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1、1. 写出有石灰参与的氧化性脱磷反应的分子式或离子式，并讨论影响脱磷的因素。答：用碱性炉渣进行脱磷的反应为： 在渣-金界面 3（CaO）+2P+5O=（ 3CaOP2O5） Go=-1487150+636.40T J/mol 3（CaO ）+2P+5（FeO ）=（3CaOP2O5）+5Fe Go=-882150+374.40T J/mol 在渣-金-气界面 3（CaO）+2P+5/2O2=（3CaOP2O5） Go=-2069940+620.94T J/mol 提高炉渣脱 P 能力的措施： 1） 温度：脱磷反应是一个较强的放热反应。低温有利脱磷。 2） 合适炉渣的碱度：一般炼钢炉渣的终渣碱度
2、控制在2.53.5 为宜 3） 炉渣氧化性：提高炉渣氧化性，即增加炉渣中 FeO 的活度，可以提高磷的分配系数， 从而提高脱磷效果。但是，炉渣中的 FeO对脱磷有双重影响，当(%FeO)=12%18%时，炉渣的脱磷能力最强。 4） 金属液成分：铁液中 CSiONS 的存在，可使 fP 增加。但有的元素氧化产物 对炉渣的物理化学性质产生影响。如Si虽然能增加 fP，但其氧化产物(SiO2)影响到炉渣碱度，反而不利于脱磷。 Mn对 fP 影响不大，但其氧化产物(MnO)有助于石灰溶解，帮助化渣，从而促进脱磷。 5） 通过增加造渣量：增加渣量可以降低钢水中的磷含量，从而提高脱磷效果2. 传统的氧化法
3、电炉炼钢冶炼工艺操作过程包括哪几个阶段，其中哪三个阶段为老三期，老三期每个期的任务是什么？答：传统的氧化法冶炼工艺操作过程包括：补炉、装料、熔化、氧化、还原与出钢六个阶段组成。主要由熔化期、氧化期、还原期三期组成，俗称老三期。 熔化期的主要任务：将块状的固体炉料快速熔化、并加热到氧化温度；提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。 氧化期的主要任务：造渣脱磷到要求；脱碳至规格下限；去气、去夹杂；提高钢液温度。 还原期的主要任务：脱氧至要求；脱硫至一定值；调整钢液成分，进行合金化；调整钢液温度。3. 以高炉为中心，图示出高炉炼铁生产中的原料及其来源和各产品的去向。4. 为什么要选矿？选矿生产工艺过
4、程分为几个阶段？各起什么作用？选矿方法有哪些？如何选用？衡量选矿效果有哪些技术经济指标？5. 炼钢脱氧的方法有哪几种，它们有什么特点？答：根据脱氧反应发生的地点不同，脱氧方法分为沉淀脱氧扩散脱氧和真空脱氧。 沉淀脱氧：又叫直接脱氧。把块状脱氧剂加入到钢液中，脱氧元素在钢液内部与钢中氧直接反应，生成的脱氧产物上浮进入渣中的脱氧方法称为沉淀脱氧。特点：脱氧反应在钢液内部进行，脱氧速度快。但生成的脱氧产物有可能难以完全上浮而成为钢中非金属夹杂。 扩散脱氧：又叫间接脱氧。它是将粉状的脱氧剂加到炉渣中，降低炉渣中的氧含量，使钢液中的氧向炉渣中扩散，从而达到降低钢液中氧含量的一种脱氧方法。特点：由于脱氧反
5、应在渣中进行，钢液中的氧需要向渣中转移，故脱氧速度慢，脱氧时间长。但脱氧产物在渣相内形成，不在钢中生成非金属夹杂物。 真空脱氧是利用降低系统的压力来降低钢液中氧含量的脱氧方法。它只适用于脱氧产物为气体的脱氧反应如C-O反应。特点：脱氧产物为气体，易于排除，不会对钢造成非金属夹杂的污染，故这种脱氧方法的钢液洁净度高。但需要有专门的真空设备。6. 风口前燃料燃烧有何重要的意义？高炉内燃烧反应的特点是什么？写出风口前焦炭燃烧的化学反应式。什么是回旋区和燃烧带？（2）风口前焦碳燃烧的作用：为高炉冶炼过程提供主要热源；为还原反应提供 CO、H2 等还原剂；为炉料下降提供必要的空间。 回旋区：风口前产生焦
6、炭和煤气流回旋运动的区域称为回旋区。 回旋区和中间层组成焦炭在炉缸内进行燃烧反应的区域称为燃烧带。7. 高炉造渣的作用是什么？写出有炉渣脱硫反应的化学方程式（分子式或离子式） ，并讨论影响脱硫的因素。答：（1）高炉炉渣的作用有： 1)、分离渣铁，具有良好的流动性，能顺利排出炉外。 2)、具有足够的脱硫能力，尽可能降低生铁含硫量，保证冶炼出合格的生铁。 3)、具有调整生铁成分，保证生铁质量的作用。 4)、保护炉衬，具有较高熔点的炉渣，易附着于炉衬上，形成“渣皮” ，保护炉衬，维持生产。 （2）炉渣脱硫反应为：FeS+ (CaO)+C=(CaS)+Fe+CO+141055kJ （3）提高炉渣脱硫能
7、力的措施： 1） 提高炉渣碱度，即增加渣中 CaO 量有利于脱硫，当碱度超过一定水平时，脱硫能力下降。 2）提高温度：脱硫反应是吸热反应，高温有利于脱硫；高温能降低炉渣粘度，有利于扩散过程进行，加速 FeO 的还原，提高脱硫速度 3） 低FeO：可使铁中FeS易转入渣中，高炉是强还原气氛，且铁水中 C、 Si 高，有利于脱 硫。 4） 合适的 MgO、MnO 含量： MgO 是近似于 CaO 的碱性氧化物，渣中 MgO 含量增加，有 利于下列脱硫反应进行。8. 氧对钢材质量有什么影响？请说出常用的脱氧方法有哪些？答：（1）氧对钢材性能的影响 1）在室温下，钢中氧含量的增加使钢的延伸率显著降低。
8、 2）在较低温度和氧含量极低时，钢的强度和塑性均随氧含量的增加而急剧降低。 3）随氧含量的增加，钢的抗冲击性能下降，脆性转变温度很快升高。 4）氧在钢中与其它元素形成氧化物夹杂，对钢的塑性、韧性和疲劳强度均有不利的影响。 5）当 FeO 与其它夹杂形成低熔点的复合化合物而聚集在晶界上时，也可能造成钢的热脆。 （2）脱氧的方法有： l) 沉淀脱氧又叫直接脱氧。把块状脱氧剂加入到钢液中，脱氧元素在钢液内部与钢中氧直接反应，生成的脱氧产物上浮进入渣中的脱氧方法称为沉淀脱氧。 2) 扩散脱氧：又叫间接脱氧。它是将粉状的脱氧剂如 C 粉Fe-Si 粉CaSi 粉Al 粉加到炉渣中，降低炉渣中的氧含量，使
9、钢液中的氧向炉渣中扩散，从而达到降低钢液中氧含量的一种脱氧方法。3) 真空脱氧：是利用降低系统的压力来降低钢液中氧含量的脱氧方法。它只适用于脱氧产物为气体的脱氧反应如C-O反应。9. 转炉炼钢的基本任务是什么？其中影响钢液脱碳的因素有哪些？答：（1）炼钢的基本任务 1）脱碳：把铁水中的碳氧化脱除到所炼钢种的范围内。 2）脱磷脱硫：通过造出成分合适的炉渣，去除铁水中的磷、硫。 3）脱氧和合金化：加入脱氧剂和铁合金，降低钢液中的氧和使钢液达到钢种要求的合金成分。 4）脱气（氢、氮）和脱夹杂物：把溶解在钢液中的气体和来不及上浮排除的非金属夹杂物，通过一定的方法去除。4） 升温：把冶炼过程的金属液温度
10、升高至出钢温度。 5） 浇注：将成分和温度合格的钢水浇注成坯 （2）其中影响钢液脱碳的因素有： 1）温度：C 的直接氧化反应是放热反应，而C的间接氧化反应是吸热反应。故在炼钢中进行脱碳操作时，根据采用的不同的氧化剂，对温度有不同的要求。 2）气相中 CO 的分压 pCO：由于C氧化的产物为 CO 气体，故降低气相中 CO 的分压 pCO，可以使C进一步氧化，有利于降低铁液中的碳含量。 3） 炉渣的氧化性：强的氧化性可以给脱碳反应提供氧源，有利于脱碳反应的进行，降低C 含量。10. 电弧炉炼钢的操作方法有哪两类？炉外精炼的基本手段有哪些，其作用是什么？答：（1）电炉炼钢的操作方法有： 1）双渣还
11、原法又称返回吹氧法，它的特点是冶炼过程中有较短的氧化期（10min） ，造氧化渣，又造还原渣，能吹氧去碳、去气、去夹杂。但由于该种方法去磷较难，故要求炉料应由含低磷的返回废钢组成。 2）双渣氧化法又称氧化法，它的特点是冶炼过程有氧化期，能去碳、去磷、去气和去夹杂等。对炉料无特殊要求，冶炼过程有氧化期，又有还原期，有利钢质量的提高。目前，几乎所有的钢种都可以用氧化法冶炼，以下主要介绍氧化法冶炼工艺。 （2）炉外精炼的手段有如下几个： 1）搅拌。对反应容器中的钢液进行搅拌，是炉外精炼的最基本、最重要的手段。它采取某种措施给钢液提供动能，促使钢液在精炼反应器中对流运动。钢液搅拌可改善冶金反应动力学条
12、件，强化反应体系的传质和传热，加速冶金反应，均匀钢液成分和温度，有利于夹杂物聚合长大和上浮排除。 2）真空。当冶金反应生成物为气体时，通过减小反应体系的压力即抽真空，可以使反应的平衡向着生成气态物质的方向移动。因此，在真空下，钢液将进一步脱气、脱碳及脱氧。采用专门的真空装置，将钢液置于真空环境中精炼，可以降低钢中气体、碳及氧含量。常用的真空装置主要有 VD 、RH 等。 3）添加精炼剂。将精炼剂加入钢液中，可起到脱硫、脱氧，去除夹杂物，夹杂物变性处理以及合金成分调整的作用。炉外精炼中钢液的精炼剂一类为以钙的化合物（CaO 或 CaC2）为基的粉剂或合成渣，另一类为合金元素如 Ca、Mg、Al、Si 及稀土元素等。 4）加热。钢液在进行炉外精炼时，由于有热量损失，造成温度下降。若炉外精炼方法具有加热升温功能，可避免高温出钢和保证钢液正常浇注，增加炉外精炼工艺的灵活性，精炼剂用量，钢液处理最终温度和处理时间均可自由选择，以获得最佳的精炼效果。11. 什么是冶金？冶金的方法及其特点是什么？12. 铁矿石入炉前需要进行哪些准备工作？烧结矿是如何形成的？13. 高炉冶炼过程分为几个区域？高炉内燃烧反应有什么特点？什么是回旋区和燃烧带？
