当前位置：首页 > 《冶金原理》课后习题及解答 - 图文
3、熔体的温度随着温度的升高而减小。对
4、金属熔体的密度与其中溶解元素的种类及浓度无关。错
5、在熔盐电解过程中，在一定的电流密度和温度下，极间距离起决于电解质的导电率。对 6、酸性氧化物浓度的增加将导致熔渣的电导率下降。对 7、电导率越大，熔体的导电性越大。对
8、熔体中组分的扩散系数与温度、熔体组成及黏度无关。错 9、质点之间键的强度越大，液体的表面张力也越大。对
10、当温度升高到临界温度时，汽-液相界面消失，液体的表面张力为零。对
11、同种金属卤化物的表面张力从大到小的顺序是：溴化物﹥氯化物﹥氟化物。错 12、温度对不同种类的熔体的导电率的影响相同。错 13、润湿性好，容易发生阳极效应。错
14、熔渣-金属液间的界面张力与熔渣及金属渣的组成和温度有关。对 1、什么是熔化温度？什么是熔渣的熔化性温度？
1、熔化温度是指由其固态物质完全转变成均匀的液态时的温度。熔渣的熔化性温度是指黏度由平缓增大到急剧增大的转变温度。
试利用熔渣的等粘度曲线图（p19,4-2）估计组成为（wb%）CaO 38.0,SiO2 38.39，Al2O3 16.0,MgO 2.83,的高炉渣在1500度时的粘度，如果将温度提高至1900度，此熔渣的粘度降低到多大？ 解： 炉渣总组成w（B）=95.22，需重新换标，使组分之和为100%。有： ∑w(CaO)= w(CaO)+w(MgO)=(38.0+2.83)/95.22%=42.88% W(SiO2)=40.23% w(Al2O3)=16.8% 查4-12得 1500度时η=0.7Pa.S
将温度提升到1900度，查4-12得η=0.1+0.05*0.3/0.4=0.138Pa.S
试利用加和性规则计标1400度时，组成为（wB%）：CaO 35,SiO2 50,Al2O3 15表面张力，并与由等表面张力曲线图所得结果（p97图4-23）进行比较 解：首先计标组成的摩尔数（以100g炉渣计） n(CaO)=35/56=0.625mol n(SiO2)=50/(28.1+16*2)=0.832mol n(Al2O3)=15/(2*27+3*16)=0.147mol
x(CaO)=0.625/(0.75+0.832+0.147)=0.390 x(SiO2)=0.832/(0.75+0.832+0.147)=0.518 x(Al2O3)=0.147/(0.75+0.832+0.147)=0.092 根据加和性规则δ=∑xi*δi
δ(CaO)=0.52N/M δ(SiO2)=0.40N/M δ(Al2O3)=0.72N/M δ=0.39*0.52+0.518*0.40+0.092=0.467 N/M 利用内插法查（p97 4-23）得 δ=0.42 （1600度）
比较得知，1400度时黏度高于1600时。
试计标800℃铝夜、1200℃铜液和1650℃的铁液的黏度，有关数据见下表。 金属Al Cu
熔点/℃660 1048 η /mpa.s1.18 4.50 Aq/mpa.s0.1492 0.3009 Eq/kj.mol16.5 30.6 -1 13
Fe 1536 4.95 0.3699 41.4 解：根据阿罗尼乌斯表达式 η=Aqexp(En/RT) 有 ηAl,800=0.1492exp(16.5/9.314*1073)=0.1495 (Pa.s) ηCa.1200=0.3009exp(30.6/8.314*1473)=0.3041 (Pa.s) ηFe.1650=0.3699exp(41.4/8.314*1923)=0.3789 (Pa.s)
实验测得组成为（WB%）CaO42.5、sio242.5、MgO9.5、Al2O35.5的熔渣在不同温度下的黏度如下表，试求出黏度与温度的指数方程及黏流活化能。 t/℃ η/pa.s 1300 1.63 1350 1.34 1400 1.09 1450 0.91 1500 0.75 解;黏度与温度及黏流活化能的关系为 η= Aqexp(En/RT) Lnη= En/RT+LnAq
44
现计标各温度的Lnη及（1/T）*10，如下表，以计标的Lnη-（1/T）*10作图，得图①，
-1-1-4
En=( Lnη1- Lnη2)/(T1-T2)*10 -4
=8.314*（0.41+0.09）/(6.2-5.8)*10=103925 J.mol t/℃ T/k 1/T En/R *1/T Lnη LnAq Aq 1300 1573 6.35*10 7.938 0.489 -7.449 -4-41350 1623 6.16*10 7.7 0.293 -41400 1673 5.977*10 7.471 0.086 -41450 1723 5.804*10 7.255 -0.094 -7.349 -41500 1773 5.64*10 7.05 -0.288 -7.388 -4-4-7.407 -7.384 -4-45.82*10 6.070*10 6.204*10 6.432*10 6.503*10 -4
-4
Aη=[(5.82+6.07+6.204+6.432+6.503)/5]* 10 -3 =6.206*10
故黏度与温度的指数方程为
-3
η=6.204*10exp(103925/T) 黏流活化能为103925 J.mol 采用线性回归
Lnη= En/R *1/T+Ln Aη
14
Y=A + Bx(Y= Lnη,A= LnAη) A=-6.426 B=10897.9 因为B = En/R
En=8.314*B=90605 J.mol
A-3
A= LnAη Aη=e=1.624*10采用指数回归
Bx
Y=A*e
Lny=LnA+Bx A=Aη B=Ea/R X=1/T K/℃ T/K (1/T)*10η 4 1300 1537 6.357 1.63 -31350 1623 6.161 1.34 1400 1673 5.977 1.09 1450 1723 5.804 0.91 1500 1773 5.640 0.75 R=0.997 A=1.6913*10 B=10820.832 因为B=Eη/R Eη=B*8.314=89964J/mol
-3
所以，指数方程为：η=1.6913*10Exp(89964/T)
高炉低钛渣的成分（wb/%）:TiO2 2.0,CaO 46.11，SiO2 35.73,MgO 3.99,Al2O3 9.99.用毛细法则测得渣中硫的扩散系数如下表，试求硫的扩散系数与温度的关系式及扩散活化能 t/℃ D/nm*s 2-11350 1.96 1400 2.42 1450 3.40 1550 4.69 1550 6.35 解：扩散系数与温度的关系 D=Aηexp(-Eη/RT) 两边取对数有 LnD=LnAη- Eη/RT
LgD=LgAD/2.303-Ed/(2.303*R*T)
LgD=A+B/T(A= LgAD B=-Ed/(2.303*R))
4
已题目所给表格中的数据计标LgD对（1/T）*10作图，可求得上式，作图数据如下表，（Lg
4
η及（1/T）*10）的数据。 t/℃ T/k （1/T）*10 D/nm*s Lgk 2-141350 1623 6.16 1.69 -8.77 1400 1673 5.98 2.42 -8.62 1450 1723 5.80 3.40 -8.47 1500 1773 5.64 4.69 -8.33 1550 1823 5.49 6.35 -8.02
用线性回归有 Y=a+bx
这里y= Lgk a= LgAD b=- Ed/(2.303*R) x=1/T 有a=-3.53 b=-8508.06 r=0.99993 扩散系数与温度的关系
LgD=-3.53-8508.06/T=-8508.06/T-3.53
EA=b*(-2.303R)=-8506.06*2.303*8.314=162905.03(J/mol)
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根据CaO-Al2O3-SiO2系熔渣的等黏度曲线（图4-12），分别讨论碱度为0.2和1时，增大Al2O3含量对熔渣黏度的影响，并解释其原因。
解：当碱度为0.2时，即CaO/SiO2=0.2时，此时等黏度曲线几乎与SiO2-Al2O3边平行，增大Al2O3含量对熔渣黏度几乎没有影响。
3+
当CaO/SiO2=1时. 增大Al2O3含量熔渣黏度减小，主要原因是，低碱度情况下Al可以取代
4+
硅氧阴离子中的si而形成硅铝氧阴离子，即Al2O3呈碱性。在碱度为1时，增加熔渣中Al2O3含量，熔渣的溶化性温度增加，粘度增加。
1、什么是熔化温度？什么是熔渣的熔化性温度？ 解：熔化温度是指由其固态物质完全转变成均匀的液态时的温度。熔渣的熔化性温度是指黏度由平缓增大到急剧增大的转变温度。
何为表面活性物质，哪些元素是铁液的表面活性物质？ 解：能剧烈地降低溶剂表面张力的物质叫表面活性物质，表面活性物质在纯粹状态时表面张力很小，O、S、N是铁液的表面活性物质。
实验发现某炼铅厂的鼓风炉炉渣中存在大量的细颗粒铅珠，造成铅的损失，你认为什么原因引起的，因采取何措施降低铅的损失？
解;当金属熔体与熔渣接触时，若两者的界面张力太小，则金属易分散于熔渣中，造成有价金属的损失，只有当两者的界面张力足够大时，分散在熔渣中的金属微滴才会聚集长大，并沉降下来，从而与熔渣分离。
造成该厂铅损失的原因是因为鼓风炉炉渣与铅熔体两者界面张力太小，采取的措施为调整炉渣的组成。
第五章
1、在高炉冶炼及炼钢生产中，高碱度渣有利于金属液中硫和磷的脱除。对 2、一般来说，酸度小于或等于1的渣属于碱性渣。对 3、熔渣中三氧化二铁的含量越低，熔渣的氧化性越强。错
4、随着熔渣氧势和碱度的提高以及温度的降低，熔渣的氧化性降低。错 5、熔渣的氧化性只与其中能提供氧的组分的含量有关。对 6、随着CaO含量的增大，硫容迅速增大。对
7、氧化渣能很好地阻隔炉气中的氮与金属液的作用。对
1、熔渣的碱度：是指熔渣中主要碱性氧化物含量与主要酸性氧化物含量之比。 2、熔渣的酸度：熔渣中所有酸性氧化物的氧的质量之和与所有碱性氧化物的氧的质量之和。 3、氧化渣：是指能向与之接触的金属液供给氧，使其中的杂质元素氧化的熔渣。 4、还原渣：能从金属液中吸收氧、使金属液发生脱氧过程的熔渣
1、熔渣的氧势是熔渣氧化能力的标志，其值越大，熔渣的氧化能力______。越强 2、一般来说，随着温度的升高，硫容_______。增大
3、熔渣的碱度或酸度表示炉渣酸碱性的______ 相对强弱 。
4、熔渣的化学性质主要决定于其中占优势的氧化物所显示的______ 化学性质。 5、用熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物浓度的______表示熔渣的碱度或酸度 相对含量
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