钢铁冶金概论试题

1、钢中主要化学元素对钢性能的影响是什么?

碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点、抗拉强度和硬度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量超过0.23％超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢含碳量一般不超过0.20％。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

硅(Si)：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15—0.30％的硅。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用作弹赞钢。硅量增加，会降低钢的焊接性能。 锰(Mn)。在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30—0.50％。锰能提高钢的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，降低钢的焊接性能。

磷（P）：一般情况下磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中磷含量小于0.045％，优质钢要求更低些。

硫(S)：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.045％，优质钢要求更低些。在钢中加入0

1、钢中主要化学元素对钢性能的影响是什么?

碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点、抗拉强度和硬度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量超过0.23％超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢含碳量一般不超过0.20％。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

硅(Si)：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15—0.30％的硅。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用作弹赞钢。硅量增加，会降低钢的焊接性能。 锰(Mn)。在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30—0.50％。锰能提高钢的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，降低钢的焊接性能。

磷（P）：一般情况下磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中磷含量小于0.045％，优质钢要求更低些。

硫(S)：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.045％，优质钢要求更低些。在钢中加入0

钢铁冶金学I试题库

一、 填空题

1. 高炉生产的主要原料是 、 、 和熔剂。 答案：铁矿石及其代用品；锰矿石；燃料

2. 焦碳的高温反应性，反应后强度英文缩写分别为 、 、其国家标准值应该是 、 （百分比）。 答案：CRI、CSR、≤35%、≥55%

3. 矿石中的Pb是一种有害杂质，其含量一般不得超过 。 答案：0.1%

4. 每吨生铁消耗的含Fe矿石中，每增加1%SiO2,将使吨铁渣量增加 。 答案：35-40kg

5. 焦炭中的硫多以 、 和 的形态存在，其中以 形态存在的占全部硫量的67%-75%。 答案：硫化物、硫酸盐；有机硫；有机硫

6. 矿石的冶金性能包括 、 性能、还原膨胀性能、荷重还原软化性能和熔滴性能。 答案：还原性、低温还原粉化

7. 炼铁的还原剂主要有三种，即 、 和 。 答案：碳、一氧化碳、氢

8. 高炉内CO不能全部转变成CO2的原因是因为

? 冶金学是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，并用一

定加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。由于矿石性能不同，提取金属的原理、工艺过程和设备不同，从而形成专门的冶金学科—冶金学。

? 冶金学研究所涉及的内容：金属的制取，金属的加工，金属性能的改进→对金属成

分、组织结构、性能和相关理论的研究。

? 冶金学按研究的领域分：提取冶金学（化学冶金学）和物理冶金学（材料的加工成

型，通过控制其组成、结构使已提取的金属具有某种性能）。

? 提取冶金（extractive metallurgy）：从矿石中提取金属及金属化合物的过程，因其中进行很多化学反应，又称化学冶金（chemical metallurgy）。

? 冶金学按研究的领域分：提取冶金学（化学冶金学）和物理冶金学（材料的加工成

型，通过控制其组成、结构使已提取的金属具有某种性能）。

按所冶炼金属类型分： ?有色冶金生铁、钢和铁合金?

?钢铁冶金（黑色冶金）按冶金工艺过程不同分：火法冶金，湿法冶金，电冶金

火法冶金：干燥：去水，温度为400~600℃。焙烧：以改变原料组成为目的的、在低于矿石熔点温度下、在特定气氛中进行的冶金过程。煅烧：在空气中以去CO2和水为目的的冶

填空题

1、 生铁一般分为三大类，即[…]、[…]、[…]。正确答案：铸造铁 炼钢铁 铁合金

2、 高炉冶炼的副产品主要有[…]、[…]、[…]。正确答案：炉渣#炉尘#高炉煤气 问答题

3、主要冶金过程有哪些

正确答案：答：（1）干燥——除去原料中的水分. （2）焙烧——矿石或精矿在低于它们熔点的温度下，发生氧化、还原或其他变化的过程。（3）煅烧——碳酸盐或氢氧化物的矿物原料在空气中加热分解，除去二氧化碳和水分生成氧化物的过程。（4）烧结和球团——粉矿经加热焙烧，固结成块状或球状的物料（5）熔炼——处理好的矿石或原料，在高温下通过氧化还原反应，得到金属液和熔渣的过程。（6）精炼——进一步对熔炼所得好友少量杂质的粗金属。（7）浇注——将精炼后的金属熔液浇注成要求的尺寸和凝固组织的过程。 名词解释 4、高炉一代寿命

正确答案：高炉点火开始到停炉大修之间的时间；或高炉两次大修之间的时间。 计算题

5、某高炉有效容积为600m3，焦碳冶炼强度为0.9T/m3，昼夜产生铁1200T，试求：（1）有效容积利用系数；（2）焦比。

正确答案：答：（1）有效熔剂利用系数=昼夜产生铁量/V有＝1200/600＝2.0（t/m3）（2）焦比=V有×I/Q=（60

? 冶金学是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，并用一

定加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。由于矿石性能不同，提取金属的原理、工艺过程和设备不同，从而形成专门的冶金学科—冶金学。

? 冶金学研究所涉及的内容：金属的制取，金属的加工，金属性能的改进→对金属成

分、组织结构、性能和相关理论的研究。

? 冶金学按研究的领域分：提取冶金学（化学冶金学）和物理冶金学（材料的加工成

型，通过控制其组成、结构使已提取的金属具有某种性能）。

? 提取冶金（extractive metallurgy）：从矿石中提取金属及金属化合物的过程，因其中进行很多化学反应，又称化学冶金（chemical metallurgy）。

? 冶金学按研究的领域分：提取冶金学（化学冶金学）和物理冶金学（材料的加工成

型，通过控制其组成、结构使已提取的金属具有某种性能）。

按所冶炼金属类型分： ?有色冶金生铁、钢和铁合金?

?钢铁冶金（黑色冶金）按冶金工艺过程不同分：火法冶金，湿法冶金，电冶金

火法冶金：干燥：去水，温度为400~600℃。焙烧：以改变原料组成为目的的、在低于矿石熔点温度下、在特定气氛中进行的冶金过程。煅烧：在空气中以去CO2和水为目的的冶

第一部分 基本概念及定义

1. 高炉法：传统的以焦炭为能源，与转炉炼钢相配合，组成高炉—转炉—轧机流程，被称为长流程，是目前的主要流程。

2. 非高炉法：泛指高炉以外，不以焦炭为能源，通常分为直接还原和熔融还原，一般与电炉配合，组成直接还原或熔融还原—电炉—轧机流程，被称为短流程，是目前的辅助流程。

3. 钢铁联合企业：将铁矿石在高炉内冶炼成生铁，用铁水炼成钢，再将钢水铸成钢锭或连铸坯，经轧制等塑形变形方法加工成各种用途的钢材。

4. 高炉有效容积：由高炉出铁口中心线所在平面到大料钟下降位置下沿水平面之间的容积。

5. 铁矿石：凡是在一定的技术条件下，能经济提取金属铁的岩石。 6. 富矿：一般含铁品位超过理论含铁量70%的矿，对于褐铁矿、菱铁矿及碱性脉石矿含铁量可适当放宽。

7. 还原性能：矿石中铁结合的氧被还原剂夺取的难易程度。主要取决于矿石的致密程度、空隙及气孔分布状态。一般还原性好，碳素燃料消耗量低。

8. 熔剂：由于高炉造渣的需要，入炉料中常需配加一定数量的助熔剂，该物质就称为熔剂。

9. 耐火度：抗高温熔化性能的指标，用耐火锥变形的温度表示，它表征耐火材料的热性质，主要取决于化学组成、杂质数量和分散程度。实际使用温度要比耐火度低。

第一章 概论

1、试述3种钢铁生产工艺的特点。

答：钢铁冶金的任务：把铁矿石炼成合格的钢。工艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿石?去脉石、杂质和氧?铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁?精炼（脱C、Si、P等）?钢。

高炉炼铁工艺流程：对原料要求高，面临能源和环保等挑战，但产量高，目前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重大作用。

直接还原和熔融还原炼铁工艺流程：适应性大，但生产规模小、产量低，而且很 多技术问题还有待解决和完善。

2、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 答：特点：①在逆流（炉料下降及煤气上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投入（装料）及产出（铁、渣、煤气）之外，无法直接观察炉内反应过程，只能凭借仪器仪表简介观察；③维持高炉顺行（保证煤气流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。

三大过程：①还原过程：实现矿石中金属元素（主要是铁）和氧元素的化学分离；②造渣过程：实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离；③传热及渣铁反应过程：实现成分与温度均合格的液态铁水。 3、画出高炉本体图，并在其图上标明四大系统。 答：煤气系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。 4、归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。 答：①高的含铁品位。

炼钢学复习题

第二章

一．思考题

1.炼钢的任务。

1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。3）脱氧：在炼钢中，用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢中含氧量叫做脱氧。（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元素。7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。

2.S的危害原因和控制方式。 （1） 产生热脆。（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。降低塑性，危害各向同性（采

钢铁冶金资料

1.4.1 高炉炼铁工业流程及炉内主要过程

高炉系统

高炉本体、原燃料系统、上料系统、送风系统、渣铁处理系统、煤气净化系统

高炉过程特点

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变化和物理变化，且由于高炉是一个密闭的容器，除去上料和排除产物外，只能凭借仪器、仪表间接观察。

高炉冶炼过程的主要目的

用铁矿石经济而高效率地得到温度和成分合乎要求的液态生铁。 ① 实现矿石中金属元素和氧元素的化学分离——还原过程；

② 实现已被还原的金属与脉石的机械分离——熔化与造渣过程； 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。

1.4.1.2 生产过程中应严密控制的关键性环节

? A 送风条件

在保证顺行的前提下，鼓入炉内的风量越大则生产率越高；风口循环区在炉缸半径方向上大小适当，在圆周方向上分布均匀，以保证煤气分布合理；根据鼓风成分以及是否喷吹辅助燃料，调节鼓风温度以适应炉内状态的需要。

? B 软熔区的位置、形状、尺