(冶金行业)冶金概论复习题及答案

（冶金行业）冶金概论复习

题及答案

金属是如何分类的？黑色金属宝库哪些？

答：有色金属和黑色金属俩类。黑色金属包括：铁、铬、锰。

1.简述各种冶金方法及其特点？

答：（1）火法冶金。它是指在高温下矿石经熔炼和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供给，也有依靠过程中的化学反应热来提供的。

（2）湿法冶金。它是在常温或低于100℃下，用溶剂处理矿石或精矿，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，故也称水法冶金。该方法包括浸出、分离、富集和提取等工序。

2.钢铁冶炼的任务是什么？

答：在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料，用不同方法炼成合格的钢，再铸成钢锭或连铸坯。

3.提取冶金学和物理冶金学？

答：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壹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。它包括金属学、粉末冶金、金属铸造、金

属压力加工等。

（3）电冶金:它是利用电能提取和精炼金属的方法。按电能形式可分为俩类：

1)电热冶金：利用电能转变成热能，在高温下提炼金属，本质上和火法冶金相同。

2）电化学冶金：用化学反应使金属从含金属的盐类的水溶剂或熔体中析出，前者成为溶液电解，如铜的电解冶炼，可归入湿法冶金；后者称为熔盐电解，

如电解铝，可列入火法冶金。

4.钢铁和的区别

答：钢和铁最根本的区别是含碳量不同。生铁中含碳量大于2%，钢中含碳量小于2%。钢的综合性能，特别是机械性能（抗拉强度、韧性、塑形）比生铁好得多，因而用途也比生铁广泛的多。

5.为什么要进行选矿？常用对选矿方法有哪几种？

答：选矿的目的主要是为了提高矿石品位；

常用的方法有:重力选矿法、磁力选矿法、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

被选矿物和脉石分离的目的。

（2）磁力选矿法：简称磁选法。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，而非磁性物质则被磁极排斥，

从而达到选别的目的。

（3）浮游选矿法：简称浮选法。浮选法是利用矿物表面不同亲水性，选择性地讲疏水性

强的矿物质泡沫浮到矿浆表面，而亲水性矿物则留在矿浆中，从而

实现有用矿物和脉石的分离。

6.常用对铁矿粉造块方法有哪几种？

答：烧结法造块和球团法造块。

【粉矿造块的作用主要有：（1）通过造块能够有效地利用铁矿资源；（2）通过造块，高炉使用烧结矿和球团矿可提高生铁质量；（3）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。】

7.从高炉解剖分析高炉冶炼过程大致分为几个区域？

答：固体炉料区、软熔带、滴落带、焦炭回旋区、渣铁聚集区。

8.高炉冶炼有哪些主要技术经济指标？分别是如何定义的？

答：

9.现代高炉内型有哪几部分组成？画出示意图，写出各部分名称。

答：炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五部分

10.高炉冶炼的主要技术经济指标？（高炉有效容积利用系数、冶炼强度、入炉焦比和综合

焦比）

答：

11.某高炉容积，年产量100万吨炼钢生铁，消耗60万吨焦炭，每吨生铁喷吹煤粉150Kg，

计算高炉的有效容积利用系数、焦比、燃料比及冶炼强度各为多少？

答：

12.高炉冶炼产品和副产品有哪些？

答：高炉炼铁生产的主要产品是生铁，副产品是炉渣、煤气和炉尘（瓦斯灰）

13.我国铁矿石资源有什么特点？高炉冶炼常用铁矿石有哪几种？各自的主要成分和特点

是什么？

答：（1）中国铁矿资源有俩个特点：壹是贫矿多，贫矿出储量占总储量的80%；二是多元素共生的复合矿石较多。此外矿体复杂；有些贫铁矿床上部为赤铁矿，下部为磁铁矿。

（2）工业用铁矿石是以其中含铁量占全铁85%之上的该种含铁矿物来命名的。含铁矿物分为氧化铁矿(Fe2O3、Fe3O4)、含水氧化铁矿(Fe2O3.nH2O)和碳酸盐铁矿(FeCO3)。

高炉炼铁使用的铁矿石也就分为赤铁矿（红矿）Fe2O3、磁铁矿（黑矿）Fe3O4、褐

铁矿Fe2O3nH2O和菱铁矿FeCO3。

赤铁矿的特征是它在瓷断面上的划痕呈赤褐色，无磁性。质软、易破碎、易仍原。含铁量最高是70%。但有壹种以γ－Fe2O3形态存在的赤铁矿，结晶组织致密，划痕呈黑褐色，而且具有强磁性，类似于磁铁矿。

磁铁矿在瓷断面上的划痕呈黑色，组织致密坚硬，孔隙度小，仍原比较困难。磁铁矿能够见作是Fe2O3和FeO的结合物，其中Fe2O369%，FeO31%，理论含铁量为72.4%。

自然界中纯粹的磁铁矿很少见到，由于受到不同程度的氧化作用，磁铁矿中的Fe2O3成分增加，FeO成分减少。磁铁矿具有磁性，这是磁铁矿最突出的特点。

褐铁矿是含有结晶水的氧化铁矿石，颜色壹般呈浅褐色到深褐色或黑色，组织疏松，仍原性较好。褐铁矿的理论含铁量不高，壹般为37%～55%，但受热后去掉结晶水，含铁量相对提高，且气孔率增加，仍原性得到改善。

菱铁矿为碳酸盐铁矿石，颜色呈灰色、浅黄色中褐色。理论含铁量不高，只有48.2%，但受热分解放出CO2后，不仅提高了含铁量，而且变成多孔状结构，仍原性很好。

因此，尽管含铁量较低，仍具有较高的冶炼价值。

14.铁矿石入炉前需要进行哪些准备处理工作？

答：破碎、筛分、中和（混匀）、焙烧、选矿、和造块等加工处理过程。

15.开采铁矿石有哪些方法？适用于开采什么储藏特点的矿石？

答：

16.高炉冶炼对铁矿石有什么要求？

答：

17.铁矿粉造块的意义和方法有哪些？

答：

18.用示意图说明烧结过程料层断面的变化。

答：

19.高炉用燃料主要有哪些？

答：1、木炭。木炭由木材在足够温度下干馏而成，是最早使用的高炉燃料。它固定碳含量高，灰分低；几乎不含硫；气孔度高。但木炭机械强度差，价格高，因此作为

高炉燃料已被淘汰

2、无烟煤(或称白煤)。它的化学成分能基本满足炼铁的要求；低温强度好，可远距

离运输；但它的气孔度很低，热稳定性差，在高炉内受热后碎裂成粉末，而且含

硫壹般也较高。现已不再使用。

3、焦炭。由煤在高温下(900℃～1000℃)干馏而成。它的成分完全能满足高炉炼铁

的要求；机械强度大大高于木炭；热稳定性比白煤好；气孔度虽不如木炭，但比

白煤大得多。焦炭是现代高炉理想的燃料，也是目前高炉的主要燃料。

4、喷吹用燃料。为了降低焦比，目前世界各国普遍采用从高炉风口喷入部分燃料以

代替部分焦炭。喷吹燃料有煤粉、重油和天然气。

5、型焦。作为代用燃料，目前国内外都在研究用无烟煤、贫煤、褐煤等非结焦煤的

成型技术，按工艺生产流程可分为热压成型和冷压成型俩类。(在高炉上使用型焦

目前尚处于冶炼试验阶段)

20.焦炭在高炉冶炼中起什么作用？

答：1、提供高炉冶炼所需要的大部分热量。2、提供高炉冶炼所需的仍原剂。

3、焦炭是高炉料柱的骨架。

4、生铁形成过程中渗碳的碳源。

21.常用的高炉喷吹燃料有哪些？

答：

22.什么是直接仍原和间接仍原？比较它们的特点，什么是直接仍原度？

答：

23.写出高炉内风口前炭素燃烧反应、铁的直接仍原反应和间接仍原反应。

答：

24.分析高炉炉料下降的必备条件和力学条件？

答：

25.炼铁的基本任务是什么？

答：(1)脱碳：在高温熔融状态下进行氧化熔炼，把生铁中的碳氧化降低到所炼钢号规格范围内，是炼钢过程的壹项最主要任务。

(2)去磷和去硫。把生铁中的有害杂质磷和硫降低到锁链钢号规格范围内。

(3)去气和去非金属夹杂物。吧熔炼过程中进入钢液中的有害气体（氢和氧）及非金属夹

杂物（氧化物、硫化物、硅酸盐）排除掉。

（4）脱氧和合金化。把氧化熔炼过程中生成对钢质有害的过量的氧从刚液中排除掉；同时加入合金元素，将刚液中的各种合金元素的含量调整到锁链钢号规格范围内。

（5）调温。按照熔炼工艺的需要，适时地提高和调整钢液温度到出刚温度。

（6）浇注。吧熔炼号的合格钢液浇注成壹定尺寸和形状的钢锭或连铸坯，以便下壹步轧制成钢材，包括钢锭或连续铸钢。

26.炼钢过程的主要反应有哪些？为什么要脱磷？写出脱磷的化学反应式？

答：脱碳反应、脱磷反应、脱硫反应、硅、锰的氧化和仍原反应；

？

27.硫和磷对钢性能有什么影响？

答：硫：硫对钢的性能会造成不良影响，钢中硫含量高，会使钢的热加工性能变坏，即

造成钢的“热脆”性硫仍会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，且在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊缝的强度。硫含量超过0.06%时，会显著恶化钢的耐蚀性。硫仍是连铸坯中偏析最为严重的元素。

磷：钢中磷的含量高会引起钢的“冷脆”，即从高温降到0℃以下，钢的塑性和冲击韧性降低，且使钢的焊接性能和冷弯性能变差。磷是降低钢的表面张力的元素，随着磷含量的增加，钢液的表面张力降低显著，从而降低了钢的抗裂性能。磷是仅次于硫在钢的连铸坯中偏析度高的元素，而且在铁固熔体中扩散速率很小，因而磷的偏析很难消除，从而严重影响钢的性能。

28.连续铸钢和模铸相比有什么优越性？

答：（1）．连铸既可节省模铸法德壹整套设备、初轧机和均热炉，又可节约大量耐火材料、燃料、动力和人力。可节能约70%，可节省基建投资约30%可降低成本约

10%-25%。

（2）．连铸坯的切头率比钢锭少得多可提高成材率10%-15%.

（3）．能够简化车间布置，改善操作条件和工作环境，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，夹杂少，质量好。

29.连铸机有哪几种类型？以弧形连铸机为例，说明连铸机对主要组成部分及各自对的作用答：立式连铸机、立弯式连铸机、弧型连铸机、椭圆连铸机、水平连铸机。

以弧形连铸机为例，它是由下列几个主要部分组成的：浇注设备；结晶器；二次冷却装置（二冷区）；拉坯矫直装置；铸坯切割装置及运输辊道等；

？

30.轧钢生产工艺过程中，原料加热的目的是什么？

答：加热的目的是降低金属的变形抗力，提高金属的塑性，改善组织性能。

31.壹个现代化钢铁联合企业有哪些主要工序和辅助工序？用框图画出钢铁联合企业生产

工艺流程。

答：原料系统；矿山－选矿－烧结（球团）

冶炼系统：炼铁－铁水预处理－炼钢－炉外精练－连铸

产品系统：初轧－无缝、轨梁、线材、薄板

铁矿－选矿－烧结、球团且焦化－炼铁（高炉）－铁水预处理－炼钢（转炉）－炉外精练－连铸（模铸）、－初轧－无缝、轨梁

32.简述钢铁工业环境污染主要有哪些？如何改进钢铁生产环境？

答：废水污染、空气污染、钢铁渣污染、噪声污染

钢铁工业用水壹部分能够重复使用，或者经处理后使用；大量钢渣作为生产水泥的原料。

33.钢铁生产用能源有哪些？我国钢铁工业能源及能耗的特点是什么？分析节能用途。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、我国钢铁工业能源以煤为主，电力及重油也占壹定比例，天然气用量很少。

能耗特点：我国钢铁工业能源消耗中，钢铁冶炼是耗能最高的工序，占钢铁工业总能耗的60－70％，主要在炼铁系统，焦化、烧结、球团、炼铁是主要的耗能工序，占50％之上，其中炼铁占32.3%，烧结9.6％，焦化8.9％，球团0.1％，合计为50.9%；炼钢11.7％，轧钢系统14.4％，其它17.5％，损失大约5.5%。

③、节能途径：

（1）改进生产工艺，提高原料质量，改善热工制度。例如增加废钢比等；铁矿石品位提高1%，可降低焦比5-10Kg/吨铁；提高燃烧率，促进能源有效利用

（2）降低能量散失，减少生产工序：如增加连铸比、热锭装送、减少中间加热等

（3）回收利用散失的热量：钢铁生产过程中散失的能量占总输入能量的比例很大，合理回收是重要的节能措施。

34.从连铸坯热送热装和直接轧制工艺的发展来见，该工艺分为哪几个阶段？各个阶段的主

要特征是什么？

答：（1）连铸坯冷装炉后轧制室温

（2）连铸坯热装轧制（60年代）热坯经保温缓冲装均热炉加热后轧制(400℃--A1)

(3)连铸坯直接热装轧制（70年代）热坯直接装均热炉加热后轧制（A1-A3）

（4）连铸坯热装直接轧制(80年代)输送过程中补热和均热后直接轧制（A3—1100℃（5）连铸坯直接轧制（90年代）输送过程中边角补热和均热后直接轧制（1100℃）35.实现连铸坯热送热装的制程技术有哪些？

答：1.无缺陷连铸坯的生产技术。2.高温连铸坯的生产技术。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——轧钢壹体化生产管理技术。

36.简述连铸坯输送过程的保温和补热技术。

答：连铸机机内保温、切割区域保温和边角加热、运输和精整间的辊道保温和边棱加热、热带卷箱以及冷却水挡水板改进等技术。

37.简述连铸坯热送热装的意义？

答：降低热轧加热炉燃耗、减少钢坯氧化烧损和提高热轧产量、改革传统的钢铁工业结构。

38.炼钢炉渣的来源及主要组成是什么？

答：来源：炼钢过程有目的加入的造渣材料，如石灰、石灰石、萤石、硅石、铁矾土及火砖块。钢铁材料中Si、Mn、P、Fe等元素的氧化产物。冶炼过程被侵蚀的炉衬耐火材料

组成：不同炼钢方法采用不同的渣系进行冶炼，造不同成分的炉渣，可达到不同的冶炼目的。转炉炼钢造碱性氧化渣，而电炉炼钢造碱性仍原渣，它们在物理化学性质和冶金反应特点上

有明显的差别。

碱性氧化渣因碱性氧化物CaO和FeO含量较高，具有脱磷、脱硫能力，碱性仍原渣因含有CaC2，不仅具有脱硫能力，而且有脱氧能力类别

39.炼钢用的主要金属料和非金属料有哪些？

答：金属料:铁水废钢合金钢

非金属料:造渣剂(石灰,菱镁矿,合成造渣剂,萤石,白云石,锰石矿,石英砂)

冷却剂(废钢、生铁块、铁矿石和氧化铁皮、石灰石等) 燃料和增碳剂(焦炭,煤块,重油)