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。

3、焦炭在高炉中的作用是什么？

答：○1提供冶炼所需热量; ○2作为氧化物还原所需的还原剂; ○3作为骨架，保证高炉内透气性; ○4铁水渗碳。

4、高炉冶炼对焦炭质量的要求是什么？

答：○1要有足够的强度○2固定C量高而灰分低○3焦炭带入硫量低○4挥发分的的质量分数为0.8%-1.2% ○5成分性能以及粒度的稳定性。

5、铁矿粉造块的目的是什么？

答：(1)将粉状料制成具有高温强度的块状料以适应高炉冶炼、直接还原等在流体力学方面的要求;

(2)通过造块改善铁矿石的冶金性能，使高炉冶炼指标得到改善;

(3)通过造块去除某些有害杂质，回收有益元素达到综合利用资源和扩大炼铁矿石原料资源。

6、简答现在烧结生产的工艺流程。

答：现代烧结生产时一种抽风烧结过程，即将铁矿粉、熔剂、燃料、代用品及返矿按一定比例组成混合料，配以适量水分，经混合及造球后，铺于带式烧结机的台车上，在一定负压下点火，整个烧结过程是在9.8~15.7KPa负压抽风下，自上而下进行的。

7、烧结料过湿的危害？生产过程中避免过湿的措施？

答：过湿会使料层透气性变坏，甚至可能使下层料变成稀泥状而恶化烧结条件措施：○1适当控制混合料初始水分，加水造球以提高料层透气性为的是保证获得最高的生产率；○2提高混合料的温度。

8、烧结赤铁矿非溶剂性烧结矿或磁铁矿溶剂性烧结矿时，应怎么样配碳，为什么？

答：烧结赤铁矿非溶剂性烧结矿时，需要配较高的碳量，使Fe2O3还原或分解为Fe3O4后才能产生低熔点的铁橄榄石（2FeO.SiO2)。磁铁矿溶剂性烧结矿时，需要配低碳以保持较强的氧化性气氛，使Fe3O4氧化到Fe2O3，在固相中才能形成铁酸钙。

9、在烧结矿物料时主要矿物都是高熔点的，为什么在烧结温度下可以生成液相？

答：当物料加热到一定温度时，各组分之间有了固相反应，生成新的化合物，各新生化合物之间，原烧结料各组分之间，以及新生化合物与原组分之间存在低共熔点，使得它们在较底温度下生成液相，开始熔融。

10、为全面衡量造块产品的性能和质量，应从哪几个方面进行检查？

答：从化学成分，冷态物理机械性能，热态及还原条件下的物理机械性能，冶金性能和矿相鉴定等方面加以检查。

11、在氧化铁逐渐还原的过程中，哪一个阶段最关键，为什么？

答：随还原反应的推进，含氧高的高级氧化物转化为含氧量少的低级氧化物，还原反应越发困难表现为平衡气相成分中要求φ（co）的值越来越高。又由于FeO相对含O2量为70%，故FeO→Fe这一步骤是决定高炉生产率及耗碳量的关键。

12、根据Si在高炉中的行为，冶炼低Si生铁的必要条件是什么？

答：(1)控制Si源，这要从精料上下功夫，努力降低焦炭灰分和含Fe料中的SiO2量;

(2)选择合适的炉渣碱度以降低渣中SiO2的活度，一般三元碱度应达到1. 45—1. 55，二元碱度高时取低值，低时则取高值;

(3)选用有利于高温区下移的技术措施和操作制度，使炉缸有稳定的充足热量•，使铁水的物理热维持在较高水平;

(4)精心操作，包括原燃料成分稳定，称量准确等。

13、对炉渣性能的要求是什么？

答：（1）有良好的流动性；（2）有参与所希望的化学反应的充分能力；（3）能满足允许煤气顺利通过及渣铁，渣气良好分离的力学条件；（4）稳定性好，不因冶炼条件的改变炉渣性能急剧恶化。

14、形成泡沫渣的充分必要条件是什么？为什么？

答：炉渣的σ/η值的降低时形成稳定的泡沫渣的充分必要条件。因为炉渣的表面张力(σ)小意味着生成渣中气泡耗能少，，即比较容易，而渣的粘度η大，一方面气泡薄膜比较强韧，另一方面气泡在渣层内上浮困难，生成的小气泡不易聚合或逸出渣层之外。

15、焦炭在风口前的燃烧有哪两种装态？

答：一是类似于炉箅上炭的燃烧，炭块是相对静止的，另一种是在剧烈的旋转运动中与氧反应而气化。

16、采取哪些措施可以使燃烧带缩小？

答：提高气相中的氧浓度，提高温度及其他加快扩散的措施都将使燃烧带缩小。