冶物化课后习题答案.doc

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1．试计算高炉中炉气的为16%的区域内。总压为126656.25Pa时，石灰石的分解温度和沸腾温度。

① 开始分解

② 沸腾时：

2．根据氧势图， 求分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与分解压的热力学计算值进行比较。

连接“O”与点，T=1380℃
沸腾 T=1460℃
计算：

开始分解：=1338℃
沸腾：=1451℃
3．把的碳酸钙放在体积为真空容器内，加热到800℃，问有多少kg的碳酸钙未能分解而残留下来。

T=800℃（1073K）

按理想气体处理，分解的量

则分解的摩尔数为

5． 用空气／水汽＝3(体以比)的混合气体去燃烧固体碳。试计算总压为Pa, 温度为1127℃时煤气的组成。(提示：初始态中)
设碳过剩下，平衡气相中气体为
独立反应：

927℃（1200K）：

又空气与水汽的体积比为3，，T=927℃

① 分压总和方程：
② 平衡常数方程：

③ 元素的原子摩尔量比恒定方程：

又

令：

解得：
所以：

（三）P337
7将0.1mol和0.5mol的固体碳垃入体积为的真空反应器内， 抽去空气后气，加热到700℃，进行还原反应： 。 试求1)反应器内的压力； 2)气相组成： 3)反应器中未反应残留的碳量。

由

②

由此可推出：
所以

③

8．铝真空下还原氧化钙，其反应为

（1）如使反应能在1200℃进行，需要多大的真空度？（2）如采用1.33Pa真空度，求CaO为Al还原的开始温度，（3）如在同样的真空度（1.33Pa）下，将CaO的用量减少一半，试估计复杂化合物的形成对还原的作用，此时的反应为：，
解：（1）

又代入得：

（2）
℃
（3）

℃

10．向装有球团的反应管内通入组成为52%H2， 32%CO，8%H2O及8%CO2的还原气体进行还原，温度为1105K，总压为Pa，试求反应管放出的气体的成分。
解：

T=1105K
（1）

（2）

又

结合式（1）得
又可得到
结合式（2）得
11． SiO2为碳还原，生成的硅溶解于金属铁液中，其浓度为20%，。试求SiO2开始还原的温度。

选纯为标准态，选1%Si溶液为标准态

，C选石墨为标准态
=0

℃
12．在高炉内冶炼钒钛磁铁矿石时，生铁的成分为0.189%Ti, 0.165%Si, 0.4205%V, 0.30%Mn, 0.155%P, 0.0569%S, 4.24%C.熔渣成分为25.53%TiO2, 24.89SiO2, 25.98%CaO,
7.60%MgO,15.00%Al2O3,0.27%V2O5,试计算熔渣中TiO2为碳还原的开始温度。=0.6,
炉缸压力。

令

取100g渣：

13．试求高炉内1350℃时，与及碳平衡的铁水中钛的溶解度。已知： 。铁水中的含碳量为4.3%，其余组分的浓度小于1%，可以不考虑他们对的影响。

15．向温度为1500℃，含碳量5.1%的铁水中加入作炉外脱硫处理。试求脱硫后铁水的最低含硫量，已知：
，。

第五章．P235
2．在真空中向Cr18%，Ni9%的不锈钢吹氧，使含碳量降低到0.02%，而钢液的温度不高于1630℃，问需用多大的真空度。
解：
3. 在电弧炉内用不锈钢返回料吹氧冶炼不锈钢时，熔池含有9%Ni。如吹氧终点碳为0.03%，而铬保持在10%，问吹炼应达到多高的温度。
解：（同题2）4.试计算钢液中C为0.2%，总压为Pa，温度为1600℃时钢液的平衡氧量。若与之平衡的溶渣含有FeO12%，=3，试求与熔渣平衡的钢液层的氧量。

5．将组成为4.0%C、0。4%V、0.25%Si、0.03%P、0.08%S的生铁进行氧化提钒处理。为使生铁中钒大量氧化，而碳不大量氧化，以获得含氧化钒高的钒渣和半钢液。试求提钒的温度条件。钒渣的成分为25%V2O5（20.60%V2O3）,38%FeO, %16SiO2, 14%TiO2, 0.5%CaO, 0.5%MgO, 3%MnO, 2.9%Al2O3, =。钒的氧化方程式： 。
解：

8．在1600℃用锰托氧，钢液中Mn的平衡浓度为0.5%。试计算脱氧产物的组成。
解：
[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]
T=1873K

9．为使温度为1600℃、含碳为0.0625%的钢液氧含量下降到痕迹量（0.0008%），需加入多少铝？如改用真空脱氧，需用多大的真空度？
解：
①Al脱氧：2[AL]+3[O]=Al2O3(s)

②用真空脱氧 [C]+[O]=CO K=494.1 T=1873K

11．将含[C]0.15%及[O]0.016%的钢液送入真空室进行真空处理。真空度为1013.25Pa。温度为1600℃。试问钢液最终的碳和氧量是多少？
解：

6．炼钢渣和钢液间硫的分配比用以下经验式计算。式中符号意义见第六节。试用之计算1600℃与下列组成的熔渣平衡的钢液的硫量。熔渣成分：19.7%SiO2， 43.0%CaO, 4.3%Fe2O3, 10.3%FeO, 12.6%MnO, 2.6%P2O5, 5.4%MgO, 0.10%S.
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第6章