冶金学钢铁部分重点部分
钢铁冶金期末复习
习题精选A 重点习题*1．用Si 热法还原MgO ，即Si (s)+2MgO (s)=2Mg (s)+SiO 2(s)的标准吉布斯自由能与温度的关系为：=∆θr G (523000-211.71T ) J ∙mol -1，试计算：（1）在标准状态下还原温度；（2）若欲使还原温度降到1473K ，需创造什么条件？（答案：（1）2470K ；（2）Pa 27.18Mg <p ）B 一般习题1．在298～932K （Al 的熔点）温度范围内，计算Al 2O 3的标准生成吉布斯自由能与温度的关系。
已知 1673600θ)O 298(Al 32-=∆H 1mol J -⋅2．利用气相与凝聚相平衡法求1273K 时FeO 的标准生成吉布斯自由能θO Fe f x G ∆。
已知:反应(g)2(s)(g)2(s)O H Fe H FeO +=+在1273K 时的标准平衡常数668.0θ=K(g)2(g)221(g)2O H O H =+ T G 51.11249580θOH f 2+-=∆ -1mol J ⋅ (答案: -1θFeOf mol J 181150⋅-=∆G ) 4. 已知 在460～1200K 温度范围内，下列两反应的θG ∆与T 的关系式如下3Fe (s)+C (s)=Fe 3C (s) θf G ∆=(26670-24.33T ) J ∙mol -1 C (s)+CO 2=2CO θr G ∆=(162600-167.62T ) J ∙mol -1问: 将铁放在含有CO 220％、CO75％、其余为氮气的混合气体中，在总压为202.65kPa 、温度为900℃的条件下，有无Fe 3C 生成？若要使Fe 3C 生成，总压需多少？（答案：不能生成Fe 3C; p 总>973.73kPa ）5. 计算反应ZrO 2(s)=Zr (s)+O 2在1727℃时的标准平衡常数及平衡氧分压。
指出1727℃时纯ZrO 2坩埚在1.3×10－3Pa 真空下能否分解，设真空体系中含有21％的O 2。
钢铁冶金原理
1、表面张力：垂直作用在液面上任一直线的两侧，沿液体的切面向着两侧的拉力，N/m2、穿透度：它为反应过程中，矿球半径改变的分数，用f 表示，0(1)r r f =-。
它和R 的关系为1/31(1)f R =--。
3、沉淀脱氧：向钢液中加入能与氧形成稳定化合物的元素，形成的氧化物能借自身的浮力或钢液的对流运动而排出。
4、萃取精炼：在一定温度下，在熔盐粗金属中加入附加物，附加物与金属相内杂质生成不溶解于熔盐的化合物而析出，从而达到精炼的目的。
5、二元碱度：渣中的碱性氧化物CaO 含量与酸性氧化物SiO 2含量之比为炉渣的二元碱度。
6、反应度：或称转化率，矿球已反映了的百分数，用R 表示，30(/)1r r R =-。
7、分解压：分解反应的平衡常数等于分解出的气体B 的平衡分压，规定用()B AB P 表示，称为此化合物的分解压。
8、负吸附：溶解组分质点和溶剂质点之间的作用力大于溶剂质点之间的作用力。
溶解组分在表面不出现过剩浓度，称为负吸附。
9、G-D 方程：11220BB n dG n dG ndG ++==∑ 或11220BB x dG x dG xdG ++==∑ 他表示恒温、恒压下，溶液中各组分的偏摩尔吉布斯自由能（或其他偏摩尔量）的改变不是彼此独立的，而是互相制约、互相补偿的。
10、0i γ的物理意义：1）表示溶液中组元i 在浓溶液中服从拉乌尔定律和在稀溶液中服从亨利定律两定律间的差别。
2）是组元i 在在服从亨利定律浓度段内以纯物质i 为标准态的活度系数。
3）是不同标准态的活度及活度系数相互转换的转换系数。
4）是计算元素标准溶解吉布斯能的计算参数。
11、光学碱度：在氧化物中加入显示剂，用光学的方法来测定氧化物施放“电子的能力”以表示出2O -的活度，确定其酸-碱性的光学碱度。
12、过剩碱：用碱的总量减去形成复合化合物的消耗的碱性氧化物，用来表示渣中碱性氧化物。
13、亨利定律：当溶液组分B 的浓度趋近于零（0B x →）的所谓稀溶液中，组分B 的蒸汽压与其浓度B x 成线性关系：()BH x B p K x '=,p '--组分B 在B x 的平衡蒸汽压，()H x K --比例常数。
钢铁冶金原理(炼铁部分)期末考试总结
名词解释脉石：铁矿石中除有含Fe的有用矿物外，还含有其它化合物，统称为脉石。
焦比：冶炼每吨生铁消耗干焦或综合焦炭的千克数。
熔剂：由于高炉造渣的需要，入炉料中常配有一定数量助熔剂，简称熔剂。
有效容积利用系数：在规定的工作时间内，每立方米有效容积平均每昼夜生产的合格铁水的吨数。
等于[t/（m3*d）]=合格生铁折合产量/有效容积×规定工作日休风率：高炉休风时间（不包括计划中的大中及小修）占规定工作时间的百分数。
冶炼强度：冶炼过程强化的程度，干焦耗用量/有效容积×实际工作日直接还原：铁矿石还原剂为固态炭，产物为CO的反应。
耦合反应：某个渣中的离子得到或失去电子成为铁液中不带电的中性原子与另一个铁中原子失去或得到电子而成为渣中离子的氧化还原反应成为耦合反应。
熔化温度：理论上就是相图上液相线温度，或炉渣在受热升温过程中固相完全消失的最低温度。
熔化性温度：炉渣可自由流动的最低温度粘度曲线与45切线的切点温度。
长渣和短渣：温度降到一定值后，粘度急剧上的称为短渣；随温度下降粘度上升缓慢称为长渣。
液泛现象：反应生成的气体穿过渣层，生成气泡，气泡稳定存在于渣层内，炉渣在焦块空隙之间产生类似沸腾现象的上下浮动。
热交换的空区或热储备区：炉身中下部区间内，煤气与炉料的温差很小，大约只有50℃左右，是热交换及其缓慢的区域，成为热交换的空区或热储备区。
水当量：表示单位时间内炉料和炉气流温度变化1℃是所吸收或放出的热量。
上部调节：利用装料制度的变化一调节炉况称为上部调节。
下部调节：调节风速，鼓风动能及喷吹量等送风制度方面参数一调节炉况称为下部调节。
简答题1、高炉冶炼的过程主要目的是什么？答：用铁矿石经济而高效率的得到温度和成分合乎要求的业态生铁。
2、高炉冶炼过程的特点是什么？答：在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂的交织在一起的化学反应和物理变化，且由于高炉是密封的容器，除去投入及产出外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察。
现代冶金学钢铁冶金卷
现代冶金学钢铁冶金卷
现代冶金学主要包括钢铁冶金学，是研究钢铁材料的生产及相关工艺的学科。
钢铁是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造等各个领域。
现代冶金学钢铁冶金卷通常包括以下内容：
1. 高炉冶炼：介绍高炉的工作原理、炉料配比、炼铁反应等基本知识。
2. 炼钢工艺：主要包括转炉法、电炉法、平炉法等炼钢工艺，介绍各种工艺的优缺点和适用范围。
3. 钢铁材料的性能和组织：介绍钢铁材料的力学性能、物理性能、化学性能，以及不同组织结构的形成和对材料性能的影响。
4. 钢铁的热处理：包括淬火、回火、正火等各种热处理方法，介绍热处理对材料性能的改变。
5. 钢铁冶金材料的表面处理和涂层：介绍对钢铁材料进行表面处理和涂层的方法和工艺，以提高材料的耐腐蚀性和外观质量。
6. 钢铁冶金中的环境保护：介绍钢铁冶金中的环境问题和相关的环保技术，以减少对环境的污染。
7. 钢铁冶金工程实践：介绍钢铁冶金工程设计和实际生产中的问题和解决方法。
总之，现代冶金学钢铁冶金卷是对钢铁冶金学基本理论、工艺和实践经验进行总结和系统化的教材或参考书籍。
钢铁冶金学(炼钢学)
炼 钢 方 法（6）
• 瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹 转炉炼钢的试验，并获得了成功。1952 年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城 (Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹 转炉车间并投入生产，所以此法也称为 LD法。美国称为BOF法（Basic Oxygen Furnace）或BOP法。
钢铁冶金学(炼钢学)
钢 O铁B冶M金学/ Q(炼-钢B学O) P
炼 钢 方 法（8）
• 在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时，19781979年成功开发了转炉顶底复合吹炼工 艺，即从转炉上方供给氧气（顶吹氧）， 从转炉底部供给惰性气体或氧气，它不仅 提高钢的质量，降低了消耗和吨钢成本， 更适合供给连铸优质钢水。
钢铁冶金学(炼钢学)
钢铁冶金学(炼钢学)
钢铁冶金学(炼钢学)
LD/ BOF/ BOP
炼 钢 方 法（7）
• 1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧 气喷嘴，1967年西德马克西米利安钢铁公 司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢 法，即OBM法(Oxygen Bottom Maxhuette) 。1971年美国钢铁公司引进 OBM法，1972年建设了3座200吨底吹转 炉，命名为Q-BO钢铁P冶金(学Q(炼钢u学i)et BOP)。
钢L铁D冶金- 学Q(炼- 钢B学O) P
炼 钢 方 法（9）
•我国首先在 1972-1973 年 在沈阳第一炼钢 厂成功开发了全 氧侧吹转炉炼钢 工艺。并在唐钢 等企业推广应用。
钢铁冶金学(炼钢学)
总之，炼钢技术经过200多 年的发展，技术水平、自动化程 度得到了很大的提高，21世纪炼 钢技术会面临更大的挑战，相信 会有不断的新技术涌现。
1.1 炼钢的发展历程
钢铁冶金学(炼钢部分)
耐火材料融损及 卷入
炼钢任务：
9)凝固成型
12
炼钢的基本任务：
1、脱碳； 2、脱磷； 3、脱硫； 4、脱氧； 5、脱氮、氢等； 6、去除非金属夹杂物； 7、合金化； 8、升温； 9、凝固成型 。
13
主要炼钢工艺： 铁水预处理； 转炉或电弧炉炼钢； 炉外精炼（二次精炼）； 连铸。
14
3
伴随脱碳反应， 钢的熔点提高。
炼钢任务： 4)升温
1200℃ 1700℃
4
伴随脱碳反应，钢液[O]含量增加。
C(石墨)+1/2O2=CO C(石墨)=[C] 1/2O2=[O]
[C]+[O]=CO
G＝－116204－83.617040－2.88T[2]
G＝－20482－38.94T
[1]Reed Thomas, Free Energy of Formation of Binary Compounds, MIT Press, 1971 [2]J.F. Elliott, Thermochemistry for Steelmaking, Vol.2, Addison-Wesley 1963
30
熔池在氧流作用下形成的强烈运动和高度弥散的气 体－熔渣－金属乳化相，是吹氧炼钢的特点。
1－氧枪 2－乳化相 3－CO气泡 4－金属熔池 5－火点 6－金属液滴 7－作用区释放出的 CO气泡 8－溅出的金属液滴 9－烟尘
31
2、铁的氧化和还原
向熔池吹氧时
第一步，气体氧分子分解并吸附在铁的表面：
5
0.6
炼钢任务：
¬ wt% [O]£
1650¡ æ 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
钢铁冶金学炼钢部分
炼钢学复习题第二章一．思考题1.炼钢的任务。
1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。
2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。
3）脱氧：在炼钢中，用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢中含氧量叫做脱氧。
（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。
5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元素。
7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。
2.S的危害原因和控制方式。
（1）产生热脆。
（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。
降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的唯一有用用途）（2）控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS 量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。
（2）降低S含量：过高的S 会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。
3.Mn控制S的危害的原理，要求值。
Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。
Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。
Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分数的比值表示，称为“锰硫比”。
钢铁冶金学炼铁部分第三版
钢铁冶金学炼铁部分第三版摘要：一、钢铁冶金概述二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁2.直接还原炼铁3.熔融还原炼铁三、炼铁原料与配料四、高炉操作与管理1.炉料准备2.炉内过程控制3.炉况判断与调整4.休风与焖炉五、炼铁环境保护与节能六、炼铁新技术与发展趋势正文：一、钢铁冶金概述钢铁冶金是指通过熔融、氧化还原、凝固等过程，将铁矿石等原料转化为钢铁的过程。
钢铁冶金主要包括炼铁、炼钢和轧制等环节。
其中，炼铁是钢铁冶金的基础，其目的是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁高炉炼铁是将铁矿石、焦炭、熔剂等原料经过高温加热，使铁矿石中的铁氧化物被焦炭还原成金属铁的过程。
高炉炼铁具有生产能力大、成本低、金属回收率高等优点。
2.直接还原炼铁直接还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下直接还原成金属铁的过程。
与高炉炼铁相比，直接还原炼铁具有能耗低、投资省、占地面积小等优点。
3.熔融还原炼铁熔融还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下熔融，然后通过还原剂将铁氧化物还原成金属铁的过程。
熔融还原炼铁具有生产效率高、产品质量好等优点。
三、炼铁原料与配料炼铁原料主要包括铁矿石、焦炭、熔剂等。
铁矿石是炼铁的主要原料，其质量直接影响到炼铁过程和产品质量。
焦炭作为还原剂，在炼铁过程中起到关键作用。
熔剂主要用于调节炉内气氛和矿石的熔化。
四、高炉操作与管理1.炉料准备炉料准备包括铁矿石、焦炭、熔剂等原料的采购、储存、破碎、筛分等环节。
合理的炉料准备有利于保证高炉炼铁的稳定运行。
2.炉内过程控制炉内过程控制是高炉炼铁的关键，主要包括煤气流量、温度、压力等参数的调节。
通过炉内过程控制，可以使高炉达到最佳状态，提高金属回收率。
3.炉况判断与调整炉况判断与调整是根据高炉运行参数，判断高炉内发生的问题，并采取相应措施进行调整。
合理的炉况判断与调整有助于提高高炉炼铁的生产效率。
4.休风与焖炉休风是指高炉在短时间内停止煤气供应，以清理炉内积料和调整炉内气氛。
钢铁冶金学资料
钢铁冶金学资料钢铁冶金学是指关于钢（铁合金）的制造、处理和使用的学科，是一门研究钢铁的物理、化学、金相和机械性能等方面的学问。
钢是一种重要的建筑材料和工程材料，也是制造机械、轨道交通、汽车等行业的关键材料。
因此，钢铁冶金学在工业中具有重要的地位和使用价值。
首先，钢铁冶金学资料主要包括以下几个方面：一、钢铁冶金学基础理论这部分资料涵盖了钢铁制造过程中物理化学反应的基本原理，如钢铁的物理性能、化学性质、结构和组织等。
例如，介绍了钢铁的结晶过程、固态变形机理、相变、热力学平衡等基本理论，以及影响这些因素的因素，例如压力、温度、材料特性等。
二、钢铁冶金学加工工艺这部分内容主要是关于钢铁在制造过程中的各种加工工艺。
例如，锻造、轧制、挤压、拉伸和塑性成形等。
同时，这一部分还介绍了钢铁的表面处理工艺，包括钝化、电镀、喷漆等。
三、钢铁冶金学质量检测技术这方面的资料主要介绍了钢铁制品的质量检测方法，包括机械性能测试、化学成分分析、组织分析、非破坏检测以及热处理的影响等。
四、钢铁冶金学安全措施和环保技术这部分资料介绍了钢铁制造过程中的安全措施和环保技术，包括精细化管理、提高资源利用效率、减少能源消耗、排放减排等。
以上四个方面是钢铁冶金学资料的主要内容，这些内容是工程师、技术人员、学者等钢铁行业相关人士必须掌握的知识。
在实际应用中，钢铁冶金学资料的价值非常大。
首先，钢铁冶金学资料可以提供给钢铁厂商相关的知识和工具，帮助厂商更好地进行钢铁制造和加工。
例如，一些质量检测方法和工艺可以帮助钢铁厂商提高生产效率和加工质量。
此外，钢铁冶金学资料还可以为研究人员提供基础研究工具，使他们可以更好地理解钢铁的物理、化学、结构和组织特性。
总之，钢铁冶金学资料对于钢铁行业的发展具有非常重要的意义。
在未来的发展中，钢铁冶金学资料的完善和进一步的发展将对于促进钢铁技术的升级和进步，以及推动钢铁行业的繁荣发展起到重要的作用。
钢铁冶金学(炼钢学)
脱氧和脱硫反应 的平衡：在炼钢 过程中，需要控 制脱氧和脱硫反 应的平衡，以保 证钢的质量和性 能。
脱氧和脱硫反应 的影响因素：温 度、时间、钢的 成分等会影响脱 氧和脱硫反应的 效果。
转炉：用于炼钢的主要设备，具有容量大、生产率高、操作方便等特点。 电炉：用于炼钢的辅助设备，具有节能环保、操作简单等特点。 炉外精炼设备：用于提高钢的质量和性能，具有高效、节能、环保等特点。 连铸设备：用于将钢水连续铸造成钢坯，具有高效、节能、环保等特点。 轧钢设备：用于将钢坯轧制成各种钢材，具有高效、节能、环保等特点。
按化学成分分类：碳钢、合金钢、不锈钢等 按生产工艺分类：转炉钢、电炉钢、平炉钢等 按用途分类：建筑用钢、机械用钢、汽车用钢等 性能要求：强度、硬度、韧性、塑性、焊接性能等 标准：国家标准、行业标准、企业标准等
碳钢：含碳量在0.25%-2.11%之间，硬度高，耐磨性好，适用于制造机械零件、工具等。
XX,
汇报人：XX
钢铁冶金学：研究钢铁生产工艺、 原理和设备的科学
定义：包括炼铁、炼钢、轧钢等过 程
重要性：钢铁是现代工业的基础材 料，广泛应用于建筑、机械、汽车、 船舶等领域
发展历程：从早期的土法炼铁到现 代的高炉炼铁、转炉炼钢等技术， 不断提高钢铁质量和生产效率
古代冶金：青铜器、铁器等金属制品的出现 近代冶金：18世纪末，高炉炼铁、转炉炼钢等技术的出现 现代冶金：20世纪初，电炉炼钢、氧气顶吹转炉炼钢等技术的发展 现代冶金：21世纪初，绿色冶金、智能制造等技术的兴起和发展
操作技术：包括设备启 动、运行、停机等步骤， 以及操作注意事项和常 见故障处理方法
维护技术：包括设备日 常维护、定期检查、维 修和更换部件等，以及 维护注意事项和常见故 障处理方法
钢铁基础必学知识点
钢铁基础必学知识点1. 钢铁的定义：钢铁是一种由含碳量在0.02%至2.11%之间的铁碳合金制成的金属材料。
当碳含量小于0.02%时，它被称为铁，而当碳含量超过2.11%时，它被称为铸铁。
2. 钢铁的制造：钢铁通常是通过冶炼铁矿石来制造的。
这个过程包括将铁矿石加热到高温，使其与石灰石和焦炭反应，生成炼铁矿石。
然后，炼铁矿石被冷却并与再生铁和其他添加剂一起加入炼铁炉中进行冶炼，产生钢铁。
3. 钢铁的特性：钢铁具有高强度、硬度、韧性和可塑性。
它也具有良好的导电性和导热性。
4. 钢铁的分类：钢铁可以根据其化学成分和物理性质进行分类。
常见的分类方法包括碳含量、合金元素、热处理方式等。
5. 钢铁的用途：钢铁广泛应用于各个领域，包括建筑、汽车制造、船舶制造、机械制造、电力工业等。
钢铁也是制造其他金属制品的重要材料。
6. 钢铁的保护：由于钢铁容易受到氧化、腐蚀和磨损的影响，保护钢铁非常重要。
一些常见的保护方法包括涂覆防锈涂料、电镀、镀锌和使用不锈钢等。
7. 钢铁的可持续发展：在钢铁生产中，重要的问题是减少对环境的影响。
钢铁行业采取了一系列的措施来提高能源效率、降低碳排放和减少废物产生。
8. 钢铁的国际贸易：钢铁是全球贸易中最重要的商品之一。
各国之间进行钢铁的进口和出口，以满足国内需求和获得经济利益。
9. 钢铁的市场价格：钢铁的价格受到供需关系、全球经济形势、原材料成本等因素的影响。
钢铁市场价格常常波动，对行业和经济有重要影响。
10. 钢铁的未来发展趋势：随着科技的不断进步，钢铁行业也在不断发展。
未来的趋势包括可持续发展、数字化生产、高强度钢等。
钢铁冶金学炼钢部分总结
钢铁冶金学炼钢部分一、填空1.出钢的方法有挡渣出钢、钢渣混出。
2.炼钢中五大危害元素有：S、P、O、H、N。
3.转炉和平炉的不同点有：供氧源（转炉：鼓入空气；平炉：氧化铁）、热来源（转炉：反应热；平炉：蓄热炉）4.钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。
在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。
5.炼钢的基本任务包括：（1）脱碳、脱磷、脱硫、脱氧；（2）去除有害气体和夹杂；（3）.提高温度；（4）.调整成分6.完成炼钢任务的工艺手段：供氧，造渣，升温，加脱氧剂、合金化操作。
7.钢中磷的含量高会引起钢的“冷脆”，即从高温降到0℃以下，钢的塑性和冲击韧性降低。
8.硫对钢的性能会造成不良影响，钢中硫含量高，会使钢的热加工性能变坏，即造成钢的“热脆”性。
9.硫还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊缝的强度。
硫含量超过0.06%时，会显著恶化钢的耐蚀性。
硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。
10.一般测定的是钢中的全氧，即氧化物中的氧和溶解的氧之和。
11.钢中气体主要是指氢与氮，它们可以溶解于液态和固态纯铁和钢中。
12.在钢材的纵向断面上，呈现出圆形或椭圆形的银白色斑点称之为“白点”。
13.钢中的氮是以氮化物的形式存在，它对钢质量的影响体现出双重性。
14.钢中氮含量高时，在250-4500C温度范围，其表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为“蓝脆”。
15.钢中非金属夹杂按来源分可以分成外来夹杂和内生夹杂。
16.平炉冶炼的发明人：西门子、马丁。
17.夹杂物按成分可以分为：氧化物夹杂、氮化物夹杂、硫化物夹杂、各种钙铝的复杂氧化物。
夹杂物按加工性能可以分为：塑性夹杂、脆性夹杂、点状不变形夹杂。
18.从钢的性质可看出碳也是重要的合金元素，它可以增加钢的强度和硬度，但对韧性产生不利影响。
钢铁冶金原理知识点
钢铁冶金原理1.冶金热力学研究对象：反应能否进行，即反应的可行性和方向性、反应达到平衡态的条件及该条件下反应物能达到的最大产出率。
2.平衡常数的含义：可逆化学反应达到平衡时，每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积之比，这个比值叫做平衡常数。
3.稀溶液：一定温度和压力下，溶剂遵守拉乌尔定律，溶质遵守亨利定律的溶液。
4.正规溶液：混合焓不为0，但混合熵等于理想溶液混合熵的溶液。
5.活度系数：是指活度与浓度的比例系数。
6.试比较CO和H2还原氧化铁的特点？解CO和H2是高炉内氧化铁的间接还原剂。
它们均能使Fe2O3还原到Fe。
但它们的还原能力在不同温度下却有所不同。
在810℃，两者的还原能力相同，而在810℃以下，CO的还原能力比H2的还原能力强，但在810℃以上，则相反，氢有较强的还原能力，这反映在还原剂的分压上，随温度的升高，还原FeO所要求的CO分压增高，还原FeO 需要的H2分压则减小。
高炉下部高温区H2强烈参与还原，而使C消耗于形成CO（C 的气化反应）的量有所减少。
另，在高温区内，它们形成的产物H2O（g）及CO2均能与焦炭反应，分别形成H2及CO。
增加间接还原剂的产量。
这也就推动了碳直接还原的进行。
在还原的动力学上，由于H2在FeO上的吸附能力及扩散系数均比CO的大，所以H2还原氧化铁的速率，即使在810℃以下，也比CO的高（约5倍）。
提高还原气体中H2的浓度有利于氧化铁还原速率的增加。
7.氢和氮气对钢会产生哪些危害？答：氢在固态钢中的溶解度很小，在钢水凝固和冷却过程中，氢和CO、N2气体一起析出，形成皮下气泡中心缩孔，疏松，造成白点和发纹。
钢中含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成裂纹，进而引起钢材的强度，塑性，冲击韧性的降低，发生氢脆现象。
氮含量高的钢材长时间放置，将会变脆。
原因是钢种氮化物析出速度很慢，逐渐改变钢的性能。
钢种含氮量高时，在250℃—450℃温度范围，表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为蓝脆。
钢铁冶金学(炼铁部分)
钢铁冶金学（炼铁部分）第一部分基本概念及定义1.高炉法：传统的以焦炭为能源，与转炉炼钢相配合，组成高炉―转炉―轧机流程，被称为长流程，是目前的主要流程。
2.非高炉法：泛指高炉以外，不以焦炭为能源，通常分成轻易还原成和熔融还原成，通常与电炉协调，共同组成轻易还原成或熔融还原成―电炉―轧机流程，被称作长流程，就是目前的辅助流程。
3.钢铁联合企业：将铁矿石在高炉内冶炼成生铁，用铁水炼成钢，再将钢水铸成钢锭或连铸坯，经轧制等塑形变形方法加工成各种用途的钢材。
4.高炉有效率容积：由高炉出来铁口中心线所在平面至大料钟上升边线下沿水平面之间的容积。
5.铁矿石：凡是在一定的技术条件下，能经济提取金属铁的岩石。
6.富矿：一般含铁品位超过理论含铁量70%的矿，对于褐铁矿、菱铁矿及碱性脉石矿含铁量可适当放宽。
7.还原性能够：矿石中铁融合的氧被还原剂夺回的深浅程度。
主要依赖于矿石的球状程度、空隙及气孔原产状态。
通常还原性不好，碳素燃料消耗量高。
8.熔剂：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，该物质就称为熔剂。
9.耐火度：抗炎高温熔融性能的指标，用耐热锥变形的温度则表示，它表观耐火材料的热性质，主要依赖于化学共同组成、杂质数量和集中程度。
实际采用温度必须比耐火度高。
10.荷重软化点：在施加一定压力并以一定升温速度加热时，当耐火材料塌毁时的温度。
它表征耐火材料的机械特性，耐火材料的实际使用温度不得超过荷重软化点。
11.耐急冷急热性（抗热震性）：就是所指在温度急剧变化条件下，不脱落、不碎裂的性能。
12.抗蠕变性能：荷重工作温度下，形变率。
13.抗渣性：在使用过程中抵御渣化的能力。
14.高炉有效率容积利用系数（吨/米日）=合格生铁约合产量/（有效率容积×规定工作日）。
15.入炉焦比：干焦耗用量/合格生铁产量（kg/t），一般250~550kg/t。
16.冶炼强度：干焦耗用量/（有效容积×实际工作日），t/m3h。
现代冶金学——钢铁冶金期末复习资料
现代冶金学——钢铁冶金期末复习资料现代冶金学——钢铁冶金期末复习资料————炼铁部分1、高炉炼铁有什么经济指标？答：（1）有效容积利用系数：只高炉单位有效容积的日产铁量。
（2）焦比：生产每吨生铁所消耗的焦炭量。
（3）冶炼强度：单位体积高炉有效容积焦炭日消耗量。
（4）焦炭负荷：每批炉料中铁、锰矿石的总重量与焦炭重量之比，用以评估燃料利用水平，调节配料的重要参数。
（5）生铁合格率：指合格生铁量占高炉总产量的百分数。
（6）休风率:高炉休风时间占规定作业时间的百分数。
（7）生铁成本：生产1t生铁所需的费用。
（8）高炉一代寿命：通常指从高炉点火开炉到停炉大修，或高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。
2、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？答：（1）作用：焦炭是用焦煤在隔绝空气的高温下，进行干馏、炭化而得到的多孔块状产品。
其主要起以下几点作用：燃料、还原剂、料柱骨架、生铁渗碳的碳源。
（2）要求:含碳量高、灰分低、有害杂质少、成分稳定、强度高、焦炭均匀使高炉透气性良好、焦炭高温性能包括反应性CRI要低和反应后强度CSR要高3、球团矿与烧结矿质量比较？答：目前国内外普遍认为球团矿比烧结矿的冶金性能有以下优点：（1）粒度小而均匀：有利于高炉料柱透气性的改善和气流的分布均匀。
（2）冷态强度（抗压和抗磨）高。
在运输、装卸和储存室产生粉末少。
（3）还原性好，有利于改善煤气化学能的利用。
（4）原料来源宽，产品种类多（5）适于处理细精矿粉。
4、降低生铁含硫量的途径答:(1)降低炉料带路的总硫量--减少炉源、燃料含硫量，是降低生铁含硫量，获得优质生铁的根本途径和有效措施。
同时，由于硫负荷减小，可减轻炉渣脱硫负担，从而减少了熔剂用量和渣量，对降低燃耗和改善顺利都很有利。
降低铁矿石含硫量的主要方法，一是选矿，二是焙烧和烧结。
（2）提高煤气带走的硫量--随煤气逸出炉外，受焦比、渣量、碱度、炉温等复杂因素影响，如高温有利于硫挥发，但炉温首先取决于铁种，而不能单为气化脱硫采取节炉温措施。
钢铁冶金原理(炼钢部分)考试重点
1、炼钢的基本任务是什么，通过哪些手段实现？答：炼钢的基本任务是脱碳，脱磷，脱硫，脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。
主要技术手段为：供养，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。
2、磷和硫对钢产生哪些危害？脱磷硫的机理，什么是磷容，硫容，影响脱磷硫的因素。
答：磷：引起钢的冷脆，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差。
硫：使钢的热加红性能变坏，引起钢的热脆性。
脱磷：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO ·P2O5)+5[Fe]2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO ·P2O5)+5[Fe] 磷容：炉渣容纳磷的能力 影响因素：温度，碱度，炉渣氧化性。
脱磷的条件：高碱度、高氧化铁含量（氧化性）、良好流动性熔渣、充分的熔池搅动、适当的温度和大渣量。
脱硫：[S]+(CaO)=(CaS)+[O] [S]+(MnO)=(MnS)+[O] [S]+(MgO)=(MgS)+[O]硫容：表达了炉渣容纳硫的能力 脱硫的影响因素：温度，碱度，渣中（FeO ），金属液成分[Si][C]能降低氧活度，有利于脱硫。
脱硫的有利条件：高温，高碱度，低（FeO ），低粘度，反应界面大（搅拌）。
3、实际生产中为什么要将ω（Mn ）/ω（S ）比作为一个指标进行控制？答：Mn 在钢的凝固范围内生成MnS 和少量FeS 。
这样可有效防止钢热加工过程中的热脆，故在实际生产中将ω（Mn ）/ω（S ）比作为一个指标进行控制，提高ω（Mn ）/ω（S ），可以提高钢的延展性，当ω（Mn ）/ω（S ）≧7时不产生热脆。
4、氢和氮气对钢会产生哪些危害？答：氢在固态钢中的溶解度很小，在钢水凝固和冷却过程中，氢和CO 、N 2气体一起析出，形成皮下气泡中心缩孔，疏松，造成白点和发纹。
钢中含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成裂纹，进而引起钢材的强度，塑性，冲击韧性的降低，发生氢脆现象。
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第1章现代高炉炼铁工艺习题一、名词解释1、有效容积利用系数每昼夜每立方米高炉生产的生铁量，P/t.d。
2、焦比生产1吨生铁所消耗的干焦炭重量。
3、燃料比每吨生铁耗用各种入炉燃料之总和。
K燃＝(焦炭+煤粉+重油+…)。
4、综合焦比喷吹燃料按对置换比折算为相应的干焦(K`)与实际耗用的焦炭量(焦比K)之和称为综合焦比(K综)。
5、矿石焙烧焙烧是在适当的气氛中，使铁矿石加热到低于其熔点的温度，在固态下发生的物理化学过程。
6、主要的焙烧方法焙烧的方法有：氧化焙烧、还原焙烧和氯化焙烧。
7、选矿选矿是依据矿石的性质，采用适当的方法，把有用矿物和脉石机械地分开，从而使有用矿物富集的过程。
8、精选铁矿石的主要选矿方法（1）重选；（2）磁选；（3）浮选。
9、焦炭负荷每批炉料中铁、锰矿石的总重量与焦炭重量之比，10、高炉一代寿命（炉龄）（1）指从高炉点火开炉到停炉大修，或高炉相邻两次大修之间的冶炼时间；（2）每m3炉容在一代炉龄期内的累计产铁量。
三、简答题1、高炉炼铁生产流程及附属系统答：高炉炼铁生产除了高炉本体以外，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。
2、高炉内型及有效容积答：高炉内型从下往上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五个部分，五部分容积总和为高炉的有效容积。
3、根据物料存在形态的不同，高炉分为几个区域答：可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣铁聚集区。
4、生铁的种类答：生铁可分为炼钢生铁、铸造生铁、铁合金三种。
5、天然铁矿石的分类答：天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。
6、褐铁矿的化学成分及含铁量答：褐铁矿的化学成分是nFe2O3·mH2O，含铁量55～66%。
7、铁矿石的焙烧主要有几种方法答：铁矿石的焙烧主要有氧化焙烧和还原焙烧。
8、焦炭在高炉冶炼过程中具有的作用答：焦炭在高炉冶炼过程中具有(1)燃料，燃烧后发热，产生冶炼所需热量。
(2)还原剂，焦炭中的固定碳和它燃烧后生成的CO都是铁矿石还原所需的还原剂。
(3)料柱骨架。
9、高炉用碱性熔剂的有效熔剂性能的表示答：高炉主要用碱性熔剂其有效熔剂性能用用效CaO表示：CaO有效= CaO－炉渣碱度×SiO2。
四、论述题1、高炉为什么需要冷却设备答：温度是影响高炉炉衬侵蚀程度的主要因素之一，炉衬的温度状态是炉衬破损的主要原因。
因此，采用合适的冷却设备，维持高炉炉衬在一定温度下工作，可使其不失去强度，维持炉型。
使用冷却设备还可保护炉壳及各种钢结构，使其不因受热变形而破坏。
在某些部位还可形成渣皮，保护炉衬代替炉衬工作。
2、高炉生产有哪些特点答：高炉炼铁生产过程复杂，除高炉本体以外，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，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。
此外，高炉生产还具有连续、不间断的特点。
高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地进行生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。
.3、高炉生产有哪些产品和副产品各有何用途答：高炉冶炼的主要产品是生铁。
炉渣和高炉煤气为副产品。
.4、铁矿石质量评价.包括哪几部分答：铁矿石质量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。
5、生铁含硫高容易使钢材具有热脆性答：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(1150～1200 ℃)。
热加工时，分布于晶界的共晶体先行熔化而导致开裂。
6、一般的铁矿石很难完全满足要求，须在入炉前进行哪些必要的准备处理答：对天然富矿(如含Fe50%以上)，须经破碎、筛分，获得合适而均匀的粒度。
对于褐铁矿、菱铁矿和致密磁铁矿还应进行焙烧处理，以去除其结晶水和CO2，提高品位，疏松其组织，改善还原性，提高冶炼效果。
对贫铁矿的处理要复杂得多。
一般都必须经过破碎、筛分、细磨、精选，得到含铁60%以上的精矿粉，经混匀后进行造块，变成人造富矿，再按高炉粒度要求进行适当破碎，筛分后入炉。
7、对碱性熔剂的质量要求答：对碱性熔剂的质量要求：(1)碱性氧化物(CaO+MgO)的含量要高，酸性氧化物(SiO2+Al2O3)的含量要少；(2)硫、磷愈低愈好；(3)强度高、粒度均匀，粉末少。
8、高炉对焦炭质量的要求答：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。
(3)成分稳定。
(4)挥发分含量适合。
(5)强度高，块度均匀。
第2章高炉炼铁原料习题一、名词解释1、自熔性烧结矿烧结矿碱度(1.0～1.4)等于或接近炉渣碱度的称为自熔性烧结矿。
2、熔剂性烧结矿烧结矿碱度(＞1.4)明显高于炉渣碱度的称为熔剂性烧结矿或高碱度(2.0～3.0)、超高碱度(3.0～4.0)烧结矿。
3、烧结机的生产率(台·时产量) 带式烧结机的生产率Q（吨/(台·小时))：Q=60·烧结料成品率·烧结机台车宽度·烧结机有效(抽风)长度·烧结混和料松装密度·垂直烧结速度。
4、烧结过程的终点判断烧结过程的终点判断：是通过机尾倒数第二个风箱的废气温度达到最高点作为烧结终点判断。
5、烧结矿的转鼓指数粒度25~150mm的烧结矿试样20kg，置于直径1.0m，宽0.65m的转鼓中（鼓内焊有高100mm，厚10mm，互成120°布置的钢板三块）。
转鼓以25r/min的转速旋转4分钟。
然后用5mm的方孔筛往复摆动10次进行筛分，取其中大于5mm的重量百分比作为烧结矿的转鼓指数。
6、生球爆裂现象未经干燥的生球直接焙烧，在预热和点火时，由于加热过急，水分蒸发过快，发生生球爆裂现象。
7、生球落下强度选取10个直径为12.5mm的生球，自457.2mm（有时采用500 mm）高处自由落在钢板上（有的则落在皮带上），反复数次，直至出现裂纹或破裂为止。
记录每个生球的落下次数并求出其平均值，作为落下强度指标。
8、烧结料固相反应在未生成液相的低温条件下(500~700℃)，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。
三、简答题1、烧结矿二元碱度和三元碱度怎样表示答：烧结矿二元碱度和三元碱度用CaO/SiO2和(CaO+MgO)/SiO2表示。
2、取烧结机中间某一台车剖面分析，抽风烧结过程大致可分为几层什么层答：取烧结机中间某一台车剖面分析，抽风烧结过程大致可分为五层，即烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层和过湿层。
3、过湿层对烧结过程的危害答：原始的烧结混合料层。
由于干燥层来的废气中含有大量的水蒸气，当其被湿料层冷却到露点温度以下时，水气便重新凝结，使料的湿分超过原始水分，造成过湿现象，使料层透气性恶化。
为避免过湿，应确保湿料层温度在露点以上。
4、烧结过程中的自动蓄热作用答：燃料燃烧虽然是烧结过程的主要热源，但仅靠它并不能把燃烧层温度提高到1300～1500℃的水平。
相当部分的热量是靠上部灼热的燃烧矿层将抽入的空气预热到足够高的温度来供给燃烧层燃料燃烧的。
灼热的烧结矿层相当于一个“蓄热室”。
这一作用称为烧结过程中的自动蓄热作用。
热平衡分析指出，这种自动蓄热作用带来的热量约占供热总量的40%。
5、烧结矿固结成型过程是答：烧结矿固结成型过程是：固相反应、液相生成、冷却凝固。
6、正硅酸钙对烧结矿质量的影响答：由于正硅酸钙在冷却过程中发生一系列的晶型转变，体积膨胀，产生内应力，导致烧结矿粉碎，严重影响烧结矿强度。
7、强化烧结的方向是答：强化烧结主要是改善料层透气性，强化烧结过程。
8、带式烧结机上冷却的优缺点答：将烧结机的前半段用于烧结，后半段用于冷却，优点是占地面积少，节省固定资产投资。
缺点是功率消耗大，烧结段受冷却段的干扰，冷却不均匀和不能利用热返矿预热烧结料。
9、造球用的散料中的水有哪三种形态答：一是结合水，其中又分为强结合水（吸附水）和弱结合水（薄膜水）；二是自由水，其中包括毛细水和重力水；三是结晶水或化合水。
10、目前三种主要的球团焙烧方法答：(1)竖炉焙烧球团；(2)带式焙烧机焙烧球团；(3)链篦机一回转窑焙烧球团。
11、生石灰在烧结生产中的作用答：(1)消化放热、提高料温；(2)增加混合料粘性.提高造球效果；(3)充当熔剂。
四、论述题1、烧结矿的冶炼性能优于天然富矿答：通过烧结得到的烧结矿具有许多优于天然富矿的冶炼性能，如高温强度高，还原性好，含有一定的CaO、MgO，具有足够的碱度，而且已事先造渣，高炉可不加或少加石灰石。
通过烧结可除去矿石中的S、Zn、Pb、As、K、Na等有害杂质，减少其对高炉的危害。
高炉使用冶炼性能优越的烧结矿后，基本上解除了天然矿冶炼中常出现的结瘤故障；同时极大地改善了高炉冶炼效果。
烧结中可广泛利用各种含铁粉尘和废料，扩大了矿石资源，又改善了环境。
2、对烧结矿质量的要求答：对烧结矿质量的要求是：品位高，强度好，成分稳定，还原性好，粒度均匀，粉末少，碱度适宜，有害杂质少。
3、抽风烧结工艺流程答：抽风烧结过程是将铁矿粉、熔剂和燃料经适当处理，按一定比例配料、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，热烧结矿还要冷却、破碎、筛分，粒度合格的烧结矿供给高炉，筛下小粒度的粉尘返回配料重新参加烧结。
4、液相粘结的基本液相体系是答：1.Fe～O液相体系；2. FeO～SiO2液相体系；3.CaO～SiO2液相体系；4.CaO～FeO～SiO2液相体系；5.CaO～Fe2O3液相体系。
5、发展铁酸钙液相需要什么条件答：生成铁酸钙粘结相的条件：①高碱度：虽然固相反应中铁酸钙生成早，生成速度也快，但一旦形成熔体后，熔体中CaO与SiO2的亲和力和SiO2与FeO的亲和力都比CaO与Fe2O3的亲和力大得多，因此，最初形成的CF容易分解形成CaO·SiO2熔体，只有当CaO过剩时(即高碱度)，才能与Fe2O3作用形成铁酸钙。
②强氧化性气氛：可阻止Fe2O3的还原，减少FeO含量，从而防止生成铁橄榄石体系液相，使铁酸钙液相起主要粘结相作用。
③低烧结温度：高温下铁酸钙会发生剧烈分解，因此低温烧结对发展铁酸钙波相有利。
6、烧结与球团的区别答：烧结与球团的区别主要表现在：(1)用料粒度差别。
粒度愈细，不利于烧结，而成球性愈好，球团强度愈高；(2)成品矿的形状不同；(3)固结成块的机理不同；(4)生产工艺不同。
7、生球质量的检验指标答：(1)粒度组成；(2)抗压强度；(3)落下强度；(4)生球的破裂温度。