上部調(diào)劑，是使煤氣和爐料達(dá)到良好分布的一種調(diào)劑手段，根據(jù)高爐裝料設(shè)備 的特點(diǎn)，按原燃料的物理性質(zhì)及在高爐內(nèi)的分布特性，改變爐料在爐喉分布的狀況，控 制煤氣流的合理分布，最大限度地利用煤氣的熱能和化學(xué)能。三、判斷題1、在塊狀帶因不進(jìn)行固相反應(yīng)，不會生成低熔點(diǎn)化合物。錯(cuò)2、用CO還原鐵氧化物的還原反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。錯(cuò)3、在810C以上H2的還原能力高于CO的還原能力。對4、在高爐爐渣中增加任何其它氧化物都能使熔化溫度降低。對5、燃燒帶比風(fēng)口回旋區(qū)大。對6、若粒度不等的混合料堆成一堆時(shí)，將產(chǎn)

10、生按不同粒度的偏析現(xiàn)象，即大塊料滾 向堆角，小塊料則多集中于堆尖。對7、處理管道行程可采用雙裝法，集中加礦和焦，以便加厚料層。對四、選擇題1、下列不屬于低熔點(diǎn)化合物的是（D ）。A、FeSiO3 B、 CaOFe2O3 C、 CaOSiO2 D、 CaCO32、鐵氧化物中難以還原的是（C ）。A、 Fe2O3 B、 Fe3O4 C、 FeO3、下列使鼓風(fēng)動能增加的有（A、D、E）A、縮小風(fēng)口面積B、增加風(fēng)口長度C、提高風(fēng)壓D、增加風(fēng)量E、提高風(fēng)溫4、爐渣中各種氧化物按堿性由強(qiáng)到弱順序正確的是：（A ）A、K2OCaOfFeOfMgOfFe2O3fSiO2B、K2OfCaOfFe2O3fMgOf

11、FeOfSiO2C、K2OCaOfMgOfFeOfFe2O3fSiO2D、K2OfMgOfCaOfFeOfFe2O3fSiO25、哪些物質(zhì)會在高爐內(nèi)循環(huán)富集。（A、B、C、D ）A、硫B、堿金屬C、ZnD、Pb6、正常爐況下，沿高爐半徑方向爐料下降速度最慢的地方是（A ）A、緊靠爐墻處B、距爐墻一定距離處C、爐子中心五、計(jì)算某高爐有效容積為350m3,某日產(chǎn)生鐵1200t,若冶煉1t生鐵所需爐料的體積為 2m3/t，爐料在爐內(nèi)的壓縮系數(shù)為12%，計(jì)算當(dāng)日冶煉周期？答：t=（24X350）：（1200X2X（1 0.12） =3.98h六、論述1、H2與CO的還原相比有什么特點(diǎn)？（1）、H2與C

12、O還原一樣，均屬于間接還原，反應(yīng)前后氣相體積沒有變化，即反 應(yīng)不受壓力影響。（2）、除Fe2O3的還原外，F(xiàn)e3O4和FeO的還原均為可逆反應(yīng)。在一 定溫度下有固定的平衡氣相成分，為了鐵氧化物的還原徹底，都需要過量的還原劑。（3）、 反應(yīng)為吸熱過程，隨溫度升高，平衡氣相曲線向下傾斜，H2的還原能力提高。（4）、 從熱力學(xué)因素看810C以上，H2還原能力高于CO的還原能力，810C以下則相反。（5）、 從反應(yīng)動力學(xué)看，因?yàn)镠2與其反應(yīng)產(chǎn)物H2O的分子半徑均比CO與其反應(yīng)產(chǎn)物CO2的分 子半徑小，因而擴(kuò)散能力強(qiáng)。以此說明不論在低溫或高溫下，H2還原反應(yīng)速度CO還原 反應(yīng)速度快。（6）、在高爐冶煉條

13、件下，H2還原鐵氧化物還可以CO和C還原反應(yīng)的加 速進(jìn)行。2、如何選擇爐渣的熔化性。（1）、對軟熔帶位置高低的影響。難熔渣開始軟熔溫度較高，從軟熔到熔化的范圍小， 則在高爐內(nèi)軟熔帶的位置低，軟熔層薄，有利于高爐順行；在爐內(nèi)溫度不足的情況下可 能粘度升高，影響料柱透氣性，不利于順行。易熔渣在高爐內(nèi)軟熔位置較高，軟熔層厚， 料柱透氣性差；另一方面易熔渣流動性好，有利于高爐順行。（2）、對高爐爐缸溫度的 影響。難熔爐渣在熔化前吸收的熱量多，進(jìn)入爐缸時(shí)攜帶的熱量多，有利于提高爐缸溫 度；易熔渣則相反。（3）、影響高爐內(nèi)熱量消耗和熱量損失。難熔爐渣要消耗更多的熱 量，流出爐外時(shí)爐渣帶走的熱量較多，熱損失增加，使焦比升高；易熔渣則相反。（4）、 對爐襯壽命的影響。當(dāng)爐渣熔化性溫度高于某處