钢铁冶金复习题及答案
11页1、1高炉炼铁的本质是什么?高炉有哪些产品和副产品?高炉炼铁的本质是铁的还原过程,即焦炭做燃料和还原剂,在高温下将铁矿石或含铁原料的铁,从氧化物或矿物状态(如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4TiO2等)还原为液态生铁。高炉冶炼的主要产品是生铁。炉渣和高炉煤气为副产品。2高炉炼铁的工艺流程有哪些部分组成?高炉炼铁生产非常复杂,除了高炉本体以外,还包括有原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气处理系统。3根据物料存在形态的不同,可将高炉划分哪五个区域?各区域主要的反应和特征是什么?根据物料存在形态的不同,可将高炉划分为五个区域:块状带、软熔带、滴落带、燃烧带、渣铁盛聚带。高炉的五个部分:炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉。各区内进行的主要反应及特征分别为:块状带:炉料中水分蒸发及受热分解,铁矿石还原,炉料与煤气热交换;焦炭与矿石层状交替分布,呈固体状态;以气固相反应为主。软熔带:炉料在该区域软化,在下部边界开始熔融滴落;主要进行直接还原反应,初渣形成。滴落带:滴落的液态渣铁与煤气及固体碳之间进行多种复杂的化学反应。回旋区:喷入的燃料与热风发生燃烧反应,产生高热煤气,是炉内
2、温度最高的区域。渣铁聚集区:在渣铁层间的交界面及铁滴穿过渣层时发生渣金反应。4硫和磷的危害?硫是对钢铁危害大的元素,它使钢材具有热脆性。所谓“热脆”就是S几乎不熔于固态铁而与铁形成FeS,而FeS与Fe形成的共晶体熔点为988,低于钢材热加工的开始温度。热加工时,分布于晶界的共晶体先行熔化而导致开裂。因此矿石含硫愈低愈好。国家标准规定生铁中S0.07%,优质生铁S0.03%,就是要严格控制钢中硫含量。磷是钢材中的有害成分,使钢具有冷脆性。磷能溶于-Fe中,固溶并富集在晶粒边界的磷原子使铁素体在晶粒间的强度大大增高,从而使钢材的室温强度提高而脆性增加,称为冷脆。磷在钢的结晶过程中容易偏析,而又很难用热处理的方法来消除,亦使钢材冷脆的危险性增加5评价铁矿石的标准有哪些?铁矿石质量直接影响高炉冶炼效果,必须严格要求。通常从以下几方面评价:1.矿石品位2脉石成分3有害杂质和有益元素的含量4矿石的粒度和强度5铁矿石的还原性6矿石化学成分的稳定性。品味提高1%,焦比下降2%,产量增加3%。6焦炭在高炉生产中起什么作用,高炉冶炼过程对焦炭质量提出哪些要求?焦炭是现代高炉冶炼的主要燃料和能源基础,在高
3、炉冶炼过程中具有如下作用:(1)燃料。(2)还原剂。(3)料柱骨架。(4)生铁渗碳的碳源高炉对焦炭质量的要求(1)含碳量高,灰分低。2)含硫等有害杂质要少。我国焦炭含硫一般为0.51.0%(3)成分稳定。即要求化学灰分、C、S、H2O等稳定。(4)挥发分含量适合。(5)强度高,块度均匀。7对高炉内衬的基本要求?对高炉内衬的基本要求如下:1)各部位内衬与热流强度相适应,以保持在强热流冲击下内衬的稳定性。2)炉衬的侵蚀和破坏与冶炼条件密切相关,不同位置的耐火材料受侵蚀破坏机理不同,因此要求各部位内衬与侵蚀破损机理相适应,以延缓内衬破损速度。高炉生产的特点:高温高压、连续不间断、大规模。高炉炉衬以陶瓷质材料和炭质材料砌成。8生铁和钢的化学成分主要差别在于是什么?一般来说,生铁和钢的化学成分主要差别是含碳量。钢中含碳量最高不超过2.11%。高炉生铁含碳量在2.54.5%范围,铸铁中不超过5.0%。当铸铁中C5.0%时,铸铁甚脆,没有实用价值。9简述现代常用于精选铁矿石的三种方法:(1) 重选 (2)磁选 。(3)浮选 10对烧结矿质量的要求?对烧结矿质量的要求是:品位高,强度好,成分稳定,还原
4、性好,粒度均匀,粉末少,碱度适宜,有害杂质少。11抽风烧结过程大致可分为哪五层?简述其特点?抽风烧结过程是将铁矿粉、熔剂和燃料经适当处理,按一定比例加水混合,铺在烧结机上,然后从上部点火,下部抽风,自上而下进行烧结,得到烧结矿。取一台车剖面分析,抽风烧结过程大致可分为五层(图3-2),即烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层和过湿层。12固相反应得机理?烧结矿的固结主要依靠发展液相来完成。一方面是上述固相反应形成的低熔点化合物足以在烧结温度下生成液相;同时随着燃料层的移动,温度升高,各种互相接触的矿物又形成一系列的易熔化合物,在燃烧温度下形成新的液相。机理:在未生成液相的低温条件下,烧结料中的一些组分就可能在固态下进行反应,生成新的化合物。固态反应的机理是离子扩散。相邻颗粒表面电荷相反的离子互相吸引,进行扩散,遂形成新的化合物,使之连接成一整体。13烧结与球团的区别?烧结与球团的区别主要表现在以下几方面:1)富矿短缺,必须不断扩大贫矿资源的利用,而选矿技术的进步可经济地选出高品位细磨铁精矿,其粒度从-200网目进一步减少到-325网目。这种过细精矿不益于烧结,透气性不好,影响烧结矿产量和质量
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