07《金属熔炼原理与工艺》总复习题.doc

一、相关知识点1、灰口铸铁、ZG、有色金属牌号。2、炉渣氧化性。3、黑心可锻铸铁是将白口铸件毛坯在中性气氛条件下退火得到的。4、电石渣下还原生产方法有两种5、在冲天炉氧化带、还原带内主要发生的化学反应 6、碱性电弧炉脱氧方法主要有7、电弧炉按照炉料熔化和电极升降的操作情况，一般将熔化过程分为起弧、穿井、电极回升、熔清四个阶段8、脱氧地区9、碱性电弧炉炼钢的工艺方法，一般可分为氧化法、不氧化法（又称装入法）及返回吹氧法。10、碱性电弧炉熔化期的操作原则是： 合理供电 适时吹氧 尽快造渣 取样分析11、装料呈上松下紧状态，防止棚料；12、氧化法冶炼操作六个阶段：扒补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期、出钢。其特点是在氧化期，用加矿石或吹氧进行脱磷和脱碳，使熔池沸腾，以降低钢中的气体和杂质，再经过脱氧还原和调整钢液的化学成分及温度，然后出钢。冲天炉按供风方式分类侧送风：单排、双排、多排，单风箱、双层风箱中央送风：风由炉底中央风嘴送入炉内中央送风加侧送风炉体是冲天炉的基本组成部分，包括炉身和炉缸两部分。碳是焦炭中最基本的组成部分，碳燃烧能够放出大量热能，是热量的主要来源。提高送风中氧的浓度称为富氧送风。底焦的上表面应该正和熔化带相吻合，亦即金属炉料经预热到达底焦上表面时，温度正好达到大部分金属炉料的熔点，并开始逐渐熔化。底焦高度不是任意选择的，它是由炉内温度分布曲线和金属熔化温度决定的。 将一定成分的白口铸铁毛坯经过热处理后（退火），使白口铸铁中的渗碳体分解成为团絮状石墨，从而得到小团絮状石墨和不同基体组织组成的铸铁。白心可锻铁是采用白口铁坯件在氧化性介质（如铁鳞、炼钢炉渣等)中密封退火进行脱碳的办法获得为冲天炉内炉气成分与温度沿炉子高度的变化。焦炭反应能力：指焦炭还原CO2的能力，通常用R表示，R值是CO2通过900的焦炭粒，测定反应后气体成分，并由下式计算而得。每公斤焦炭在完全燃烧时所放出的热量称做焦炭的发热量(kJkg)。氧化带：从空气与焦炭接触的位置开始至炉气中自由氧消失，CO2浓度达到最大值，这一区域称为氧化带。还原带：炉气上升中，2C+O22CO，发生还原反应，CO浓度上升，温度下降，氧化带顶面至炉气中CO2与CO含量基本不变的区域，称为还原带。双层送风冲天炉，主风口在上排称为倒置风口，主风口在下排称为顺置风口可燃成分指除掉水分和灰分后剩下的焦炭，焦炭以可燃成分来表示则为干燥成分是指除掉焦炭中所有水分在低于705时，C02比CO具有更大的稳定性。当温度高于705时，由于碳燃烧的三个氧化反应都是放热反应，故随着温度的升高，平衡常数都在下降，这表明随着温度升高，对放热反应进行的完全程度是不利的。如果沿炉子某高度取截面，边缘气流CO2浓度大于中心部分CO2浓度，边缘的温度大于炉中心部分的温度。成冲天炉内底焦燃烧时，炉气成分和温度沿高度和截面上分布的不均匀性。 利用冲天炉废气热的热交换器分为内热式、直燃式、外热式和陶粒热交换器四大类。炉料层阻力影响主要决定于炉料的筛分组成。因此，在冲天炉熔炼过程中，绝不允许不同尺寸的炉料混合加入，必须按炉料筛分组分，分别分批加入。大型冲天炉采用中央送风时，炉内速度场沿圆周的分布比侧送风更为均匀两排大间距送风时，在炉壁区存在着两个完整的独立燃烧区，即两个独立氧化带和两个独立还原带，它比三排例置送风要宽，而三排小风口正置送风根本不存在两个独立燃烧区。空气流股压力大于阻力时，在靠近风口前力的底焦中,就形成丁一个空洞(一般称为空洞区）。燃烧区：从下排风口中心线至底焦顶面所包括区间。预热区；从加料口的下缘至底焦的顶面之间称为预热区。此区域内金属炉料处于固态，在燃烧区的还原带和氧化带内金届料进行熔化和过热，通常将此区划分成熔化区和过热区。 炉缸区；由最下排风口中心线至炉底之间所包括的区域。倒瓶式又称卡腰式，其特点是主风口处炉膛直径最小，从主风口向上，炉径逐渐扩大。 灯罩式的特点是熔化区的炉膛直径最大，故熔化率高。 附加煤粉的二次送风是将二次风送入熔化带二次送风是将二次风送入预热带底部，冲天炉操作的全过程是从修炉开始到熔炼结束后打开炉底门并熄灭落炉后的残余物为止。夹杂来源：炉衬侵蚀、焦炭灰分、炉料带入杂质、金属烧损、加入熔剂冲天炉网形图理解：焦耗一定时，随着送风强度的提高，冲天炉的熔化率增加，而铁液的温度先是提高，达到某一最大值后开始下降，风量一定时，随着焦炭消耗率的增加，铁液温度提高，但炉子的熔化率降低，为达到一定的铁液温度，可以用不同的焦耗量与风量的配合。冲天炉炉气测定：主要分析加料口炉气中的CO2、CO、O2，以掌握底焦的燃烧情况，奥氏体气体分析仪原理：采用不同化学试剂配制吸收液，能吸收炉气中不同气体组分来进行气体成分分析。铁水中所含气体主要是指H、O、N底焦燃烧是否良好，熔化中，风口一直明亮，铁水滴下大小如绿豆，下落速度快。风量合适底焦高度合适，铁水温度比较高，燃烧良好；若风口发暗进风外有黑渣，捅开焦炭也很快变黑，铁水滴定到焦炭上要停留一下才落下，表明风量变大，底焦偏低。 风口一直发暗，铁水暗红，流动性差，风量风压偏低，底焦偏低。 灰口铸铁组织特点是石墨呈片状分布在金属的基体组织上。共晶团：铸铁的共晶团是指在最后凝固时所形成的石墨和奥氏体的集合体。蠕墨铸铁是一种石墨介于片状和球状之间的铸铁提高碳当量，有助于减小白口倾向，但是碳当量提高会增加石墨数量，减少珠光体数量，从而使蠕墨铸铁的强度降低。 蠕化剂应该具有阻止片状石墨和抑制球状石墨形成的作用在球化处理中，镁在铁液中主要有两个作用，即脱硫作用和使石墨球化作用。耐磨铸铁分为减磨铸铁和抗磨铸铁两种。高铬铸铁中，高碳低铬时，容易出现M3C； 低碳高铬时，容易出现M4C；铬与碳配合得恰当，则可以得到M7C3。耐热铸铁必须具有一定的室温和高温力学性能，还必须在高温具有良好的抗氧化和抗生长性。高铬铸铁有极好的抗氧化特性。铬含量越高抗氧化性越好。 n/8规律:当合金元素在固溶体中的克分之分数为1/8时铸铁耐蚀性才显著提高。金属材料的腐蚀主要有两种形式:化学腐蚀和电化学腐蚀. 铁液浇入铸型（金属型或金属挂砂型）后，在激冷作用下，使铸件表面形成硬度高、耐磨性好的冷硬层，其断口形貌呈白色，组织中碳主要以渗碳体形式存在。随着后续传热速度的降低，铸件内部石墨析出量增多，断口由白口向麻口过渡进一步到灰口，相应中心硬度降低，强韧性提高，断口呈现三区（白口区、麻口区、灰口区）结构特点。这种现象称为冷硬现象，具有以上特征的铸铁称为冷硬铸铁。与铸铁相比，铸钢流动性较差， 熔点高， 结晶温度间隔较宽， 收缩量较大、缩孔倾向性较大、热裂、冷裂倾向较大。铸造低合金钢：含有锰、铬、铜等合金元素的铸钢。合金元素总量一般小于5，铸造高合金钢 ：合金元素含在10%以上，具有特殊性能。酸性电炉冶炼对炉料要求甚严，由于炼钢时造酸性炉渣，因而对钢液基本不具备脱硫及脱磷能力，电弧炉偏心炉底出钢系统：在总体结构上，它在原出钢侧安装一突出炉壳的出钢箱以取代原来的出钢槽。可彻底地实现无渣出钢和留钢留渣操作。-EBT电弧炉烟气的主要成分是 CO、N2、CO2，熔炼室是指熔池上面部分的空间，当容积固定时，熔池深度愈小，熔池直径愈大。熔池直径大，则钢渣的接触面大，有利于钢渣界面化学反应的进行，同时钢液上下温差小。但熔池过浅，熔池表面积过大，则钢液的散热面积增加，热损失大，电耗增加。炉料熔清后磷高、碳高 先造渣脱P，再升温脱C 炉料熔清后磷偏高、碳偏低 一般是熔清后用生铁增碳。操作以脱磷为主，净沸腾 ：当温度、化学成分合适，就应停止加矿或吹氧，继续流渣并调整好炉渣，使成为流动性良好的薄渣层，让熔池进入微弱的自然沸腾，称为净沸腾。泡沫渣：是指在不增大渣量的情况下，使炉渣呈很厚的泡沫状。即熔渣中存在大量的微小气泡，而且气泡的总体积大于液渣的体积，液渣成为渣中小气泡的薄膜而将各个气泡隔开，气泡自由移动困难而滞留在熔渣中，这种渣气系统称为泡沫渣。 根据钢种特点和性能要求，电弧炉炼钢扩散脱氧可在不同还原渣下进行，常用白渣、电石渣和氧化镁-氧化硅。不氧化法熔炼时，没有氧化期，熔炼过程中不能去除C、P、气体和夹杂，对炉料要求严格。氧化法熔炼炉料中的含碳量应保证氧化期有足够量的碳进行碳氧反应，达到去气、去夹杂物的目的。配碳量根据熔化期碳的烧损、氧化期的脱碳量和还原期增碳量这3个因素来确定钢包吹氩埋弧精炼法（LF法）；氩氧脱碳精炼法（AOD法）。钢液循环真空脱气法（RH法）；钢液提升真空脱与法（DH法）真空吹氧脱碳法（VOD法）；真空电弧加热精炼法（VAD法或称VHD法焦炭的工业分析包括；固定碳、挥发分、硫量、灰分、水分和焦末。二、名词解释1、铸铁：2、集肤效应：感应电炉熔炼钢中，在炉料内部，磁通的分布不均匀，愈靠近外层，磁通越大，愈靠近坩埚中心线，磁通越小，因此在外层中产生的感应电动势和电流比里层大，这就是所谓集肤效应。5、炉料遗传性：在生产实践中，往往碰到更换炉料后，虽然铁液的主要化学成分不变，但铸铁的组织（石墨化程度、白口倾向及石墨形态甚至基体组织）都会发生变化，炉料与铸件组织之间的这种关系，称为铸铁的遗传性。6、风口比：是指所有风口总面积与冲天炉炉膛截面积之比。7、孕育处理：把孕育剂加入铁液中，以改变铁液冶金状态，从而改善铸铁的组织和性能。孕育铸铁：指由C、Si含量较低的原铁水，通过孕育处理而得到的高强度HT，其组织为珠光体和A、C型细片状石墨，抗拉强度在250Mpa以上（HT250以上）。8、铸铁：以铁元素为基的含有其它多种元素的合金，但其中对铸铁金相组织起决定作用的主要是铁、碳和硅。9、球化处理：在铁液中加入添加物（球化剂）使石墨在结晶生长时长成球状的处理过程。10、球化衰退：球化处理后的铁液停留一定时间后，球化效果会下降甚至消失，这种现象称作球化衰退。11、主风口：冲天炉风口面积最大的一排称为主风口 12、动力燃烧：焦炭的燃烧速度受化学反应速度的制约，称为动力燃烧。13、扩散燃烧：气体扩散至反应表面，或气态燃烧产物脱离反应表面成为整个燃烧过程的限制性环节，称为扩散燃烧。14、最惠风量：对每一焦耗，有一个对应于最高铁液温度的合适的风量，称为最惠风量。15、焦炭反应能力：指焦炭还原CO2的能力，通常用R表示，R值是CO2通过900的焦炭粒，测定反应后气体成分，并由计算而得。焦炭发热量：每公斤焦炭在完全燃烧时所放出的热量称做焦炭的发热量16、焦炭燃烧比：冲天炉内焦炭中固定碳的完全燃烧程度，一般总是以碳燃烧产物CO2与CO的体积分数的燃烧比（v）来表示，即17、穿井：启弧以后，电极下电弧四周的炉料迅速熔化，在自动功率调节器的作用下，电极始终要与炉料保持一定距离，所以电极随着炉料的熔化而不断下降，在炉料中打出3个洞称为“穿井”。18、自然时效：淬火获得的过饱和固溶体有自发分解，即脱溶倾向，大多数铝合金在室温下就可以产生脱溶过程，这种现象称为自然时效。19、人工时效：淬火得到的基体为过饱和固溶体，在高于室温下加热，脱溶过程加速，称为人工时效。20、变质处理：常用的组织控制手段，在合金成分、冷却速度、凝固时外加力场不变的条件下，在金属液中加入少量添加剂，使金相组织发生明显变化，获得理想的合金组织。电弧炉对装料的要求是：速度快、炉料密实、布料合理、并尽可能一次装完。炉外精炼是把电弧炉和转炉中要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、去除有害气体及非金属夹杂物、调整成分及温度等，移到炉外的钢包或专用容器中进行。碱度是指炉渣中碱性氧化物与酸性氧化物浓度的比值，用“R”来表示。炉渣氧化性：炉渣能向与之接触的金属液中转移氧的能力，它是用铁水与炉渣平衡时的铁水含氧量和铁水中的实际含量这差来表示。脱氧能力是指在一定温度下，与一定浓度的脱氧元素相平衡的氧含量高低。炉壁效应：炉子边缘气流比中心气流流动通畅，这种现象称为炉壁效应(或称周边效应)。三、选择题1、中频感应电炉大部分感生电流产生在坩埚壁附近炉料的 ，坩埚壁附近金属的温度较 。 ( )A、表层 高 B、心部 高C、表层 低 D、心部 低2、双原子气体在金属中的溶解度与其分压的 成正比。 ( )A、平方根 B、立方C、对数 D、平方3、熔渣中（MeO）高时，可按 由炉渣转入金属液中。 （ ）A、扩散定律 B、分压差定律C、分配定律 D、负压定律4、由于Fe和Mn回收率比较稳定，常常根据其分析增量和计算增量来对钢液量进行校正。计算钢液重量为5000kg，加Mn前钢液中Mn0.25%，加锰铁后计算含Mn量为0.5%，实际分析含Mn0.45%，实际钢液量为 左右。A、6250kg B、6500kg C、4000kg D、4500kg5、冲天炉炉料熔化过程中， 热量通过预预区热交换获得，预热区作用不能忽视。 A、二分之一 B、三分之二 C、三分之一 D、四分之三7、还原性渣主要是指：( )。A 碱度高的渣 B流动性好的渣 C渣中氧化铁含量低的渣D 渣中氧化铁含量高的渣8、炉渣碱度的表达式为 。 ( )AR(SiO2)/(CaO)BR(CaO)/(SiO2)CR(CaO)/(CaO)+(SiO2)DR(SiO2)+(Al2O3)/(CaO)+(MgO)9、若炉渣中含氧化镁较高，则碱度的正确表达式为 。 ( )。ARSiO2%/(CaO%MgO%)BRCaO%/(SiO2%MgO%)CR(CaO%MgO%)/SiO2%D. R(MgO%)/SiO2%10、硫在钢和渣中分配系数Ls ( )A(S)/S BS/(S) CS(S)11、降低酸性渣粘度的方法是( )。A加石灰 B加莹石或碎耐火砖 C加镁砂12、在( )条件下，钢液中氧与渣中氧的浓度比值是一个常数。A钢液中碳含量一定 B钢液温度一定 C碳含量与温度均匀一定13、电炉脱磷的化学反应式是( )。A2P+5(FeO)+4(CaO)(4CaOP2O5)+5Fe H-227200卡B2P+5(FeO)+4(CaO)(4CaOP2O5)+5Fe H227200卡C2(P)+5FeO+4(CaO)(4CaOP2O5)+5Fe H-227200卡14、在其它条件相同的条件下，夹杂物颗粒大，其在钢液中上浮速度比颗粒小的上浮的速度( )。A快 B慢 C一样15、电弧炉冶炼的熔化期( )阶段应以最大最有效的功率送电。A穿井和电级上升 B电弧暴露 C起弧16、电炉脱硫反应式是( )。AFeS+CaO(CaS)+(FeO)放热BFeS+CaO(CaS)+(FeO)吸热C(FeS)+(CaO)(CaS)+(FeO)放热17、“VOD”表示( )。A真空吹氧脱碳法 B钢包炉法 C氩氧脱碳法18、冶炼过程中加入莹石的作用是( )。A提高碱度 B稀释炉渣 C降低碱度19、钢包吹氩的主要目的是：( )。A调整钢液温度和防止炉渣结壳B均匀钢水温度和成份，促进夹杂上浮C防止钢液二次氧化20、EBT是指：( )。A偏心炉底出钢 B无渣出钢 C虹吸出钢 D. 钢渣混出21、在下列三种脱氧剂中，( )脱氧能力最强。ASi-Fe BMn-Fe CAl22、电弧炉烟气的主要成分是 CO、N2、CO2。A CO2、CO2 BN2、CO2 CCO、N2、CO2 DCO、N2、O223、变质处理的工艺要点24、电弧炉烟尘主要成分是（ ）。 AA 氧化铁 B氧化铝 C二氧化碳 D二氧化硫25、还原性渣主要是指：( )。CA . 碱度高的渣 B流动性好的渣 C渣中氧化亚铁含量低的渣 D. 渣中氧化亚铁含量高的渣26、氧化性渣主要是指：( )。A. 碱度高的渣 B流动性好的渣 C渣中氧化亚铁含量低的渣 D. 渣中氧化亚铁含量高的渣27、元素（ ）在铸铁中是促进石墨化的元素。（ ）A碳和硅 B铬和锰 C镍和铜 D磷和硫28、在一定温度范围内提高铁液的过热度能使（ ）A石墨细化 B降低石墨化程度 C基体组织粗大 D促进石墨化程度29、与普通灰铸铁相比，孕育铸铁的原铁液一般要求（ ）。 A低碳和低硅 B高碳和高硅 C低碳和高硅 D高碳和高硅30、Sc=1的铸铁为（ ）。A 过共晶铸铁 B共晶白口铸铁 C共晶铸铁 D亚共晶铸铁31、底焦高度是指（ ）。A 炉底板至底焦顶面之间的高度 B炉缸底面至底焦顶面之间的高度C炉缸底面至第一排风口中心线之间的高度 D第一排风口中心线至底焦顶面之间的高度32、冲天炉用熔在碱性电弧炉炼钢中，铁矿石作为（ ）使用。 A 氧化剂 B还原剂 C造渣剂 D脱磷33、冲天炉熔炼中熔剂一般是石灰石，其加入量大多为层焦量的（ ）。A 20%左右 B25%左右 C30%左右 D35%左右34、冲天炉熔炼中，常在金属炉料中加入一定量的（），以降低铁液中碳的含量。A 硅铁 B锰铁 C废铸件 D废钢35、在碱性电弧炉炼钢中，锰铁、硅铁、铝作为（ ）使用。A 氧化剂 B还原剂 C造渣剂 D脱磷36、在碱性电弧炉炼钢中，氧化期的主要任务是（ ）。A 脱磷 B脱氧 C造渣 D除气37、在碱性电弧炉炼钢中，还原期的主要任务是（ ）。 A 脱磷 B脱氧 C造渣 D除气38、ZL110属于铸造（ ）。AA 铝硅合金 B铝铜合金 C铝镁合金 D铝锌合金39、ZL201属于铸造（ ）。BA 铝硅合金 B铝铜合金 C铝镁合金 D铝锌合金40、在冲天炉还原带内主要发生的化学反应为（ ）。A C+O2=CO2 BC+1/2 O2=CO2 CCO2+C=2CO D2C+O2=2CO41、从三角试块判断，（ D ）表明球化孕育良好。A 试样棱角清晰 B 断口中心无缩松C 断面呈暗灰色 D 浇注位置上表面及侧面有明显凹陷。42、球铁经（ ）处理后的组织是贝氏体和少量残余奥氏体。A 等温淬火 B调质 C淬火 D正火43、三气混合气精炼 三种气体是Cl2、CO、N2在冲天炉加底焦操作中，全部底焦一般分（ ）次加入。CA Cl2、CO2、N2 BCl2、CO、N2CCl2、CO、O2 DH2、CO、N244、感应电炉装料呈上松下紧状态，防止棚料；A 上松下紧 B上松下紧2 C上松下紧3 D上松下紧545、灰铸铁品质系数为成熟度与硬化度之比。A 成熟度与硬化度 B成熟度与硬化度C成熟度与硬化度 D成熟度与硬化度47、HSLA铸钢指的是低合金高强度铸钢。48、金属的铸造性能生要有 。 a流动性和收缩性b流动性和导热性 C热膨胀性和收缩性d导热性和热膨胀性49、列方法能细化晶粒的为 。 a减少过冷度b降低形核率c变质处理d避免振动50、铁碳合金按稳定系转化时，共晶转变时析出的为 石墨。 a一次b共晶c二次d共析51、铁碳合金按亚稳定系转化时，在冷却到1147时发生共晶转变，形成奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称为 。 a铁素体b珠光体c固溶体d莱氏体52、灰铸铁的人工时效也就是 。 a正火b高温退火c表面淬火d低温退火53、球墨铸铁经 处理后的组织是贝氏体和少量残余奥氏体。 a等温淬火b高温退火 C高温正火d高温、低温二段正火54、硅使铸铁的共晶点 。 a左移b右移cL移d下移55、球墨铸铁在选定碳当量后，原铁液应采用 的原则。 a高碳高硅b高碳低硅 C低碳低硅 d低碳高硅56、从三角试块判断 ，表明球化良好。 a试样棱角清晰b断口中心无缩松 C断面暗灰、晶粒粗d浇注位置上表面及侧面明显凹陷57、按冲大炉的操作工艺规定，在加底焦操作中，全部底焦分 次加入。 al bZ c3 d458、从冲天炉加料口下沿料面到铁料开始熔化这段高度为 。 a预热区b熔化区c过热区d炉缸区59、在碱性电弧炉炼钢中，锰铁、硅铁、铝作为 使用。 a氧化剂b还原剂c变质剂d造渣剂四、判断题，1、Me+MO=MeO+M,化学反应的热力学条件为：GMeOGMO，即Me对氧的亲和力大于M对氧的亲和力。 （ ）2、各合金元素氧化的顺序和氧化程度都是由金属与氧的亲和力决定的。 （ ）3、在气体分压一定时，气体在金属中的溶解度随温度的升高而增大。 （ ）4、氧化膜致密度1时，生成的氧化膜一般是疏松多孔的，无保护性的。 （ ）5、平衡的氧含量高则脱氧能力弱，反之，平衡的氧含量低则脱氧能力强。 （ ）1、 随硅含量的增加，铝硅合金结晶温度区间变小，共晶体增加，流动性随之提高。 2、 铸造铝合金熔炼三气混合精炼钢是指Cl2、CO、N2。 （ ）8、铝合金熔炼变质处理过程中起变质作用的只有NaF，NaCl、KCl本身不起作用，它们和NaF组成混合盐降低熔点。 （ ）铸造铝合金变质不时，断口晶粒粗大，呈暗灰色，正常变质断口，晶粒极细，没有硅亮点，断口泛银白色，过变质断口，晶粒粗，呈表灰色。（ ）9、铜合金液易氧化、吸气，应遵守“快速熔炼，及时浇注”的原则，不使铜液在炉内停留时间过长。 10、黄铜含锌量高，铝青铜、硅青铜熔炼中不必进行脱氧操作。（）11、炉前分析发现个别元素的含量低于标准化学成分范围下限时，则应进行补料处理。12、炉前分析发现某个元素含量超过标准化学成分范围上限时，则应进行冲淡处理。13、稳定平衡的奥氏体加石墨两相组织的自由能比莱氏体低些。（ ）14、白口化元素Mn、Cr、W、Mo、V等与碳亲和力大于铁。（ ）15、在同等条件下，工频感应电炉搅拌力最大。16、感应电炉熔炼装料原则要上松下紧。17、AOD法称作氩氧脱碳精炼法。VOD法称作真空氩氧脱碳精炼法。18、RH法称作循环脱气法。DH法称作真空提升法。19、根据CE的高低、Sc的大小能间接推断出铸铁的铸造性能好坏及石墨化能力的大小。（ ）20、球状石墨生成的两个必要条件是铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液与石墨间的界面张力。（ ）21、球铁退火处理是为了去除铸态组织中的自由渗碳体及获得铁素体。（ ）22、在铸铁中二元磷共晶是-Fe+-Fe3P的共晶混合物，三元磷共晶是由-Fe+-Fe3P+Fe3C组成。23、随着冷却速度的增加,铁液过冷度增大，共晶反应平台离莱氏体共晶线的距离越来越近，说明铸铁的的白口倾向向越来越大。( )24、石墨漂浮发生在铁液的碳硅含量过高的情况。（ ）铸件模数：表示单位面积占有的体积量，M=V/A，V铸件体积，A铸表面积。M值大小在一定程度上体现了铸件的散热能力，M值越大，冷却速度越小，反之，冷却速度越大。25、金属镁作球化剂时，镁进入铁液后首先起脱硫作用，当铁液中硫降至一定时，镁开始起球化作用。26、铁素体可锻铸铁石墨化第一阶段，在保温时自由渗碳体不断溶入奥氏体而逐渐消失，团絮状石墨逐渐形成。第二阶段石墨化是在共析温度稍下处保温，可使共析珠光体逐渐分解成铁素体和石墨，使石墨长大。27、球墨铸铁球化良好时，断口晶粒较细，具有银白色光泽试样尖端有白口，中间有缩松，敲击时发出类似于钢的轻脆声。（ ）28、球墨铸铁的碳硅含量比一般灰铸铁高，但仍有较大的白口倾向。（ ）29、高锰钢由于导热性差，故铸件中产生热应力比碳钢大。（ ）30、中央送风与普通侧送风冲天炉相比，炉内气流分布相对而言均匀。31、多排小风口冲天炉可抑制炉内气流产生的炉壁效应。（ ）32、多排小风口冲天炉熔化强化得到提高，但送风分散，不能集中放热，过热路程长，过热温度偏低。（ ）33、冲天炉熔炼中，若风口一直明亮，铁水滴下大小如绿豆，正东速度快，说明风量合适，底焦高度合适，铁水温度较高，燃烧良好。若风口发暗，进风处有黑渣，捅开焦炭也很快变暗，铁水滴到焦炭上要停顿一下才落下，表明风量变大，底焦偏低。（ ）34、正常燃烧时，底焦顶面应与金属熔化开始位置相吻合，底焦高度波动范围应为熔化区。35、还原期脱氧和脱硫是同时进行的。（ ）36、硅锰合金可作为脱氧剂，也可用于调整钢液成分。（ ）37、连铸机钢液内外弧两侧凝固条件不同，夹杂物向内弧偏析。（ ）38、弧形连铸机结晶器和二次冷却区布置在半径相同的弧线上。（ ）39、与普通铸铁相比较，铸钢流动性能较差，缩孔和缩松货币性较大，容易形成热裂和冷裂。40、（由于合金含量高），高合金铸钢在铸造性能、焊接性能、切削性能等比碳钢差。炉渣脱硫能力随渣中(FeO)含量的降低而增大。 ( )41、采用氧化法冶炼时，脱C是目的而不是手段。 ( )42、脱氧产物从钢中去除程度主要取决于它们在钢液中的上浮速度，而上浮速度又与脱氧产物的组成、形状、大小、熔点、密度及界面张力等因素有关。 ( )43、扩散脱氧的理论依据是：根据分配定律，降低炉渣中的氧就是间接降低钢液中的氧。 ( )44、对氧气的要求是：纯度高、水份少、有一定的压力。 ( )灰口铸铁随着碳、硅量的降低，机械性能也相应提高。1、 金属的流动性是熔融金属固有的特性。 （ ）2、 金属的流动性仅与金属的化学成分、温度、杂质含量及物理性质有关。（ ）4、 铸铁的结晶温度范围一般比铸钢宽，故铁液的流动性比钢液差。（ ）3、 在一定温度范围内结晶的合金，因其凝固温度范围大，凝固收缩就小。（ ）4、 铸铁中提高流动性的元素为Mn、Cr，降低流动性的元素有P、Si、Cu、Ni。（ ）5、 稀土镁有脱硫、去气、排除夹杂净化铁液的作用，因此在任何情况下，球墨铸铁比灰铸铁的流动性为好。 6、 铸钢的浇注温度比铸铁高，因此铸钢的流动性比铸铁好。7、金属从液态到常温线尺寸的改变量，称为线收缩。 8、Sc1 降低C、Si能提高流动性10、冷裂是铸件冷却到弹性状态时，若其产生的铸造应力超过了当时铸铁的强度极限而产生的。11、热裂是铸钢件、可锻铸铁坯件和铸铝合金铸件最常见的铸造缺陷。12、铸件表面严重氧化而没有金属光泽。铸钢件裂纹表面近似黑色，铝合金则暗灰色。13、灰铸铁中随着石墨数量的增加，强度迅速提高。14、碳和硅都是强烈促进石墨化的元素。五、简答题1、 HT、QT、KT孕育目的各是什么？灰铸铁孕育处理的目的：（1）促进石墨化，降低白口；（2）降低断面敏感性；（3）控制石墨形态，消除过冷石墨；（4）适当增高共晶团数和促进细片状珠光体的形成，从而达到发送铸铁的强度性能及其它性能（如致密性、耐磨性及切削性能等）球墨铸铁孕育处理目的：（1）消除结晶过冷倾向；（2）促进石墨球化；（3）减小晶间偏析。可锻铸铁孕育处理的目的：（1）铁液在一次结晶时促进形成参碳体组织，（2）而在随后的石墨退火过程中对石墨的形成没有影响或促进石墨的形成。2、生产孕育铸铁的主要条件有哪些？（1）选择合适的化学成分，与传统灰铸铁相比，C、Si含量低，C在2.6%3.2%， Si1.0%2.0%，Mn可适当提高些，P、S尽量低； （2）铁液要有一定过热度，原铁液要有一定的过热和静置，以便使铁液中残存的石墨晶芽有条件得以消除，使用权铁液得到一定程度的净化，铁液温度的适当提高利于铸造性能改善，能使石墨细化，组织细密，抗拉强度提高；（3）加入一定量孕育剂，孕育剂加入量与铁液成分、温度及氧化程度、铸件壁厚、冷却速度、孕育剂类型、加入方法等有关，孕育剂加入前须烘烤预热。（4）采用适当的孕育方法，孕育方法包括：冲浇法、浮硅孕育法、硅铁棒孕育法、型内孕育法、浇口杯孕育法等。冲天炉熔炼孕育铸铁是以高温、低碳和低氧化为特征的。3、冲天炉熔炼铁液中五大元素的变化规律。5、影响冲天炉熔炼铁水温度的主要因素有哪些?(1)焦炭的影响（焦炭的固定碳、焦炭块度、焦炭的反应性、底焦高度、焦耗量）；（2）送风的影响（送风量、送风速度、风温、送风中氧浓度、各排风口风量分配与排距）；（3）炉料的影响（炉料块度、批料量、炉料洁净度）；（4）熔炼操作参数的影响（底焦高度、焦碳消耗量、批料量）；（5）冲天炉结构参数的影响（炉型、风口布置）。6、影响脱S的因素：（1）炉炉渣的碱度，碱度越高，硫的分配比值越大，炉渣脱S有利；（2）炉温，脱S是吸热反应，升高温度，利于脱S；（3）炉气氧化性，提高渣中FeO浓度，使铁水氧浓度升高，对脱S不利。铁素体KT（黑心）退火过程8、如何理解电弧炉氧化法脱碳是手段而不是目的？ 炼钢中脱C有哪些方面作用？脱C和各项任务的关系（1）脱P和脱C的关系二者都有是氧化反应，都需要氧，加矿石氧化钢液时氧通过炉渣向钢液溶解，在钢、渣打界面产生脱P反应，C-O反应有炉底进行，反应产生的CO气泡使钢液沸腾并增大了钢渣界面积，加速了脱P，钢液沸腾作用和炉渣向钢液溶解氧的速度有直接关系。电弧炉氧化期冶炼45钢时脱C速度和脱P速度关系见图。氧化期炉渣还有弱脱S作用。（2）去气和脱C关系 脱C时产生CO气泡和钢液接触，溶解在钢液中的氢和氮向CO气泡扩散，并生成分子H2和N2，随CO气泡上浮泄于炉气中。2HH2 2NN2 溶解-析出， 压力差原理脱C量增大时去氢量增加，钢液中氢含量降低，脱C量和钢液中含氢量关系图，氮含量和脱C量关系与氢相似。（3）去除钢渣中氧物夹杂和脱C关系悬浮在钢液中氧化物SiO2 TiO2等细小固体夹杂，在氧化性钢液中易形成2FeOSiO2 2FeOTiO2等低熔点大颗粒夹杂物，沸腾时相互碰撞结合成更大夹杂，上浮到渣打面被沪渣吸收，CO气泡上浮可将其去除。（4）钢液升温和脱C关系 氧化期升温较还原期容易，温度更均匀，氧化期炉底与钢液温差约5，还原期约5070，氧化期钢液沸腾时炉渣呈泡沫状，炉渣有乌黑电弧趋势，利于加速加热钢液。炼钢过程中脱碳有哪些方面作用？ 脱碳反应的作用：(1)通过搅动熔池，促进了传热和传质，加大了钢渣界面，加速了物理化学反应的进行；(2) CO气泡上浮搅动熔池，有利于钢液成分和温度的均匀；(3) CO气泡上浮的搅动作用，使非金属夹杂互相碰撞而长大，从而促进了非金属夹杂物的上浮；同时，由于CO气泡内氢和氮的分压趋近于零，CO气泡对于氢气和氮气来说就相当于真空，所以在CO气泡上浮过程中，有害气体纷纷进入其中并随之排出；(4)由于强烈的搅动作用，促进了初始液态渣向熔剂内部的扩散和生成渣新相向渣的内部扩散，从而有利于熔渣的快速形成；(5)碳的氧化反应是一个放热反应，因此通过碳的大量氧化放热，钢液和炉渣得到有效升温，不仅满足了炼钢反应的热力学条件，而且保证了所炼钢种的出钢温度；(6)爆发性的碳氧反应会造成喷溅。指出电弧炉氧化法炼钢工艺要点。吹氧助熔的作用有哪些？电弧炉氧化法炼钢工艺要点主要有：补炉、配料和装料、熔化期、氧化期、还原期。9、碱性电弧炉氧化法炼钢熔化期、氧化期、还原期的任务是什么？熔化期：将固态炉料迅速熔化为钢液，并将钢液尽快加热到所需温度；（2）尽早造好炉渣以去除钢液中的P，并减少或防止钢液吸气和金属挥发。氧化期：（1）去除钢液中的P到规定限度；（2）去除钢液中的气体（氢和氮）；（3）去除钢液中的氧化物夹杂；（4）升高钢液温度；（4）调整钢液的碳含量。还原期：（1）去除钢液中的氧；（2）去除钢液中的硫；（3）调整钢液成分到规格范围；（4）调整钢液到出钢温度。10、熔炼过程中熔渣有什么作用?(1) 通过调整熔渣成分来控制炉骨反应进行的方向，及防止炉衬被过分侵蚀；（2）覆盖钢液，减少散热和吸收氢、氮等气体；（3）吸收钢液中的非金属夹杂物；（4）不同冶炼方法的熔渣还应有其独特作用。熔炼中熔渣来源有哪些方面？（1）金属炉料带入的氧化物；（2）加入的造渣材料；（3）炉衬侵蚀的耐火材料；（4）原材料带入的泥砂、铁锈等。11、吹氧助熔的作用有：（1）吹入氧与钢中元素氧化时放出大量热量，加热并熔化炉料；（2）切割大块炉料，使其掉入熔池增加炉料的受热面积，当炉料出现“搭桥”时，利用氧气切割，处理极为方便；（3）为炉内增加了一个活动的点热源，在一定程度上弥补了3个固定电弧热源加热不均匀的缺点。12、碱性电弧炉出钢条件有哪些？（1）化学成分应全部进入控制规格范围。（2）钢液脱氧良好，钢液圆杯试样冷凝后有收缩。脱氧不良的钢液，在样模中冷凝时会有冒涨现象。（3）炉渣为流动性良好的白渣，白渣保持时间不少于20min（要求高的钢种不少于 3040min）。（4）温度合乎要求。（5）炉子设备正常，出钢槽应平整，炉盖要吹扫干净。13、碱性电弧炉熔化期提前造渣有什么作用？造渣材料加入使炼钢进行各种反应，被加入的各种原材料和各种反应所形成的产行大多比钢液轻，浮在金属液表面，把这一层混合物称为熔渣。电弧炉熔渣作用如下：（1）能稳定电弧；（2）能覆盖钢液，防止热量损失，保持温度；（3）防止钢液吸收气体，聚集吸收废钢铁料表面带入的杂质；（4）减少元素的挥发，有利于脱除钢中的磷、硅、锰等元素，为氧化期创造条件。16、强化焦炭燃烧的途径：1、提高风速 1）提高风口进风速度；2）改变炉内气流速度：送风量相同时缩小风口；保持风焦比平衡，适当增加风量；3）采用曲线炉膛，适当缩小风口区炉膛直径（氧化带），适当扩大熔化区（还原带）炉膛直径。2、提高风温3、提高送风中氧的浓度4、适当增大焦炭块度，并增加均匀性19、孕育方法及生产孕育铸铁的条件 方法：冲入法、浮硅浮育法、硅铁棒孕育法、浇口杯孕育法、型内孕育法。 生产条件： （1）选取合适的化学成分 （2）铁液要有一定的过热度 （3）加入一定量孕育剂。20、球化处理及方法球化处理方法主要指球化剂的加入方法。球化处理方法不同，球化剂被铁液吸收率不同，球化效果就大不一样。目前常用的球化处理方法主要有冲入法、自建压力加镁法、转包法、盖包法、型内法、钟罩法、密封流动法以及型内法等。 24、电弧炉炼钢特点电弧炉主要是利用电极与炉料间放电产生电弧发出的热量来炼钢。其优点为：（1）热效率比较高，废气带走的热量相对较少，其热效率可达65以上；（2）温度高，电弧区温度高达3000以上，可快速熔化各种炉料，并使钢水加热到大于1600；同时温度容易调整和控制，可满足冶炼不同钢种的要求；（3）炉内气氛可以控制，既可造成氧化性气氛，又可造成还原性气氛，因此，具有很强的去除钢中有害杂质磷、硫的能力，同时还有很强的脱氧能力，故钢中非金属夹杂物含量相对较低，合金元素收得率也相对较高，钢的成分容易控制，适于冶炼各种合金钢及优质钢；（4）可用100的废钢进行熔炼，而且与其它炼钢法相比设备较简单，占地少，投资省，建厂快；容易控制污染。（5）电弧炉不足之处，如由于电弧的离解作用，使空气和水蒸气离解出大量氢和氮，在还原期易被钢水吸收，因此，电炉钢若不经特殊处理，其氢、氮含量一般比转炉钢高；由于电弧是点热源，炉内温度分布不均匀，熔池平静时，各部位的钢水温度相差较大，尤其大炉子更为突出。25、感应电炉熔炼的特点（1）没有碳质电极，冶炼过程中不会增碳，可以熔炼含碳很低的钢或合金。（2）没有电弧及电弧下的高温区且自身有搅拌作用，易使温度均匀，熔化快且可获得含气体较低的钢。（3）坩埚内的金属受电磁搅拌的作用，使各种反应加快，钢的成分更加均匀化。（4）调节功率比较方便简单，能准确地控制熔池所需的温度。（5）炉子尺寸较小，占地面积少，容易装置在真空下或惰性气氛中进行熔炼或浇注。（6）合金的烧损少，合金元素收得率很高。29、电弧炉脱C氧化方法吹氧脱C：速度速度快，升温快，温度高，冶炼时间短，脱P效果差，强烈沸腾，对精炼钢效果好。矿石脱C：操作方便，冶炼温度低，时间长，脱C、脱P容易配合；去P效果好。钢液和炉渣含量：吹氧法热力学、动力学条件更好。 综合法：先加矿后吹氧，即在加矿石脱P，达到进入还原期要求时，进行吹氧操作，快速脱C，去P不重可在氧化闪期就矿氧并用。31、根据冲天炉内焦炭存在的状态不同如何分区？热交换各有何特点？根据冲天炉内焦炭存在的状态不同，冲天炉内可划分为预热区、燃烧区(氧化带和还原带)和炉缸区。预热区；从加料口的下缘至底焦的顶面之间称为预热区。从金属炉料开始熔化至熔化完毕这一段称为熔化区。通常将铁料熔化完毕至第一排风口平面之间这一段炉身高度称为过热区。 炉缸区；由最下排风口中心线至炉底之间所包括的区域。1、预热区内的热交换 自冲天炉加料口下缘附近的炉料面开始，至金属料开始熔化的位置，这一段称为冲天炉的预热区。该区前热交换有以下特点：（l）炉气与金属炉料之间的热交换以对流传热为主 在正常情况下，预热区下缘炉气的最高温度约1200左右，而炉气至预热区上沿的温度仅200600。由于这一区域平均温度不高；炉气在料层内的实际流速较大，因炉气与炉料表面之间的传热方式主要是对流传热。（2）传递热量大 铸铁在熔化温度以下的平均质量热容约为670J（kg），熔化温度约为1200。设炉料的初始温度为20，则顶热区所传递的热量为；（1200-20）0.67J（kg）79 1kJ/kg。此时，由预热区传递的热量约占总热量的65左右，可见预热区内传递热量之大。（3）预热区高度变化大 预热区在炉内的延伸高度受到炉子有效高度、底焦高度、炉内料面的实际位置、炉料块度、炉内料层的下移速度、炉气分布、铁焦比等许多因素的影响。因此，即使结构和尺寸完全相同的炉子，由于澡作条件的变动，同样可以导致预热区高度的大幅度波动，从而造成熔化效果的差异。1、 熔化区内的热交换1）传热以对流传热为主 熔化区内炉气与炉料之间的热交换与预热区相仿，仍以对流传热为主。在熔化区内，炉料不仅吸收209251kJ/kg的熔化潜热，而且还吸收使铁料过热所必需的热量。（2）区域呈凹形分布 冲天炉内的熔化区，由于炉气与温度分布的不均匀性，在炉内呈凹形分布。图1-9a表示因炉气沿炉膛截面分布不均匀造成熔化区呈凹形分布。图中b（竖线区）比a（横线区）下凹严重，因此熔化区的平均高度Hb比Ha低。 （3）区域高度波动大过热区内的热交换（1）铁液的受热是以铁液与焦炭表面相接触的热传导为主 。 在过热区中焦炭对铁液的传导传热约占75，焦炭对铁液的辐射传热约占18，而炉气对铁液的对流和辐射传热约占7。 （2）传热强度大 铁液在过热区内，以小铁滴或小流股穿入炽热的底焦层，停留时间一般在1030s，而温度升高则达250350以上，每千克铁液接受热量达230322kJ以上，铁料在熔化区停留时间约57min，传热量约为230kJ/kg；在预热区停留时间约30min左右，传递热量约791kJ/kg。正由于普通冲天炉过热区内传热的这一特点，所以提高铁液温度比较困难。据统计，当