冶金概論試卷(編輯修改稿)
2024-09-01 02:47 本頁面
【文章內容簡介】 作方法有哪兩類？爐外精煉的基本手段有哪些，其作用是什么？ 答：（1）氧對鋼材性能的影響 1）在室溫下，鋼中氧含量的增加使鋼的延伸率顯著降低。2）在較低溫度和氧含量極低時，鋼的強度和塑性均隨氧含量的增加而急劇降低。3）隨氧含量的增加，鋼的抗沖擊性能下降，脆性轉變溫度很快升高。4）氧在鋼中與其它元素形成氧化物夾雜，對鋼的塑性、韌性和疲勞強度均有不利的影響。5）當FeO與其它夾雜形成低熔點的復合化合物而聚集在晶界上時，也可能造成鋼的熱脆。（2）脫氧的方法有：l) 沉淀脫氧又叫直接脫氧。把塊狀脫氧劑加入到鋼液中，脫氧元素在鋼液內部與鋼中氧直接反應，生成的脫氧產(chǎn)物上浮進入渣中的脫氧方法稱為沉淀脫氧。2) 擴散脫氧：又叫間接脫氧。它是將粉狀的脫氧劑如C粉﹑FeSi粉﹑CaSi粉﹑Al粉加到爐渣中，降低爐渣中的氧含量，使鋼液中的氧向爐渣中擴散，從而達到降低鋼液中氧含量的一種脫氧方法。3) 真空脫氧：是利用降低系統(tǒng)的壓力來降低鋼液中氧含量的脫氧方法。它只適用于脫氧產(chǎn)物為氣體的脫氧反應如[C][O]反應。答：用堿性爐渣進行脫磷的反應為：在渣金界面 3（CaO）+2［P］+5［O］=（3CaOP2O5） ΔGo=1487150+ J/mol 3（CaO）+2［P］+5（FeO）=（3CaOP2O5）+5Fe ΔGo=882150+ J/mol 在渣金氣界面 3（CaO）+2［P］+5/2O2=（3CaOP2O5） ΔGo=2069940+ J/mol提高爐渣脫P能力的措施：1） 溫度：脫磷反應是一個較強的放熱反應。低溫有利脫磷。2） 合適爐渣的堿度：～3） 爐渣氧化性：提高爐渣氧化性，即增加爐渣中FeO的活度，可以提高磷的分配系數(shù)，從而提高脫磷效果。但是，爐渣中的FeO對脫磷有雙重影響，當(%FeO)=12%～18%時，爐渣的脫磷能力最強。4） 金屬液成分：鐵液中C﹑Si﹑O﹑N﹑S的存在，可使fP增加。但有的元素氧化產(chǎn)物對爐渣的物理化學性質產(chǎn)生影響。如[Si]雖然能增加fP，但其氧化產(chǎn)物(SiO2)影響到爐渣堿度，反而不利于脫磷。[Mn]對fP影響不大，但其氧化產(chǎn)物(MnO)有助于石灰溶解，幫助化渣，從而促進脫磷。5） 通過增加造渣量：增加渣量可以降低鋼水中的磷含量，從而提高脫磷效果答：（1）電爐煉鋼的操作方法有：1）雙渣還原法又稱返回吹氧法，它的特點是冶煉過程中有較短的氧化期（≤10min），造氧化渣，又造還原渣，能吹氧去碳、去氣、去夾雜。但由于該種方法去磷較難，故要求爐料應由含低磷的返回廢鋼組成。2）雙渣氧化法又稱氧化法，它的特點是冶煉過程有氧化期，能去碳、去磷、去氣和去夾雜等。對爐料無特殊要求，冶煉過程有氧化期，又有還原期，有利鋼質量的提高。目前，幾乎所有的鋼種都可以用氧化法冶煉，以下主要介紹氧化法冶煉工藝。（2）爐外精煉的手段有如下幾個：1）攪拌。對反應容器中的鋼液進行攪拌，是爐外精煉的最基本、最重要的手段。它采取某種措施給鋼液提供動能，促使鋼液在精煉反應器中對流運動。鋼液攪拌可改善冶金反應動力學條件，強化反應體系的傳質和傳熱，加速冶金反應，均勻鋼液成分和溫度，有利于夾雜物聚合長大和上浮排除。2）真空。當冶金反應生成物為氣體時，通過減小反應體系的壓力即抽真空，可以使反應的平衡向著生成氣態(tài)物質的方向移動。因此，在真空下，鋼液將進一步脫氣、脫碳及脫氧。采用專門的真空裝置，將鋼液置于真空環(huán)境中精煉，可以降低鋼中氣體、碳及氧含量。常用的真空裝置主要有VD 、RH等。3）添加精煉劑。將精煉劑加入鋼液中，可起到脫硫、脫氧，去除夾雜物，夾雜物變性處理以及合金成分調整的作用。爐外精煉中鋼液的精煉劑一類為以鈣的化合物（CaO或CaC2）為基的粉劑或合成渣，另一類為合金元素如Ca、Mg、Al、Si及稀土元素等。4）加熱。鋼液在進行爐外精煉時，由于有熱量損失，造成溫度下降。若爐外精煉方法具有加熱升溫功能，可避免高溫出鋼和保證鋼液正常澆注，增加爐外精煉工藝的靈活性，精煉劑用量，鋼液處理最終溫度和處理時間均可自由選擇，以獲得最佳的精煉效果。五 計算題 若鼓風濕份f=2%，富氧率為0，請計算通過1m3鼓風后：（1） 爐缸煤氣成份；（6分）（2） 爐缸燃燒1kg碳需要的風量V風；（2分）（3） 燃燒1kg碳素產(chǎn)生的爐缸煤氣體積。（2分）答：（1）爐缸煤氣成份；（6分）（2） 爐缸燃燒1kg碳需要的風量V風；（2分） （3） 燃燒1kg碳素產(chǎn)生的爐缸煤氣體積。（2分）模擬試題三一、填空題 提取冶金過程按冶金工藝過程不同分為____、_____、______三種。燒結料層有明顯的分層，依次出現(xiàn)燒結礦層、______、______、______、_____，然后又相
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