复习题--最后稿

一．名词解释

熔铸莫来石制品: 矿物组成中主要为莫来石（占60%～70%）的熔铸耐火材料。

中间包：在连铸生产中钢水包和结晶器之间用于钢水过渡装置。

炉外精炼：把一般炼钢炉中要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、除气、去除非金属夹杂物、调整钢的成分和钢液温度等，炉外的“钢包”或者专用的容器中进行。

滑动水口：是安装在钢包底部的装置，由上、下水口，上、下滑板组成。

连铸三大件：连铸用整体塞棒、长水口（大包长水口）和浸入式水口（中包所用水口），称为连铸三大件 连铸：是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯，不经过初轧工序，直接送轧钢车间轧制成钢材。

硅莫砖：莫来石制品在制作过程中加入硅线石、碳化硅、及各种添加剂等以提高其性能，称为硅莫砖。 镁铝尖晶石砖：是以高纯镁砂和预合成镁铝尖晶石为主要原料，经合理级配、高压成型，高温烧成后制得的制品。

熔铸刚玉制品：以电熔发生产的，矿物组成中主要为氧化铝（大于95%）的熔铸耐火材料

高炉的有效利用系数：是指每1m3高炉有效容积，每日生产的合格生铁量。

铁沟预制件：采用预制方法生产的，现场直接组装使用，用于高炉出铁沟的耐火材料。

LF炉：是一种常用的钢包精炼炉，采取的主要技术手段为电弧加热、底吹氩、合成渣洗、合金化等，是生产品种钢的主要精炼设备。

二，填空

1. 莫来石的分子式A3S2（3Al2O3·2SiO2） ，镁铝尖晶石的分子式 MA（Al2O3·MgO） ，白云石的分子式 CaMg(CO3)2 镁铁尖晶石的分子式 MgO.Fe2O3 ，菱镁矿的分子式 MgCO3

2.碳复合耐火材料的防氧化剂主要有 铝粉 、 硅粉 、 和 碳化硼 三种。

3. 镁碳砖生产时加入的结合剂是 液体酚醛树脂 ，它分为 热固性酚醛树脂 和 热塑性酚醛树脂 两种。

4.滑动水口分为 上水口 ， 下水口 和 滑板 三部分。

5. 钢铁冶炼的主要产品为 生铁 ， 钢 ，和 铁合金 。

6.某2500m3高炉的利用系数是2.5，则其一天产铁量为 6250吨 。

7.高炉内部工作空间的形状称为高炉内型，它由、、 炉缸 5段组成。

8.写出五种炉外精炼方法 LF 、 VOD 、 AOD 、 RH 和 DH 。

9. 中间包内衬主要由三层耐火材料组成，分别为 保温层 、 永久层 和 工作层 。

10 目前，硅砖主要用于砌筑，其次用于和。

11.从显微结构角度看，再结合镁铬砖 、 半再结合镁铬砖 是直接结合成度更高的镁铬砖。

12.莫来石制品在其制作过程中加入 硅线石 和 碳化硅 以及其它添加剂以提高其性能，称其为硅莫砖，主要用于水泥窑 过渡带 。

13.电熔AZS砖的主要原料有、，还加入一些添加剂主要有 和 硼砂 。

14.炼钢转炉和电炉炉衬主要使用 镁碳砖 ，结合

护炉 技术，转炉使用寿命可以达到20000次以上。

15. 高炉出铁口炮泥分为 有水炮泥 和 无水炮泥 。

16.热风炉有 内燃式 和外燃式两种形式，其结构主要包括 蓄热室 和 燃烧室 。

17．高炉出铁沟系统，由 主铁沟 、 支铁沟 、 渣沟 、 撇渣器 和 摆动流嘴 等组成。

18. 铁水预处理技术主要指铁水 脱硫 、 脱硅 和 脱磷 。问答：

1. 分析耐火材料的显微结构对其性能的影响。

答：耐火材料的的显微结构有两种类型：一种是由硅酸盐结合物胶结结晶体颗粒的结构类型，成为硅酸盐结合或陶瓷结合，因为结合相熔点较低，高温性能较差；另一种是由晶体颗粒直接交错结合形成结晶网的结构类型，因为是晶粒间的直接结合，所以高温性能优异。

2.为什么炼铁生产中一座高炉最少要配备3座热风炉?

答：热风炉将鼓入高炉中助焦炭燃烧的空气由常温加热到高温（约1200-1350），其风量应充足，供给要必须连续。

为保证热风供应的连续性，必须一座供风，一座蓄热，2座热风炉交替供应热风才能保证连续供风。另外两座热风炉是备用的，以确保万无一失。

3.提高耐火材料抗渣性的方法。

答：（1）保证和提高原料的纯度（2）选择适宜的生产方法，获得具有致密而均匀的组织结构的制品。

4.分析硅砖的荷重软化曲线特点与其显微结构的关系。

答：（1）硅砖的荷重软化的曲线特点是荷重软化开始变形的温度高，但是一旦开始变形，垮塌很快。

（2）硅砖的荷重软化的曲线特点与其显微结构密切相关；硅砖中鳞石英呈矛头状双晶相互交错构成结晶网络，这种结构形成制品的坚强骨架；鳞石英只有在接近其熔点时，由于熔融而使其骨架破坏引起砖的变形和坍塌。

5.不定形耐火材料中加入减水剂的作用。

答：（1）减少不定形耐火材料成型时的加水量

（2）改善浇注料的流动性。

（3）提高不定形耐火材料的强度。

6.连铸比模铸的优越性是什么？

答：1）钢液经连铸机可直接得到一定断面形状的铸坯，使由钢液到钢坯的生产工艺和设备大为简化。

2）铸坯切头率比钢锭少，金属收得率可提高7-12%。

3）省去了脱模、整模、铸锭等一系列工序，可简化车间布置，节约耐火材料，改善劳动条件，并为炼钢生产的连续化、自动化创造条件。

4）可降低能耗。

7.提高转炉炉衬使用寿命的方法是什么？

答：（1）使用优质的镁碳耐火材料。（2）使用正确的操作条件。（3）定期对炉衬进行维护和修补。

8.简述水泥窑烧成带的特点及所用耐火材料。

答：特点:烧成带是回转窑温度最高的区域，烧成带的衬料主要承受高温冲击和化学侵蚀，特别是大型窑的热负荷增加，更加剧了它们的破坏作用。

烧成带应选用碱性耐火材料，包括直接结合镁铬砖、低铬的和无铬的、含锆的和不含锆的各类特种镁砖以及白云石砖。

9.连铸三大件是什么？各有什么作用？

答：（1）连铸三大件是整体塞棒、长水口和浸入式水口。

（2）整体塞棒的作用：塞棒主要是用于中间包开闭。

（3）长水口的作用：连铸品种钢时保护从钢包到中间包的钢水不氧化。

（4）浸入式水口的作用：连铸品种钢时保护从中间包到结晶器的钢水不氧化。

10 大型干法水泥窑烧成带使用直接结合镁铬砖取得了良好的使用效果，试分析其原因是什么？ 答：水泥窑烧成带是碱性环境；直接结合镁铬砖是碱性砖，适用于碱性环境；直接结合镁铬砖使用过程中与熟料反应能在尖晶石砖的表面形成一层很薄的铝酸钙保护层，使液相不易渗透，有利于挂窑皮；直接结合镁铬砖具有优异的抗热震性和高温强度，能保证在水泥窑烧成带长期稳定使用。

11.抗剥落高铝砖的性能与作用是什么？ 答：抗剥落高铝砖具有热态强度高、抗热震性好、抗剥落能力强、耐磨性好、抗碱及硫、氯侵蚀能力强、热导率小等性能。 抗剥落高铝砖有利于挂窑皮，抗剥落，耐磨损，大大提高窑的使用寿命。

12．分析为什么现代大容积炼焦炉主要是用硅砖砌筑？ 答：（1）这是由硅砖的性质决定的，硅砖具有对酸性渣良好的抵抗能力、良好的微膨胀性和较高的荷重软化温度的特点；（2）在炼焦炉上使用时，可以提高燃烧室温度，缩短结焦时间，增加焦炉生产能力，延长焦炉炉龄，故现代大容积炼焦炉主要是用硅砖砌筑。

13.底吹氩功能性耐火材哪些？它们各有什么特点？ 答：底吹氩功能性耐火材料包括透气砖和座砖。 透气砖是底吹氩的关键原件按材质可分为铬刚玉质和刚玉—尖晶石质；按组装方式分为外装式和内装式。座砖的作用是保护透气砖。

14. 请根据转炉内衬的工作环境分析为什么采用镁碳砖效果最佳？ 答：转炉中发生铁的脱碳反应，呈现弱还原气氛，含碳耐火材料具有良好的适用性。 镁碳砖综合和氧化镁和碳素材料的优点，具有优良的抗侵蚀性、抗热震性和优异的高温强度，使用于转炉内衬的工况条件，大幅度提高了转炉的使用寿命。

15.试分析铝电解槽工作层为什么采用氮化硅结合碳化硅材料使用效果最好。 答：（1）铝电解槽的工作温度在1000度左右，虽然温度不高，但铝溶液的渗透性强，冰晶石的侵蚀性强，一般耐火材料难以满足使用要求。

（2）氮化硅结合碳化硅材料在铝电解槽的使用条件下，表面能形成良好的氧化致密层，抵抗铝熔冶和冰晶石熔液的侵蚀；氮化硅结合碳化硅材料也具有很高的高温强度，能保证长期使用。 16 碳复合耐火材料中防氧化剂的作用机理是什么？ 答：（1）优先氧化机理：防氧化剂比碳先氧化，夺取了氧气，保护了碳。（2分）（2）堵塞气孔机理：出来使用环境下防氧化剂发生一系列反应，堵塞了材料中的气孔，增加了材料的致密性，阻碍了氧气进入材料内部与碳反应。（2分）

17. （5分）现代化的钢铁联合企业为什么必须采用连续铸钢技术？ 答：因为连铸比模铸具有巨大的优越性：（1分）

（1）钢液经连铸机可直接得到一定断面形状的铸坯，使由钢液到钢坯的生产工艺和设备大为简化。

（2）铸坯切头率比钢锭少，金属收得率可提高7-12%。（1分）

（3）省去了脱模、整模、铸锭等一系列工序，可简化车间布置，节约耐火材料，改善劳动条件，并为炼钢生产的连续化、自动化创造条件。（1分）

（4）可降低能耗。（1分

18. 根据高炉炉缸的工作环境论述高炉炉缸为什么采用陶瓷杯结构？陶瓷杯结构具有哪些优点？ 答：炉缸是盛装铁水和熔渣的地方，炉缸部位温度一般在1450～1 500℃，还要受到渣铁的化学侵蚀与冲刷，炉底主要以铁水的渗入侵蚀为主。在铁水侵入的同时，碱和锌也侵入。铁水侵入可引起耐火砖上浮，化学侵蚀可引起耐火砖脆化层的扩展，从而使高炉炉底耐火材料发生严重破坏。这些部位要求耐火材料具有耐铁水侵蚀性、耐铁水渗透性、耐碱性、容积稳定性和适宜的导热性。由于陶瓷杯的存在使铁水不直接与碳砖接触，因此从结构设计上就缓解了铁水及碳砖的渗透、冲刷；陶瓷杯还可以提高铁水温度和炉缸的抗热震性。 陶瓷杯具有下列优点：a 提高出铁温度；b．降低了铁水的渗透；c．“脆化层”的消除。因为800℃等温线现在在陶瓷杯内部，所以以前认为的在碳质内衬的脆化层现已消除了。这个消除不是理论上的假设，而是被实践所证明；d．出铁沟磨损的消除。

19. 分析中间包中间包干式料材料组成的设计原理和材料使用中的优越性。 答：干式料组成的设计原理是：（1）使用具有热固性有机及无机复合结合剂；（2）粉料和骨料采用电熔和高纯氧化镁精心配制物料的颗粒级配，保证在较小的震动力作用下，颗粒能迅速移动，填充各种空隙而各级物料无剩余和不足，从而获得较高的堆积密度，经低温烘烤便可硬化成型。 中间包干式料的优点如下：

（1）干式振动料是在使用过程中依靠温度梯度从工作层至永久层逐步烧结，在工作层热面形成致密结构，不会出现贯穿裂纹等导致熔渣渗至永久层的现象。提高工作层的使用寿命，降低耐火材料对钢液造成的污染;烧结的过程中出现微量收缩，易于翻包、脱包;未烧结层的致密度较低，有利于中间包保温。

（2）施工方便，因无水施工，可以快速烘烤或无须烘烤而直接使用，增加了中间包的利用率，延长中间包的使用周期，从而可以减少备用包的数量。

（3）由于干式振动料不含水分，可以减轻中间包内钢液二次氧，使钢液的吸氢下降，提高钢坯的质量。

（4）与涂抹料相比，使用干式振动料能减少烤包能量消耗，降低劳动强度，提高劳动生产率。干式振动料仅需在200～300℃烘烤45～90分钟使结合剂固化即可，施工设备简单，施工方便。

（5）干式振动料的使用寿命较长，一般可达20小时以上，高者达到60～70小时，这极大地提高炼钢过程的劳动生产率。

20. 请根据水泥窑烧成带和过渡带的工作环境分析使用什么品种的耐火材料最佳？

答：（1）水泥窑过渡带窑皮不稳定，要求窑衬抵抗气氛变化能力好、抗热震性好、导热系数小、耐磨。

（2）过渡带采用镁铝尖晶石砖，但该砖的导热系数大，筒体温度高，相对热耗要大，不利于降低能耗。

（3）过渡带采用硅莫砖的导热系数小、耐磨性好、热震性能优异，其使用效果已经优于镁铝尖晶石砖。

（4）水泥窑烧成带温度高，化学反应激烈，要求砖衬抗熟料侵蚀性、抗SO3、CO2能力强。

（5）国外一般采用镁铝尖晶石砖，但该砖挂窑皮比较困难，而白云石砖抗热震性不好，易水化；国外的镁铁尖晶石砖在挂窑皮上效果较好，但造价太高。

（6）国内一般采用直接结合镁铬砖，取得了良好的使用效果；近年来镁铁尖晶石砖大量推广使用，该材料挂窑皮性能明显优于镁铬砖，同时又避免了六价铬的污染，应用前景广阔。

21. 分析根据的使用条件分析转炉内衬各部位使用什么品种的耐火材料最佳？

答：（1）根据转炉各部位受到不同的侵蚀情况，选用不同的镁碳质耐火材料。

（2）在炉帽，以炉渣侵蚀，气流冲刷即镁碳砖的氧化和清理炉帽时的机械损伤为主，因此炉帽应该使用高抗氧化和高强的镁碳砖为好。

（3）对于转炉耳轴区，受到炉渣的严重侵蚀，气流冲刷和氧化，并且受到机械应力作用，特别不易修补，因此应该选用最好的镁碳砖。要求碳含量16％～18％的高强高耐侵蚀的镁碳砖。

（4）对于渣线，主要受到炉渣的侵蚀，所以选用优质高抗侵蚀的镁碳砖。

（5）对于装料侧，除了受到钢和渣的侵蚀外，还受到装铁水和废钢原料时的冲击和冲刷，并且这是非常严重的，因此该区域用高抗侵蚀和抗热震的高强镁碳砖。

（6）出钢口受到氧化、渣蚀、温度急变、钢水冲刷等作用，因此用高强、高抗氧化的镁碳砖。