冶金概論復(fù)習(xí)題與答案

金屬是如何分類的？黑色金屬寶庫哪些？答：有色金屬和黑色金屬兩類。黑色金屬包括：鐵、鉻、錳。簡述各種冶金方法及其特點？答：(1)火法冶金。它是指在高溫下礦石經(jīng)熔煉與精煉反應(yīng)及熔化作業(yè)，使其中的金屬和雜質(zhì)分開，獲得較純金屬的過程。整個過程可分為原料準備、冶煉和精煉三個工序。過程所需能源主要靠燃料供給，也有依靠過程中的化學(xué)反應(yīng)熱來提供的。濕法冶金。它是在常溫或低于1001下，用溶劑處理礦石或精礦，使所要提取的金屬溶解于溶液中，而其他雜質(zhì)不溶解，然后再從溶液中將金屬提取和分離出來的過程。由于絕大部分溶劑為水溶液，故也稱水法冶金。該方法包括浸出、分離、富集和提取等工序。鋼鐵冶煉的任務(wù)是什么？答：在煉鐵爐把鐵礦石煉成生鐵，再以生鐵為原料，用不同方法煉成合格的鋼，再鑄成鋼錠或連鑄坯。提取冶金學(xué)和物理冶金學(xué)？答：提取冶金學(xué)：是研究如何從礦石中提取金屬或金屬化合物的生產(chǎn)過程，由于該過程伴有化學(xué)反應(yīng)，故又稱化學(xué)冶金。物理冶金學(xué)：是通過成形加工制備有一定性能的金屬或合金材料，研究其組成、結(jié)構(gòu)的在聯(lián)系，以及在各種條件下的變化規(guī)律，為有效地使用和發(fā)展特定性能的金屬材料服務(wù)。它包括金屬學(xué)、粉末冶金、金屬鑄造、金屬壓力加工等。電冶金:它是利用電能提取和精煉金屬的方法。按電能形式可分為兩類：電熱冶金：利用電能轉(zhuǎn)變成熱能，在高溫下提煉金屬，本質(zhì)上與火法冶金相同。電化學(xué)冶金：用化學(xué)反應(yīng)使金屬從含金屬的鹽類的水溶劑或熔體中析出，前者成為溶液電解，如銅的電解冶煉，可歸入濕法冶金；后者稱為熔鹽電解，如電解鋁，可列入火法冶金。鋼鐵與的區(qū)別答：鋼和鐵最根本的區(qū)別是含碳量不同。生鐵中含碳量大于2%，鋼中含碳量小于2%。鋼的綜合性能，特別是機械性能(抗拉強度、韌性、塑形)比生鐵好得多，因而用途也比生鐵廣泛的多。表5-1繪和生鐵的主婪區(qū)如項冃m牛飛一~磯硅島■.曙低常點力學(xué)柱施可鍛性熱處理tt能鑄造性小于或等于2嗚，一般為o.ft+%lh7%較少I45D-J55OX強度、曲性,,同性好好好好好大于2%,-fe^2.5^■；,1100^1150^.理而脆,酣膺件好畫差更好為什么要進行選礦？常用對選礦方法有哪幾種？答：選礦的目的主要是為了提高礦石品位；常用的方法有:重力選礦法、磁力選礦法、浮游選礦法。重力選礦法：簡稱重選，是利用不同密度或粒度的礦粒在選礦介質(zhì)中具有不同沉降速度的特性，將在介質(zhì)中運動的礦?；旌衔镞M行選別，從而達到使被選礦物與脈石分離的目的。磁力選礦法：簡稱磁選法。磁選法是利用礦物和脈石的磁性差異，在不均勻的磁場中，磁性礦物被磁選機的磁極吸引，而非磁性物質(zhì)則被磁極排斥，從而達到選別的目的。（3）浮游選礦法：簡稱浮選法。浮選法是利用礦物表面不同親水性，選擇性地講疏水性強的礦物質(zhì)泡沫浮到礦漿表面，而親水性礦物則留在礦漿中，從而實現(xiàn)有用礦物與脈石的分離。常用對鐵礦粉造塊方法有哪幾種？答：燒結(jié)法造塊和球團法造塊?！痉鄣V造塊的作用主要有：（1）通過造塊可以有效地利用鐵礦資源；（2）通過造塊，高爐使用燒結(jié)礦和球團礦可提高生鐵質(zhì)量；（3）通過造塊，高爐使用燒結(jié)礦和球團礦有利于高爐強化冶煉，提高產(chǎn)量降低焦比?！繌母郀t解剖分析高爐冶煉過程大致分為幾個區(qū)域？答：固體爐料區(qū)、軟熔帶、滴落帶、焦炭回旋區(qū)、渣鐵聚集區(qū)。高爐冶煉有哪些主要技術(shù)經(jīng)濟指標？分別是如何定義的？答：MR高爐生產(chǎn)主墓技術(shù)經(jīng)濟扌曾標評價高爐牛;產(chǎn)的核術(shù)經(jīng)濟搭標亠要育：⑴閒爐有效容積利用殺數(shù)（譏是揩每1卅髙爐有效容枳?每丨I生產(chǎn)的合格生鐵量‘用生挾日產(chǎn)址｛P）與有效容楓（匕）的比值可表示為Z吩…單泣t它是術(shù)量高爐/產(chǎn)效率的蛍要措標.目師廉爐平均水平達—霍汕先進水平超過3.葉mF-（勿人爐集比（K打毎爍i盹生濮涓槍的焦Sfi-J慣用耐血耳表示，髙爐人爐鶴比址能耗的I^^FTaR前…般為4訕700臨/t%?先進髙爐低于聯(lián)哦g閉認（3燃料比.高爐釆用段吹輸助燃料后「上產(chǎn)1噸生鐵所肅的魅卻總邑（包括蹩就和喘吹機料:稱為盤料比「每噸生鐵的噴煤量和庚油量算.分別稱為煤比和柚比馨。燃料比二魚北+煤比（或朋比尊J若把惓吃撚料折算就相嵐的繼就蜃.再加上焦比則稱為綜會第比.燃料比科綜合感比都是判斷治爍I噸主鐵總?cè)嫁D(zhuǎn)消耗量的重要指標"⑴｝洛様戛復(fù)和締合后煉強度"表示髙爐冶煉過程強化現(xiàn)度的指標，毎1知'高爐有效容枳?每日燃饒的焦炭攝陥為冶燻強度（f）?總位"mF占噴吹輔助燃料時.還需擇虛施吹仙?吐?即＜jn^n的燃料總M為綜合冶煤強.S:有效和用典數(shù).倉比巧治煉隕度N間存在若叫下蕪索￡鐵合格莘：J】鐵化廳成分符含因家標準的總童占生扶總產(chǎn)置的百分數(shù)”它是循也生鐵質(zhì)境的指杯?（c）休鳳率、高爐休風(fēng)時冋（不包播計劃大沖、小修沾3歷工作時間的苜分數(shù).休風(fēng)率反疲裔爐操作及設(shè)備堆護的水平，⑺牛鐵成本?趕產(chǎn)每噸倉搟牛-鐵碗需原料、燃料、材樸動爪人工帯一切費用的息孤單位無/iFj〔E爐斜（高爐」杷春的兒in肚高爐點火Tj給利停諄大幟之闔實際運待陽時間或產(chǎn)鐵兌秋-爐齡亂產(chǎn)鐵矢姿請效益高、口前平胡護齡園外己超過8年，毎1H爐輕產(chǎn)鐵1達欲8/上?li虛口注3號高爐曾創(chuàng)F哉GOt/m啲圮錄.現(xiàn)代高爐型有哪幾部分組成？畫出示意圖，寫出各部分名稱。

答：爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸五部分司口-eL降屢2—恩答：爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸五部分司口-eL降屢2—恩高爐冶煉的主要技術(shù)經(jīng)濟指標？（高爐有效容積利用系數(shù)、冶煉強度、入爐焦比和綜合焦比）答：某髙爐容積2000M3,年產(chǎn)量100萬噸煉鋼生鐵，消耗60萬噸焦炭，每噸生鐵噴吹煤粉150Kg,計算髙爐的有效容積利用系數(shù)、焦比、燃料比及冶煉強度各為多少？答：髙爐冶煉產(chǎn)品和副產(chǎn)品有哪些？答：髙爐煉鐵生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是生鐵，副產(chǎn)品是爐渣、煤氣和爐塵（瓦斯灰）我國鐵礦石資源有什么特點？髙爐冶煉常用鐵礦石有哪幾種？各自的主要成分和特點是什么？答（1）中國鐵礦資源有兩個特點：一是貧礦多，貧礦出儲量占總儲量的80%；二是多元素共生的復(fù)合礦石較多。此外礦體復(fù)雜；有些貧鐵礦床上部為赤鐵礦，下部為磁鐵礦。（2）工業(yè)用鐵礦石是以其中含鐵量占全鐵85%以上的該種含鐵礦物來命名的。含鐵礦物分為氧化鐵礦（Fe2O3、Fe304）、含水氧化鐵礦（Fe2O3.nH2O）和碳酸鹽鐵礦（FeCO3）。髙爐煉鐵使用的鐵礦石也就分為赤鐵礦（紅礦）Fe2O3、磁鐵礦（黑礦）Fe304、褐鐵礦Fe2O3nH2O和菱鐵礦FeCO3。赤鐵礦的特征是它在瓷斷面上的劃痕呈赤褐色，無磁性。質(zhì)軟、易破碎、易還原。含鐵量最髙是70%。但有一種以Y—Fe2O3形態(tài)存在的赤鐵礦，結(jié)晶組織致密，劃痕呈黑褐色，而且具有強磁性，類似于磁鐵礦。磁鐵礦在瓷斷面上的劃痕呈黑色，組織致密堅硬，孔隙度小，還原比較困難。磁鐵礦可以看作是Fe2O3和FeO的結(jié)合物，其中Fe20369%,FeO31%,理論含鐵量為72.4%。自然界中純粹的磁鐵礦很少見到，由于受到不同程度的氧化作用，磁鐵礦中的Fe2O3成分增加，F(xiàn)eO成分減少。磁鐵礦具有磁性，這是磁鐵礦最突出的特點。褐鐵礦是含有結(jié)晶水的氧化鐵礦石，顏色一般呈淺褐色到深褐色或黑色，組織疏松，還原性較好。褐鐵礦的理論含鐵量不髙，一般為37%?55%,但受熱后去掉結(jié)晶水，含鐵量相對提髙，且氣孔率增加，還原性得到改善。菱鐵礦為碳酸鹽鐵礦石，顏色呈灰色、淺黃色中褐色。理論含鐵量不髙，只有48.2%，但受熱分解放出CO2后，不僅提髙了含鐵量，而且變成多孔狀結(jié)構(gòu)，還原性很好。因此，盡管含鐵量較低，仍具有較髙的冶煉價值。鐵礦石入爐前需要進行哪些準備處理工作？答：破碎、篩分、中和（混勻）、焙燒、選礦、和造塊等加工處理過程。開采鐵礦石有哪些方法？適用于開采什么儲藏特點的礦石？答：高爐冶煉對鐵礦石有什么要求？答：鐵礦粉造塊的意義和方法有哪些？答：用示意圖說明燒結(jié)過程料層斷面的變化。答：高爐用燃料主要有哪些？答：1、木炭。木炭由木材在足夠溫度下干餾而成，是最早使用的高爐燃料。它固定碳含量高，灰分低；幾乎不含硫；氣孔度高。但木炭機械強度差，價格高，因此作為高爐燃料已被淘汰2、無煙煤（或稱白煤）。它的化學(xué)成分能基本滿足煉鐵的要求；低溫強度好，可遠距離運輸；但它的氣孔度很低，熱穩(wěn)定性差，在高爐受熱后碎裂成粉末，而且含硫一般也較高?，F(xiàn)已不再使用。3、焦炭。由煤在髙溫下（9001?10001）干餾而成。它的成分完全能滿足髙爐煉鐵的要求；機械強度大大高于木炭；熱穩(wěn)定性比白煤好；氣孔度雖不如木炭，但比白煤大得多。焦炭是現(xiàn)代髙爐理想的燃料，也是目前髙爐的主要燃料。4、噴吹用燃料。為了降低焦比，目前世界各國普遍采用從髙爐風(fēng)口噴入部分燃料以代替部分焦炭。噴吹燃料有煤粉、重油和天然氣。5、型焦。作為代用燃料，目前國外都在研究用無煙煤、貧煤、褐煤等非結(jié)焦煤的成型技術(shù)，按工藝生產(chǎn)流程可分為熱壓成型和冷壓成型兩類。（在髙爐上使用型焦目前尚處于冶煉試驗階段）21.焦炭在髙爐冶煉中起什么作用？答：1、提供髙爐冶煉所需要的大部分熱量。2、提供髙爐冶煉所需的還原劑。3、焦炭是髙爐料柱的骨架。4、生鐵形成過程中滲碳的碳源。常用的髙爐噴吹燃料有哪些？答：什么是直接還原和間接還原？比較它們的特點，什么是直接還原度？答：寫出髙爐風(fēng)口前炭素燃燒反應(yīng)、鐵的直接還原反應(yīng)和間接還原反應(yīng)。答：分析髙爐爐料下降的必備條件和力學(xué)條件？答：煉鐵的基本任務(wù)是什么？答：（1）脫碳：在高溫熔融狀態(tài)下進行氧化熔煉，把生鐵中的碳氧化降低到所煉鋼號規(guī)格圍，是煉鋼過程的一項最主要任務(wù)。（2）去磷和去硫。把生鐵中的有害雜質(zhì)磷和硫降低到鎖鏈鋼號規(guī)格圍。（3）去氣和去非金屬夾雜物。吧熔煉過程中進入鋼液中的有害氣體（氫和氧）及非金屬夾雜物（氧化物、硫化物、硅酸鹽）排除掉。（4）脫氧與合金化。把氧化熔煉過程中生成對鋼質(zhì)有害的過量的氧從剛液中排除掉；同

時加入合金元素，將剛液中的各種合金元素的含量調(diào)整到鎖鏈鋼號規(guī)格圍。（5）調(diào)溫。按照熔煉工藝的需要，適時地提高和調(diào)整鋼液溫度到出剛溫度。（6）澆注。吧熔煉號的合格鋼液澆注成一定尺寸和形狀的鋼錠或連鑄坯，以便下一步軋制成鋼材，包括鋼錠或連續(xù)鑄鋼。煉鋼過程的主要反應(yīng)有哪些？為什么要脫磷？寫出脫磷的化學(xué)反應(yīng)式？答：脫碳反應(yīng)、脫磷反應(yīng)、脫硫反應(yīng)、硅、錳的氧化和還原反應(yīng)；？硫和磷對鋼性能有什么影響？答：硫：硫?qū)︿摰男阅軙斐刹涣加绊?，鋼中硫含量高，會使鋼的熱加工性能變壞，即造成鋼的“熱脆”性硫還會明顯降低鋼的焊接性能，引起高溫龜裂，并在焊縫中產(chǎn)生氣孔和疏松，從而降低焊縫的強度。硫含量超過0.06%時，會顯著惡化鋼的耐蝕性。硫還是連鑄坯中偏析最為嚴重的元素。磷：鋼中磷的含量髙會引起鋼的“冷脆”，即從髙溫降到01以下，鋼的塑性和沖擊韌性降低，并使鋼的焊接性能與冷彎性能變差。磷是降低鋼的表面力的元素，隨著磷含量的增加，鋼液的表面力降低顯著，從而降低了鋼的抗裂性能。磷是僅次于硫在鋼的連鑄坯中偏析度髙的元素，而且在鐵固熔體中擴散速率很小，因而磷的偏析很難消除，從而嚴重影響鋼的性能。連續(xù)鑄鋼與模鑄相比有什么優(yōu)越性？答：（1）．連鑄既可節(jié)省模鑄法德一整套設(shè)備、初軋機和均熱爐，又可節(jié)約大量耐火材料、

燃料、動力和人力。可節(jié)能約70%，可節(jié)省基建投資約30%可降低成本約10%-25%。（2）．連鑄坯的切頭率比鋼錠少得多可提髙成材率10%-15%.（3）．可以簡化車間布置，改善操作條件和工作環(huán)境，提髙勞動生產(chǎn)率，為實現(xiàn)煉鋼和軋鋼生產(chǎn)自動化、連續(xù)化創(chuàng)造條件。（4）．連鑄坯組織致密，夾雜少，質(zhì)量好。連鑄機有哪幾種類型？以弧形連鑄機為例，說明連鑄機對主要組成部分及各自對的作用答：立式連鑄機、立彎式連鑄機、弧型連鑄機、橢圓連鑄機、水平連鑄機。以弧形連鑄機為例，它是由下列幾個主要部分組成的：澆注設(shè)備；結(jié)晶器；二次冷卻裝置（二冷區(qū)）；拉坯矯直裝置；鑄坯切割裝置及運輸輥道等；？軋鋼生產(chǎn)工藝過程中，原料加熱的目的是什么？答：加熱的目的是降低金屬的變形抗力，提髙金屬的塑性，改善組織性能。一個現(xiàn)代化鋼鐵聯(lián)合企業(yè)有哪些主要工序和輔助工序？用框圖畫出鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程。答：原料系統(tǒng)；礦山－選礦－燒結(jié)（球團）冶煉系統(tǒng)：煉鐵－鐵水預(yù)處理－煉鋼－爐外精練－連鑄產(chǎn)品系統(tǒng)：初軋－無縫、軌梁、線材、薄板鐵礦－選礦－燒結(jié)、球團并焦化－煉鐵（髙爐）－鐵水預(yù)處理－煉鋼（轉(zhuǎn)爐）－爐外精練－連鑄（模鑄）、－初軋－無縫、軌梁簡述鋼鐵工業(yè)環(huán)境污染主要有哪些？如何改進鋼鐵生產(chǎn)環(huán)境？答：廢水污染、空氣污染、鋼鐵渣污染、噪聲污染鋼鐵工業(yè)用水一部分可以重復(fù)使用，或者經(jīng)處理后使用；大量鋼渣作為生產(chǎn)水泥的原料。鋼鐵生產(chǎn)用能源有哪些？我國鋼鐵工業(yè)能源及能耗的特點是什么？分析節(jié)能用途。答：①、鋼鐵生產(chǎn)用能源主要有煤炭、燃料油（重油）、天然氣、電力等。②、我國鋼鐵工業(yè)能源以煤為主，電力及重油也占一定比例，天然氣用量很少。能耗特點：我國鋼鐵工業(yè)能源消耗中，鋼鐵冶煉是耗能最高的工序，占鋼鐵工業(yè)總能耗的60－70％，主要在煉鐵系統(tǒng)，焦化、燒結(jié)、球團、煉鐵是主要的耗能工序，占50％以上，其中煉鐵占32.3%，燒結(jié)9.6％，焦化8.9％，球團0.1％，合計為50.9%；煉鋼11.7％，軋鋼系統(tǒng)14.4％，其它17.5％，損失大約5.5%。③、節(jié)能途徑：（1）改進生產(chǎn)工藝，提高原料質(zhì)量，改善熱工制度。例如增加廢鋼比等；鐵礦石品位提高1%,可降低焦比5-10Kg/噸鐵；提髙燃燒率，促進能源有效利用（2）降低能量散失，減少生產(chǎn)工序：如增加連鑄比、熱錠裝送、減少中間加熱等（3）回收利用散失的熱量：鋼鐵生產(chǎn)過程中散失的能量占總輸入能量的比例很大，合理回收是重要的節(jié)能措施。從連鑄坯熱送熱裝和直接軋制工藝的發(fā)展來看，該工藝分為哪幾個階段？各個階段的主要特征是什么？答：（1）連鑄坯冷裝爐后軋制室溫（2）連鑄坯熱裝軋制（60年代）熱坯經(jīng)保溫緩沖裝均熱爐加熱后軋制（400OC—A1）（3）連鑄坯直接熱裝軋制（70年代）熱坯直接裝均熱爐加熱后軋制（A1-A3）（4）連鑄坯熱裝直接軋制（80年代）輸送過程中補熱和均熱后直接軋制（A3—1100C（5）連鑄坯直接軋制（90年代）輸送過程中邊角補熱和均熱后直接軋制（1100C）實現(xiàn)連鑄坯熱送熱裝的制程技術(shù)有哪些？答：1?無缺陷連鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)。2?髙溫連鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)。3?過程保溫及補熱、均熱技術(shù)4.適應(yīng)不同鑄坯熱履歷的軋制技術(shù)。5.煉鋼——軋鋼一體化生產(chǎn)管理技術(shù)。簡述連鑄坯輸送過程的保溫和補熱技術(shù)。答：連鑄機機保溫、切割區(qū)域保溫與邊角加熱、運輸與精整間的輥道保溫與邊棱加熱、熱帶卷箱以及冷卻水擋水板改進等技術(shù)。簡述連鑄坯熱送熱裝的意義？答：降低熱軋加熱爐燃耗、減少鋼坯氧化燒損和提髙熱軋產(chǎn)量、改革傳統(tǒng)的鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)。煉鋼爐渣的來源及主要組成是什么？答：來源：煉鋼過程有目的加入的造渣材料，如石灰、石灰石、螢石、硅石、鐵礬土及火磚塊。鋼鐵材料中Si、Mn、P、Fe等元素的氧化產(chǎn)物。冶煉過程被侵蝕的爐襯耐火材料組成：不同煉鋼方法采用不同的渣系進行冶煉，造不同成分的爐渣，可達到不同的冶煉目的。轉(zhuǎn)爐煉鋼造堿性氧化渣，而電爐煉鋼造堿性還原渣，它們在物理化學(xué)性質(zhì)和冶金反應(yīng)特點