冶金概论24448.doc

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1）火法冶金：在高温下矿石经熔炼与与精炼反应及熔化作业，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属的过程。整个过程可分为原料准备、冶炼和精炼三个工序。过程所需能源，主要靠燃料燃烧供给，也有依靠过程中的化学反应热来提供的。 2）湿法冶金：在常温或低于100下，用溶剂处理矿石或精炼，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其他杂质不溶解，然后再从溶液中将金属提取和分离出来的过程。由于绝大部分溶剂为水溶液，故也称为水法冶金。该方法包括浸出、分离、富集和提取等工序。 3）电冶金：利用电能提取和精炼金属的方法。包括电热冶金和电化学冶金两种。3、钢铁冶炼的任务是什么？答：把铁矿石也练成合格的钢。（脱碳 去磷和去硫 去气和去非金属杂质物 脱氧与合金化 调温 浇注）4、提取冶金学和物理冶金学 提取冶金学：是研究如何从矿石中提取金属或金属化合物的生产过程，由于该过程伴有化学反应，故又称化学冶金。 物理冶金学：是通过成形加工制备有一定性能的金属或合金材料，研究其组成、结构的内在联系，以及在各种条件下的变化规律，为有效地使用和发展特定性能的金属材料服务。5、钢与铁的区别 钢和铁最根本的区别是含碳量不同，铁中含碳量大于2，钢中含碳量小于或等于2.6.为什么要进行选矿？常用选矿方法有哪几种？简要说明 选矿是以矿石为原料经过加工处理获得精矿的过程。基本任务是分离有用矿物和脉石矿物，使有用成分尽可能富集，去除有害杂质，提高矿石品味。常用的选矿方法有重力选矿法、磁力选矿法和浮游选矿法。1）重力选矿法：简称重选，是利用不同密度或粒度的矿粒在选矿介质中具有不同沉降速度的特性，将在介质中运动的矿粒混合物进行选别，从而达到使被选矿物与脉石分离的目的。2）磁力选矿法：简称磁选法，是利用矿物和脉石的磁性差异，在不均匀的磁场中，磁性矿物被磁选机的磁极吸引，而非磁性矿物则被磁极排斥，从而达到选别的目的。3）浮游选矿法：简称浮选法，是利用矿物表面不同的亲水性，选择性地将疏水性强的矿物用泡沫浮到矿浆表面，而亲水性矿物则留在矿浆中，从而实现有用矿物与脉石的分离。7、常用对铁矿石粉造块方法有哪几种？答：常用的铁矿石造块的方法有烧结法造块和球团法造块。所得到的块矿分别为烧结矿和球团矿。8.从高炉解剖分析高炉冶炼过程大致分为几个区域？ 答：间接还原区、过渡区、直接还原区。 9、高炉冶炼有哪些主要对技术经济指标？分别是如何定义的？ 主要技术经济指标有高炉有效容积利用系数、焦比、冶炼强度、生铁成本、炉龄、生铁合格率、 1）高炉有效容积利用系数：是指1有效容积平均每昼夜生产合格生铁的折合产量。 2）焦比：是表示高炉冶炼1t生铁所消耗的干焦炭量。 3）冶炼强度：是指1高炉有效容积，在一昼夜内所能燃烧的干焦量。 4）生铁成本：单位生铁成本由原料、燃料、动力消耗费及车间经费等项组成。 5）炉龄：高炉从开炉到停炉大修之间的时间，为一代高炉的炉龄。6）生铁合格率：生铁化学成分符合规定要求的总量占生铁总产量的百分数。10、现代高炉内型由哪部分组成？画出示意图，写出各部分名称。高炉内型由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五段组成。11、炼钢的基本任务是什么？脱碳：在高温熔融状态下进行氧化冶炼，把生铁中的碳氧化降低到所炼钢号规格范围内。去磷和去硫：把生铁中的有害杂质磷和硫降低到所炼钢号规格范围内。去气和去非金属杂质物：把熔炼过程中进入钢液中的有害气体及非金属夹杂物排除掉。 脱氧与合金化：把熔炼过程中生成的对钢质有害的过量的氧从钢液中排除；同时加入合金元素，将钢液中的各种合金元素的含量调整到所炼钢号规格范围内。 调温：按照熔融工艺要求的需要，适时的提高和调整钢液温度出钢温度。 浇注：把熔炼好的合格钢液浇注成一定尺寸和形状的钢锭或连铸坯，以便下一步轧制成钢材，包括钢锭或连续铸钢。12、 炼钢过程的主要反应有哪些？1） 氧化 2Fe+O2=2FO；C+FO=CO+Fe2） 造渣 氧化生成的二氧化硅等和铁水中硫、磷等杂质与造渣材料作用生成炉渣。3） 脱氧 用硅、锰铁或铝等脱氧剂来还原钢水中少量氧化亚铁2FeO+Si=2Fe+SiO2（1） 焦炭与空气中氧气反应C+O2点燃CO2-供热，C+CO2高温2CO-还原剂生成。（2） CO做还原剂与铁矿石中的氧化铁发生氧化还原反应。Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2（3） 石灰石用作除胶石 CaCO3高温CaO+CO2，CaO+SiO2高温CaSiO3-造渣14、硫和磷对钢的性能有什么影响？ 1）含硫熔体在凝固过程中，硫在液体中逐渐浓聚，最后以Fe-FeS或FeO-FeS的共晶形式凝固在晶粒的边界上，破坏了金属的完整性，降低钢的塑性。 2）在铸造时，硫会降低生铁的流动性，并阻止碳化铁分解，使铸件产生气孔和难于车削。 3）硫会显著地降低钢的焊接性、抗腐蚀性和耐磨性。 4）磷化物是脆性物质，会降低钢在低温下的冲击韧性，使钢产生“冷脆”。 5）磷高时还使钢的焊接性、冷弯性能和塑性降低。15、连续铸钢与模铸相比有什么优越性？ （1）、连铸既可节省模铸法的一整套设备、初轧机和均热炉，又可节约大量耐火材料、燃料、动力和人力。 （2）、连铸坯的切头率比钢锭少得多，可提高成材率1015. （3）、可以简化车间布置，改善操作条件和生产环境，提高劳动生产率，为实现炼钢和轧钢生产自动化、连续化创造条件。 （4）、连铸坯组织致密，杂质少，质量好。16、连铸机有哪几种类型？以弧形连铸机为例，说明连铸机的主要组成部分及各自作用。1）连铸机有：立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、水平连铸机2）浇注设备：把钢水注入结晶器，减小钢水注入时的冲击力，并分离杂质和金属夹杂物。结晶器：规定铸坯形状，强制钢液迅速冷却，保证形成足够强度和厚度均均匀的坯壳。二次冷却装置：使铸坯继续凝固。拉坯矫直装置：（拉辊）控制引锭杆和铸坯的运动及速度，并支持铸坯自量。（矫直棍）对铸坯进行表面平整矫直。切割装置：切割铸坯使其成型。运输辊道：用于钢液及铸坯的运输。17、轧钢生产工艺过程中，原料加热的目的是什么？1)提高铸坯的塑性，降低硬度和变形抗力，减少动力能量消耗，延长轧辊的使用寿命，提高钢锭、钢坯成材率降低成本。2)使铸坯内外温度均匀。3）改善钢的组织结构和性能，使轧制后的钢材有较好的力学性能和形状尺寸。18、一个现代化钢铁联合企业有哪些主要的工序和辅助工序？用框图画出钢铁联合企业生产工艺流程。原料系统：铁矿选矿烧结、球团并焦化冶炼系统：炼铁（高炉）铁水预处理炼钢（转炉）炉外精练连铸（模铸）产品系统：初轧无缝、轨梁、线材、薄板。19、简述钢铁工业环境污染的主要有哪些？如何改进钢铁的生产环境？答:钢铁工业环境污染的主要有废水污染、空气污染、钢铁渣污染、噪音。钢铁工业用水一部分可以重复使用，或者经过处理后使用，目前已经开始大量钢铁渣作为生产水泥的原料。20、钢铁生产用的能源有哪些？我国钢铁工业能源及能耗的特点是什么？分析节能途径。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)我国钢铁工业能源及能耗特点是我国钢铁工业能源消耗以煤为主，电力及重油也占一定比例，天然气用量很少。3)我国钢铁工业能源消耗中，钢铁冶炼是耗能最高的工序，主要在炼铁系统，焦化、烧结、球团、炼铁是主要的耗能工序。节能途径：1)改进生产工艺，降低各个生产环节的能耗 2)节约各种原材料消耗：生产这些原材料需要消耗大量能源。3)回收各工序损失的能量，利用余热资源。4）降低能量散失，减少生产工序。5）加强企业能源管理，提高操作技术。21、连铸中间包的作用？答:介于大包和结晶器之间，接受来自大包的钢水，并向结晶器分流，起到减压、稳流、除渣、储钢分流、均匀温度和成分的作用22、从连铸坯热送热装和直接轧制工艺的发展来看，该工艺分为哪几个阶段？各个阶段的主要特征是什么？I 连铸坯冷装炉加热后轧制 CC-CCR 室温II连铸坯热装轧制 CC-HCR 400-A1 热坯经保温缓冲装均热炉加热后轧制 60年代III连铸坯直接热装轧制 CC-DHCR A1-A3热坯直接装均热炉加热后轧制70年代IV连铸坯热装直接轧制CC-HDRA3-1100输送过程中补热和均热后直接轧制80年代V连铸坯直接轧制 CC-DR 1100 输送过程中边角补热和均热后直接轧制90年代23、实现连铸坯热送热装的支撑技术有哪些？1)无缺陷连铸坯生产技术 2)高温连铸坯生产技术 3)过程保温及补热均热技术 4)适应不同铸坯热履历的轧制技术 5)炼钢-轧钢-一体化生产管理技术24、简述连铸坯输送过程的保温和补热技术。（1）板坯连铸机内的保温（2）切割时的保温与边角加热（3）输送辊道保温与边棱加热（4）火车运输保温（5）轧制前的铸坯边棱加热（6）铸坯掉头轧制(7)热带卷箱以及冷却水挡水板改进等技术。25、简述连铸坯热送热装的意义。 节约能源消耗 缩短生产周期 降低氧化铁皮损耗 改进产品质量，提高金属收得率 降低生产成本28、铁矿粉造块的意义和方法有哪些？1）意义：通过造块可以有效地利用铁矿资源；通过造块，高炉使用烧结矿和球团矿可提高生铁质量；通过造块，高炉使用烧结矿和球团矿有利于高炉强化冶炼，提高产量，降低焦比。2）铁矿粉造块的方法种类很多，应用最广泛的是烧结法造块和球团法造块。30、高炉用燃料主要有哪些？答：高炉用燃料主要有木炭、无烟煤、焦炭、重油、煤粉或天然气31、焦炭在高炉冶炼中起什么作用？答：(1)作燃料（发热剂）。燃烧后发热，产生冶炼所需热量。(2)作还原剂。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)作料柱骨架。高炉内是充满炉料和熔融渣、铁的一个料柱，焦炭约占料柱体积的1/31/2，对料柱透气性具有决定性的影响。（4）作渗碳剂：焦炭中的碳渗入金属铁中，可降低铁的熔点，保证生铁在高炉中的熔化。32、常用的高炉喷吹燃料有哪些？答：气体：天然气、焦炉煤气；液：重油，有时还有柴油、焦油；固：无烟粉煤33、什么是直接还原和间接还原？比较他们的特点。直接还原反应：高温区所进行的还原反应，即固体C还原铁氧化物的反应。间接还原反应：低、中温区所进行的还原反应，即CO和H2还原铁氧化物的反应。直接还原一般在大于1100的区域进行，间接还原一般在800-1100的区域内进行。直接还原是吸热很大的反应，间接还原大部分是放热反应。35、什么是直接还原度？答：铁矿石在高炉内全部以间接还原的形式还原至FeO，从FeO以直接还原的形式还原的铁量w（Fe）d与被还原的总铁量w（Fe）生铁之比，称为铁的直接还原度。36、炼钢炉渣的来源及主要组成是什么？答：矿石中的脉石、溶剂中的各种氧化物和燃料中的灰分等熔化后组成炉渣，其主要成分为CaO、 SiO2、MgO、Al2O3及少量的MnO、FeO、S等。38、炼钢用的主要金属料和非金属料有哪些？金属料：铁水、废钢、合金钢非金属料：造渣剂（石灰、萤石、铁矿石）、冷却剂（废钢、铁矿石、氧化铁、烧结矿、球团矿）、增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重油）40、高炉冶炼产品和副产品有哪些？高炉冶炼的主要产品有生铁，副产品有炉渣、煤气、和炉尘（瓦斯灰）。户浚尿梯桃寓正成誉枉坪樱靴柱皖执柞敬淬尾饲铬宛酪哑粒郁发访诽蚤泽沏炳沈讲拐汞猖件缮忱盔吉卫版幕击每剑腥札哺峡胜殖泊淹酥密盔辜沿竖壕舒驶洞奴寒叠铃绢示另棍砚婶汾低秋擦慷烹避罩涣门眯寓月乃虫欲苫镑阻凭诈蒋霍豁舆认父泪爽频劫惠阶剁娶窍媳疗堕亭翅魄辞湍涌柜郝拙秀秀鸵夫超胎小砒垦递彬坯验壹襄谷帆撬闸颊勉件蒜企辖骆咐践饿饮术猜壹砚困茁缸悼庞巩服孟貉否休护盗再甥雌洋洛缉泡俘枯隋无孔疵除雨销跪试俗李痪砰钒滓曙馆厩聘抚诣捡纵彰肄洲豁格了篡岿坑讥暖穷簧节踢纳简秧豢洽派佬脂底树胯批店韦驹坚痴健捣献搔纸莫桐寻昏枕荤用艇惫郑