(完整版)钢铁冶金学试题.docx
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1、钢铁冶金学(炼铁学部分)试卷(八)院(系)班级学号姓名试卷卷面成绩占课程考核成平时成绩课程考核成绩题号二三四五六七八九十小计绩%占%得分8020(注:答题需在答题纸上进行,请不要在试卷上答题,否则将被扣分。)二/一、名词解释题(每题3分,共18分)I1.高炉有效容积利用系数2.SFCA3.煤气CO利用率4.高炉的管道行程5.高炉的碱负荷6.COREX炼铁工艺得分I二、判断题(每题L5分,共30分)(对:,错:o)1 .磁铁矿的理论含铁量为70%,黑色条痕,疏松结构,较易还原。2 .焦炭的主要质量要求是:含碳量高,反应性高,反应后强度高。3 .高炉炼铁要求喷吹用煤粉的爆炸性弱,可磨性指数大,燃烧
2、性高。4 .高风温热风炉的炉顶耐火材料一般使用高铝砖或碳砖。5 .为确保烧结矿固结强度,一般要求烧结最高温度为13501380Co6 .烧结过程的焦粉偏析布料有利于烧结上、下料层温度的均匀化。7 .厚料层烧结工艺的主要目的是为了提高烧结矿生产能力。8 .酸性氧化焙烧球团矿的固结主要靠FeO与Sio2形成的低熔点化合物粘结。9 .原燃料中的P2O5在高炉中不能被还原而全部进入生铁。10 .耦合反应的平衡常数是与之相关的简单反应平衡常数的组合。11 .阻止高炉内K、Na循环富集的对策之一是降低炉渣二元碱度。12 .高炉风口燃烧带出来的煤气中既有CO又有C02,但前者含量更高。13 .增大高炉鼓风动
3、能的措施之一,是扩大高炉风口直径。14 .提高风口理论燃烧温度,有利于补偿喷吹煤粉热分解带来的温度变化。15 .抑制“液泛现象”,有利于改善高炉下部的透气性、透液性。16 .矿石的软熔性能影响高炉软熔带的位置,但不影响其厚度。17 .加大矿石批重将有助于抑制高炉内的中心煤气流。18 .与加湿鼓风不同,脱湿鼓风的主要作用在于提高高炉产量。19 .富氧鼓风不仅可以给高炉带入热量,而且可以增加高炉产量。20 .炉衬寿命的问题,是熔融还原炼铁法需要解决的关键技术。三、简答题(每题8分,共24分)I11.简述烧结矿固结机理,何种粘结相(液相)有利于改善烧结矿质量?2 .提高高炉鼓风温度对其冶炼过程的影响
4、如何,并说明其原因。3 .画出高炉理想操作线,并说明A、B、C、D、E、P、W点的意义。得分四、论述题(每题14分,共28分)1 .分析炉渣粘度对高炉冶炼过程的影响,并论述影响炉渣粘度的因素以及维持适宜的高炉炉渣粘度的技术措施。2 .论述降低高炉燃料比的技术措施。a.画出高炉能量利用图解分析的rdC图,分析指出我国高炉降低燃料比的两大途径;b.根据所学的炼铁理论和工艺知识,阐述降低高炉燃料比的具体对策。钢铁冶金学(炼铁学部分)A卷试题答案要点及评分标准一、名词解释(每题3分,共18分)1高炉有效容积利用系数:每M3高炉有效容积每昼夜生产的合格铁量(17M3.d);2SFCA:复合铁酸钙,烧结矿
5、中强度和还原性均较好的矿物;3煤气CO利用率:煤气中CO2体积与CO和CO2体积总和的比值,s=CO2/(COCO2),表明了煤气利用程度的好坏;4高炉的管道行程:高炉中各种炉料的粒度和密度各不相同且分布不均匀,在炉内局部出现气流超过临界速度的状态,气流会穿过料层形成局部通道而逸走,压差下降,在高炉中形成“管道行程二5高炉的碱负荷:冶炼每吨生铁入炉料中碱金属氧化物(K2O+Na2O)的千克数;6COREX炼铁工艺:典型的二步法熔融还原炼铁工艺,由奥钢联(VAI)于70年代末合作开发,其目的是以煤为燃料,由铁矿石直接生产液态生铁。由预还原竖炉和熔融气化炉组成。二、判断题(每题L5分,共30分)(
6、对:,错:X)I .;2.;3.;4.;5.X;6.;7.;8.;9.;10.J;II .;12.X;13.X;14.V;15.;16.;17.;18.X;19.;20.三、简答题(每题8分,共24分)1简述烧结矿固结机理,何种粘结相(液相)有利于改善烧结矿的质量?答:(1)烧结矿的固结经历固相反应、液相生成及冷凝固结过程;(2分)(2)固相反应在低于本身熔点的温度下进行,固相反应生成的低熔点物质为液相生成提供条件;(1分)(3)在燃烧带,低熔点物质熔化形成液相,烧结过程中生成的液相主要有Feo-SiCh系、Cao-Si。2系、Cao-Feo-SiCh系以及Fe2O3-CaO系,随烧结工艺条件
7、、原料条件及碱度的不同,各液相生成的数量不同。(高温、还原性气氛易生成FeO-SiCh及Cao-Feo-Sio2,低温、氧化性气氛易生成Fe2O3-CaO液相);(3分)(4)燃料燃烧完毕,在抽风冷却作用下,液相冷凝将未熔物粘结起来成为烧结矿;(1分)(5) FezQrCaO系液相形成的矿物具有良好的还原性及强度,对改善烧结矿质量有利。(1分)2提高高炉鼓风温度对其冶炼过程的影响如何,并说明原因。答:(1)风口前燃烧碳量减少,风温提高,焦比下降;(1分)(2)高炉内温度场发生变化:炉缸温度升高,炉身上部、炉顶温度下降,中温区(900-100O0O扩大,由于每升高100C风温,风口理论燃烧温度上
8、升6080,风口前燃烧碳减少,煤气量降低,导致炉身上部温度降低;(2分)(3)直接还原度略有升高,生成的CO减少,炉身温度降低;(1分)(4)炉内压损增大,焦比下降,炉内透气性变差,高炉下部温度升高,煤气流速度增大,同时SiO的挥发增加,堵塞料柱孔隙;(2分)(5)有效热消耗减少,焦比降低,渣量减少,S负荷降低,脱硫耗热减少;(1分)(6)改善生铁质量,焦比降低,S负荷降低,炉缸热量充沛,易得到低S生铁;炉温升高,可控制Si的下限,生产低Si铁;(1分)3画出高炉理想操作线,并说明A、B、C、D、E、P、W点的意义。答:(4+4分)AE,为理想操作线A:入炉矿石铁的氧化程度和炉顶煤气中碳的氧化
9、程度B:不发生重叠情况下(直接还原结束,间接还原开始),直接还原和间接还原的理论分界点C:铁氧化物直接还原传递的氧与其它来源的氧一CO的分界点D:鼓风中的氧与少量元素还原(包括脱S、熔剂、CO2还原)传递的氧一CO的分界点E:鼓风生成CO的起点W:化学平衡的限制点P:热平衡的限制点四、论述题(每题14分,共28分)1.分析炉渣粘度对高炉冶炼过程的影响,并论述影响炉渣粘度的因素以及维持适宜的高炉炉渣粘度的技术措施?答(1)炉渣粘度为流体单位速度梯度、单位面积上的内磨擦系数;(2分)(2)粘度过大:炉料下降、煤气上升困难,易产生“液泛”;渣铁分离不好、反应速度降低;粘度过小:软熔带位置过高;侵蚀炉
10、衬;(3分)(3)影响炉渣粘度的因素包括:(6分)a)温度:温度升高,粘度下降b)碱度:酸性渣中由于Si-O阴离子形成四面体网状结构,粘度大,酸性渣中加入CaO、MgO消灭-O-键L碱性渣在高温下粘度小。碱度升高,粘度增大,由于RfCaOMgOT固体悬浮质点TTC)渣中其他成分:AbChTnvt原因:Al-0阴离子三长键结构(但影响小于Si-0四长键);Tio2Tn原因:Ti与C、N生成碳氮化物,熔点高,易析出固相质点;CaF2(萤石原因:F是电极电位正值最大的元素,得到电子的倾向最强,2个广可以取代一个网状结构的-O-位置,造成断口,生成的自由O?-又可以去破坏另一个-O-键;K2O、Na2
11、TnJ,原因:K2ONazO降低的作用比较小,但它们的危害大!(4)维持适宜的高炉炉渣粘度的技术措施:主要包括适宜的熔化性温度,操作过程保证炉渣具有一定的过热度,调整炉渣成分,控制合理的碱度。(3分)2.论述降低高炉燃料比的技术措施。a.画出高炉能量利用图解分析的rdC图,分析指出我国高炉降低燃料比的两大途径;b.根据所学的炼铁理论和工艺知识,阐述降低高炉燃料比的具体对策;答:直接还MUftP炉顶压力tf压缩炉内煤气体积f卬IfAPI钢铁冶金学(炼钢学部分)A试卷院(系)班级学号姓名试卷卷面成绩占课程考核成绩%l成绩占课程考核成绩题号一二三四五六七八九十小计得分得分I一、选择题,请在正确答案的
12、Q内画(单选题,每题0.5分,共20分)1、钢的可加工性能优于生铁,主要是因为()。(八)钢含碳量高(B)钢的熔点高(C)钢的硬度高(D)钢纯净度高2、铁水脱硫的主要脱硫剂是()(八)Mg+CaO(B)MgO+Ca(C)AI+CaO(D)Mn+SiO23、转炉双渣冶炼是()。(八)造碱性渣再造酸性渣;(B)造酸性渣再造碱性渣(C)冶炼过程造两次渣。4、一般说来每氧化1%C可使钢水升温()C。(八)30(B)50(C)100(D)1405、转炉炼钢铁水的物理热约占总热量的()o(八)10%(B)30%(C)50%(D)70%6、转炉煤气回收的热值一般为()o(八)8004.18KJm3(B)16
13、004.18KJm3(C)24004.18KJm37、炼钢终渣ZFeO一般控制在()(八)3-5%(B)8-15%(C)25-30%8、电炉炼钢供电系统的电抗器的主要作用是()o(八)降低及限制电流(B)稳定及控制电压(C)稳定电弧电流和限制短路电流9、转炉炼钢前期熔池温度低,有利于()反应。(八)脱碳(B)脱硫(C)脱氧(D)脱磷10、炼钢过程直接氧化是指()o(八)CO被氧化为CO?(B)铁液中杂质组元与氧气作用被氧化(C)杂质组元被炉渣氧化(D)炉渣被氧气氧化11、氧气转炉炼钢过程铁液升温所需热源主要来自(),(八)电弧加热(B)加入的发热材料(C)铁液中杂质组元氧化反应的热效应(D)炉
14、渣成渣热12、氧气转炉炼钢中所谓“火点”区是指()。(八)氧气流股与周围炉气作用区域(B)转炉底吹气流与钢液作用区域(C)氧气流股与周围泡沫渣作用区域(D)氧气流股冲击金属熔池形成的作用区域13、氧气转炉炼钢过程发生的乳化、泡沫可以(),因而可以加快渣一铁间反应。(八)增加渣一铁间接触面积(B)提高炉渣温度(C)提高炉渣氧化铁含量(D)减少渣一铁间接触面积14、氧气炼钢炉渣中以下铁氧化物哪种最稳定()o(八)Fe2O3(B)Fe3O4(C)FeO15、氧气炼钢过程铁液中杂质组元氧化以间接氧化为主,主要是因为()。(八)氧气同熔池接触的表面上大量存在的是铁原子(B)氧枪供氧速度不足(C)炉渣氧化
15、铁含量低16、氧气转炉炼钢脱碳反应的限制性环节有可能是()o(八)反应界面的化学反应(B)钢液中CO的均质形核(C)0或C向反应区的扩散(D)CO气泡在钢液中上浮去除17、以下措施中,()可以加快脱碳反应。(八)降低钢液温度(B)提高钢液温度(C)增加渣量(D)降低铁水碳含量18、通过以下哪种措施()可以降低炉渣中P2O5的活度系数。(八)提高炉渣碱度(B)增加渣量(C)提高温度(D)降低炉渣碱度19、降低炉渣氧化铁含量有利于()反应。(八)脱磷(B)脱碳(C)脱硫(D)脱硅20、()有利于脱硫反应进行。(八)降低冶炼温度(B)增加渣量(C)降低钢液中硫的活度21、以下脱氧元素中,哪一个()脱
16、氧能力最强?(八)Mn(B)Si(C)Al(D)Cr22、钢中内生类非金属夹杂物主要来自()o(D)脱氧反应产物)。(八)炼纲炉内炉渣卷入(B)炉衬材料混入(C)连铸结晶器保护渣卷入23、随着铁水预处理和钢水炉外精炼广泛采用,氧气炼钢转炉逐渐演变为(八)升温和脱碳反应器(B)升温和脱硫反应器(C)升温和脱磷反应器(D)废钢熔化器24、超高功率电炉的功率级别为()0(八)200KVAt以上(B)300KVAt以上(C)400KVAt以上(D)500KVAt以上25、电炉炉壁氧燃枪的主要作用为()o(八)脱气(B)升温(C)脱磷(D)助熔26、常规RH精炼炉具有()o(八)脱碳(B)脱磷(C)脱硅
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