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冶金工程试验技术 1、电阻炉加热原理是什么？电热体分几类？ 答：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：Q＝0.24I2Rt。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。 电热体分为金属和非金属两类。 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？答：(1)金属电热体 金属电热体通常制成丝状，缠绕在炉管上作为加热元件，常用的电热丝有： 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－铂丝使用温度在1400℃以下，铂铑则可用到1600℃。 能在氧化气氛（空气）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 非金属电热体通常做成棒状或管状，作为较高温度的加热元件，常用的非金属电热体有如下三种： 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。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？ 答：感应炉可分为以下三种：工频感应炉、中频感应炉、高频感应炉。 电磁搅拌的强弱与电流频率的平方根成反比，与炉料的吸收功率成正比。使钢液产生电磁搅拌的电磁力F ＝ K·P/ 。 （真空感应炉是用来进行真空冶炼的设备。真空炉的电源设备与中频感应炉基本相同。真空炉的感应圈和坩埚部分被放在能够密封的炉壳内（如图2-5所示），由真空泵抽气后，真空度可达到1.34-0.134Pa范围内。） 式中： P－炉料吸收的功率，W f －电流频率，Hz K－常数 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。 4、常用的纯氧化物坩埚有哪几种？它们在什么条件下使用？ 答：(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？ 答：应炉中进行冶金实验时，需用耐火材料做炉衬。 几种普通耐火捣打料 （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。 常用的保温隔热材料有:硅酸铝纤维、空心氧化铝球、轻质高铝砖、轻质粘土转。 结合剂：水玻璃、磷酸盐、硫酸铝、卤水、软质粘土。 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？ 答:单铂铑（铂铑10－铂热电偶）的常用温度：长期-1300℃，短期-1600℃。 双铂铑(铂铑30－铂铑6热电偶)的常用温度：长期-1600℃，短期-1800℃。 单铂铑热电偶温度校正方法：自由端温度恒定法、自由端温度修正法、补偿导线法。 7、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？ 答：还原实验用CO气体的制造方法：将瓶装CO2通入管式电阻炉，炉内装有木炭，并加热到1150-1200℃，产生反应（CO2 ＋C＝２CO）；然后将CO进行净化，脱除残留的CO2 和水，制的纯净的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：O2+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C