昆工冶金2010《普通冶金》考試題

1、昆工冶金2010普通冶金考試 題昆明理工大學試卷 （A ）冶金與能源工程 學院冶金工程 專業(yè) 2010級考試時間:2012615命題教師：陳為亮、沈強華、張旭、楊曉源、漆鑫、黃幫福考試科目：普通冶金學生姓名：學號：題號123456總分評分專業(yè)級，學生姓學號:一、有色冶金部分1填空題（每空1分，共25分）（1）以硫化銅精礦為原料，采用火法煉銅的工藝過程主要包括四個主要步驟：、和。（2）硫化銅精礦造锍熔煉過程必須遵循兩個原則：一是必須，其次是使，以便使不致混溶。（3） 在鋅電解沉積過程中以 和的水溶液作電解液，陰極主要反應為，陽極主要反應為。（4） 采用煙化爐硫化揮發(fā)處理煉錫爐渣的原理主要是根據(jù)

2、有很大的蒸氣壓力，在液態(tài)爐渣中吹入粉煤空氣混合物和加硫化劑時，由于發(fā)生化學作用并強烈攪拌，使錫成為 揮發(fā)，部分錫成 揮發(fā)，最后都以SnO2煙塵形式被收集，煙塵返回一次熔煉。（5）在濕法煉鋅的過程中，從含鐵高的熱酸浸出液中沉鐵的方法有、和。（6）工業(yè)上生產(chǎn)氧化鋁的方法有酸法和堿法兩大類，其中堿法有 和。目前世界上90%以上的氧化鋁都是由 生產(chǎn)的。（7） 是冰晶石-氧化鋁熔鹽電解過程中發(fā)生在陽極上的一種特殊現(xiàn)象，其外觀特征是 ，在與電解質(zhì)接觸的陽極表面出現(xiàn)。2、簡答題（每小題5分，共25分）（1）鎳锍吹煉過程與銅锍吹煉過程有何不同？（2）簡述煙化爐煙化法處理煉鉛爐渣的基本原理。（3）簡述海綿鈦的生

3、產(chǎn)方法。（4）簡述錫精礦還原熔煉煉的基本過程。（5）簡述稀有金屬的分類（要求每類至少列出 2種代表性金屬）二、鋼鐵冶金部分4、簡答題（每小題6分，共30分）（1）簡述焦炭在高爐中的主要作用。（2）高爐有效容積利用系數(shù)和冶煉強度的計算公式是什么？（3）簡述煉鋼的基本任務。（4）按額定功率分，電弧爐分為哪幾類？（5）簡述連鑄中間包的作用。5、問答題（每小題10分，共20分）（1）請闡述真空循環(huán)脫氣（RH ）設備的工作原理。（2）磷在鋼中有什么危害？請簡述脫磷的適宜條件。昆明理工大學試卷 （B ）冶金與能源工程 學院冶金工程 專業(yè)2010級 考試時間：2012615命題教師：陳為亮、沈強華、張旭、楊

4、曉源、漆鑫、黃幫福考試科目：普通冶金學生姓名：學號：題號123456總分評分專業(yè)級，學生姓學號:一、有色冶金部分1、填空題（每空1分，共25分）（1） 現(xiàn)代工業(yè)上習慣把金屬分為和兩大類。（2） 銅锍吹煉過程分為 和這兩個作業(yè)周期。（3） 羰基法生產(chǎn)鎳是基于 能與鎳反應生成。（4） 在鎳的火法冶金流程中采用 和兩道作業(yè)，可將高鎳（銅）锍中的鎳與銅進行分離。（5）鋅的電解沉積是將凈化后的硫酸鋅溶液（新液）與一定比例的電解廢液混合，連續(xù)不斷地從電解槽的進液端流入電解槽內(nèi)，用 作陽極，以作陰極，當電解槽通過直流電時，在陰極上析出金屬鋅，陽極主要 反應為。（6） 在堿石灰燒結法生產(chǎn)氧化鋁的工藝中，將鋁土

5、礦與一定量的 、_配成爐料進行燒結，目的是使氧化硅變成 ，使氧化鋁變成（7） 氧化鋁熔融鹽電解采用的電解質(zhì)是 ，氧化鋁在電解質(zhì)中分解，在直流電作用下依靠電流的焦耳熱維持電解溫度12231243K。電解產(chǎn)物，在陰極上是; 在陽極上是 。（8） 粗錫火法精煉脫出鉛、鉍通常采用 設備，鉛以形態(tài)脫出。（9） 粗鉛火法精煉除銅可以采用 和兩種方法。（10） 四氯化鈦是金屬鈦及鈦白生產(chǎn)的重要中間產(chǎn)品，它是以富鈦物料（高鈦渣、 金紅石、人造金紅石等）為原料，經(jīng) 、等過程而制得。2、簡答題（每小題5分，共25分）（1）簡述硫化銅精礦造锍熔煉的基本原理（2）簡述鉛的電解精煉過程（3）簡述硫化鋅精礦的傳統(tǒng)濕法煉鋅

6、過程（4）簡述錫爐渣煙化處理的過程原理（5）簡述鈦渣生產(chǎn)的原理二、鋼鐵冶金部分3、簡答題（每小題6分，共30分）（1）帶式抽風燒結機生產(chǎn)過程中的料層有哪些？（2）簡述工業(yè)上常用的鐵水預處理脫硫劑和脫硫方法。（3）傳統(tǒng)電弧爐氧化法冶煉過程可分為哪幾個階段？（4）什么是爐外精煉？爐外精煉的基本手段有哪些？（5）連鑄機按鑄坯運行軌跡可分為哪幾種類型？4、問答題（每小題10分，共20分）（1）畫出高爐內(nèi)型示意圖并闡述高爐冶煉原理。（2）硫在鋼中有什么危害？闡述轉(zhuǎn)爐爐渣脫硫原理并分析有利于脫硫的條件。參考答案及答題題點A卷一、有色冶金部分1、填空題（每空1分，共25分）（1） 造锍熔煉、銅锍吹煉、粗銅火

7、法精煉、（陽 極銅）電解精煉（2）爐料有相當數(shù)量的硫來形成銅锍、爐渣含 二氧化硅接近飽和、銅锍和爐渣（3）硫酸、硫酸鋅、Zn 2+2e=Zn、 2H2O-4e=O2+4H +（4）硫化亞錫（SnS）、黃鐵礦、硫化亞錫（SnS）、 氧化亞錫（SnO）（5）黃鉀鐵磯法、針鐵礦法、赤鐵礦法（6）拜耳法、燒結法、聯(lián)合法、拜耳法（7）陽極效應、槽電壓急劇升高、許多微小的 電弧3、簡答題（每小題5分，共25分）（1 ）鎳锍吹煉過程與銅锍吹煉過程有何不同？ 鎳锍（或低鎳锍）吹煉是使其中的FeS氧化 和造渣，除去鐵和部分硫，產(chǎn)出主要由Ni3S2和CuS2組成并富集了貴金屬的高鎳（銅）锍。鎳锍吹煉轉(zhuǎn)爐和銅锍吹煉

8、轉(zhuǎn)爐完全相同，但是鎳锍吹煉 過程與銅锍吹煉過程則不相同，它只有吹煉造渣 過程，即：2Fe + 02 + SQ2 = 2FeOSiO22FeS + 302 + Si02 = 2FeOSiO2 + 2SO2 吹煉直到產(chǎn)出高鎳锍為止，而沒有造金屬過 程，因為在鎳锍吹煉條件下，反應：Ni3S2 + 4Ni0 = 7Ni + 2S6要在 仃73K的高溫才能進行，而反應產(chǎn)出的鎳 和NiO的熔點遠高于空氣吹煉所能達到的溫度 (1623K)。(2) 簡述煙化爐煙化法處理煉鉛爐渣的基本原 理。煙化法處理煉鉛爐渣是把粉煤與空氣或天 然氣與空氣的混合物吹入煙化爐的熔融爐渣內(nèi)， 使爐渣中的鋅化合物還原為金屬鋅揮發(fā)進人

9、氣 相，氣相中的Zn在煙化爐的上部空間或煙道系 統(tǒng)再被氧化，最后成為 ZnO被捕集于收塵設備 中。同時，Pb、In、 Sn、Cd、Ge等也揮發(fā)， 并隨ZnO 起被收塵器收集。（3）簡述海綿鈦的生產(chǎn)方法。目前，生產(chǎn)實踐中采用金屬熱還原法生產(chǎn)海綿 鈦，即以活性很大的鎂或鈉作還原劑， 將提純后 的精TiCl4還原成金屬鈦，此法得到的產(chǎn)品外觀 呈海綿狀，工業(yè)上稱為海綿鈦。鎂熱還原法生產(chǎn) 海綿鈦又稱克勞爾法，鈉熱還原法生產(chǎn)海綿鈦又 稱亨特法。（4）簡述錫精礦還原熔煉煉的基本過程。還原熔煉是生產(chǎn)錫的唯一方法，主要由煉前處 理、還原熔煉、爐渣熔煉和粗錫精煉等組成。錫 還原熔煉的特點是分兩段進行，第一段是熔煉

10、精 礦，在比較弱的還原氣氛和適當?shù)臏囟葪l件下還 原產(chǎn)出比較純的粗錫（含 Fev l % ），同時得到 富含錫的爐渣，稱為富渣，這是一次熔煉；第二 段熔煉富渣，在高溫、強還原條件下加人石灰石 等熔劑還原產(chǎn)出硬頭（鐵和錫的合金）和貧渣， 又稱二次熔煉，得到的硬頭返回一次熔煉。這就 是傳統(tǒng)的兩段熔煉法。它可以保證得到比較純的粗錫，同時又具有較高的回收率，但不可避免的 有一部分錫和鐵在流程中循環(huán)。（5）簡述稀有金屬的分類（要求每類至少列出2種代表性金屬）。根據(jù)金屬的密度、熔點、分布及其他物理化 學特性，稀有金屬在工業(yè)上又可分為： 稀有輕金屬：包括鋰、銣、銫、鈹。 難熔稀有金屬：包括鈦、鋯、鉿、釩、鈮、

11、 鉭、鉬、鎢、錸。 稀散金屬：包括鎵、銦、鉈、鍺、硒、碲。 稀土金屬：包括鈧、釔及鑭系元素。 放射性稀有金屬：包括天然存在的鈁、鐳、 釙和錒系元素中的錒、釷、鎂、鈾以及人工制造 的锝、钷、錒系其它元素和周期表中 104至109 號元素。二、鋼鐵冶金部分4、簡答題（每小題6分，共30分）（1）簡述焦炭在高爐中的主要作用。它作為高爐熱量的主要來源（80%），其它 為熱風提供；（2分）它提供了還原劑C、CO;它 還作為料柱骨架，保證了高爐內(nèi)的透氣性、透液 性；（2分）出此以外，它還是生鐵滲碳的碳源。（2分）（2）高爐有效容積利用系數(shù)和冶煉強度的計算公式是什么？1）利用系數(shù)：n =P / Vu, t/

12、m 3.d （2 分）P高爐晝夜合格產(chǎn)鐵產(chǎn)量，t/d ; （1分）Vu高爐有效容積， m3。（1 分）2）冶煉強度：I=Q/V u ， t/m3.d（1 分）Q 晝夜焦炭消耗量，t/d （1分）（3）簡述煉鋼的基本任務。1）去除多余元素和有害雜質(zhì)（碳、磷、硫）;（2分）2）去除有害氣體（氧、氮、氫）和夾雜；（2 分）3）調(diào)整鋼液成分和溫度。（2分）（4）按額定功率分，電弧爐分為哪幾類？100200kVA/t，低功率電弧爐；（1分）200400kVA/t，中等功率電弧爐；（1分）400700kVA/t，高功率電弧爐；（1分）7001000kVA/t，超高功率（UHP）電弧爐；（2分）>10

13、00kVA/t，超超高功率（SUHP）電弧 爐.。（1分）（5）簡述連鑄中間包的作用。中間包的作用主要有以下五點：分流作用； （1分）連澆作用；（1分）穩(wěn)壓作用；（1分）它是 優(yōu)良的鋼水凈化器；（2分）他還是鋼水的調(diào)溫容 器。（1分）5、問答題（每小題10分，共20分）（1）請闡述真空循環(huán)脫氣（RH ）設備的工作原理。RH的工藝原理為：當真空室的上升管和下 降管插入鋼液中后，真空室抽真空，吹入的 Ar 形成向上流動的氣泡，隨上升管內(nèi)的鋼液進入真 空室。（3分）氣泡在真空室下突然膨脹，使鋼液 濺成極細微粒呈噴泉狀，增加了鋼液與真空接觸 面積，使鋼液充分脫氣。（5分）脫氣后的鋼液匯 集在真空室底部

14、，在密度差的作用下不斷地從下 降管回到鋼包中。如此循環(huán)多次，達到精煉鋼液 的目的。（2分）（2）磷在鋼中有什么危害？請簡述脫磷的適宜條件。磷使鋼的塑性、韌性降低，尤其是低溫時韌 性降低得最厲害，也就是會引起鋼的“冷脆”， 因此除了特殊的鋼種，一般情況下要求脫磷。（4 分）1）從脫磷反應式可以看出，只有提高（FeO） 的濃度，降低（4CaO?P2O5）濃度，反應才能打破 平衡，向正反應方向進行，終點P才會降低， 因此高氧勢對脫磷有利。（2分）2）提高堿度可增加（CaO）的有效濃度， 有利于提高脫磷效率，但過多的石灰，渣化不好， 影響爐渣的流動性，對脫磷反而不利，因此要保 持較高的堿度。（2分）3

15、）由于脫磷反應是強放熱反應，因而爐溫 過高，反應則向逆反應方向進行，鋼中磷不僅不 能降低，反而會產(chǎn)生回磷，若爐溫過低，不利于 渣化，也阻礙脫磷反應的進行，因此爐溫較低有 利于脫磷反應的發(fā)生。（2分）一、有色冶金部分1、填空題（每空1分，共25分）（1） 現(xiàn)代工業(yè)上習慣把金屬分為黑色金屬 和 有色金屬兩大類。（2）銅锍吹煉過程分為 造渣期 和 造銅期 這 兩個作業(yè)周期。（3）羰基法生產(chǎn)鎳是基于 一氧化碳（CO）能 與鎳反應生成 氣態(tài)羰基鎳Ni（CO） 4。（4）在鎳的火法冶金流程中采用 緩冷和磨浮 兩道作業(yè)，可將高鎳（銅）锍中的鎳與銅進行分離。（5）鋅的電解沉積是將凈化后的硫酸鋅溶液（新 液）與

16、一定比例的電解廢液混合，連續(xù)不斷地從電解槽的進液端流入電解槽內(nèi)，用 鉛銀合金板 作陽極，以 鋁板 作陰極,當電解槽通過直流電 時，在陰極上析出金屬鋅，陽極主要反應為2H2O Fe = O2 + 4H+。（6）在堿石灰燒結法生產(chǎn)氧化鋁的工藝中，將 鋁土礦與一定量的蘇打、石灰配成爐料講行燒結，目的是使氧化硅變成原硅酸鈣；使氧化鋁 變成鋁酸鈉。(7) 氧化鋁熔融鹽電解采用的電解質(zhì)是冰晶 基，氧化鋁在電解質(zhì)中分解，在直流電作用下 依靠電流的焦耳熱維持電解溫度 12231243 K。 電解產(chǎn)物，在陰極上是 液體鋁：在陽極上是 氧。(8) 粗錫火法精煉脫除鉛、鉍通常采用結晶分 離機 設備，鉛以 焊錫 形態(tài)

17、脫除。(9) 粗鉛火法精煉除銅可以采用 熔析和加硫 兩種方法。(10) 四氯化鈦是金屬鈦及鈦白生產(chǎn)的重要中間 產(chǎn)品，它是以富鈦物料(高鈦渣、金紅石、人造 金紅石等)為原料，經(jīng)氯化、冷凝分離、精等過程而制得。2、簡答題(每小題5分，共25分)(1 )簡述硫化銅精礦造锍熔煉的基本原理 利用銅對硫的親合力大于鐵和一些雜質(zhì)金 屬，而鐵對氧的親合力大于銅的特性， 在高溫及 控制氧化氣氛條件下進行熔煉，產(chǎn)出兩種互不相 溶的液相(熔锍和熔渣)。(2) 簡述鉛的電解精煉過程鉛電解精煉以硅氟酸和硅氟酸鉛的水溶液作 電解液，用粗鉛或經(jīng)火法精煉初步除 Cu、As、 Sn的鉛作陽極，純鉛作陰極進行電解提純。陰極主要反

18、應為：Pb2+ + 2e = Pb陽極主要反應為：Pb 2e = Pb2+(3) 簡述硫化鋅精礦的傳統(tǒng)濕法煉鋅過程其過程可分為焙燒、浸出、凈化、電解和熔鑄 五個階段，以稀硫酸為溶劑溶解含鋅物料中的 鋅，得到硫酸鋅溶液，再對此溶液進行凈化，然 后從硫酸鋅溶液中電解析出鋅，電解析出的鋅再 熔鑄成錠。(4) 簡述錫爐渣煙化處理的過程原理煙化爐硫化揮發(fā)的原理，主要是根據(jù)硫化亞錫 有很大的蒸氣壓力，在液態(tài)爐渣中吹入粉煤空氣 混合物和加硫化劑，由于發(fā)生化學作用并強烈攪 拌，使錫成為硫化亞錫揮發(fā)，部分錫成氧化亞錫 揮發(fā)，最后都以SnO2煙塵形式被收集，煙塵返 回一次熔煉。（5）簡述鈦渣生產(chǎn)的原理在鈦鐵礦精礦

19、高溫還原熔煉過程中，控制還原 劑碳量，可使鐵的氧化物被優(yōu)先還原成金屬鐵， 鈦的氧化物不易還原而進入爐渣。利用生鐵與鈦 渣的密度差別，使鐵與鈦氧化物分離，分別產(chǎn)出 生鐵和鈦渣。二、鋼鐵冶金部分3、簡答題（每小題6分，共30分）（1）帶式抽風燒結機的料層有哪些？答：從上到下：燒結礦層（1分）、燃燒層（1 分）、預熱層（1分）、干燥層（1分）、過濕層/濕料 層（1分）和鋪底料層（1分）（2）簡述工業(yè)上常用的鐵水預處理脫硫劑和脫硫方法。答：脫硫劑：石灰（CaO） （1分）、電石（CaC2） （1分）、金屬鎂（Mg） （1分）和以它們?yōu)榛A的復合 脫硫劑（1分）脫硫方法：KR法（1分）、噴吹法（1分）（3）傳統(tǒng)電弧爐氧化法冶煉過程可分為哪幾個階段？答：補爐（1分）、裝料（1分）、熔化期（1分）、 氧化期（1分）、還原期（1分）和出鋼（1分）（4）什么是爐外精煉？爐外精煉的基本手段有哪些？答：爐外精煉是將常規(guī)煉鋼爐內(nèi)完成的精煉 任務，如去除雜質(zhì)（包括不需要的元素