冶金概论复习提纲

1.钢铁生产常用技术经济指标有哪些（了解）？答：焦比：高炉每炼一吨生铁的焦炭消耗量。

矿铁比：高炉冶炼吨铁的铁矿石消耗量。

铁钢比：每炼一吨钢的生铁消耗量。

铸铁比：铸造铁产量与生铁总产量之比。

废钢比：废钢消耗量和钢铁料总消耗量之比。

合金比：合金钢产量与钢总产量之比。

连铸比：连铸坯产量与炼钢厂钢总产量之比。

钢材比：钢材产量与钢总产量之比。

板管比：钢板、带钢、钢管的合金产量与钢材总产量之比。

2.钢铁冶炼的任务是什么？答：在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料，用不同方法炼成合格的钢，再铸成钢锭或连铸坯。

3.钢铁生产流程的发展趋势（了解）。

答： 高炉炼铁 转炉1）炼铁 →铁水预处理→炼钢→非高炉炼铁 电炉模铸炉外精炼→浇注 传统连铸→轧制连铸近终形连铸（连铸连轧） 4.请用图示法说明钢铁工业的两种生产流程（了解）。

答：流程图可以表示为：5.一个现代化钢铁联合企业有哪些主要工钢材钢材序和辅助工序？用框图画出钢铁联合企业生产工艺流程（了解）。

答：原料系统；矿山－选矿－烧结（球团）冶炼系统：炼铁－铁水预处理－炼钢－炉外精炼－连铸产品系统：初轧－无缝、轨梁、线材、薄板铁矿－选矿－烧结、球团并焦化－炼铁（高炉）－铁水预处理－炼钢（转炉）－炉外精炼－连铸（模铸）、－初轧－无缝、轨梁6.简述钢铁工业环境污染主要有哪些？如何改进钢铁生产环境（了解）？答：废水污染、空气污染、钢铁渣污染、噪声污染钢铁工业用水一部分可以重复使用，或者经处理后使用；大量钢渣作为生产水泥的原料。

7.钢铁生产用能源有哪些？我国钢铁工业能源及能耗的特点是什么？分析节能用途（了解）。

答：（1）钢铁生产用能源主要有：煤炭、燃料油（重油）、天然气、电力等。

（2）我国钢铁工业能源以煤为主，电力及重油也占一定比例，天然气用量很少。

能耗特点：我国钢铁工业能源消耗中，钢铁冶炼是耗能最高的工序，占钢铁工业总能耗的60－70％，主要在炼铁系统，焦化、烧结、球团、炼铁是主要的耗能工序，占50％以上，其中炼铁占32.3%，烧结9.6％，焦化8.9％，球团0.1％，合计为50.9%；炼钢11.7％，轧钢系统14.4％，其它17.5％，损失大约5.5%。

（3）节能途径：①改进生产工艺，提高原料质量，改善热工制度。

例如增加废钢比等；铁矿石品位提高1%，可降低焦比5-10Kg/吨铁；提高燃烧率，促进能源有效利用。

②降低能量散失，减少生产工序：如增加连铸比、热锭装送、减少中间加热等。

③回收利用散失的热量：钢铁生产过程中散失的能量占总输入能量的比例很大，合理回收是重要的节能措施。

8.高炉炼铁的本质是什么？高炉有哪些产品和副产品？答：1）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、Fe3O4·TiO2等）还原为液态生铁。

2）高炉冶炼的主要产品是生铁。

炉渣和高炉煤气为副产品。

9.高炉生产用哪些原料？答：高炉生产的主要原料是铁矿石及其代用品、锰矿石、燃料和熔剂。

铁矿石包括天然矿和人造富矿。

一般含铁量超过50%的天然富矿，可以直接入炉；而含铁量低于30%～50%的矿石直接入炉不经济，须经选矿和造块加工成人造富矿后入炉。

10.高炉冶炼常用铁矿石有哪几种？答：各种含铁矿物按其组成主要分四大类：赤铁矿，磁铁矿，褐铁矿，菱铁矿。

11.评价铁矿石质量的标准有哪些？答：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铁矿石品位（含铁量）；②脉石成分；③有害杂质（杂质元素）和有益元素的含量；④铁矿石的还原性；⑤矿石的高温性能（软化特性）；⑥矿石的机械强度和粒度组成（矿石的粒度和强度）；⑦矿石化学成分的稳定性高炉冶炼对铁矿石的要求；高炉冶炼使用的铁矿石必须含铁量高，脉石少，有害杂质少，成分稳定，还原性好，软化温度高，机械强度高，粒度均匀、合适。

12.精料的内容包括哪些方面？答：(1)熟料率高，矿石品位高。

(2)数量充足，物理化学性能稳定。

(3)粒度适当、均匀，含粉低，低温还原粉化率低。

(4)炉料强度高，有良好的还原性。

(5)有良好的高温冶炼性能，软熔温度高，软化区间窄。

高炉的“精料”方针可用“高、稳、熟、小、匀、净”六个字来概括。

①“高”——是指铁矿石的品位高，还原性高，焦炭中固定碳高，熔剂中氧化钙高，各种原料的（冷态、热态）机械强度高。

（提高入炉矿品位，改善焦炭质量，将灰分降到12%以下）②“稳”——是指各种原料的化学成分稳定、波动小。

③“熟”——是使高炉全部装入烧结矿和球团矿，熟料率达到100％，尽量不加石灰石入炉（生高还原性的烧结矿，大力发展球团矿，使其占人造富矿的比例提高产高碱度低FeO低SiO2到25%）。

④“小、匀、净”——是对原料的粒度而言。

日本统称为“整粒”。

要求平均粒度较小，粒度均匀，缩小上下限之间的粒度差。

超过上限的大块要破碎，小于下限的粉末要筛除干净。

13.焦炭在高炉生产中的作用有哪些？答：焦炭是现代高炉冶炼的主要燃料和能源基础，焦炭在高炉中主要起发热剂、还原剂、料柱骨架和渗碳剂的作用。

高炉炼铁中，可以通过喷煤代替焦炭的部分作用。

即：⑪燃料。

燃烧后发热，产生冶炼所需热量，供高炉冶炼所需要的大部分热量。

⑫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。

⑬料柱骨架（焦炭是高炉料柱的骨架）。

炉内是充满着炉料和熔融渣、铁的一个料柱，焦炭约占料柱体积的1/3-1/2，对料柱透气性具有决定性的影响。

特别是在高炉下部，矿石、熔剂已经熔化、造渣，变成液态渣和铁，只有焦炭仍保持固态，为渣、铁滴落和煤气上升以及炉缸内的渣、铁正常流通和排出，提供了必要条件，使冶炼过程得以顺利进行。

焦炭的这一作用目前尚不能为其他燃料所代替。

⑭生铁形成过程中渗碳的碳源。

14.熔剂在高炉冶炼中的主要作用及类型？答：（1）熔剂的作用（两个）：1）实现渣铁的良好分离，并使其顺利从炉缸流出。

或熔剂能与矿石中的脉石、焦炭中的灰分生成低熔点物质，形成易从炉缸流出的炉渣，与铁水分离（使还原出来的铁与脉石及灰分实现良好的分离）。

2）具有一定碱度的炉渣，可以去除有害杂质硫，确保生铁质量。

或造成一定物理、化学性能的炉渣，去除有害杂质硫，改善生铁质量。

（2）熔剂的种类根据矿石中脉石成分的不同，高炉冶炼使用的熔剂，按其性质可分为碱性、酸性和中性三类。

15.铁矿石入炉前需要进行哪些准备处理工作？答：破碎、筛分、中和（混匀）、焙烧、选矿、和造块等加工处理过程。

铁矿石冶炼前的加工处理：铁矿石的准备处理：1）破碎与筛分：目的是按高炉冶炼要求提供适宜粒度以及满足贫矿选分处理对粒度的要求。

网目25.4mm 的方孔筛。

2）铁矿石混匀：目的是稳定入炉矿石的化学成分。

方法是平铺直取。

3）选矿：作用是提高品位、回收有用元素、去除有害杂质。

主要方法：磁选（利用磁性）、重选（利用比重）、浮选（利用表面性能）。

准备处理流程：原矿石→粗鄂破→细鄂破→球磨机→分级机→磁选机（粗选） →磁选机（精选）→精粉16.贫铁矿入炉前的加工处理包括哪些环节？答：矿石（贫矿）→①破碎→②筛分→③磨矿→④筛分→⑤选矿→⑥造块（烧结或球团）→高炉或贫铁矿→加工处理（选矿加工富集以提高品位）→精矿（高品位）→造块（烧结矿或球团矿）→人造富矿（熟料）→入炉17.选矿的目的？答：①分离含铁矿物与脉石；②提高铁矿石品位；③降低有害杂质含量；④综合回收其它有用矿物。

18.粉块造矿的意义和目的？答：铁矿粉造块并不是简单地将细粉造块，而是在造块过程中采用一些技术措施生产出性能质量更优越的炉料。

目的是：①将粉状料制成具有高温强度的块料；②通过造块，改善铁矿石的冶金性能；③除去某些有害杂质，回收有益元素达到综合利用资源和扩大铁矿石供应资源。

矿石 破碎 筛分富矿贫矿混匀 选矿造块通过造块，（1）可以有效地利用铁矿资源；（2）可提高生铁质量；（3）有利于高炉强化冶炼，提高产量降低焦比。

铁矿粉造块的目的：天然富矿→开采、处理过程中→富矿粉贫矿富选→精矿粉造块处理粉尘、烟尘→环保、回收铁矿粉造块的方法：烧结法和球团法（人造富矿或熟料）铁矿粉造块后→烧结矿和球团矿人造富矿的优点：还原性好、强度合适、软熔温度较高、碱度高、有害杂质少。

19.现代高炉内型有哪几部分组成？写出各部分名称。

答：现代高炉炉型为圆断面五段式即：炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五部分组成。

20.根据物料存在形态的不同，可将高炉划分哪五个区域？各区域主要反应和特征是什么？答：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、风口前回旋区、渣体聚集区。

或根据高炉冶炼中炉料的状态，高炉内可分为块状带/ 固相区、软熔带、滴落带、风口带/焦炭回旋区、炉缸区/渣铁聚集区5个区域。

各区内进行的主要反应及特征分别为：⑪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。

⑫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。

⑬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。

⑭回旋区：喷入的燃料与热风发生燃烧反应，产生高热煤气，是炉内温度最高的区域。

⑮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。

21.高炉附属系统包括哪些部分？答：高炉炼铁生产非常复杂，除了高炉本体以外，高炉附属系统还包括：原料供料系统、送风系统、煤气净化除尘系统、渣铁处理系统、喷吹燃料系统。

22.高炉炼铁的还原剂有哪些？什么是直接还原和间接还原？答：炼铁的还原剂主要有三种，即碳、一氧化碳和氢。

在高炉冶炼中，凡是以CO作为还原剂，生成CO2的还原反应称为间接还原。

以H2为还原剂生成H2O的还原反应也归于间接还原。

凡是用碳作还原剂还原铁氧化物，生成CO的还原反应称为直接还原。

23.铁氧化物从高级到还原为金属的逐级转化顺序？答：Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe24.简要说明高炉造渣的作用？答：高炉炉渣具有熔点低，密度小和不溶于生铁的特点，渣与铁能有效分离获得纯净的生铁，这是高炉造渣的基本作用。

在冶炼过程中高炉渣应满足下列几方面的要求：①与铁矿石中的脉石组成低熔点化合物，即炉渣，使渣铁良好分离；②利于铁水脱S；炉渣具有脱硫的功能，③可调整铁水成分；渣铁之间进行合金元素的还原起着控制生铁成分作用。

④确保高炉顺行；⑤炉渣附着在炉墙上可形成渣皮，起保护炉衬的作用。

在特定情况下也可起到清理炉衬的作用。

25.高炉炼铁的冶炼原理（了解）高炉生产是连续进行的。

一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。

生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风，喷入油、煤或天然气等燃料。