炼铁作业 - 图文

1. 试比较三种炼铁工艺的优缺点。

答：三大炼铁工艺 直接还原炼铁工艺 熔融还原炼铁工艺 后俩者的特点：用块煤。气体还原剂代替高炉炼铁工艺所必须的焦炭来还原天然块矿、粉矿或人造块矿，具有相当大的适应性；特别适用于某些资源匮乏，环保要求特别严格的地区和国家。但其生产规模较高炉小，而且很多技术问题还有待解决和完善。高炉炼铁缺点：必须使用冶金焦炭，流程长，投资大，系统庞大复杂。

2. 简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。

答：特点：在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂地交织在一起的化学反应和物理变化，且由于高炉是密封的容器，除去投入及产出外，操作人员无法直接观察到反应的过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察。

三大主要过程：1，还原过程：实现矿石中金属元素和氧元素的化学分离；

2，熔化造渣过程：实现已被还原的金属与脉石的机械分离； 3，控制温度和液态渣铁之间的交互作用得到温度和化学成分

合格的铁液。

3. 画出高炉系统组成图，并说明各系统的作用。

答：高炉本体：冶炼铁水

原燃料系统：其任务是喷入燃料，降低焦炭消耗 上料系统 ：储藏原料，向高炉提供原料 送风系统：连续不断地供给送风

渣铁处理系统：及时处理渣铁，保证高炉正常运行生产。

煤气清洗处理系统：保证回收高炉煤气，使其含尘量降到15毫克每立方米，以资利用。 4. 归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。

答：①：含铁品味高 ②：脉石少和分布合适 ③：有害元素少 ④：有益元素合适 ⑤：还原性好

⑥：冶金性能优良 ⑦：粒度分布合适

5. 何谓石灰石的有效熔剂性？

答:熔剂含有的碱性氧化物扣除其本身酸性氧化物造渣所需要的碱性氧化物后剩余的碱性氧化物质量分数。

6. 石灰石分解对高炉冶炼产生哪些影响？

答： 1分解反应本身要消耗高炉内的热量

2分解反应放出的CO冲淡还原性气体的浓度 3与碳反应强烈吸热，消耗大量高温区宝贵热量 4消耗固体碳素C，减少还原和热量作用的碳素 ５破环焦炭强度，使得焦炭料柱骨架作用减弱

7. 试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。 答：焦炭的三大作用：

１热源：在风口前燃烧，提供冶炼所需的热量

２还原剂：本身及其氧化产物CO均为铁氧化物的还原剂

３骨架和通道：矿石高温融化后，焦炭是唯一一固态存在的物料

对焦炭质量的要求：

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? 8. 何谓“间接”与“直接”还原？在平衡状态、还原剂消耗量及反应的 热效应等方面各有何特点？ 答

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9. 何谓“巴甫洛夫直接还原度γd”？

答：以FeO-Fe中，通过直接还原方式还原出来的铁量与还原出来的总铁量之比。 Rd=Fe（d）/Fe(生)-Fe（炉）

? 10. 试比较两种气体还原剂CO和H2在高炉还原过程中的特点？

答：

11. 从“未反应核模型”以及逆流散料床的还原特点出发，如何改善气

固相还原过程的条件，提高反应速率，以促进间接还原的发展？ 答：⑴温度：T↑,R↑;⑵压力：P↑，还原气体浓度↑，使R↑;

⑶煤气成分：提高中H2的含量；⑷煤气流速；⑸矿物的物理化学性状： ①矿石粒度②气孔率③迷宫系数④脉石成分⑤产物层物理状态 12. 何谓矿粒的“还原度f ”，并写出其计算公式。

答：任一时刻从矿粒中还原出的氧量占初始矿粒含氧量的百分数。

13. 何谓“耦合反应”？其基本原理是什么？

答：当铁滴穿过渣层时，及在渣铁界面上，都会发生液态渣铁间得失电子的 氧化还原反应。 基本原理：｛炉渣-离子组成 质量交换时必然 ＝＞

金属-原子组成 涉及电子传递 对金属离子而言：

14. 风口前碳的燃烧在高炉过程中所起的作用是什么？

答：⑴炉冶炼提供热量来源

⑵炉料下降提供条件

⑶高炉冶炼提供还原气体

15. 造渣在高炉冶炼过程中起何作用？

答：①实现铁水和脉石的分离 ②完成渣铁间的脱硫

③调整铁水成分：炼制钢铁，造碱性渣；铸造铁，造酸性渣；

④保护高炉炉衬：炉腹部分砖衬开炉后1~2月全部被侵蚀，仅靠炉渣来保护 ___形成“渣皮”自我保护。

6. 何谓“熔化温度” 及“熔化性温度”？在高炉冶炼中是否熔化温度越低 越好，为什么？

答：熔化温度：炉渣受热升温过程中固相完全消失的最低温度，即相图上液相线温度，也称熔点。

熔化性温度：炉渣可以自由流动时的最低温度，真正具有实际意义！

否，高炉冶炼要求炉渣具有适当的熔化温度，不可过高，也不能太低，以维护炉缸渣铁有适当高的温度，既保证高炉顺行又可得到合格质量铁水。

17. 何谓炉渣的“粘度”？以液态炉渣的微观结构理论，解释炉渣碱度对 粘度的影响规律。

答：流体单位速度梯度.单位面积上的内摩擦系数，与流动性成反比。

炉渣碱度R，酸性渣＝＞N大，原因：Si-O阴离子形成四面体网状结构，粘度大，酸性渣中加入CaO.MgO→消灭—O—键→N↓。

碱性渣，高温下粘度小。随R↑→N↑。原因：R↑→CaO.MgO↑→固体悬浮质点↑＝＞N↑；炉渣中其他成分：

18. 何谓熔渣的稳定性？判断熔渣稳定性的依据是什么？

答：⑴热稳定性：当温度变化时，炉渣的熔化性粘度等性质保持相对稳定的能力。 判断依据：N—T曲线上转折点的急缓程度。

⑵化学稳定性：当化学成分变化时，炉渣的粘度.熔化性等性质保持相对的稳定的能力。判断依据：粘度曲线等熔化性温度曲线的疏密程度。 19. 炉渣表面张力或界面张力过小，会对冶炼过程造成哪些危害？

答：表面张力小，炉内易产生“液泛”现象，炉外易气泡造成渣沟或渣罐外滋，还有，易形成泡沫渣.乳化液。

界面张力小，渣中带铁，渣铁分离困难。

20. 何谓硫负荷

答：冶炼一顿生铁由炉料带入的硫量，一般为4~8Kg/t。

21. 与炼钢过程比较，高炉冶炼存在哪矿物脱硫反应有利的条件？

答：⑴铁水中【C】.[Si]较高,fs↑,提高硫的反应能力；

⑵铁水中【O】较低，提高渣铁之间的硫分配比Ls↑，脱硫效率高； ⑶搅拌充分，脱硫剂利用率高，脱硫速度快；

22. K、Na循环富集对高炉冶炼有哪些危害？

答：⑴破坏炉料强度；⑵使软熔带位置升高，厚度增加，初渣形成早，对造渣不利；⑶K，Na促进碳素沉积反应2CO=CO2+C的进行（催化作用）⑷使炉衬破裂，炉墙结厚甚至结瘤⑸使整个料柱的透气性降低，高炉顺行急剧恶化。

23. 已知风中含O223%，含H2O蒸气2%，试计算在风口前燃烧带内 100m3 鼓风所产生的煤气量及成分。

根据条件自己算

第二章

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