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昆 明 理 工 大 学 试卷( A )冶金与能源工程 学院 冶金工程 专业 级 考试时间:6.15命题教师：陈为亮、沈强华、张旭、杨晓源、漆鑫、黄帮福考试科目: 一般冶金 学生姓名： 学号：题 号123456总 分评 分一、有色冶金部分1、填空题（每空分,共5分)（1）以硫化铜精矿为原料，采用火法炼铜的工艺过程重要涉及四个重要环节： 、 、 和 。（）硫化铜精矿造锍熔炼过程必须遵循两个原则:一是必须 ，另一方面是使 ,以便使 不致混溶。(3)在锌电解沉积过程中以 和 的水溶液作电解液,阴极重要反映为 ,阳极重要反映为 。(4）采用烟化炉硫化挥发解决炼锡炉渣的原理重要是根据 有很大的蒸气压力,在液态炉渣中吹入粉煤空气混合物和加硫化剂 时，由于发生化学作用并强烈搅拌,使锡成为 挥发,部分锡成 挥发，最后都以Sn烟尘形式被收集,烟尘返回一次熔炼。(5）在湿法炼锌的过程中，从含铁高的热酸浸出液中沉铁的措施有 、 和 。（6）工业上生产氧化铝的措施有酸法和碱法两大类,其中碱法有 、 和 。目前世界上9%以上的氧化铝都是由 生产的。（7） 是冰晶石-氧化铝熔盐电解过程中发生在阳极上的一种特殊现象,其外观特性是 ,在与电解质接触的阳极表面浮现 。 专业 级,学生姓名： 学号: 、简答题（每题5分，共2分)(1)镍锍吹炼过程与铜锍吹炼过程有何不同?（2)简述烟化炉烟化法解决炼铅炉渣的基本原理。(）简述海绵钛的生产措施。(4)简述锡精矿还原熔炼炼的基本过程。(）简述稀有金属的分类(规定每类至少列出2种代表性金属）。二、钢铁冶金部分4、简答题（每题分，共30分） （1）简述焦炭在高炉中的重要作用。（）高炉有效容积运用系数和冶炼强度的计算公式是什么?(3)简述炼钢的基本任务。（4）按额定功率分,电弧炉分为哪几类?（)简述连铸中间包的作用。5、问答题（每题0分,共20分）（1）请论述真空循环脱气（R）设备的工作原理。（）磷在钢中有什么危害?请简述脱磷的合适条件。2昆明 理 工 大 学 试卷 （ B )冶金与能源工程 学院 冶金工程 专业 级 考试时间： .6.1命题教师：陈为亮、沈强华、张旭、杨晓源、漆鑫、黄帮福考试科目:一般冶金 学生姓名： 学号:题 号135总分评分一、有色冶金部分1、 填空题(每空1分，共25分)()现代工业上习惯把金属分为 和 两大类。(2）铜锍吹炼过程分为 和 这两个作业周期。(3)羰基法生产镍是基于 能与镍反映生成 。（4）在镍的火法冶金流程中采用 和 两道作业，可将高镍（铜）锍中的镍与铜进行分离。()锌的电解沉积是将净化后的硫酸锌溶液(新液)与一定比例的电解废液混合，持续不断地从电解槽的进液端流入电解槽内，用 作阳极,以 作阴极，当电解槽通过直流电时，在阴极上析出金属锌,阳极重要反映为 。（）在碱石灰烧结法生产氧化铝的工艺中，将铝土矿与一定量的 、 配成炉料进行烧结,目的是使氧化硅变成 ,使氧化铝变成 。(7）氧化铝熔融盐电解采用的电解质是 ,氧化铝在电解质中分解，在直流电作用下依托电流的焦耳热维持电解温度22323K。电解产物,在阴极上是 ；在阳极上是 。(8)粗锡火法精炼脱出铅、铋一般采用 设备,铅以 形态脱出。（9）粗铅火法精炼除铜可以采用 和 两种措施。（10）四氯化钛是金属钛及钛白生产的重要中间产品,它是以富钛物料（高钛渣、金红石、人造金红石等）为原料，经 、 、 等过程而制得。1 专业 级，学生姓名： 学号: 2、简答题(每题分,共25分)（1)简述硫化铜精矿造锍熔炼的基本原理（2)简述铅的电解精炼过程（3)简述硫化锌精矿的老式湿法炼锌过程（4）简述锡炉渣烟化解决的过程原理（5）简述钛渣生产的原理二、钢铁冶金部分3、简答题（每题6分,共30分） (）带式抽风烧结机生产过程中的料层有哪些?(）简述工业上常用的铁水预解决脱硫剂和脱硫措施。(3)老式电弧炉氧化法冶炼过程可分为哪几种阶段?（4）什么是炉外精炼？炉外精炼的基本手段有哪些？（5）连铸机按铸坯运营轨迹可分为哪几种类型?4、问答题（每题1分,共20分)（1）画出高炉内型示意图并论述高炉冶炼原理。(2）硫在钢中有什么危害?论述转炉炉渣脱硫原理并分析有助于脱硫的条件。2参照答案及答题题点A卷一、有色冶金部分1、填空题（每空1分，共2分）(1)造锍熔炼、铜锍吹炼、粗铜火法精炼、（阳极铜）电解精炼(2）炉料有相称数量的硫来形成铜锍、炉渣含二氧化硅接近饱和、铜锍和炉渣()硫酸、硫酸锌、Zn2+2e=n、H2O-4e=O2+4H+(4）硫化亚锡(Sn)、黄铁矿、硫化亚锡（SnS)、氧化亚锡（SnO)（)黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法(6）拜耳法、烧结法、联合法、拜耳法（）阳极效应、槽电压急剧升高、许多微小的电弧3、简答题（每题5分,共2分）(1）镍锍吹炼过程与铜锍吹炼过程有何不同?镍锍（或低镍锍）吹炼是使其中的FS氧化和造渣,除去铁和部分硫,产出重要由Ni3S2和CuS构成并富集了贵金属的高镍(铜）锍。镍锍吹炼转炉和铜锍吹炼转炉完全相似,但是镍锍吹炼过程与铜锍吹炼过程则不相似，它只有吹炼造渣过程，即：2Fe + O2 Si2 FeOSiOFeS + 3O2+SiO2 =eOSiO2+2SO2吹炼直到产出高镍锍为止，而没有造金属过程，由于在镍锍吹炼条件下，反映:Ni3S+ 4NiO 7Ni 2O2要在1773K的高温才干进行，而反映产出的镍和iO的熔点远高于空气吹炼所能达到的温度（16)。（）简述烟化炉烟化法解决炼铅炉渣的基本原理。烟化法解决炼铅炉渣是把粉煤与空气或天然气与空气的混合物吹入烟化炉的熔融炉渣内,使炉渣中的锌化合物还原为金属锌挥发进人气相,气相中的n在烟化炉的上部空间或烟道系统再被氧化，最后成为ZnO被捕集于收尘设备中。同步,b、In、 S、Cd、G等也挥发,并随n一起被收尘器收集。（3）简述海绵钛的生产措施。目前,生产实践中采用金属热还原法生产海绵钛,即以活性很大的镁或钠作还原剂，将提纯后的精Til4还原成金属钛,此法得到的产品外观呈海绵状，工业上称为海绵钛。镁热还原法生产海绵钛又称克劳尔法,钠热还原法生产海绵钛又称亨特法。（)简述锡精矿还原熔炼炼的基本过程。还原熔炼是生产锡的唯一措施，重要由炼前解决、还原熔炼、炉渣熔炼和粗锡精炼等构成。锡还原熔炼的特点是分两段进行，第一段是熔炼精矿，在比较弱的还原氛围和合适的温度条件下还原产出比较纯的粗锡(含el )，同步得到富含锡的炉渣,称为富渣,这是一次熔炼;第二段熔炼富渣，在高温、强还原条件下加人石灰石等熔剂还原产出硬头（铁和锡的合金）和贫渣,又称二次熔炼,得到的硬头返回一次熔炼。这就是老式的两段熔炼法。它可以保证得到比较纯的粗锡，同步又具有较高的回收率,但不可避免的有一部分锡和铁在流程中循环。(5)简述稀有金属的分类（规定每类至少列出2种代表性金属)。根据金属的密度、熔点、分布及其她物理化学特性,稀有金属在工业上又可分为：稀有轻金属：涉及锂、铷、铯、铍。难熔稀有金属：涉及钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨、铼。稀散金属:涉及镓、铟、铊、锗、硒、碲。稀土金属:涉及钪、钇及镧系元素。放射性稀有金属:涉及天然存在的钫、镭、钋和锕系元素中的锕、钍、镤、铀以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和周期表中10至09号元素。二、钢铁冶金部分、简答题(每题6分,共30分）（1）简述焦炭在高炉中的重要作用。 它作为高炉热量的重要来源()，其他为热风提供;(分)它提供了还原剂C、CO;它还作为料柱骨架，保证了高炉内的透气性、透液性;（分)出此以外，它还是生铁渗碳的碳源。(2分)（）高炉有效容积运用系数和冶炼强度的计算公式是什么？) 运用系数: =/Vu,m3d (2分） P高炉昼夜合格产铁产量， t/；(1分) Vu高炉有效容积,m3。(1分)2)冶炼强度:=Q ， tm3. (1分) Q昼夜焦炭消耗量, t/ (1分)（)简述炼钢的基本任务。1）清除多余元素和有害杂质(碳、磷、硫);（2分)2) 清除有害气体(氧、氮、氢）和夹杂;(2分)调节钢液成分和温度。（2分）（4）按额定功率分,电弧炉分为哪几类?0000kVA，低功率电弧炉；(1分） 2000V/，中档功率电弧炉；(1分) 4070kV/,高功率电弧炉；(1分） 70100A/t，超高功率(UH)电弧炉；(分) 00kVA/t,超超高功率(SUH)电弧炉.。（分)（5）简述连铸中间包的作用。中间包的作用重要有如下五点：分流作用;(1分) 连浇作用；(1分) 稳压作用；(1分) 它是优良的钢水净化器;(2分) 她还是钢水的调温容器。(1分)5、问答题（每题10分，共20分）(1)请论述真空循环脱气（)设备的工作原理。R的工艺原理为：当真空室的上升管和下降管插入钢液中后，真空室抽真空,吹入的Ar形成向上流动的气泡，随上升管内的钢液进入真空室。(3分）气泡在真空室下忽然膨胀,使钢液溅成极细微粒呈喷泉状,增长了钢液与真空接触面积，使钢液充足脱气。(5分)脱气后的钢液汇集在真空室底部，在密度差的作用下不断地从下降管回到钢包中。如此循环多次，达到精炼钢液的目的。(2分)(2)磷在钢中有什么危害?请简述脱磷的合适条件。磷使钢的塑性、韧性减少,特别是低温时韧性减少得最厉害,也就是会引起钢的“冷脆”，因此除了特殊的钢种，一般状况下规定脱磷。(4分) 1)从脱磷反映式可以看出，只有提高(FO)的浓度,减少(CaP25)浓度，反映才干打破平衡,向正反映方向进行,终点才会减少，因此高氧势对脱磷有利。（分）2) 提高碱度可增长(CaO）的有效浓度，有助于提高脱磷效率,但过多的石灰,渣化不好，影响炉渣的流动性，对脱磷反而不利，因此要保持较高的碱度。（分)3) 由于脱磷反映是强放热反映,因而炉温过高,反映则向逆反映方向进行,钢中磷不仅不能减少，反而会产生回磷，若炉温过低,不利于渣化,也阻碍脱磷反映的进行,因此炉温较低有助于脱磷反映的发生。（分）卷一、有色冶金部分、 填空题(每空1分，共分)（）现代工业上习惯把金属分为 黑色金属 和 有色金属 两大类。（）铜锍吹炼过程分为造渣期 和 造铜期 这两个作业周期。（3）羰基法生产镍是基于 一氧化碳（O） 能与镍反映生成 气态羰基镍i(C)4。(4）在镍的火法冶金流程中采用 缓冷 和 磨浮 两道作业,可将高镍(铜）锍中的镍与铜进行分离。（5)锌的电解沉积是将净化后的硫酸锌溶液(新液)与一定比例的电解废液混合，持续不断地从电解槽的进液端流入电解槽内，用 铅银合金板 作阳极，以 铝板作阴极，当电解槽通过直流电时，在阴极上析出金属锌，阳极重要反映为 2HO 4 = 2 +4H+ 。（6)在碱石灰烧结法生产氧化铝的工艺中,将铝土矿与一定量的苏打、石灰配成炉料进行烧结，目的是使氧化硅变成原硅酸钙 ;使氧化铝变成 铝酸钠 。（7)氧化铝熔融盐电解采用的电解质是 冰晶石 ,氧化铝在电解质中分解，在直流电作用下依托电流的焦耳热维持电解温度1223143 。电解产物，在阴极上是 液体铝 ；在阳极上是 氧 。（8）粗锡火法精炼脱除铅、铋一般采用 结晶分离机设备，铅以 焊锡 形态脱除。（）粗铅火法精炼除铜可以采用 熔析和加硫两种措施。(1)四氯化钛是金属钛及钛白生产的重要中间产品,它是以富钛物料(高钛渣、金红石、人造金红石等)为原料，经 氯化 、 冷凝分离 、 精制 等过程而制得。2、简答题（每题5分,共25分）(）简述硫化铜精矿造锍熔炼的基本原理运用铜对硫的亲合力不小于铁和某些杂质金属，而铁对氧的亲合力不小于铜的特性，在高温及控制氧化氛围条件下进行熔炼,产出两种互不相溶的液相(熔锍和熔渣)。（)简述铅的电解精炼过程铅电解精炼以硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液作电解液，用粗铅或经火法精炼初步除Cu、A、Sn 的铅作阳极,纯铅作阴极进行电解提纯。阴极重要反映为: b2+ + 2= b阳极重要反映为：Pb2e = Pb2+（3）简述硫化锌精矿的老式湿法炼锌过程其过程可分为焙烧、浸出、净化、电解和熔铸五个阶段，以稀硫酸为溶剂溶解含锌物料中的锌,得到硫酸锌溶液，再对此溶液进行净化,然后从硫酸锌溶液中电解析出锌,电解析出的锌再熔铸成锭。（4）简述锡炉渣烟化解决的过程原理烟化炉硫化挥发的原理,重要是根据硫化亚锡有很大的蒸气压力，在液态炉渣中吹入粉煤空气混合物和加硫化剂,由于发生化学作用并强烈搅拌,使锡成为硫化亚锡挥发，部分锡成氧化亚锡挥发，最后都以S烟尘形式被收集,烟尘返回一次熔炼。(5）简述钛渣生产的原理在钛铁矿精矿高温还原熔炼过程中,控制还原剂碳量，可使铁的氧化物被优先还原成金属铁，钛的氧化物不易还原而进入炉渣。运用生铁与钛渣的密度差别,使铁与钛氧化物分离,分别产出生铁和钛渣。二、钢铁冶金部分3、简答题（每题6分，共3分） （1)带式抽风烧结机的料层有哪些？ 答:从上到下:烧结矿层(1分）、燃烧层(分）、预热层(1分)、干燥层（1分)、过湿层/湿料层(分)和铺底料层(1分)（）简述工业上常用的铁水预解决脱硫剂和脱硫措施。答:脱硫剂：石灰(CO) (1分)、电石(a2) (1分)、金属镁(g) （1分)和以它们为基本的复合脱硫剂(1分）脱硫措施:K法(分)、喷吹法（1分)（3)老式电弧炉氧化法冶炼过程可分为哪几种阶段？答：补炉(1分)、装料(1分）、熔化期（分)、氧化期(1分)、还原期(1分)和出钢（1分）(4）什么是炉外精炼?炉外精炼的基本手段有哪些?答:炉外精炼是将常规炼钢炉内完毕的精炼任务,如清除杂质(涉及不需要的元素、气体和杂质）、成分和温度的调节和均匀化等任务，部分或所有移到钢包或其他容器中进行的二次冶炼措施。（分)基本手段涉及:渣洗(1分）、真空(1分)、搅拌(1分)、加热(分）、喷吹(1分)(）连铸机按铸坯运营轨迹可分为哪几种类型？答：立式连铸机(1分)、立弯式连铸机(分)、直结晶器弧形连铸机(1分)、弧形连铸机(分)、椭圆形连铸机(分）、水平式连铸机(1分)4、问答题（每题分,共20分)(）画出高炉内型示意图并论述高炉冶炼原理。答:从上到下:炉喉(分）、炉身(1分）、炉腰(1分)、炉腹(1分)、炉缸(1分)画出图(分)高炉冶炼原理：鼓入的热风在风口区域与焦炭和煤粉燃烧产生高温煤气(1分),高温煤气在向高炉上部流动过程中将氧化铁还原成金属铁(1分),使铁矿石实现Fe-O分离（0.5分）；煤气携带的热量将铁和渣熔化并过热(1分)，实现铁与渣的分离(05分)。(2）硫在钢中有什么危害？论述转炉炉渣脱硫原理并分析有助于脱硫的条件。硫含量高会使钢引起“热脆”(分),减少钢的强度（1分)、横向力学性能(1分)和深冲压性能(1分)。脱硫原理:S(C)=(CS）+O/ S(CaO)=（CaS）C/S+1/2i+（CaO)(CS）+SiO2（1分）有助于脱硫的热力学条件：1)高温（1分）；2)低(FeO)/低氧化性(1分)；3）高碱度（1分)；4）大渣量(1分）；有助于脱硫的动力学条件：加强搅拌，增大渣-金反映界面(1分)。
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