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冶金工程试验技术

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1电阻炉加热原理是什么？
电阻炉是将电能转换成热能的装置。当电流I通过具有电阻R的导体时，经过t时间便可产生热量Q＝I2Rt 当电热体产生的热量与炉体散热达到平衡时，炉内即可达到恒温。
2常用的金属和非金属电热体有哪几种？它们的使用温度和气氛要求如何？
1)金属电热体
①铬镍合金丝－可在1000℃以下的空气环境条件下长期使用。
②铁铬铝合金丝－使用温度在1200℃以下，可以在氧化气氛下（空气）使用 。
③铂丝和铂铑丝－铂丝使用温度1400℃以下铂铑则可用到1600℃。能在氧化气氛中使用。
④钼丝－Mo的熔点高，长期使用温度可达1700℃，但Mo在高温氧化气氛中可生成氧化钼升华，因而仅能在高纯氢、氨分解气或真空中使用。
(2) 非金属电热体
①硅碳电热体－SiC电热元件在氧化气氛下能在1400℃以下长期工作，
②硅钼电热体MoSi2电热元件一般做成IU型这种电热体可在氧化气氛中1700℃以下使用
③石墨电热体 石墨电热体在真空或惰性气氛中使用温度可达2200℃，一般在1800℃以下使用。石墨耐急冷急热，配用低电压大电流电源，能快速升温。但石墨在高温下容易氧化，需在保护气氛（Ar、N2）中使用。
3感应炉有哪几类？电磁搅拌强度与什么因素有关？电磁搅拌有哪些有益和有害作用？
有益作用有： ①均匀钢液温度；②均匀钢液成份；③改善反应动力学条件。
有害作用有： ①冲刷炉衬，加剧炉衬侵蚀；②增加空气中氧对钢液的氧化；
③将炉渣推向坩埚壁，使壁厚增加，降低了电效率。
使钢液产生电磁搅拌的电磁力大小可由下式计算：F ＝ K·P/
P－炉料吸收的功率，W f －感应电流频率，Hz K－常数
电磁搅拌的强弱与电流频率的平方根成反比。
感应炉：（1）工频感应炉（2）中频感应炉(3) 高频感应炉（4）真空感应炉
4常用的纯氧化物坩埚有哪几种？它们在什么条件下使用？
(1) Al2O3：为中性氧化物，高温烧成的熔融纯Al2O3称为刚玉，在高温实验中被广泛使用。
用途：坩埚,炉管,热电偶保护管、套管、垫片等(2) MgO：为碱性氧化物，常用来做坩埚，可盛钢/铁液、金属熔体和炉渣。抗碱性氧化渣的能力强，适合盛转炉型熔渣。
(3) ZrO2：系弱酸性氧化物。可用来做坩埚盛金属熔体，适合盛酸性或一般硅酸盐炉渣。可做固体电解质定氧探头。(4) SiO2：系酸性氧化物，纯SiO2称为石英。石英做成坩埚时，可盛铁水和酸性炉渣。还可用于炉管,液态金属取样管,真空容器等
5实验室常用的炉衬材料、保温材料和结合剂有哪些？
常用的炉路衬材料：（1）高铝质普通耐火捣打料（2）铝镁质普通耐火捣打料
（3）镁质水泥耐火浇注料 （4）镁铬质普通耐火捣打料
结合剂：（1）水玻璃（2）磷酸盐（3）硫酸铝（4）卤水（5）软质粘土
保温材料: 硅酸铝纤维 空心氧化铝球 轻质高铝砖 轻质粘土转
6单铂铑和双铂铑热电偶的常用温度是多少？单铂铑热电偶使用时怎样进行温度校正？
单铂铑常用温度1300，双铂铑常用温度1600，单铂铑热电偶使用时可以通过自由端温度恒定法，自由端温度修正法，进行温度校正。
7获得真空的方法有哪几种？低真空和高真空度的范围是多少？
获得真空的方法：①用真空泵抽气：主要方法②吸附：辅助方法，加入吸附剂，将气体吸附③冷凝：辅助方法，用液氮将气体冷凝 低真空度小于1pa 高真空度小于１０-4
8氧浓差电池能够测定哪些热力学参数？举例说明。
(１)测定 Ｆe－Nb 熔体中 Nb 的活度。(２)测定炉渣中 Nb2O5 的活度。
9怎样获得CO气体？去除Ar、CO、H2气体中的各种杂质采 用什么方法？
将瓶装CO2通入管式电阻炉，炉内装有木炭，并加热到1150-1200℃，产生如下反应：
CO2 ＋C＝２CO　然后将CO进行净化，脱除残留的CO2 和水，制成纯净的CO气体。　　
（１）N2、Ar的净化
高压瓶装氮气和氩气可能含有O2、CO2、H2O等杂质。其净化方法是，①先用装在管式电阻炉内的铜（镁）屑在600℃脱氧，反应如下：4Cu+O2=2Cu2O ②再通过装在玻璃瓶内的KOH或碱石棉除CO2，CO2+2KOH=K2CO3+H2O ③最后再干燥脱水,脱水时可按照CaCl2→硅胶→P2O5的次序进行脱水。如需脱除氩气中的杂质氮，可用600℃镁屑脱氮，反应式为：N2+3Mg=Mg3N2
（２）CO的净化
用钢瓶装的高压CO2通过加热到1150-1200℃的木炭而制得的CO中，其主要杂质是CO2和N2。其中CO2杂质可以用50%KOH溶液或碱石棉除去，然后再按照CaCl2→硅胶→P2O5的次序进行脱水。因铁矿石还原实验常用CO＋ N2的混合气体，所以N2杂质不必去除。（３）H2的净化
钢瓶装氢气的主要杂质是O2、N2和水。一般将H2通过加热到400℃的铂（或钯）石棉或经过活化后的105催化剂（一种含钯为0.03%的分子筛，呈颗粒状，它能使氢和氧在室温下迅速化合为水），在催化作用下产生如下反应脱除O2：2H2+O2=2H2O
　　　然后再经过硅胶，P2O5干燥脱水，即可满足大多数实验的要求。
10真空泵有哪几类？各有什么特点？
①机械真空泵：有旋片式真空泵、往复式真空泵、滑针式真空泵等。一般能达到<１Pa的低真空度。②油扩散泵：由加热部分、冷却部分和喷射部分组成。工作时经电炉加热使泵体内的扩散油挥发成蒸汽，油蒸汽沿导管上升由喷嘴喷出。一般可达<１０－４Pa的高真空度。
③水蒸气喷射泵：由高速水蒸气喷入抽气机造成低压空间，被抽气体不断流入这一低压空间，被水蒸气带出而获得真空．一般可达<１Pa的低真空度。水蒸气喷射泵抽气量大，冶金工业中常用，如VD、RH真空炉。　
11什么叫偏光？偏光显微镜主要用来鉴定什么矿物？有哪几种鉴定方法？
偏光是在光路中加入起偏振镜和检偏振镜构成的。自然光（灯光）通过偏振镜可变为偏振光，在偏光下可观察到透明矿物的物理光学性质，以作为鉴别矿物的依据。
(１)单偏光观察：在单偏光下可观察到物相的形状、大小、数量、分布、透明度、 颜色、 多色性及解理。 (２)正交偏光观察：偏光通过均质体矿物后， 振动方向不发生变化， 所以光不能通过上偏光镜， 视场呈黑暗消光现象。非均质体矿物因光学性质各向异性，旋转载物台一周，出现四明四暗，即出现四次消光现象。 在正交偏光下观察到有四次消光现 象的矿物，一定是非均质矿物。 非均质矿物在不发生消光的位置上发生另一种光学现象-干涉现象。各种非均质矿物具有不同的干涉色，可作为鉴别矿物的标志。
(3)锥光观察：在正交偏光的基础上再加上聚光镜， 转入勃氏镜于光路中， 便构成锥光系统 ,以便测定矿物的干涉图、轴性、光性正负等光学性质。由于不同矿物的干涉图形不一样，可作为鉴定矿物的依据。通过在单偏光、正交偏光、锥光下测定矿物的物理光学性质，对照已知矿物物理光学性质手册，可达到鉴定样品中物相的目的。
12物相分析主要有哪几种方法？物相分析在钢铁冶金哪些方面得到应用？
可以通过岩相显微镜和金相显微镜进行物相分析。物相分析在钢铁冶金得到的应用：可观察炉渣，耐火材料，金属，钢铁样品的显微组织，可以鉴定钢中的夹杂物。
13偏光显微镜和反光显微镜鉴定矿物时，样品的制样方法有何不同？
薄片的制作：将样品粘附在载玻璃片上，磨到0.03mm厚度，至透明，放在岩相显微镜观察。
光片的制作：将试样粗磨、细磨、抛光后，在金相显微镜下观察。
14反光显微镜鉴定矿物的方法有哪几种？
(1)明视场观察：明视场是金相显微镜的主要观察方法入射光线垂直照射在试样表面，利用试样表面反射光线进入物镜成象。可观察样品的显微组织，物相的形状、大小、分布及数量。借助各种化学试剂，显示样品的组织。还可与各种标准评级图对比，进行钢中晶粒度和显微组织缺陷评级。(2)暗视场观察：暗视场是通过物镜的外周照明试样，并借助曲面反射镜以大的倾 斜角照射到试样上。若试样是一个镜面，视场内是漆黑一片。在试样凹洼之处或透过透明夹杂而改变反射角，光线才有可能进 入物镜，而被观察到。因此在暗场下能观察到夹杂物是否透明。（3）偏光下观察：在明视场的光路中加入上偏光镜和下偏光镜将入射的自然光变为正交偏光。在正交偏光下观察时，旋转载物台３６０0，各向同性夹杂亮度不会发生变化，而各向异性夹杂则出现四次暗黑和四次明亮现象。各向异性效应是区别夹杂物的重要标志。如在显微镜下锰尖晶石很容易误认为刚玉，但刚玉是各向异性夹杂，而尖晶石是各向同性的，因而可在偏光下加以区别。（4）光片的浸蚀鉴定：用化学试剂浸蚀样品表面，不同试剂与不同矿物反应，则呈现不同颜色，一定时间后在明视场下观察，以鉴定矿物。
15 X光衍射和电子探针鉴定矿物的目的是什么?
X射线物相分析的任务是：利用X射线衍射方法，对试样中由各种元素形成的具有固定结构的化合物（单质、固溶体）进行定性和定量分析，其结果不是试样的化学成分，而是由各种元素形成的具有固定结构的化合物的组成和含量。电子探针的目的：获得样品表面形貌放大相后，能同时进行指定区域微区的化学成分分析。
16差热分析法的主要用途是什么？
主要用于测量无机化合物，金属，合金，矿物黏土，高分子化合物，有机化合物，电子，电器用品，陶瓷，水泥，耐火材料的反应热，分解和降解，相变，结晶化，脱水，热力学常数
17定量分析有哪几个步骤？
1）取样在取样过程中，最重要的一点是要使分析试样具有代表性。2）试样的分解分解试样的方法主要有溶解和熔融两大类。溶解：用水、酸或碱等溶解试样。 熔融：用碱性或酸性试剂与试样在高温下熔融。其中最常用的方法是酸溶解分解试样法。
3）测定 选择化学分析或仪器分析方法进行试样中组元含量的测定。
4）计算分析结果根据试样重量、测量所得数据和分析过程有关反应的计量关系，再根据标准样品的分析结果或标准曲线计算试样中有关组分的含量。
5) 定量分析结果的表示钢的分析结果用C、Si、Mn、P、S等元素的质量百分数表示。这种表示结果不考虑该组分的实际存在形式 炉渣分析结果常用氧化物形式表示分析结果
18滴定分析适合于测定什么含量的组分？滴定分析怎样确定滴定终点？
滴定分析通常适用于测定高含量或中含量组分，即待测组分质量分数在1%以上。
为了确定在什么时候终止滴定，常在待测物质的溶液中加入一种试剂即指示剂，当滴定到等当量点附近时，指示剂的颜色发生突变，据此终止滴定（这一点就是滴定终点）。
19分光光度法主要应用于测定什么含量范围的组分？怎样做出分光光度法标准曲线？
分光光度法一般可测定质量分数1-0.001%的微量组分。 它利用分光光度计来测量一系列不同浓度标准溶液的吸光度，绘制标准曲线
20化学分析与物相分析（电子探针）的组分定量分析结果有何不同？
化学分析是通过滴定物质的量或转化为沉淀的物质的量来确定含量，物相分析是通过测出某种元素特定波长的X射线的强度来确定元素的相对含量。
21什么叫气相色谱法？气相色谱法测定钢中氢、氮、氧的原理和步骤是什么？
色谱法是一种分离技术这种技术应用于分析化学中，就是色谱分析。它的原理是：使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，称为固定相；另一相是携带混合物通过此固定相的流体，称为流动相。当流动相中所含混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用。
22测定化学成分的仪器分析法有哪几种？它们分别对所分析的样品制样有什么要求？
方法名称
分析原理
分析用样品要求
经常分析的样品种类
分光光度法
溶液中分子对光的选择
溶液
钢铁、合金、炉渣、原材料
X光萤光光谱分析
原子受X射线照射而发射出萤光X射线光谱
固体（熔融获得）
炉渣、原材料、
原子吸收分光光度法
原子蒸汽对同种元素发射的特征谱线的选择吸收
溶液
炉渣、原材料、钢铁
发射光谱分析
原子受热能和电能的激发而发射出特征光谱
固体（金属本身）
钢铁、合金
23钢中氮主要以什么形式存在？钢中定氮有哪些方法？化学定氮的主要原理是什么？
氮在钢中主要以氮化物的形式存在，部分氮以原子态固溶于金属晶格中，形成间隙式固溶体，也有极少部分氮以游离状态存在.方法：钢中氮化学分析法，蒸馏分离定氮，容量法测定，气相色谱法，脉冲加热气相色谱法。
化学定氮的反应原理如下。
试样分解： 2Fe4N + 18HCl = 8FeCl2 + 2NH4Cl + 5H2­
2FeN + 4H2SO4 = Fe2(SO4)3 + (NH4)2SO4
Mn3N2 + 4H2SO4 = (NH4)2SO4 + 3MnSO4
蒸馏过程：NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3­ + H2O
(NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2NH3­ + 2H2O
逸出的氨和水蒸气冷却成NH3·H2O被H3BO3溶液吸收：
NH3·H2O + H3BO3 = (NH4)H2BO3+ H2O
滴定过程： 2(NH4)H2BO3 + H2SO4 = 2H3BO3 + (NH4)2SO4
测定范围：容量法0.05-0.40 %；吸光光度法0.002-0.30 %。
24钢中氢以什么形式存在？钢中定氢有哪些方法？微压法定氢是什么原理？
氢以原子或离子的形式溶于钢。方法：真空加热微压法测定钢中氢：气相色谱法：脉冲加热气相色谱法测定原理 氢在金属中的溶解符合平方根定律 [H] = K 式中 [H] ¾ 氢在金属中的溶解度；PH2 ¾ 密闭容器内，氢在气相中的分压；K ¾ 比例常数。
基于上述原理，将试样置于石英管中，使系统保持低于0.133Pa的高真空条件下，加热到650~800℃。借助于油扩散泵的作用，使试样中的氢充分地析出。然后收集于分析容器中，用麦氏计测其压力。将气体通过温度为450~500℃的氧化铜转化炉，使H2氧化成H2O蒸汽，经液氮或干冰－丙酮冷却冷凝(-78℃)，反应如下：CuO + H2 = Cu + H2O(气)
H2O(气) ®H2O(固) 残余的气体再吸集于分析容器中，二次测量压力。根据两次压力差，换算成标准状态下氢的含量。所测得的两次压力差(P1-P2)，即为真空热提取测得的氢的压力PH2，然后用下式换算出标准状态下，每100g试样中氢的毫升数。
PH2 · KH2(ml)/100g = ────── ´100 G 式中 K ¾ 容积常数， G ¾ 试样克数。
25钢中氧主要以什么形式存在？钢中定氧有哪些方法？红外线法定氧是什么原理？
氧主要以氧化物夹杂的形式存在于钢中，部分溶于钢中。
方法：脉冲加热红外线法测定钢中氧，气相色谱法，脉冲加热气相色谱法
红外线分析钢中氧的基本原理 ：基于钢样中释放出来的气体与石墨碳作用生成的多原子气体分子（CO，CO2等）的浓度不同，其吸收辐射能不同，可选择性地吸收红外线某一波长，根据吸收程度大小来测定该气体含量的多少。

26化学分析所用的钢样和渣样分别怎样制样？
炼钢生铁（白口铁，硬），用轧碎法取样；铸造生铁（灰口铁，软），用钻床取样。
钢样的制取(1)炉前钢样的制取样模取样：用样勺伸进炉内，先沾渣后插入钢液中取出一勺钢水。取样器取样：将专门制作的取样头插到钢液内取样。(2)成品钢样的取样在钢的连铸过程中，在中间包内用样勺或取样器取成品钢样。在铸坯或轧材上取样，可用钻、车等方法，取其碎屑。(3)实验室中钢铁样的制取在实验室高温炉内坩埚中取钢铁样，一般使用石英管抽取。钢样可用车床或钻床加工取其碎屑。生铁样可先退火，再车或钻取碎屑。
炉渣试样的制取高炉渣取样是在放渣时，用长勺取样。转炉渣取样是在倒炉时，用样勺从炉内取出。实验室高温炉坩埚中取样，一般是用纯铁棒沾取。渣样取出后先粗破碎，再用磁铁将渣粉中金属铁吸出，然后全部通过规定筛孔，装入试样袋备用。
27什么叫固体电解质？常用的氧化物固体电解质有哪几种？
电解质导体：溶液或熔融状态的电解质，固体电解质，在某些固体中有些特定的粒子具有较大的迁移速度，在较高的温度的条件下，具有较高的电导率。常用的氧化物固体电解质有具有低电阻的 ZrO2 或 ThO2 基的材料。
28为什么要在 ZrO2 中掺杂 CaO 或 MgO 做固体电解质？
由于在 ZrO2 中掺杂了 CaO 或 MgO 等氧化物，其阳离子与锆离子的化合价不同，因而形成置换式固溶体，为了保持晶体的电中性，晶体中将产生氧离子空位，氧离子空位的浓度由掺杂离子的浓度决定，即每加入 1mol 上述氧化物可造成 1mol 的氧离子空位数，由于掺杂后的 ZrO2 晶体存在大量的氧离子空位，在较高温度下，氧离子就有可能通过空位比较容易地移动。如果处在电场的作用下，氧离子将定向移动而成电流。因而，掺杂的氧化锆就成了氧离子的固体电解质。
29怎样确定固体电解质氧浓差电池的正负极？
气相中的氧分子夺取电极上的四个电子成氧离子并进入晶体。该电极失去四个电子，因
而带正电，是正极；晶格中的氧离子丢下四个电子变成氧分子并进入气相。此处电极得到四
个电子，因而带负电，是负极。
30什么叫参比电极？常用什么材料做参比电极？
对一个氧浓差电池，如果测定了 E 和 T 之后，就可以根据 PⅠo2 和 PⅡo2 中的已知者求得未知者。其中氧分压已知的一侧称为参比电极。钢液定氧探头通常使用 Mo/MoO2 或 Cr/Cr2O3 作为参比电极。
31定氧探头测定结果是 a[o]还是[O]%，二者有什么差别？ 定氧探头的测定结果是 a[o]，[O]%是百分浓度。a[o]=f[O]%。
32定氧探头测定结果与红外线法（或气相色谱法）定氧结果有何不同？ 定氧探头测定结果是液态钢中的溶解氧的活度，红外线法（或气相色谱发）测定的是固
态钢中的总含氧量。
33定氧探头在炼钢中哪些方面得到应用？
(1)氧气转炉终点碳的控制。(2)连铸半镇静钢及沸腾钢替代钢种的脱氧控制。
(3)镇静钢含 Al 量的控制。(4)易切削钢硫化物夹杂形态的控制。
34钢铁冶金中哪些反应是气－固反应，固－液反应，液－液反应，气－液反应？
(1)气相—液相→例如气相中氧与钢液中元素的反应，气体（H2，N2 等）在钢液中的溶
解等。Ryacion
(2)气相－固相→例如各种氧化物的分解，一氧化碳对铁矿石的还原等。
(3)液相－液相→通常指熔渣-钢液，例如炉渣对钢液或铁水的脱磷脱硫，熔渣中氧化铁
对钢液中元素的氧化等。
(4)液相－固相→例如合金元素在钢液中的溶解，炉渣对耐火材料的侵蚀等。
35测定液－液反应平衡时，高温炉内为什么要求 Ar 气氛？
实验可在碳管炉中进行，为避免气相中的氧参与反应，将 Ar 气通入炉内保护。
36什么叫平衡分配比？怎样测定？测定平衡分配比对炼钢工艺有何作用？
反应达到平衡时，某一元素在渣中的含量与在钢中的含量的比值叫做平衡分配比。
做平衡实验，当反应达到平衡时取钢样和渣样分析某种元素的含量，计算渣中的含量与
在钢中的含量的比值即可得到平衡分配比。测定平衡分配比对炼钢工艺的作用为使实验条件尽量接近实际情况，以便平衡实验结果直接与工艺过程相对比，找出实际状态与平衡状态的差距，以便于对反应进行控制和改进冶炼操作条件。
37表观平衡常数与平衡常数有何不同？怎样通过实验测得平衡常数？
表现平衡常数为产物与反应物的浓度比，与温度和浓度都有关系。 平衡常数为产物与反应物的活度比，只与温度有关。
38进行水模型实验时，怎样使模型与实型两系统达到相似？
如能应用尺寸 1：1 的模型，即 L 水/L 钢；则 u 水=u 钢，可做到 Fr 数和 Re 数均相等，
相似是理想的；如不采用 1：1 模型（例如等比例缩小），仅仅保证 Fr 水和 Fr 钢相等，而检验 Re 数是否属于同一自模化区，即不必保证模型和实型的 Re 数相等，而保证二者处于同一自模化区，也可做到流动相似；在水模型实验中，常常采用保证决定性准数相等的近似模化法，即采用模型和实型两系统的 Fr 准数相等的方法。
39测定熔池流场混匀时间常用哪些示踪剂？混匀时间与哪些因素有关？
测定熔池流场混匀时间常用 H2SO4（或 HCl）做示踪剂。混匀时间与钢包内吹气量有关。
40气－液模拟和液－液模拟水模型实验分别采用什么方法模拟？
使用 NaOH-CO2 系模型实验可以模拟气－液反应过程的传质现象。实验时可将一定浓度的NaOH 水溶液注入水模型容器中，用喷枪将 CO2 气体吹入溶液中。由于 CO2 被 NaOH 溶液吸收，溶液的 pH 值将发生变化。用电极探头测定容器中溶液的 pH 值，并可将 pH 计的输出信号通过 A/D 转换器输入微机进行在线测量和实时处理。为模拟渣－钢反应，研究液－液之间的传质速度，可在水模型容器中用纯水模拟钢液，10 号机油模拟熔渣，用苯甲酸（C6H5COOH）作示踪剂。实验时，先将苯甲酸溶于机油中，然后放在纯水表面上，吹气搅拌。苯甲酸逐渐向水中传递，通过电导率的变化测定水中苯甲酸浓度的变化过程。电导曲线表示油和水两相间的传质速率。
41测定熔池流场速度分布常用什么方法？熔池流场中有哪几个区？
测定熔池流场速度分布常用的方法为热线测速仪测定流场和激光多普勒测定仪测定流
场。熔池流场中有死区，循环区，气液两相区。
42流场显示用什么方法？用什么示踪剂？为什么用方型壳和片光源？
采用流动显示技术直接观察流场和拍摄流谱图。常用铝粉作示踪粒子。模型通常是圆筒形的，由于光的折射作用，通过弧形容器壁所观察或拍摄到的模型内的流动图像会变形失真。为减少这一影响，在圆形容器外面附加一个方形透明水箱；实验时，在流体中加入铝粉，用铟灯片光源照明以显示和拍摄流谱图。片光源是一个能产生很强的缝状光的照明装置。用片光源照明后，在与片光垂直的方向上只能看到被照明的那个剖面上的流动图像，别的地方由于没有光照就不会干扰照明的部位。
43进行液－液反应动力学研究时，怎样将炉渣加入钢液？怎样确定初始反应时间？
1)预熔渣顶加法→先将金属料在坩埚中熔化。然后将渣料加入纯铁坩埚，吊在钢液面上
方预熔。当渣熔化后，使纯铁坩埚底部与钢液面接触熔化，以熔渣铺向钢液表面的时刻为反
应初始时间。2)混合渣投入法→易被还原的氧化物（如氧化钼），在纯铁坩埚中预熔时，能被 Fe 还原，所以可采用直接投入法。实验时，将渣料混合均匀，用纸包投入钢液表面，以渣料与钢液接触时作为反应初始时间。
44什么叫反应速度的限制性环节？怎样确定液－液反应的限制性环节？
反应进行的整体过程中最慢的环节限制了总过程的进行，即为限制性环节。
1)判断传质或界面反应为限制性环节的方法。
①增强熔池搅拌，测其对反应总速度的影响。如增加搅拌，反应速度明显加快，可说明
反应过程受传质条件影响，反之则说明反应过程受界面化学反应限制。
②改变反应体系温度时,对表征传质特征的扩散系数 D 和表征化学反应特征的速率常数
k 均有影响,它们与温度 T 的关系分别为: D ＝ D0e-ED/RT 和 k ＝ Z0e-E/RT
由于化学反应活化能 E 比扩散活化能 ED 的数值大的多，所以温度对 k 的影响也大得多。
因此，当温度升高时，如果反应速度明显增加，说明反应的限制性环节为化学反应。当温度
对反应速度影响较小时，则说明反应的限制性环节为扩散传质。
2)判断钢中或渣中组元传质为限制性环节的方法。
可假定某一环节为限制性环节，建立该环节的传质数学模型。然后运用数值法将实验结
果代入模型进行计算分析，考察是否符合传质模型所表达的关系。
45研究耐火材料在渣中的溶解速度时，可采用什么方法？
研究耐火材料在熔渣中的溶解速度，通常采用旋转圆柱或圆盘法，试验时，将耐火材料
圆柱放入熔渣中旋转浸蚀一定时间后，取出圆柱测量其直径减少量。
46研究 CO 还原铁矿石的速度时，可采用什么方法？
①热天平法(减重法)。用该方法实验时，将矿球用铂丝悬挂在天平上，吊在高温炉内，
在惰性气氛中升温至预定温度，通入恒压恒流量的还原气体进行还原。随着反应的进行，矿
球的质量不断减少（因失氧），其值可从天平上读取。 ②气相成份分析法。气相分析法是使用红外线气体分析仪在线测量还原反应逸出的气体中组分（CO，CO2）的浓度，并根据逸出气体的流量得到矿石样品的还原率 F。
47文献资料有哪几类？怎样查阅文献？
文献资料一般可分为：①专业书；②专业会议文集；③专业期刊； ④专利文献；⑤科
研报告。查阅文献的方法有→（1）追溯法：先查阅一篇最近发表的有关文献，根据其后所附的参考文献向前追溯出一些相关文献。（2）检索工具书：查阅有关文摘期刊，如《Chemical Abstracts》(化学文摘),再根据索引查阅有关原文。（3）专利文献查阅：专利文献主要指专利说明书，可到国家专利局查阅德温特公司(Derwent Publications Ltd.英国一家专门收集专利文献的出版公司)出版的《World PatentIndex》(世界专利索引)，在根据索引和专利号查阅专利说明书。（4）计算机检索：利用科技情报部门或图书馆的文献检索光盘或计算机联网系统查阅文献摘要。
48进行钢铁冶金工艺研究，一般按哪几个步骤进行？
实验室试验阶段→扩大实验室实验→半工业试验→工业试验。工业试验成功后，一般
要有上级有关部门组织专家进行技术鉴定，一方面正式肯定该项成果，作出评价；另一方面
是对该项成果能否正式转入工业生产提出权威性意见。
49炉渣熔点的含义是什麽？怎样测出的？
实际上多元渣的熔化温度是一个温度范围。 在降温过程中液相刚刚析出固相时的温度
叫开始凝固温度(升温时称之为完全熔化温度)，即相图中液相线(或液相面上)的温度；液相
完全变成固相时的温度叫完全凝固温度(或开始熔化温度)。将渣粉中加入少许糊精液，均匀研混，在制样器中制成Ф 3×3(mm)的圆柱形试样，放在烘箱内烘干。①再将试样放在铂片上，置于炉体高温区中部。②调整物镜、目镜位置，使试样在屏幕上呈清晰放大象。
Ryacion③升温速度应控制在 5～10℃／min 间的某一固定值，观察屏幕上试样高度的变化，试样顶端开始变圆时称为初熔温度、高度降低到 1/2 时称为熔化温度（或称为半球点和熔点）、试样完全铺展时称为全熔温度。
50粘度的定义和单位是什麽？测熔渣粘度常用什麽方法？
根据牛顿内摩擦定律，流体内部各液层间的内摩擦力(粘滞阻力)F与液层面积 S和垂直
于流动方向二液层间的速度梯度 dν /dy 成正比，式中比例常数η 为粘度系数，简称粘度,
单位为 Pa·s。过去使用 CGS 制时，粘度的单位为 g·cm-1·s-1，称为泊，符号为 P。
测定熔渣粘度的方法很多，最常用的有旋转法和扭摆法。前者适于测量粘度较大的熔
体(如熔渣)，后者适于测量粘度较小的熔体(如熔盐，液态金属)。
51生石灰的活性度怎样表示？
生石灰的活性度是衡量生石灰在渣中溶解速度的指标，是检验生石灰质量的主要标准之
一。生石灰活性度的测定通常采用颗粒滴定法。其原理是将一定粒度（1～10mm）的生石灰溶于水中，以生石灰的水化反应速度来表示其活性度。
52测量连铸坯表面温度的目的是什麽？怎样测量？
连铸坯表面温度是很重要的工艺参数，直接影响到连铸坯的表面及内部质量，是二冷区
配水的依据的主要参数。测量连铸坯表面温度的主要方法是以非接触式为主，目前较多采用的是红外窄波段光电高温计测量铸坯表面温度。
53测量连铸坯凝固末端的目的是什麽？怎样测量？
在连铸生产过程中，凝固终点的位置是影响连铸坯拉速的关键因素；连铸轻压下和凝固
末端电磁搅拌技术的实施与连铸坯液芯的长度有着非常密切的关系。通常确定铸坯凝固终点的方法有三种，一是数学模型方法，建立传热数学模型，计算出连铸坯完全凝固所需的时间；二是试验确定法，例如用射钉方法测量坯壳厚度；三是在线测定法，包括铸坯鼓肚力测定法、表面温度测定法（根据实测的表面温度与数模计算的表面温度进行比较，最终确定凝固终点的位置）等。
54进行一项科研工作，一般的研究程序是什么？
选定研究课题→文献资料工作→制定实验方案和进行实验准备→实验工作→实验结果的
分析处理→科研论文编写。
55检测连铸坯表面缺陷有哪几种方法？
连铸坯表面质量的检测方法可按在线及离线来分类。在线的检测方法主要有光学方法、
感应加热法、涡流法。离线检测主要有目视观察，为了提高检测的分辨率，还可采用荧光、
着色、磁粉探伤及目视检查等检测方法来发现连铸坯表面缺陷，离线物理探伤通常需要对连
铸坯进行取样简单加工后再进行探伤。
56连铸坯的硫印试验可检测出铸坯的哪些内部缺陷？
硫印检验可显示出铸坯内部化学成分的不均匀性、铸坯的一些形状缺陷，如裂纹和孔隙
等形状缺陷。
57连铸坯酸浸低倍试验可检测出连铸坯哪些凝固组织和内部缺陷？
检验铸坯的中心疏松、中心缩孔、裂纹、柱状晶和等轴晶等凝固组织。 58XPS分析的基本原理是什么？它特点有哪些？
X-ray Photoelectron Spectroscopy是利用波长在X射线范围的高能光子照射被测样品，测量由此引起的光电子能量分布的一种谱学方法 。样品在X射线作用下，各种轨道电子都有可能从原子中激发成为光电子，由于各种原子、分子的轨道电子的结合能是一定的，因此可用来测定表面化学元素组成、含量及形态。样品表面受辐射损伤小，能检测周期表中除H、He以外的所有元素。一定能量(hυ)的X光照射到样品表面，和待测物质发生作用，可以使待测物质原子中的电子脱离原子成为自由电子(光电子)。这些光电子进入能量分析器，利用能量分析器的色散作用，可获得按能量大小分布的X射线光电子谱。特点：样品处理简单，无损伤广泛适应性能获取丰富的化学信息定量分析较好。

59Gleeble高温拉伸试验如何测定钢的高温热塑性？
热塑性拉伸试验时，高温力学性能的评定指标主要是断面收缩率和强度极限。 60高温激光扫描共焦显微镜的优点是什么？能够观察哪些冶金过程？ 激光扫描共聚焦显微镜比普通显微镜更高的分辨率。 直观研究材料融化、凝固、高温拉伸、固态相变等过程的重要工具 61Gleeble高温压缩试验通常包括哪些实验？ 圆柱体单向压缩试验 、平面应变压缩试验 、以及其多道次压缩试验。 62如何利用Gleeble模拟机测定钢的CCT曲线图？ Gleeble热/力学模拟机是采用热膨胀法测定CCT曲线的，利用钢在相变时体积发生膨胀或收缩的原理来确定钢的转变温度。加工试样：Φ3～10×80～120mm；在Gleeble试验机上按设定的加热速度加热到最高温度（对于一般热处理的CCT图，其最高加热温度为Ac3＋(50～150)℃，加热升温时间为120～300s，保温时间为180～300s），保温一定时间后，控制冷却速度进行冷却；加热、保温和冷却过程中用径向位移传感器测定均温区的径向位移（或称膨胀量）；根据膨胀量－温度曲线确定不同连续冷却过程中的相变点（曲线中的转折点，一般用切线法找出），并根据各种冷却速度下的硬度值，绘制CCT图。 63做平衡实验时，怎样建立化学位？用什么混合气体可以建立氧位？什么原理？ 研究有气相参与反应的化学平衡时，需要建立所需要的化学位（如氧位等，实际上是氧分压），它可由适当的气体混合物来控制。用H2-H2O混合气体或用CO和CO2混合气体可以建立一定的氧位。H2-H2O气体混合物所以能控制反应的方向是由于气相中H2、H2O之间存在着下列平衡
+ = 平衡常数K=

所以 =

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