冶金钢铁冶金学考试试题

冶金钢铁冶金学B卷 一、填空题（每空1分，共20分） 1）__________和_________是用来替代高炉炼铁的两种工艺。 2）高炉内炉料下降过程中遇到的阻力包括_________、_________和_________。 3）高炉的操作制度包括_________、_________、_________和_________。 4）高炉冶炼的目的是_________。 5）炼钢的基本任务是_____、脱磷、脱硫、_____，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。 6）转炉吹炼喷溅主要有三种类型：______、______和______。 7）电炉现场布料经验：_______、_______、中间高、四周低、_______。 8）目前，国内使用最多的转炉出钢挡渣装置是______和_______。 二、名词解释（每题2分，共20分） 1）膨珠  2）软熔带    3）燃烧强度  4）熔剂       5）矿石的还原性 6）软吹  7）冶炼周期  9）拉碳法    9）静态控制   10）双渣还原法 三、单项选择题（每题2分，共20分） 1）高炉冶炼的高碳铁合金中，我国生产最多的是_________ 。 A、锰铁     B、硅铁     C、稀土硅铁 2）能在高炉中几乎100%还原的元素是_________。 A、Ti     B、P     C、V 3）高炉冶炼过程中，炉缸煤气量_________炉顶煤气量。 A、大于    B、小于    C、等于 4）炉渣可以自由流动的最低温度称为_________。 A、熔化温度     B、熔化性温度     C、理论燃烧温度 5）H2还原铁氧化物均为_________。 A、吸热反应     B、放热反应     C、不存在热效应 6）炼钢冷却剂中冷却效应最好的是______。 A、废钢           B、铁矿石         C、石灰石 7）三种转炉炼钢法中，那种工艺渣中∑(FeO)含量最高？______ A、氧气顶吹转炉   B、氧气底吹转炉   C、顶底复吹转炉 8）1600℃炼钢温度下，熔渣黏度在________Pa·s之间。 A、0.002-0.01      B、0.02-0.1         C、0.2-1 9）电炉炼钢补炉三原则不包括____项。 A 、快补     B、热补    C、厚补 10）电炉炉衬的侵蚀最严重的部位为______。 A、渣线      B、热点    C、炉底 四、简答题（每题5分，共20分） 1）提高高炉风温有哪些常用措施? 2）高炉内铁的直接还原有哪几种形式? 3）简述炼钢熔渣的作用及来源。 4）简述UHP电炉的工艺操作要点。 五、问答题（每题10分，共20分） 1）焦炭在高炉内的作用是什么?确定合适的焦炭粒度需要考虑哪些因素？ 2）何为电炉冶炼还原期的综合氧化法，其主要操作过程包括哪些？ 一 填空题（每空1分，共20分） 1） 直接还原 熔融还原 2） 炉料与炉墙间的摩擦力 不同速度的炉料之间的摩擦力 上升煤气对炉料的浮力 3） 装料制度 送风制度 造渣制度 热制度 4） 用铁矿石经济而高效率地得到温度和成分合乎要求的液态生铁 5） 脱碳 脱氧 6） 爆发性喷溅 泡沫性喷溅 金属喷溅 7） 上疏松 下致密 炉门口无大料 8） 挡渣球 挡渣帽 二 名词解释（每题2分，共20分） 1）液态炉渣用高速水流和机械滚筒予以冲击和破碎可制成中空的直径5mm的渣珠，称为“膨珠”。 2）在高炉内部，炉料从开始软化到滴落的区域。 3）燃烧强度：每平方米炉缸截面积上每昼夜燃烧的干焦吨数。 4）由于高炉造渣的需要，入炉料中常需配加一定数量的助熔剂，简称熔剂 5）矿石在炉内被煤气还原的难易程度。 6）当氧压很低或枪位很高，氧气射流冲击速度小的供氧模式称之为软吹 7）相邻两炉钢之间的间隔时间，即从装入钢铁料至倒渣完毕的时间。 8）转炉吹炼中将钢液的含碳量脱至出钢要求时停止吹氧的控制方式称为拉碳法。 9）在吹炼前根据已知的原材料条件、吹炼终点温度和含碳量，通过与反应有关的物料平衡和热平衡的关系式计算出相关冶炼参数，并按计算结果进行装料和吹炼，在吹炼过程中不再进行修正，直接决定终点时间。 10）冶炼过程中有较短的氧化期（≤10min），造氧化渣，又造还原渣，能吹氧脱碳，去气、夹杂。但由于该种方法脱磷较难，故要求炉料应由含低磷的返回废钢组成。 三 单项选择题（每题2分，共20分） 1）A 2）B 3）B 4）B 5）A 6）B 7）A 8）B 9）C 10）B 四 简答题（每题5分，共20分） 1）答： a）用高热值煤气富化高炉煤气 b）使用热值较高的转炉煤气 c）预热助燃空气和高炉煤气 2）答： a）FeO(s)+C=Fe(s)+CO，属固-固反应，必须通过CO间接还原促进，C素熔损反应为媒介。 b）FeO(l)、（FeO）+C=Fe(l)+CO，固-液反应，渣液与焦炭接触好，且温度高。可以不通过CO，与C直接反应。 c）FeO(l)、（FeO）+[C]=Fe(l)+CO，液-液反应，渣液与铁水接触好，温度高，不通过CO，与[C]直接反应。 3）答： 熔渣的有利作用包括：控制钢液的氧化还原反应；脱除杂质（S、P），吸收夹杂物；防止钢液的吸气；防止钢液的散热；稳定电弧燃烧（对EAF和LF）；防止钢液的二次氧化；电阻发热体。 熔渣在炼钢过程也有不利作用：钢液混渣，降低钢质；侵蚀耐火材料，降低炉衬寿命；夹带金属及金属氧化物，降低了金属的回收率。 熔渣的来源：炼钢过程有目的加入的造渣材料；钢铁材料中Si、Mn、P、Fe等元素的氧化产物；冶炼过程被侵蚀的炉衬耐火材料。 4）答： a）快速熔化与升温操作。为了快速熔化和升温， UHP电炉以最大可能的功率供电，采用氧-燃烧咀助熔，强化吹氧去碳，底吹搅拌，泡沫渣埋弧操作等技术。 b）脱磷操作。UHP要求尽可能把脱磷，甚至少部分脱碳提前到熔化期进行。脱磷三要素：炉渣氧化性、炉渣碱度及温度。 c）脱碳操作。UHP要求把脱磷任务，甚至少部分脱碳任务提前到熔化期进行，而熔化后的氧化精炼和升温期只进行碳的控制。就是通过高配碳，利用吹氧脱碳这一手段，来达到加速反应，去除气体和夹杂的目的。 UHP电炉采用炉门氧枪、炉壁烧咀等强化吹氧去碳。 五 问答题（每题10分，共20分） 1）答： 焦炭的三大作用： 1）      热源：在风口前燃烧，提供冶炼所需热量。（1分） 2）      还原剂：本身及其氧化产物CO均为铁氧化物的还原剂。（1分） 3）      骨架和通道：矿石高温熔化后，焦炭是唯一以固态存在的物料。有支撑数十米料柱的骨架作用； 有保障煤气自下而上畅流的通道作用。（1分） 有两方面的因素对焦炭的平均粒度提出来了不同的要求：     一是缩小焦炭粒度。缩小焦炭粒度可使焦炉产品中成品率提高，降低焦炭成本，这是纯经济因素的考虑。二是从冶炼过程考虑，为了加速炉内传热和传质过程，铁矿石的粒度在逐渐缩小，并确实取得了降低吨铁能耗的效果。而焦炭粒度应与缩小了的矿石粒度相适应，二者粒度维持恰当的比值，可以减少焦炭及矿石层在炉内相互混合，从而降低炉料透气性的程度。（2分）     另一种理由则认为，矿石与焦炭在炉内毕竟是分层装入的，焦与矿互相混合只发生在两层交界处的局部，而单独成层的是多数。焦炭粒度越大则焦炭分层的透气性越好。在软熔带中则焦窗的透气性良好；在软熔带以下只有焦炭构成的料柱内产生液泛的可能性也越小。此外，由于炉料下降过程中的摩擦，焦炭粒度是逐渐缩小的，为了防止炉缸中焦炭粒度过小引起炉缸堆积而带来的故障，入炉焦炭的粒度应稍大。（2分）     处理这一矛盾的原则应是，在保证高炉操作顺行的前提下，尽量采用小粒度焦炭。（2分）根据经验，焦炭应比矿石的平均粒度大3~5倍为最佳。若矿石的平均粒度为12mm，则焦炭的粒度应为40~60mm。大于60mm的焦炭应该筛出，破碎至60mm以下。（1分） 2）何为电炉冶炼还原期的综合氧化法，其主要操作过程包括哪些？ 答：电炉炼钢采用沉淀脱氧法与扩散脱氧法交替进行的综合脱氧法，即（5分）： a）  氧化末、还原前用沉淀脱氧—预脱氧； b）  还原期用扩散脱氧； c）  出钢前用沉淀脱氧—终脱氧。 脱氧操作包括（5分）： a）当钢液的T、P、C符合要求，扒渣＞95％； b）加Fe-Mn、Fe-Si块等预脱氧（沉淀脱氧）； c）加石灰、萤石、火砖块，造稀薄渣； d）还原，加C粉、Fe-Si粉等脱氧（扩散脱氧），分3～5批，7～10min／批； e）搅拌，取样、测温； f）调整成分——合金化； g）加Al或Ca-Si块等终脱氧（沉淀脱氧）； h）出钢。