北京科技大学 冶金习题001

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1、A卷北京科技大学2007—2008学年度第2学期《钢铁冶金学（Ⅰ）》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）2SFCA：复合铁酸钙，烧结矿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，hCO=CO2¤(CO+CO2)，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”。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

2、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1.5分，共30分）（对：√，错：×）1.×；2.×；3.√；4.×；5.×；6.√；7.×；8.×；9.×；10.√；11.√；12.×；13.×；14.√；15.√；16.×；17.√；18.×；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

3、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-SiO2系、CaO-SiO2系、CaO-FeO-SiO2系以及Fe2O3-CaO系，随烧结工艺条件、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-SiO2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）Fe2O3-CaO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

4、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（900～1000℃）扩大，由于每升高100℃风温，风口理论燃烧温度上升60～80℃，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

5、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）A’E’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→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→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

6、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Þh¯；碱性渣在高温下粘度小。碱度升高，粘度增大，由于R®CaO、MgO®固体悬浮质点Þhc)渣中其他成分：①Al2O3Þh，原因：Al-O阴离子三长键结构(但影响小于Si-O四长键)；②Ti

7、O2Þh，原因：Ti与C、N生成碳氮化物，熔点高，易析出固相质点；③CaF2(萤石)Þh¯¯，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F-可以取代一个网状结构的-O-位置，造成断口，生成的自由O2-又可以去破坏另一个-O-键；④K2O、Na2OÞh¯，原因：K2O、Na2O降低h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