1、高爐煉鐵基本理論試題一、填空1、高爐解剖研究證明，按爐料物理狀態的不同，高爐大致分為五個區域，分別為 塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風口帶、渣鐵帶。2、 軟熔帶的上沿為軟化（固相）線，下沿是熔化（液相）線。3、高爐料中鐵的氧化物有多種，但最后都是經FeO的形態還原成金屬鐵。4、根據溫度不同，高爐內還原過程劃分為三個區，低于800C的塊狀帶是間接還 原區；8001100C的是間接還原與直接還原共存區；高于1100C的是直接還原區。5、還原IkgSi的耗熱相當于還原IkgFe所需熱量的8倍。6、高爐冶煉所得液態生鐵的含碳量一般為4%左右。一般在生鐵的含碳范圍內其 熔點在1150C1300C。熔點最低的生

2、鐵含碳為4.3%, 一般在高爐的爐腰部位就可能 出現生鐵。7、碳元素在生鐵中存在的狀態一方面與生鐵中Si、Mn等元素含量有關，另一方 面與鐵水的冷卻速度有關。8、鐵水密度一般為6.87.0t/m3，爐渣密度一般為2.83.0t/m3。9、熔化性指爐渣熔化的難易程度，它可用熔化溫度和熔化性溫度來表示。10、爐渣的穩定性包括熱穩定性和化學穩定性。11、燃燒1t焦碳所需風量一般波動在25003000m3/t。12、噴吹燃料的熱滯后時間一般為35小時。13、爐料下降的必要條件是爐內不斷存在著促使爐料下降的自由空間。爐料下降 的充分條件是P=Q爐料一P墻摩一P料摩一八？=。有效一AP。,且其值越大越有利

3、于 爐料下降。影響下料速度的因素，主要取決于單位時間內焦碳燃燒的數量，即下料速度 與鼓風量和鼓風中的含氧量成正比。14、大鐘與爐喉之間的間隙，一般大中型高爐在9001000mm。一般大鐘的傾斜 角度為53。二、簡答1、高爐解剖研究指把正在生產的高爐突然停止鼓風，并急速降溫以保持爐內原狀，然后將高爐剖開， 進行觀察、錄象、分析化驗等各項研究工作。2、高爐內低于685C的低溫區域，為什么有Fe還原出來？（1）、高爐內由于煤氣流速很大，煤氣在爐內停留時間很短（26秒），煤氣中 CO濃度又很高，故使還原反應未達到平衡。（2）、碳的氣化反應在低溫下有利于反應 向左進行。但任何反應在低溫下速度都很慢，反應

4、達不到平衡，所以氣相中CO成分在 低溫下遠遠高于其平衡氣相成分。故在高爐中除風口前的燃燒區域為氧化區域外，都是 較強的還原氣氛。鐵的氧化物則易被還原成Fe。（3）、685C是在壓力為PCO+PCO2=105Pa 前提下獲得的，而實際高爐內的CO%+CO2%=40%左右，即PC0+PC02=0.4X105Pa。外界壓 力降低，碳的氣化反應平衡曲線應向左移動，故交點應低于685C。（4）、碳的氣化反 應不僅與溫度、壓力有關，還與焦碳的反應性有關。3、熔化溫度是指熔渣完全熔化為液相時的溫度，或液態爐渣冷卻時開始析出固相的溫度。4、在高爐冶煉過程中，爐渣應滿足哪些要求。（1）、爐渣應具有合適的化學成分

5、，良好的物理性質，在高爐內能熔融成液體并 與金屬分離，還能順利從高爐流出。（2）、具有充分的脫硫能力，保證煉出合格優質 的生鐵。（3）、有利于高爐順行，能使高爐獲得良好的冶煉技術經濟指標。（4）、爐 渣成分要有利于一些元素的還原，抑制另一些元素的還原，具有調整生鐵成分的作用。 （5）、有利于保護爐襯，延長高爐壽命。5、風口前焦碳燃燒在高爐內的作用。（1）、燃料燃燒后產生還原性氣體，并放出大量的熱，滿足高爐對爐料的加熱、 分解、還原熔化、造渣等過程的需要。燃燒反應提供了還原劑和熱量。（2）、燃燒反 應使固體碳不斷氣化，在爐缸形成自由空間，為上部爐料不斷下降創造了先決條件。風 口前燃燒是否均勻有效

6、，對爐內煤氣流的初始分布、溫度分布、熱量分布以及爐料的順 行情況都有很大影響。一旦鼓風停止，高爐內一切過程都將停止。（3）、爐缸反應既 是高爐冶煉過程的開始，又是高爐冶煉過程的歸宿，爐缸工作的好壞對高爐冶煉過程起 決定作用。6、鼓風動能指從風口鼓入爐內的風克服風口前料層的阻力后向爐缸中心擴大和穿透的能力，即 鼓風所具有的機械能。7、影響爐頂煤氣變化的主要因素有哪些？（1）、當焦比升高時，單位生鐵爐缸煤氣量增加，煤氣化學能利用降低，CO量升 高，CO2量降低，及CO2/CO比值降低。同時由于入爐風量增大，故使（CO+CO2） %相對 含量下降。（2）、當爐內鐵的直接還原度提高，煤氣CO增加，CO

7、2下降，同時由于風 口前燃燒碳素減少，入爐風量降低，鼓風帶入的N2量降低，（CO+CO2）相對增加；（3）、 熔劑用量增加時，分解出CO2增加，煤氣中CO2和（CO+CO2）量增加，含N2量相對下 降；（4）、礦石氧化度提高，即礦石中Fe2O3增加，間接還原消耗CO增加，同時產生 同體積的CO2，則煤氣中CO2量增加，CO量降低，（CO+CO2）沒有變化；（5）、鼓風 中氧氣增加，鼓風帶入的氮氣減少，爐頂煤氣中N2量減少，CO、CO2均相對提高；（6）、 噴吹燃料時由于煤氣中H2含量增加，則N2和（CO+CO2）均會降低。8、影響爐料有效重量的因素（1）、爐腹角a減小，爐身角P增大，此時爐料與

8、爐墻的摩擦力會增大，有效 重量則減小，不利于爐料順行。反之，有利于爐料順行。（2）、當料柱逐漸增高時， 料柱的有效重量系數是不斷降低的。（3）、凡是運動狀態的爐料下降過程中的摩擦阻 力均小于靜止狀態的爐料，所以說運動狀態的爐料其有效重量都比靜止狀態爐料的有效 重量大。（4）、增加風口數目，有利于提高有效重量。這是因為隨著風口數目的增加， 擴大了燃燒帶爐料的活動區域，減少了 P墻摩和P料摩。（5）、爐料的堆密度越大，Q 爐料增大，有利于Q有效增大。因此焦比降低后，隨著焦碳負荷的提高，爐料堆密度提 高，對順行有利。（6）、在生產高爐上，渣量的多少，成渣位置的高低，初成渣的流 動性，爐料下降的均勻程

9、度以及爐墻的光滑程度等，都會影響P墻摩和P料摩的改變， 從而影響爐料有效重量的變化而影響順行。9、爐頂布料亦稱上部調劑，是使煤氣和爐料達到良好分布的一種調劑手段，根據高爐裝料設備 的特點，按原燃料的物理性質及在高爐內的分布特性，改變爐料在爐喉分布的狀況，控 制煤氣流的合理分布，最大限度地利用煤氣的熱能和化學能。三、判斷題1、在塊狀帶因不進行固相反應，不會生成低熔點化合物。錯2、用CO還原鐵氧化物的還原反應都是放熱反應。錯3、在810C以上H2的還原能力高于CO的還原能力。對4、在高爐爐渣中增加任何其它氧化物都能使熔化溫度降低。對5、燃燒帶比風口回旋區大。對6、若粒度不等的混合料堆成一堆時，將產

10、生按不同粒度的偏析現象，即大塊料滾 向堆角，小塊料則多集中于堆尖。對7、處理管道行程可采用雙裝法，集中加礦和焦，以便加厚料層。對四、選擇題1、下列不屬于低熔點化合物的是（D ）。A、FeSiO3 B、 CaOFe2O3 C、 CaOSiO2 D、 CaCO32、鐵氧化物中難以還原的是（C ）。A、 Fe2O3 B、 Fe3O4 C、 FeO3、下列使鼓風動能增加的有（A、D、E）A、縮小風口面積B、增加風口長度C、提高風壓D、增加風量E、提高風溫4、爐渣中各種氧化物按堿性由強到弱順序正確的是：（A ）A、K2OCaOfFeOfMgOfFe2O3fSiO2B、K2OfCaOfFe2O3fMgOf

11、FeOfSiO2C、K2OCaOfMgOfFeOfFe2O3fSiO2D、K2OfMgOfCaOfFeOfFe2O3fSiO25、哪些物質會在高爐內循環富集。（A、B、C、D ）A、硫B、堿金屬C、ZnD、Pb6、正常爐況下，沿高爐半徑方向爐料下降速度最慢的地方是（A ）A、緊靠爐墻處B、距爐墻一定距離處C、爐子中心五、計算某高爐有效容積為350m3,某日產生鐵1200t,若冶煉1t生鐵所需爐料的體積為 2m3/t，爐料在爐內的壓縮系數為12%，計算當日冶煉周期？答：t=（24X350）：（1200X2X（1 0.12） =3.98h六、論述1、H2與CO的還原相比有什么特點？（1）、H2與C

12、O還原一樣，均屬于間接還原，反應前后氣相體積沒有變化，即反 應不受壓力影響。（2）、除Fe2O3的還原外，Fe3O4和FeO的還原均為可逆反應。在一 定溫度下有固定的平衡氣相成分，為了鐵氧化物的還原徹底，都需要過量的還原劑。（3）、 反應為吸熱過程，隨溫度升高，平衡氣相曲線向下傾斜，H2的還原能力提高。（4）、 從熱力學因素看810C以上，H2還原能力高于CO的還原能力，810C以下則相反。（5）、 從反應動力學看，因為H2與其反應產物H2O的分子半徑均比CO與其反應產物CO2的分 子半徑小，因而擴散能力強。以此說明不論在低溫或高溫下，H2還原反應速度CO還原 反應速度快。（6）、在高爐冶煉條

13、件下，H2還原鐵氧化物還可以CO和C還原反應的加 速進行。2、如何選擇爐渣的熔化性。（1）、對軟熔帶位置高低的影響。難熔渣開始軟熔溫度較高，從軟熔到熔化的范圍小， 則在高爐內軟熔帶的位置低，軟熔層薄，有利于高爐順行；在爐內溫度不足的情況下可 能粘度升高，影響料柱透氣性，不利于順行。易熔渣在高爐內軟熔位置較高，軟熔層厚， 料柱透氣性差；另一方面易熔渣流動性好，有利于高爐順行。（2）、對高爐爐缸溫度的 影響。難熔爐渣在熔化前吸收的熱量多，進入爐缸時攜帶的熱量多，有利于提高爐缸溫 度；易熔渣則相反。（3）、影響高爐內熱量消耗和熱量損失。難熔爐渣要消耗更多的熱 量，流出爐外時爐渣帶走的熱量較多，熱損失增加，使焦比升高；易熔渣則相反。（4）、 對爐襯壽命的影響。當爐渣熔化性溫度高于某處