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第一部分 专业基础知识 1.1冶金热力学基础 1.1.1[基本要求] 1.1.1[基本要求] 掌握活度的概念、活度的标准态 活度：活度是校正的浓度，活度是为了保持理想溶液公式和稀溶液公式以及二者的通式等的形式不变而使之适用于实际溶液时，用来代替浓度的一种物理量。 活度的标准态：活度和活度系数均为1的状态。 掌握氧势图的分析及其应用 氧势图的分析 大多数金属氧化物的氧势线，其斜率虽各不相同，但均为正值，氧势线在氧势图中向右上方倾斜。 反应：C+O2=CO2的氧势线的斜率，该反应前后气体物质的量不变，反应的熵变=0.27J/mol*K,所以在氧势图中CO2的氧势线斜率很小，与横坐标近似于平行。 反应：2C+O2=2CO氧势线的斜率，该反应前后气体物质的量有变化。反应的熵变＞0，所以CO的氧势线斜率为负。在氧势图中，该线向右下方倾斜。 氧势图的应用 用氧势图判定氧化物的稳定性。氧化物氧势线位置愈低，该氧化物愈稳定；如果二条氧势线在某温度下相交，在该温度，对应的两个氧化物稳定性相同；由碳和氧生产一氧化碳，CO的氧势线向右下方倾斜，而绝大多数金属氧化物的氧势线却向右上方倾斜。二者必然相交。交点所对应的温度就是用碳还原金属氧化物，在标准状态下的开发反应温度。 碳是冶金过程中应用最广的还原剂。需要指出的是，碳与很多金属易生产碳化物，如需制取纯净金属时，不能用碳做还原剂。 PO2的标尺及应用 判定氧分压及温度之间的关系。 H2/H20标尺及应用 CO/CO2标尺及应用 熟悉脱硫、脱磷的热力学分析 脱硫 元素对脱硫的影响： C、Si、AL和P随着这些元素的增加，有利于脱硫，尤其是碳=3-4%和硅0.2-1.2%，碳影响最大。 Ni其对脱硫无影响。 S、Mn、Cu等，不利于脱硫。 固体脱硫剂的脱硫 石灰CaO脱硫 CAO+[S]=CaS+[O] 吉布斯自由能=109000-29.25T K=ao/as 1/Fe-S-O三元体系脱硫 用CaO脱硫效果不太好。 Fe-S-O-C-Si 当铁液中含有C和Si时，均有利于脱硫。 CAC2比CAO的脱硫效果好。 1.1.2 [考试内容] （1）活度的基本概念和活度的标准态 常用的溶液组成表示方法；溶液的亨利定律和拉乌尔定律的基本内容；活度的标准态选择依据；活度相互作用系数的应用。 （2）氧势图的分析及其应用 氧势图的原理及其在钢铁冶金过程中的应用分析。 （3）脱硫、脱磷的热力学分析 钢铁冶金过程中的脱硫、脱磷的化学反应及其影响因素。 （4）标准吉布斯自由能及平衡常数的计算 化学反应等温方程式及其应用。标准吉布斯自由能及平衡常数的计算。 （5）冶金熔体的二元相图 利用炉渣相图确定渣中氧化物的不同组分，各相的成分和相对量，以及炉渣的熔化温度与组成的关系等。重要的二元熔渣系相图有：CaO-SiO2二元系、Al2O3- SiO2二元系、CaO - Al2O3二元系、CaO-Fe2O3二元系。 1.2冶金动力学基础 1.2.1 [基本要求] 掌握气/固和液/液反应的动力学模型 掌握冶金多相反应动力学 熟悉扩散传质理论 熟悉对流传质理论 了解固/液反应的动力学 1.2.2 [考试内容] （1）扩散传质和对流传质 扩散传质和对流传质的定义。菲克第一定律、菲克第二定律、边界层理论、渗透理论和表面更新理论的基本内容。 （2）冶金多相反应动力学 冶金多相反应的阻力及限制性环节；稳态或准稳态原理。 （3）气/固反应的动力学模型 气/固反应的未反应核模型是最主要的动力学模型。如：铁矿石的还原、碳酸钙和氧化物的分解。 （4）液（气）/液反应的动力学模型 双膜理论是用于处理液/液相或气/液相系内反应过程的最主要动力学模型。 （5）固/液反应的动力学模型 固/液相中的重要反应：钢液和铁合金的凝固、废钢和铁合金的溶解、湿法冶金中的沉积和结晶、炉渣对耐火材料的侵蚀、炼钢转炉中石灰的溶解。 1.3冶金传输原理 1.3.1 [基本要求] 掌握边界层理论 熟悉马赫数的概念及其意义 熟悉拉瓦尔喷管的概念和特点 了解温度梯度、传热系数和热阻的概念 1.3.2 [考试内容] （1）边界层理论 边界层概念、边界层的特点、边界层厚度。绕流阻力和颗粒沉降速度。 （2）可压缩气体的流动 马赫数的概念。气体流动的分类：不可压缩流动（M1）、亚音速流动（M1）、音速流动（M≈1）、超音速流动（M1）。 （3）渐缩喷管与拉瓦尔喷管 拉瓦尔喷管的概念及其意义。转炉氧气喷枪设计的理论依据。 在可压缩气体的流出过程中，随着能量的转换还伴随着体积的膨胀，根据绝热膨胀的特点在临界截面前，气体密度下降较慢，流速增加较快，因此从连续性方程可知在临界截面以前流股收缩，在临界截面以后为了剩余压力进一步转化为动能，就要在保证提高流速的同时