武漢科技大學(xué)冶金概論試卷及答案初中教育

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武漢科技高校冶金概論

試卷及答案

TPMKstandardizationoffice【TPMK5AB-TPMK08-TPMK2C-TPMK18】

模擬試題一

一選擇題

1．高爐生產(chǎn)的產(chǎn)品有：

A）生鐵B）爐渣C）高爐煤氣D）爐塵

2．高爐干式除塵的方法有：

A）文氏管B）布袋除塵C）電除塵D）洗滌塔

3．高爐內(nèi)對(duì)煤氣阻力最大的區(qū)域?yàn)椋?/p>

A）塊狀帶B）滴落帶C）軟熔帶D）風(fēng)口回旋區(qū)

4．煉鋼過(guò)程的主要反應(yīng)是：

A）碳的氧化B）硅的氧化C）錳的氧化D）磷的氧化5．常用的氧槍噴頭類型為：

A）直孔型B）拉瓦爾型C）螺旋型D）扇型

6．煉鋼終點(diǎn)掌握主要掌握：

A）鋼水成分B）鋼水溫度C）冶煉時(shí)間D）終渣量7．堿性電弧爐煉鋼按工藝方法可分為：

A）雙渣留渣法B）返回吹氧法C）氧化法D）不氧化法

8．氧槍的常用冷卻愛(ài)護(hù)介質(zhì)為：

A）水B）氣態(tài)碳?xì)浠衔顲）燃料油D）植物油

9．采納頂吹氧底復(fù)合吹煉時(shí)，底部吹入的可能是：

A）N2B）ArC）O2D）H2

10高爐中配加焦炭的作用是：

A）作還原劑B）燃燒后產(chǎn)生熱量C）作料柱骨架，起支撐料柱作用D）氧化劑

1：A、B、C、D2：B、C3：C4：A5：B

6：A、B7：B、C8：A9：A、B、C10：A、B、C二名詞解釋

1）冶金學(xué)2）熱脆3）硫負(fù)荷4）燒結(jié)礦5）爐外精煉

1、冶金學(xué)是一門討論如何經(jīng)濟(jì)地從礦石或其它原料中提取金屬或金屬化合物，并用一

定加工方法制成具有肯定性能的金屬材料的科學(xué)。

2、鋼材在軋制和鍛造時(shí)，由于溫度上升，晶界上的富含硫化物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)又變成液態(tài)，在力的作用下，就會(huì)引起這些富硫液相沿晶界滑動(dòng)，造成鋼材的裂開(kāi)，產(chǎn)生了所謂的熱脆現(xiàn)象

3、冶煉一噸生鐵由爐料帶入高爐硫的總量稱為“硫負(fù)荷”

1、廢氣、廢水、固體廢棄物

2、堿性氧化物與酸性氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之比。

3、直接氧化和間接氧化

4、燒結(jié)礦層、燃燒層、預(yù)熱層、干燥層、過(guò)濕層

5、熱風(fēng)爐。

6、將成分和溫度合格的鋼水澆注成坯。連鑄

7、Si、Mn、Al，弱，強(qiáng)

8、火法冶金、濕法冶金、電冶金，火法冶金，電冶金

四問(wèn)答題

1請(qǐng)用圖示法說(shuō)明鋼鐵工業(yè)的兩種生產(chǎn)流程。

2高爐造渣的作用是什么寫出有爐渣脫硫反應(yīng)的化學(xué)方程式（分子式或離子式），并爭(zhēng)論影響脫硫的因素。

3轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本任務(wù)是什么其中影響鋼液脫碳的因素有哪些

1、答：流程圖可以表示為：

2、答：（1）高爐爐渣的作用有：

1)、分別渣鐵，具有良好的流淌性，能順當(dāng)排出爐外。

2)、具有足夠的脫硫力量，盡可能降低生鐵含硫量，保證冶煉出合格的生鐵。

3)、具有調(diào)整生鐵成分，保證生鐵質(zhì)量的作用。

4)、愛(ài)護(hù)爐襯，具有較高熔點(diǎn)的爐渣，易附著于爐襯上，形成“渣皮”，愛(ài)護(hù)爐襯，維持生產(chǎn)。

（2）爐渣脫硫反應(yīng)為：[FeS]+(CaO)+C=(CaS)+[Fe]+CO+141055kJ

（3）提高爐渣脫硫力量的措施：

1）提高爐渣堿度，即增加渣中CaO量有利于脫硫，當(dāng)堿度超過(guò)肯定水平常，脫硫力量下降。

2）提高溫度：脫硫反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，高溫有利于脫硫；高溫能降低爐渣粘度，有利于集中過(guò)程進(jìn)行，加速FeO的還原，提高脫硫速度

3）低FeO：可使鐵中[FeS]易轉(zhuǎn)入渣中，高爐是強(qiáng)還原氣氛，且鐵水中C、Si高，有利于脫硫。

4）合適的MgO、MnO含量：MgO是近似于CaO的堿性氧化物，渣中MgO含量增加，有利于下列脫硫反應(yīng)進(jìn)行。

3、答：（1）煉鋼的基本任務(wù)

1）脫碳：把鐵水中的碳氧化脫除到所煉鋼種的范圍內(nèi)。

2）脫磷脫硫：通過(guò)造出成分合適的爐渣，去除鐵水中的磷、硫。

3）脫氧和合金化：加入脫氧劑和鐵合金，降低鋼液中的氧和使鋼液達(dá)到鋼種要求的合金成分。

4）脫氣（氫、氮）和脫夾雜物：把溶解在鋼液中的氣體和來(lái)不及上浮排解的非金屬夾雜物，通過(guò)肯定的方法去除。

5）升溫：把冶煉過(guò)程的金屬液溫度上升至出鋼溫度。

6）澆注：將成分和溫度合格的鋼水澆注成坯

（2）其中影響鋼液脫碳的因素有：

1）溫度：[C]的直接氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，而[C]的間接氧化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。故在煉鋼中進(jìn)行脫碳操作時(shí)，依據(jù)采納的不同的氧化劑，對(duì)溫度有不同的要求。

2）氣相中CO的分壓pCO：由于[C]氧化的產(chǎn)物為CO氣體，故降低氣相中CO的分壓pCO，可以使[C]進(jìn)一步氧化，有利于降低鐵液中的碳含量。

3）爐渣的氧化性：強(qiáng)的氧化性可以給脫碳反應(yīng)供應(yīng)氧源，有利于脫碳反應(yīng)的進(jìn)行，降低[C]含量。

五：計(jì)算題

1某大型高爐有效容積4350m3，年產(chǎn)370萬(wàn)噸煉鋼生鐵，消耗100萬(wàn)噸焦炭，每噸生鐵噴吹煤粉205kg，置換比為0.9，計(jì)算高爐有效容積利用系數(shù)、焦比、燃料比、綜合焦比及冶煉強(qiáng)度各為多少

1、解：Vu=4350m3，P=370×104/365t/d，煤比M=205kg/t，置換比R=0.9，

1）高爐有效容積利用系數(shù)：

ηu=2.33t/(d·m3)

2)焦比：

K＝270kg/tFe

3)燃料比為：

K+M=475kg/tFe

4）綜合焦比

K∑＝454.5kg/tFe

5）冶煉強(qiáng)度

I＝629.1kg/(d·m3)

模擬試題二

一選擇題

1．高爐生產(chǎn)的主要設(shè)備為高爐本體，其幫助系統(tǒng)包括：

A）渣鐵處理系統(tǒng)B）原料系統(tǒng)C）煤氣處理系統(tǒng)D）送風(fēng)系統(tǒng)E）裝料系統(tǒng)2．高爐濕式除塵的方法有：

A）文氏管B）布袋除塵C）電除塵D）洗滌塔

3．高爐內(nèi)發(fā)生間接還原反應(yīng)的區(qū)域主要在：

A）塊狀帶B）滴落帶C）軟熔帶D）風(fēng)口回旋區(qū)

4．煉鋼過(guò)程前期的主要反應(yīng)是：

A）碳的氧化B）硅的氧化C）錳的氧化D）磷的氧化

5．頂?shù)讖?fù)吹煉鋼法中，可以用作底吹氣體的有：

A）O2B）H2C）ArD）N2

6．在鋼水成分達(dá)到要求后，煉鋼終點(diǎn)掌握主要掌握：

A）鋼水成分B）鋼水溫度C）冶煉時(shí)間D）終渣量

7．頂?shù)讖?fù)吹煉鋼法中，常用作底吹氣體供氣的元件類型有：

A）噴嘴型B）磚型C）細(xì)金屬管多孔塞式D）環(huán)型供氣元件

8．Q-BOP法氧槍的冷卻愛(ài)護(hù)介質(zhì)為：

A）水B）氣態(tài)碳?xì)浠衔顲）燃料油D）植物油

9．采納頂吹氧底吹非氧化性氣體復(fù)合吹煉時(shí)，關(guān)鍵是掌握：

A）頂吹和底吹的流量比B）頂槍槍位C）底氣量D）供氧強(qiáng)度10．連鑄鋼坯激冷層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

A）窄B）厚C）晶粒粗大D）晶粒細(xì)小

1：A、B、C、D2：A、D3：A4：B、C5：B

6：B7：A、B、C8：B9：B10：B、D二名詞解釋

1）料線零位2）直接還原度3）球團(tuán)礦4）低溫?zé)Y(jié)

1、是測(cè)定料面高度的基礎(chǔ)。鐘式爐頂：大鐘開(kāi)啟時(shí)大鐘的底邊；無(wú)鐘爐頂：爐喉鋼磚的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處或鋼磚頂部

2、從FeO通過(guò)直接還原反應(yīng)得到的鐵與還原反應(yīng)得到的總鐵量之比稱為直接還原度。

3、將預(yù)備好的原料，按肯定比例經(jīng)過(guò)配料、混勻制成肯定尺寸的小球，然后采納干燥焙燒或其他方法使其發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化而硬化固結(jié)．這一過(guò)程即為球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程．其產(chǎn)品即為球團(tuán)礦

4、在燒結(jié)過(guò)程中在較低溫度下（1250～1300℃）燒結(jié)，以強(qiáng)度好、還原性好的針狀復(fù)合鐵酸鈣為主要粘結(jié)相，同時(shí)使燒結(jié)礦中含有較高比例的殘留原礦－赤鐵礦的燒結(jié)過(guò)程稱為低溫?zé)Y(jié)。

三填空

1非高爐煉鐵主要包括和兩種方法。

2爐渣的氧化性通過(guò)來(lái)體現(xiàn)。爐渣汲取有害元素的力量用性質(zhì)

來(lái)衡量。

3水當(dāng)量即。

6、二，450mm,4.56m

7、作還原劑、產(chǎn)生熱量、作料柱骨架。SiO2、MnO、Al2O3

8、爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸。

9、火法冶金，濕法冶金、電冶金

10、爐外精煉是對(duì)煉鋼爐的鋼水在鋼包或?qū)Ｓ萌萜髦羞M(jìn)行再次精煉，又稱“二次精煉”。四問(wèn)答題

1氧對(duì)鋼材質(zhì)量有什么影響請(qǐng)說(shuō)出常用的脫氧方法有哪些

2寫出有石灰參加的氧化性脫磷反應(yīng)的分子式或離子式，并爭(zhēng)論影響脫磷的因素。

3電弧爐煉鋼的操作方法有哪兩類爐外精煉的基本手段有哪些，其作用是什么

1、答：（1）氧對(duì)鋼材性能的影響

1）在室溫下，鋼中氧含量的增加使鋼的延長(zhǎng)率顯著降低。

2）在較低溫度和氧含量極低時(shí)，鋼的強(qiáng)度和塑性均隨氧含量的增加而急劇降低。

3）隨氧含量的增加，鋼的抗沖擊性能下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度很快上升。

4）氧在鋼中與其它元素形成氧化物夾雜，對(duì)鋼的塑性、韌性和疲憊強(qiáng)度均有不利的影響。

5）當(dāng)FeO與其它夾雜形成低熔點(diǎn)的復(fù)合化合物而聚集在晶界上時(shí)，也可能造成鋼的熱脆。

（2）脫氧的方法有：

l)沉淀脫氧又叫直接脫氧。把塊狀脫氧劑加入到鋼液中，脫氧元素在鋼液內(nèi)部與鋼中氧直接反應(yīng)，生成的脫氧產(chǎn)物上浮進(jìn)入渣中的脫氧方法稱為沉淀脫氧。

2)集中脫氧：又叫間接脫氧。它是將粉狀的脫氧劑如C粉﹑Fe-Si粉﹑CaSi粉﹑Al粉加到爐渣中，降低爐渣中的氧含量，使鋼液中的氧向爐渣中集中，從而達(dá)到降低鋼液中氧含量的一種脫氧方法。

3)真空脫氧：是利用降低系統(tǒng)的壓力來(lái)降低鋼液中氧含量的脫氧方法。它只適用于脫氧產(chǎn)物為氣體的脫氧反應(yīng)如[C]-[O]反應(yīng)。

2、答：用堿性爐渣進(jìn)行脫磷的反應(yīng)為：

在渣-金界面

3（CaO）+2［P］+5［O］=（3CaO·P2O5）

ΔGo=-1487150+636.40TJ/mol

3（CaO）+2［P］+5（FeO）=（3CaO·P2O5）+5Fe

ΔGo=-882150+374.40TJ/mol

在渣-金-氣界面

3（CaO）+2［P］+5/2O2=（3CaO·P2O5）

ΔGo=-2069940+620.94TJ/mol

提高爐渣脫P(yáng)力量的措施：

1）溫度：脫磷反應(yīng)是一個(gè)較強(qiáng)的放熱反應(yīng)。低溫有利脫磷。

2）合適爐渣的堿度：一般煉鋼爐渣的終渣堿度掌握在2.5～3.5為宜

3）爐渣氧化性：提高爐渣氧化性，即增加爐渣中FeO的活度，可以提高磷的安排系數(shù)，從而提高脫磷效果。但是，爐渣中的FeO對(duì)脫磷有雙重影響，當(dāng)(%FeO)=12%～18%時(shí)，爐渣的脫磷力量最強(qiáng)。

4）金屬液成分：鐵液中C﹑Si﹑O﹑N﹑S的存在，可使fP增加。但有的元素氧化產(chǎn)物對(duì)爐渣的物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響。如[Si]雖然能增加fP，但其氧化產(chǎn)物(SiO2)影響到爐渣堿度，反而不利于脫磷。[Mn]對(duì)fP影響不大，但其氧化產(chǎn)物(MnO)有助于石灰溶解，關(guān)心化渣，從而促進(jìn)脫磷。

5）通過(guò)增加造渣量：增加渣量可以降低鋼水中的磷含量，從而提高脫磷效果

3、答：（1）電爐煉鋼的操作方法有：

1）雙渣還原法又稱返回吹氧法，它的特點(diǎn)是冶煉過(guò)程中有較短的氧化期

（≤10min），造氧化渣，又造還原渣，能吹氧去碳、去氣、去夾雜。但由于該種方法去磷較難，故要求爐料應(yīng)由含低磷的返回廢鋼組成。

2）雙渣氧化法又稱氧化法，它的特點(diǎn)是冶煉過(guò)程有氧化期，能去碳、去磷、去氣和去夾雜等。對(duì)爐料無(wú)特別要求，冶煉過(guò)程有氧化期，又有還原期，有利鋼質(zhì)量的提高。目前，幾乎全部的鋼種都可以用氧化法冶煉，以下主要介紹氧化法冶煉工藝。

（2）爐外精煉的手段有如下幾個(gè)：

1）攪拌。對(duì)反應(yīng)容器中的鋼液進(jìn)行攪拌，是爐外精煉的最基本、最重要的手段。它實(shí)行某種措施給鋼液供應(yīng)動(dòng)能，促使鋼液在精煉反應(yīng)器中對(duì)流運(yùn)動(dòng)。鋼液攪拌可改善冶金反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，強(qiáng)化反應(yīng)體系的傳質(zhì)和傳熱，加速冶金反應(yīng)，勻稱鋼液成分和溫度，有利于夾雜物聚合長(zhǎng)大和上浮排解。

2）真空。當(dāng)冶金反應(yīng)生成物為氣體時(shí)，通過(guò)減小反應(yīng)體系的壓力即抽真空，可以使反應(yīng)的平衡向著生成氣態(tài)物質(zhì)的方向移動(dòng)。因此，在真空下，鋼液將進(jìn)一步脫氣、脫碳及脫氧。采納特地的真空裝置，將鋼液置于真空環(huán)境中精煉，可以降低鋼中氣體、碳及氧含量。常用的真空裝置主要有VD、RH等。

3）添加精煉劑。將精煉劑加入鋼液中，可起到脫硫、脫氧，去除夾雜物，夾雜物變性處理以及合金成分調(diào)整的作用。爐外精煉中鋼液的精煉劑一類為以鈣的化合物（CaO或CaC2）為基的粉劑或合成渣，另一類為合金元素如Ca、Mg、Al、Si及稀土元素等。

4）加熱。鋼液在進(jìn)行爐外精煉時(shí)，由于有熱量損失，造成溫度下降。若爐外精煉方法具有加熱升溫功能，可避開(kāi)高溫出鋼和保證鋼液正常澆注，增加爐外精煉工藝的敏捷性，精煉劑用量，鋼液處理最終溫度和處理時(shí)間均可自由選擇，以獲得最佳的精煉效果。五計(jì)算題

1、若鼓風(fēng)濕份f=2%，富氧率為0，請(qǐng)計(jì)算通過(guò)1m3鼓風(fēng)后：

（1）爐缸煤氣成份；（6分）

（2）爐缸燃燒1kg碳需要的風(fēng)量V風(fēng)；（2分）

（3）燃燒1kg碳素產(chǎn)生的爐缸煤氣體積。（2分）

答：（1）爐缸煤氣成份；（6分）（2）爐缸燃燒1kg碳需要的風(fēng)量V風(fēng)；（2分）（3）燃燒1kg碳素產(chǎn)生的爐缸煤氣體積。（2分）

模擬試題三

一、填空題

1、提取冶金過(guò)程按冶金工藝過(guò)程不同分為_(kāi)___、_____、______三種。

2、燒結(jié)料層有明顯的分層，依次消失燒結(jié)礦層、______、______、

______、_____，然后又相繼消逝，最終剩下燒結(jié)礦層。

3、高爐煉鐵中，焦炭的作用：______、______及______。

4、某大型高爐有效容積4350m3，年產(chǎn)370萬(wàn)噸煉鋼生鐵，消耗100萬(wàn)噸焦炭，每噸生鐵噴吹煤粉205kg，此高爐有效容積利用系數(shù)為_(kāi)____，焦比為_(kāi)____，燃料比為_(kāi)____。

5、依據(jù)高爐冶煉中爐料的狀態(tài)，高爐內(nèi)可分為_(kāi)___、____、____、____和____5個(gè)區(qū)域。

6、煉鋼的任務(wù)的四脫為_(kāi)_____、_____、_____、_____，二去為_(kāi)____、_____。

7、頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉中，前中期底吹氣體為_(kāi)____，后期底吹氣體為_(kāi)____。

8、RH最主要的精煉手段是____，最主要的精煉功能是____。

9、連鑄中，鋼水過(guò)熱度定義為_(kāi)____與____之差。

答案

1、火法冶金濕法提取電冶金（無(wú)挨次）

2、燃燒層預(yù)熱層干燥層過(guò)濕層

3、發(fā)熱劑還原劑料柱骨架（無(wú)挨次）

4、2.33/2.32t/(d·m3)270kg/t鐵475kg/t鐵

5、塊狀帶軟熔帶滴落帶焦炭回旋區(qū)爐缸區(qū)（無(wú)挨次）

6、脫碳脫氧脫硫脫磷（無(wú)挨次