钢铁冶金习题集(4)

2019-04-01 19:14

22、磷是生铁的有害元素,因此在高炉炼铁过程中要选择合理的操作制度以降低生铁含磷量。 答案:错

23、提高炉渣碱度,较低炉温及适当增加渣量有利于排碱。 答案:错

24、高炉内直接还原反应是借助碳素溶解损失反应与间接还原反应叠加而实现的。 答案:对

25、当温度高于810℃时,CO+H2O=CO2+H2向右进行,只有此温度区域H2的利用率高于CO的利用率。 答案:错

26、从热力学角度分析,煤气中CO在上升过程中,当温度降低400~600℃时可发生2CO=CO2+C反应。 答案:对

27、高炉内的析碳反应可以破坏炉衬,碎化炉料、产生粉末,但对冶炼影响不大。 答案:对

28、炉料的粒度影响矿石的还原速度。 答案:对

29、H2比CO的扩散能力强。 答案:对

30、FeO能降低炉渣粘度。 答案:对

31、正常操作的高炉,炉缸边缘到中心的压力是逐渐降低的。若炉缸料柱透气性好,则中心的压力较高;反之,中心压力低。 答案:对

32、因为MgO的脱硫能力要高于CaO,所以炉渣MgO含量增加可以改善生铁质量。 答案:错

33、理论燃烧温度高的高炉炉缸温度也高。 答案:错

34、炉渣中出现高FeO往往是炉温不足,还原不充分造成的,此时渣温很低,FeO也改善不了炉渣的流动性。 答案:对

35、入炉原料中的K、Na元素大部分随煤气排出炉外,只有少部分是通过炉渣排出的。 答案:错 填空题

1、 调剂煤气初始分布重点是,手段是。答案:鼓风动能 风口直径

2、 高炉内煤气的分布有次。答案:三

3、 改善煤气化学能利用的关键是提高和。答案:CO利用率 H2利用率 4、 在1000℃以上时,水煤气反应是。答案:H2O+C焦=CO+H2 5、 在500~1000℃时,水煤气反应是。答案:2H2O+C焦=CO2+2H2 6、 炉料中的水分为和。答案:吸附水 化合水

7、 倒V形软熔带的特点是中心温度,边缘温度,煤气利用。答案:高 低 好 8、 高炉内炉料的运动是,煤气的运动是。答案:自上而下 自下而上

9、 高炉冶炼过程大致可分为、、、和五带。答案:块状 软熔 滴落 焦炭回旋区 炉缸区 10、 炉渣应具有足够的,以保证生铁的质量。答案:脱硫能力

11、 下部调剂的目的是保持风口适宜的和理论燃烧温度,使气流合理、温度均匀、热量充沛稳定、炉缸活跃。答案:燃烧带

12、 渣铁间的脱硫反应式为。答案:[FeS]+(CaO)+C=(CaS)+[Fe]+CO↑ 13、 高炉炉料下降的力学表达式为。答案:P=Q炉料-P墙摩-P料擦-ΔP

14、 风口燃烧带的尺寸可按CO2消失的位置确定,实践中常以CO2降到的位置定为燃烧带的界限。答案:1~2%

15、 高炉实际操作中通常以来表示煤气利用率。答案:CO2含量

16、 影响风口理论燃烧温度的因素有、和。答案:风温 富氧程度 燃料喷吹量 17、 炉渣粘度是指液态炉渣两个速度不同的相邻液层间的系数。答案:内摩擦

18、 铁的渗碳是指碳溶解在固态或液态铁中的过程,高炉内、、里的碳素均能参加渗碳反应。答案:CO 焦炭 未然煤粉

19、 对均相的液态炉渣来说,决定其粘度的主要因素是及。答案:成分 温度 20、 金属氧化物的还原反应用通式表示为。答案:MeO+B=BO+Me 21、 高炉渣按其成渣过程有、、之分。答案:初渣 中间渣 终渣 22、 炉渣的稳定性包括和。答案:热稳定性 化学稳定性

23、 高炉内的一些化合物及单质元素在高炉下部还原后气化,随煤气上升到高炉下部又冷凝,然后再随炉料下降到高温区又气化形成循环的过程称为过程。答案:循环富集 24、 高炉炼铁是用在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。答案:还原剂 25、是炉内热量传递的唯一介质。答案:煤气

26、 相对而言的软融带对炉墙的侵蚀最严重。答案:V型

27、 炉渣中含有一定数量的MgO,能提高炉渣和。答案:流动性 脱硫能力

28、 在Mn的还原过程中,是其还原的首要条件,是一个重要条件。答案:高温 高碱度 29、 高炉炼铁中,硅的还原途径包括:和两种。答案:气相还原 渣相还原

30、 高炉冶炼中,在810℃时,H2的还原能力CO的还原能力,在810℃时以上时,H2的还原能力CO的还原能力,在810℃时以下时,H2的还原能力CO的还原能力。答案:等于 高于 低于

31、 在高炉生产中可作为还原剂的物质是,和。答案:CO H2 C

32、 高炉内CO不能全部转变成CO2的原因是因为铁氧化物的需要过量的CO与生成物平衡。答案:间接还原

33、 高炉炼铁的还原剂主要有三种,即、和。答案:碳 一氧化碳 氢 34、 H2的还原能力在高于大于CO 的还原能力。答案:810℃

35、 按温度区划分,为间接还原区,为直接还原区,为两种还原共存区。答案:≤800℃ ≥1000℃ 800~1000℃ 名词 36、短渣

答:生成中取样的渣滴不能拉成长丝,且渣样断面呈石头状的渣 37、长渣

答:生成中取样的渣滴能拉成长丝,且渣样断面呈玻璃状的渣。 38、直接还原反应

答:高温区所进行的还原反应——还原剂为固体C,还原产物为CO。 39、间接还原反应

答:低、中温区所进行的还原反应—还原剂为气体CO和H2,还原产物为CO2和H2O。 40、熔化温度

:答:是指熔渣完全熔化为液相时的温度,或液态炉渣冷却时开始析出固相的温度。 41、理论燃烧温度

答:就是在与周围环境绝热(无热损失)的条件下,所有由燃料和鼓风带入的显热(物理热)及其碳素燃烧放出的化学热,全部传给燃烧产物—炉缸煤气,这时煤气达到的温度称为理论燃烧温度。 42、熔化性温度

:答:炉渣从不能自由流动转变为能自由流动时的温度。 43、炉料透气性指数

:答:煤气通过料柱时,单位压差允许通过的煤气量 44、硫负荷

:答:冶炼每吨生铁时,由炉料带入的总硫量。 45、高炉炉渣的熔化性

答:熔化性是指炉渣熔化的难易程度,可用熔化温度和熔化性温度两个指标来衡量。熔化温度是炉渣固液相间的转化终了温度。 46、水当量

答:所谓水当量就是指单位时间内通过高炉某一截面的炉料或煤气其温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量,即单位时间内使煤气或炉料改变1℃所产生的热量变化。 47、铁的直接还原度

答:FeO中以直接还原的方式还原出来的铁量与铁氧化物中还原出来的总铁量值比成为直接还原度。查看点评 简答题

48、简述加速铁矿石还原的条件?

:答:影响矿石还原速度主要取决于矿石的特性和煤气流的条件。改善矿石性质:①提高矿石孔隙度②减小矿石粒度③改善矿石矿物组成,减少难还原类矿物。控制气流条件:①适宜的煤气温度②适宜的煤气流速③提高煤气压力④提高CO和H2的浓度。 49、什么是粘度?影响炉渣粘度的因素有哪些?

:答:(1)粘度是指流动速度不同的两层液体之间的内摩擦系数。(2)影响炉渣粘度的主要因素是温度,此外炉渣的粘度还受化学成分的影响,其中包括炉渣碱度、MgO、Al2O3、FeO、MnO、CaS、CaF2、TiO2的影响。 50、炉渣在高炉冶炼中的作用

答:高炉炉渣作用:(1)炉渣具有熔点低,密度小和不熔与生铁的特点,能使渣铁分离;(2)脱硫,促进或抑制部分杂质元素还原:(3)炉渣的形成造成了高炉内的软溶带及滴落带,利于煤气流分布和炉料下降;(4)保护炉衬;

51、写出铁氧化物在不同温度下间接还原的化学方程式,并用+Q、--Q注明是吸热还是放热反应。

答:高于570℃时:

3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+QFe3O4+CO=3FeO+CO2-QFeO+CO=3Fe+CO2+Q低于570℃时:3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+QFe3O4+4CO=3Fe+4CO2+Q 52、简要说明造渣的作用?

答:(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;(3)可调整铁水成分;(4)确保高炉顺行;(5)保护炉衬,在特定情况下也可起到清理炉衬的作用。

53、降低生铁含[S]量的途径有哪些?

:答:(1)有足够的自由CaO,这就要求适当地提高炉渣碱度。(2)因脱硫反应是吸热,所以要有足够的热量,促进反应进行。(3)生成的CaO能很快地脱离反应接触面,这要求炉渣的粘度要低,以利于扩散。 54、炉料下降的空间条件是如何形成的?

:答:①焦炭燃烧,为炉料下降提供了35%~40%的左右空间; ②碳的直接还原,生成了CO气体,提高了约15%的空间; ③矿石在下降过程中重新排列、压紧并熔化为液相,体积缩小,提供了30%的空间; ④炉缸放出渣、铁,提高了20%的空间。 55、风口前理论燃烧温度与炉缸温度有什么区别,那些因素影响理论燃烧温度?

答:理论燃烧温度指的是煤气的原始温度,而炉缸温度指的是炉渣和铁水的温度。影响理论燃烧温度的因素有:①风温↑,T理↑;②富氧↑,T理↑;③燃料喷吹量↑,T理↓ 56、降低焦比的途径有哪些?

答:①降低热量消耗Q。 ②降低直接还原度。 ③提高风温,即增加非焦炭的热量吸入。 ④喷吹燃料,即增加非焦炭的碳量吸入。

57、石灰石分解对高炉冶炼有何影响?如何消除石灰石不良的影响?

答:影响:(1)耗热;(2)耗碳;(3)降低高炉还原气氛。措施:(1)采用熟料(烧结矿或球团矿),不加或少加石灰;(2)减小石灰石粒度;(3)用生石灰代替石灰石。 58、风口前碳的燃烧在高炉过程中所起的作用是什么?

答:(1)燃料燃烧放热,为高炉冶炼提高了所需的热能和化学能;(2)燃料燃烧为高炉炉料下降提供了空间;(3)燃料燃烧使炉缸完成了生铁和炉渣的最终形成。 论述题

59、论述铁氧化物还原的特点以及铁氧化物的还原顺序?分析直接还原与间接还原的特点?分别写出用CO和H2还原铁氧化物的还原反应?

(1)大多数金属是从化合物中提取的,而Fe的还原是用还原剂夺取矿石中与金属铁结合的氧,从而提取金属铁。(1分)(2)铁氧化物还原的顺序(2分) t>570℃,Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe t<570℃,Fe2O3→Fe3O4→Fe,FeO不存在。(3)直接还原:用C还原,生成CO,高温、吸热,决定于碳的气化反应,1100℃左右。(2分)间接还原:用CO或H2还原,生成CO2,低温、放热(H2吸热),决定于矿石的还原性能。(2分)(4)用CO还原铁氧化物(间接还原) T<570℃:(2分) a.Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2+b.Fe3O4+CO→Fe+CO2+ T>570℃:(2分)

a.Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2+b.Fe3O4+CO→FeO+CO2- c.FeO+CO→Fe+CO2+ 用H2还原铁的氧化物(间接还原) T<570℃:(2分)

a′Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O+b′Fe3O4+H2→Fe+H2O- T>570℃:(2分) a′Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O+b′Fe3O4+H2→FeO+H2O- c′FeO+H2→Fe+H2O-

60、熔化温度与熔化性温度的异同以及对冶金过程的意义?是否熔化温度越低越好,为什么?

:答:①二者相同点:表示炉渣熔化的难易程度;不同点:定义不同; ②意义:只用熔化性温度对高炉冶炼有实际意义; ③熔化温度不是越低越好,熔化温度过高,炉料难熔,炉衬难行,渣铁难分离;熔化温度过低,不能维持炉缸渣铁有足够高的温度。

61、什么叫鼓风动能?它对高炉冶炼有什么影响?影响鼓风动能的因素?如何调剂合适的鼓风动能?

答:鼓风动能是指鼓风克服风口区的各种阻力向炉缸中心穿透的能力。对高炉冶炼的影响: E太大时:①导致中心气流过剩,边缘气流不足,煤气流失常; ②风口出来的风下旋,卷起渣铁,烧坏风口。 E太小时:①边缘煤气过剩,冲涮炉墙;②炉缸中心呆滞,不活跃。影响因素:①风量↑,E↑;②风温↑,E↑;③风压↑,E↓,④风口截面积↑,E↓。调剂合适的鼓风动能:①冶炼强度I↑,E↓;冶炼强度I↓,E↑; ②原料条件好,E↑;原料条件差,E↓;③风压P↑,E↑;风压P↓,E↓;④喷吹燃料↑,E↓;⑤富氧↑,E↑;⑥炉容↑,E↑。 62、什么叫水当量?沿高炉高度方向水当量的变化特征?

:答:水当量:单位时间内使煤气或炉料改变1℃所产生的热量变化。水当量变化特征:①上部热交换区:W料W气,碳酸盐的激烈分解,直接还原反应激烈进行以及熔化造渣,消耗大量热量。


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