冶金概論復(fù)習(xí)題及答案_圖文

1、1. 金屬是如何分類的？黑色金屬寶庫哪些？ 答：有色金屬和黑色金屬兩類。 黑色金屬包括：鐵、鉻、錳。 2. 簡述各種冶金方法及其特點(diǎn)？答：（1）火法冶金。它是指在高溫下礦石經(jīng)熔煉與精煉反應(yīng)及熔化作業(yè)，使其中的金屬和雜質(zhì)分開，獲得較純金屬的過程。整個(gè)過程可分為原料準(zhǔn)備、冶煉和精煉三個(gè)工序。過程所需能源主要靠燃料供給，也有依靠過程中的化學(xué)反應(yīng)熱來提供的。（2）濕法冶金。它是在常溫或低于100下，用溶劑處理礦石或精礦，使所要提取的金屬溶解于溶液中，而其他雜質(zhì)不溶解，然后再從溶液中將金屬提取和分離出來的過程。由于絕大部分溶劑為水溶液，故也稱水法冶金。該方法包括浸出、分離、富集和提取等工序。3. 鋼鐵冶

2、煉的任務(wù)是什么？答：在煉鐵爐內(nèi)把鐵礦石煉成生鐵，再以生鐵為原料，用不同方法煉成合格的鋼，再鑄成鋼錠或連鑄坯。4. 提取冶金學(xué)和物理冶金學(xué)？答：提取冶金學(xué)：是研究如何從礦石中提取金屬或金屬化合物的生產(chǎn)過程，由于該過程伴有化學(xué)反應(yīng)，故又稱化學(xué)冶金。物理冶金學(xué)：是通過成形加工制備有一定性能的金屬或合金材料，研究其組成、結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系，以及在各種條件下的變化規(guī)律，為有效地使用和發(fā)展特定性能的金屬材料服務(wù)。它包括金屬學(xué)、粉末冶金、金屬鑄造、金屬壓力加工等。（3）電冶金:它是利用電能提取和精煉金屬的方法。按電能形式可分為兩類：1 電熱冶金：利用電能轉(zhuǎn)變成熱能，在高溫下提煉金屬，本質(zhì)上與火法冶金相同。2）電

3、化學(xué)冶金：用化學(xué)反應(yīng)使金屬從含金屬的鹽類的水溶劑或熔體中析出，前者成為溶液電解，如銅的電解冶煉，可歸入濕法冶金；后者稱為熔鹽電解，如電解鋁，可列入火法冶金。5. 鋼鐵與的區(qū)別答：鋼和鐵最根本的區(qū)別是含碳量不同。生鐵中含碳量大于2%，鋼中含碳量小于2%。鋼的綜合性能，特別是機(jī)械性能（抗拉強(qiáng)度、韌性、塑形）比生鐵好得多，因而用途也比生鐵廣泛的多。6. 為什么要進(jìn)行選礦？常用對選礦方法有哪幾種？答：選礦的目的主要是為了提高礦石品位；常用的方法有:重力選礦法、磁力選礦法、浮游選礦法。（1）重力選礦法：簡稱重選，是利用不同密度或粒度的礦粒在選礦介質(zhì)中具有不同沉降速度的特性，將在介質(zhì)中運(yùn)動的礦?；旌衔镞M(jìn)行

4、選別，從而達(dá)到使被選礦物與脈石分離的目的。（2）磁力選礦法：簡稱磁選法。磁選法是利用礦物和脈石的磁性差異，在不均勻的磁場中，磁性礦物被磁選機(jī)的磁極吸引，而非磁性物質(zhì)則被磁極排斥，從而達(dá)到選別的目的。（3）浮游選礦法：簡稱浮選法。浮選法是利用礦物表面不同親水性，選擇性地講疏水性強(qiáng)的礦物質(zhì)泡沫浮到礦漿表面，而親水性礦物則留在礦漿中，從而實(shí)現(xiàn)有用礦物與脈石的分離。7. 常用對鐵礦粉造塊方法有哪幾種？答：燒結(jié)法造塊和球團(tuán)法造塊?！痉鄣V造塊的作用主要有：（1）通過造塊可以有效地利用鐵礦資源；（2）通過造塊，高爐使用燒結(jié)礦和球團(tuán)礦可提高生鐵質(zhì)量；（3）通過造塊，高爐使用燒結(jié)礦和球團(tuán)礦有利于高爐強(qiáng)化冶煉，提

5、高產(chǎn)量降低焦比?！?. 從高爐解剖分析高爐冶煉過程大致分為幾個(gè)區(qū)域？答：固體爐料區(qū)、軟熔帶、滴落帶、焦炭回旋區(qū)、渣鐵聚集區(qū)。9. 高爐冶煉有哪些主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)？分別是如何定義的？答：10. 現(xiàn)代高爐內(nèi)型有哪幾部分組成？畫出示意圖，寫出各部分名稱。答：爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸五部分11. 高爐冶煉的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)？（高爐有效容積利用系數(shù)、冶煉強(qiáng)度、入爐焦比和綜合焦比）答：12. 某高爐容積，年產(chǎn)量100萬噸煉鋼生鐵，消耗60萬噸焦炭，每噸生鐵噴吹煤粉150Kg，計(jì)算高爐的有效容積利用系數(shù)、焦比、燃料比及冶煉強(qiáng)度各為多少？答：13. 高爐冶煉產(chǎn)品和副產(chǎn)品有哪些？答：高爐煉鐵生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是

6、生鐵，副產(chǎn)品是爐渣、煤氣和爐塵（瓦斯灰）14. 我國鐵礦石資源有什么特點(diǎn)？高爐冶煉常用鐵礦石有哪幾種？各自的主要成分和特點(diǎn)是什么？答：（1）中國鐵礦資源有兩個(gè)特點(diǎn)：一是貧礦多，貧礦出儲量占總儲量的80%；二是多元素共生的復(fù)合礦石較多。此外礦體復(fù)雜；有些貧鐵礦床上部為赤鐵礦，下部為磁鐵礦。（2）工業(yè)用鐵礦石是以其中含鐵量占全鐵85%以上的該種含鐵礦物來命名的。含鐵礦物分為氧化鐵礦(Fe2O3、Fe3O4、含水氧化鐵礦(Fe2O3.nH2O和碳酸鹽鐵礦(FeCO3。高爐煉鐵使用的鐵礦石也就分為赤鐵礦（紅礦）Fe2O3、磁鐵礦（黑礦）Fe3O4、褐鐵礦Fe2O3nH2O和菱鐵礦FeCO3。赤鐵礦的特

7、征是它在瓷斷面上的劃痕呈赤褐色，無磁性。質(zhì)軟、易破碎、易還原。含鐵量最高是70%。但有一種以Fe2O3形態(tài)存在的赤鐵礦，結(jié)晶組織致密，劃痕呈黑褐色，而且具有強(qiáng)磁性，類似于磁鐵礦。磁鐵礦在瓷斷面上的劃痕呈黑色，組織致密堅(jiān)硬，孔隙度小，還原比較困難。磁鐵礦可以看作是Fe2O3和FeO的結(jié)合物，其中Fe2O369%，F(xiàn)eO31%，理論含鐵量為72.4%。自然界中純粹的磁鐵礦很少見到，由于受到不同程度的氧化作用，磁鐵礦中的Fe2O3成分增加，F(xiàn)eO成分減少。磁鐵礦具有磁性，這是磁鐵礦最突出的特點(diǎn)。褐鐵礦是含有結(jié)晶水的氧化鐵礦石，顏色一般呈淺褐色到深褐色或黑色，組織疏松，還原性較好。褐鐵礦的理論含鐵量不

8、高，一般為37%55%，但受熱后去掉結(jié)晶水，含鐵量相對提高，且氣孔率增加，還原性得到改善。菱鐵礦為碳酸鹽鐵礦石，顏色呈灰色、淺黃色中褐色。理論含鐵量不高，只有48.2%，但受熱分解放出CO2后，不僅提高了含鐵量，而且變成多孔狀結(jié)構(gòu)，還原性很好。因此，盡管含鐵量較低，仍具有較高的冶煉價(jià)值。15. 鐵礦石入爐前需要進(jìn)行哪些準(zhǔn)備處理工作？答：破碎、篩分、中和（混勻）、焙燒、選礦、和造塊等加工處理過程。16. 開采鐵礦石有哪些方法？適用于開采什么儲藏特點(diǎn)的礦石？答：17. 高爐冶煉對鐵礦石有什么要求？答：18. 鐵礦粉造塊的意義和方法有哪些？答：19. 用示意圖說明燒結(jié)過程料層斷面的變化。答：20.

9、高爐用燃料主要有哪些？答：1、木炭。木炭由木材在足夠溫度下干餾而成，是最早使用的高爐燃料。它固定碳含量高，灰分低；幾乎不含硫；氣孔度高。但木炭機(jī)械強(qiáng)度差，價(jià)格高，因此作為高爐燃料已被淘汰2、無煙煤(或稱白煤。它的化學(xué)成分能基本滿足煉鐵的要求；低溫強(qiáng)度好，可遠(yuǎn)距離運(yùn)輸；但它的氣孔度很低，熱穩(wěn)定性差，在高爐內(nèi)受熱后碎裂成粉末，而且含硫一般也較高?，F(xiàn)已不再使用。3、焦炭。由煤在高溫下(9001000干餾而成。它的成分完全能滿足高爐煉鐵的要求；機(jī)械強(qiáng)度大大高于木炭；熱穩(wěn)定性比白煤好；氣孔度雖不如木炭，但比白煤大得多。焦炭是現(xiàn)代高爐理想的燃料，也是目前高爐的主要燃料。4、噴吹用燃料。為了降低焦比，目前世

10、界各國普遍采用從高爐風(fēng)口噴入部分燃料以代替部分焦炭。噴吹燃料有煤粉、重油和天然氣。5、型焦。作為代用燃料，目前國內(nèi)外都在研究用無煙煤、貧煤、褐煤等非結(jié)焦煤的成型技術(shù)，按工藝生產(chǎn)流程可分為熱壓成型和冷壓成型兩類。(在高爐上使用型焦目前尚處于冶煉試驗(yàn)階段21. 焦炭在高爐冶煉中起什么作用？答：1、提供高爐冶煉所需要的大部分熱量。   2、提供高爐冶煉所需的還原劑。3、焦炭是高爐料柱的骨架。         4、生鐵形成過程中滲碳的碳源。22. 常用的高爐噴吹燃料有哪些？答：23. 什么是直接還原和間接還原？比較它們的特點(diǎn)，什么是直接還原度？答：24

11、. 寫出高爐內(nèi)風(fēng)口前炭素燃燒反應(yīng)、鐵的直接還原反應(yīng)和間接還原反應(yīng)。答：25. 分析高爐爐料下降的必備條件和力學(xué)條件？答：26. 煉鐵的基本任務(wù)是什么？答：(1脫碳：在高溫熔融狀態(tài)下進(jìn)行氧化熔煉，把生鐵中的碳氧化降低到所煉鋼號規(guī)格范圍內(nèi)，是煉鋼過程的一項(xiàng)最主要任務(wù)。(2 去磷和去硫。把生鐵中的有害雜質(zhì)磷和硫降低到鎖鏈鋼號規(guī)格范圍內(nèi)。(3去氣和去非金屬夾雜物。吧熔煉過程中進(jìn)入鋼液中的有害氣體（氫和氧）及非金屬夾雜物（氧化物、硫化物、硅酸鹽）排除掉。（4）脫氧與合金化。把氧化熔煉過程中生成對鋼質(zhì)有害的過量的氧從剛液中排除掉；同時(shí)加入合金元素，將剛液中的各種合金元素的含量調(diào)整到鎖鏈鋼號規(guī)格范圍內(nèi)。（5

12、）調(diào)溫。按照熔煉工藝的需要，適時(shí)地提高和調(diào)整鋼液溫度到出剛溫度。（6）澆注。吧熔煉號的合格鋼液澆注成一定尺寸和形狀的鋼錠或連鑄坯，以便下一步軋制成鋼材，包括鋼錠或連續(xù)鑄鋼。27. 煉鋼過程的主要反應(yīng)有哪些？為什么要脫磷？寫出脫磷的化學(xué)反應(yīng)式？答：脫碳反應(yīng)、脫磷反應(yīng)、脫硫反應(yīng)、硅、錳的氧化和還原反應(yīng)；？28. 硫和磷對鋼性能有什么影響？答： 硫：硫?qū)︿摰男阅軙斐刹涣加绊?，鋼中硫含量高，會使鋼的熱加工性能變壞，即造成鋼的“熱脆”性硫還會明顯降低鋼的焊接性能，引起高溫龜裂，并在焊縫中產(chǎn)生氣孔和疏松，從而降低焊縫的強(qiáng)度。硫含量超過0.06%時(shí)，會顯著惡化鋼的耐蝕性。硫還是連鑄坯中偏析最為嚴(yán)重的元素。

13、磷：鋼中磷的含量高會引起鋼的 “冷脆”，即從高溫降到0以下，鋼的塑性和沖擊韌性降低，并使鋼的焊接性能與冷彎性能變差。磷是降低鋼的表面張力的元素，隨著磷含量的增加，鋼液的表面張力降低顯著，從而降低了鋼的抗裂性能。磷是僅次于硫在鋼的連鑄坯中偏析度高的元素，而且在鐵固熔體中擴(kuò)散速率很小，因而磷的偏析很難消除，從而嚴(yán)重影響鋼的性能。29. 連續(xù)鑄鋼與模鑄相比有什么優(yōu)越性？答： （1）連鑄既可節(jié)省模鑄法德一整套設(shè)備、初軋機(jī)和均熱爐，又可節(jié)約大量耐火材料、燃料、動力和人力?？晒?jié)能約70%，可節(jié)省基建投資約30%可降低成本約10%-25%。（2）連鑄坯的切頭率比鋼錠少得多可提高成材率10%-15%.（3）可

14、以簡化車間布置，改善操作條件和工作環(huán)境，提高勞動生產(chǎn)率，為實(shí)現(xiàn)煉鋼和軋鋼生產(chǎn)自動化、連續(xù)化創(chuàng)造條件。（4）連鑄坯組織致密，夾雜少，質(zhì)量好。30. 連鑄機(jī)有哪幾種類型？以弧形連鑄機(jī)為例，說明連鑄機(jī)對主要組成部分及各自對的作用答：立式連鑄機(jī)、立彎式連鑄機(jī)、弧型連鑄機(jī)、橢圓連鑄機(jī)、水平連鑄機(jī)。以弧形連鑄機(jī)為例，它是由下列幾個(gè)主要部分組成的：澆注設(shè)備；結(jié)晶器；二次冷卻裝置（二冷區(qū)）；拉坯矯直裝置；鑄坯切割裝置及運(yùn)輸輥道等；？31. 軋鋼生產(chǎn)工藝過程中，原料加熱的目的是什么？答：加熱的目的是降低金屬的變形抗力，提高金屬的塑性，改善組織性能。32. 一個(gè)現(xiàn)代化鋼鐵聯(lián)合企業(yè)有哪些主要工序和輔助工序？用框圖畫

15、出鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程。答： 原料系統(tǒng)；礦山選礦燒結(jié)（球團(tuán)）冶煉系統(tǒng)：煉鐵鐵水預(yù)處理煉鋼爐外精練連鑄產(chǎn)品系統(tǒng)：初軋無縫、軌梁、線材、薄板鐵礦選礦燒結(jié)、球團(tuán)并焦化煉鐵（高爐）鐵水預(yù)處理煉鋼（轉(zhuǎn)爐）爐外精練連鑄（模鑄）、初軋無縫、軌梁33. 簡述鋼鐵工業(yè)環(huán)境污染主要有哪些？如何改進(jìn)鋼鐵生產(chǎn)環(huán)境？答：廢水污染、空氣污染、鋼鐵渣污染、噪聲污染鋼鐵工業(yè)用水一部分可以重復(fù)使用，或者經(jīng)處理后使用；大量鋼渣作為生產(chǎn)水泥的原料。34. 鋼鐵生產(chǎn)用能源有哪些？我國鋼鐵工業(yè)能源及能耗的特點(diǎn)是什么？分析節(jié)能用途。答：、鋼鐵生產(chǎn)用能源主要有煤炭、燃料油（重油）、天然氣、電力等。、我國鋼鐵工業(yè)能源以煤為主，電力及重油

16、也占一定比例，天然氣用量很少。能耗特點(diǎn)：我國鋼鐵工業(yè)能源消耗中，鋼鐵冶煉是耗能最高的工序，占鋼鐵工業(yè)總能耗的6070，主要在煉鐵系統(tǒng)，焦化、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵是主要的耗能工序，占50以上，其中煉鐵占32.3%，燒結(jié)9.6，焦化8.9，球團(tuán)0.1，合計(jì)為50.9%；煉鋼11.7，軋鋼系統(tǒng)14.4，其它17.5，損失大約5.5%。、節(jié)能途徑：（1） 改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高原料質(zhì)量，改善熱工制度。例如增加廢鋼比等；鐵礦石品位提高1%，可降低焦比5-10Kg/噸鐵；提高燃燒率，促進(jìn)能源有效利用（2） 降低能量散失，減少生產(chǎn)工序：如增加連鑄比、熱錠裝送、減少中間加熱等（3） 回收利用散失的熱量：鋼鐵生產(chǎn)過程中

17、散失的能量占總輸入能量的比例很大，合理回收是重要的節(jié)能措施。35. 從連鑄坯熱送熱裝和直接軋制工藝的發(fā)展來看，該工藝分為哪幾個(gè)階段？各個(gè)階段的主要特征是什么？答：（1）連鑄坯冷裝爐后軋制 室溫（2）連鑄坯熱裝軋制（60年代） 熱坯經(jīng)保溫緩沖裝均熱爐加熱后軋制(400-A1(3 連鑄坯直接熱裝軋制（70年代） 熱坯直接裝均熱爐加熱后軋制（A1-A3）（4）連鑄坯熱裝直接軋制(80 年代 輸送過程中補(bǔ)熱和均熱后直接軋制（A31100（5）連鑄坯直接軋制（90年代） 輸送過程中邊角補(bǔ)熱和均熱后直接軋制（1100）36. 實(shí)現(xiàn)連鑄坯熱送熱裝的制程技術(shù)有哪些？答：1.無缺陷連鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)。 2.高溫連

18、鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)。3.過程保溫及補(bǔ)熱、均熱技術(shù)4.適應(yīng)不同鑄坯熱履歷的軋制技術(shù)。5.煉鋼軋鋼一體化生產(chǎn)管理技術(shù)。37. 簡述連鑄坯輸送過程的保溫和補(bǔ)熱技術(shù)。答：連鑄機(jī)機(jī)內(nèi)保溫、切割區(qū)域保溫與邊角加熱、運(yùn)輸與精整間的輥道保溫與邊棱加熱、熱帶卷箱以及冷卻水擋水板改進(jìn)等技術(shù)。38. 簡述連鑄坯熱送熱裝的意義？答：降低熱軋加熱爐燃耗、減少鋼坯氧化燒損和提高熱軋產(chǎn)量、改革傳統(tǒng)的鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)。39. 煉鋼爐渣的來源及主要組成是什么？答：來源：煉鋼過程有目的加入的造渣材料，如石灰、石灰石、螢石、硅石、鐵礬土及火磚塊。鋼鐵材料中Si、Mn、P、Fe等元素的氧化產(chǎn)物。冶煉過程被侵蝕的爐襯耐火材料組成：不同煉鋼方法采用不同的渣系進(jìn)行冶煉，造不同成分的爐渣，可達(dá)到不同的冶煉目的。轉(zhuǎn)爐煉鋼造堿性氧化渣，而電爐煉鋼造堿性還原渣，它們在物理化學(xué)性質(zhì)和冶金反應(yīng)特點(diǎn)上有明顯的差別。堿性氧化渣因堿性氧化物CaO和FeO含量較高，具有脫磷、脫硫能力，堿性還原渣因含有CaC2，不僅具有脫硫能力，而且有脫氧能力類別類別化學(xué)成分轉(zhuǎn)爐中組成%電爐中組成%冶金反應(yīng)特點(diǎn)酸性氧化渣CaO+FeO+MnOSiO2P2O55050145050C,Si,Mn氧化緩慢不能脫P(yáng)、脫S；鋼水中O較低 堿性氧化渣CaO/SiO2CaOFeOMnOMgO3.04.53555730282122.5