炉外精炼试题A 及答案.doc

湖南工业大学试题2007 年 2008 年第 2 学期课程名称： 炉外精炼新技术 专业年级： 冶金工程2005级 考生学号： 考生姓名： 试卷类型： A卷 B卷 考试方式: 开卷 闭卷 一、填空题（30分=15分2）1、VAD的完整拼写为Vacuum Arc Degassing；AOD的完整拼写为 Argon Oxygen Decarburization 。2、真空脱气过程的限制性环节是气体在钢液中的扩散。3、渣洗的最大的缺点是效果不稳定（重现性差）。4、炉外精炼中，气液界面的主要来源包括吹氩、_ CO气泡、吹氧和熔体表面。5、LF电弧加热速率的特点：通电后，缓慢升温12/min，逐渐趋于平均值34/min。6、RH工艺处理容量的下限为_30吨7、LF炉吹氩制度中，钢包到位后，采用中等吹氩量均匀钢液成分和温度；化渣和加合金采用大吹氩量；通电加热时采用小吹氩量。8、AOD精炼工艺分为氧化期、还原期和精炼期。（注意顺序）9、AOH没有像CAS-OB得到广泛使用的原因是产物去除困难10、夹杂物变性处理中，使用Ca处理Al2O3_夹杂物。 二、名词解释（20分=4分5）1、炉外精炼 2、活性缝隙 3、抽引比 4、粉气流的经济流速 5、循环流量1、炉外精炼：将常规炼钢炉的炼钢任务部分或全部地移到钢包或其它容器中进行。2、活性缝隙：能够作为C-O反应新相生成核心的缝隙。3、抽引比：单位体积流量的气体，可以提升的钢液的体积。4、粉气流的经济流速：能保证粉气流基本上均匀、稳定的最小流速。5、循环流量：单位时间内通过真空室的钢液量。三、简答题（35分=7分5）1、炉外精炼中包含哪些精炼手段及这些精炼手段的功能、代表工艺(至少2种)。答：精炼手段包括：1）渣洗。功能：脱硫、脱氧、去夹杂。代表工艺：同炉渣洗、异炉渣洗；（1.5分）2）真空。功能：脱气、脱氧、脱碳。代表工艺：VD、RH；（1.5分）3）搅拌。功能：均匀成分和温度、净化钢液、促进其它冶金反应。代表工艺：除了渣洗外所有精炼工艺。（1.5分）4）加热。功能：调温、保证精炼时间。代表工艺：LF、CAS-OB；（1.5分）5）喷吹。功能：高效加入反应剂。代表工艺：SL、WF。（1分）2、真空下，为什么碳的实际脱氧能力远没有热力学计算的大？答：1）碳氧反应未达到平衡；（2分）2）反应区的压力大于真空度；（2分）3）真空下，碳脱化合物中的氧困难；（1.5分）4）耐材、炉渣、夹杂中氧化物可能向钢液供氧。（1.5分）3、简要说明RH的循环工作原理图，并以简图示之。答：工作原理图如右：（2分）工作原理包括：1）利用气力提升原理；（1分）2）插入管插入钢水，抽真空，钢水上升B高度；（1分）3）吹氩，氩气膨胀功提升钢液H高度，钢液喷入真空室；（1分）4）喷入真空室的钢水精炼后，在真空室底部聚集B，之后在重力作用下，沿下降管回到钢包；（1分）5）回流的钢水动能用作搅拌钢包中未精炼的钢水并与之混合，完成该部分的循环。（1分）4、底吹氩钢包内启动区（A区）钢液的运动的特征？答：启动区特点包括：1）两相区。钢水连续相，气体分散相。（1分）2）喷口处气体的动能可以忽略；（1分）3）气相分率不大，约5；（1分）4）气泡以蘑菇状直线上升；（1分）5）两相区呈倒锥体；（1分）6）上升气泡推动钢水上升；（1分）7）上升速度在径向呈正态分布；（1分）5、定性描述一下粉气流进入熔池的行为。 答：粉气流包括载流气体和粉粒两部分，当粉气流离开喷口后：载流气体：流速大，在喷口处产生一段气体的流股，气体流股受到浮力和熔池阻力的作用比两相流的动能大，所以气体在力的作用下会分散成为大小不等的气泡上浮。（1.5分）粉粒：1）粉粒细小，且速度很小，因而惯性力很小，仍然悬浮于气相中。（1.5分）2）粉粒比较小，速度不太大，惯性力较小，因而在惯性力作用下，沿原来的运动方向运动，在气液界面处，因无法克服表面张力和熔体所产生的阻力，而停留在气液界面。（1.5分）3）颗粒较大，速度较大，惯性较大，因而可以穿过气液界面，进入到钢水中，进入到钢水的粉粒，在熔体的阻力作用下，速度衰减到零。当ddmax，粉粒受到的浮力占主导，会在浮力作用下上浮，当ddmax，钢液流的牵引力占主导，可以较长时间的悬浮于钢液中随之运动。（2.5分）四、问答题（15分） 写出高铬钢液吹氧脱碳反应的两种反应机理，指明以哪种反应为主，并解释原因。答：高铬钢液吹氧脱碳反应的机理有两种：直接氧化和间接氧化。直接氧化：（4分）1）气液界面（AM-G）上，1/2O2O吸； 2）C扩散到气液界面（AM-G）上； 3）在界面上，C+O吸=CO； 4）CO扩散离开界面。间接氧化：（4分）1）气液界面（AM-G）上，1/2O2O吸； 2）xFeyCr + 4O吸=FexCryO4，x+y=3； 3）FexCryO44C4COxFeyCr； 4）CO扩散离开界面。（1.5