冶金工艺炼钢部分

1、1. 炼钢工序要完成的基本任务是什么，通过哪些手段实现？炼钢的基本任务是：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。可以归纳为“四脱”（脱碳 脱磷 脱硫 脱氧）“二去”（去气和去夹杂物）“三调整”（温度、成分）。采用的主要技术手段为供氧、造渣、升温、加脱氧剂和合金化操作。2.氧气转炉炼钢用的主要金属料组成有哪些，对铁水有什么要求？组成：氧化转炉炼钢的主要金属材料组成为铁水、废钢、生铁、铁合金、海绵铁。铁水要求：铁水中的元素、铁水带渣量、铁水温度。3.什么是耐火度、荷重软化温度？（1）耐火度：耐火材料在高温下无荷重时抵抗高温作用而不熔化或不软化的能力；（2）荷重软化

2、温度：耐火材料的标注试样在高温下，1mm2承受0.2N静负荷作用时所引起的压力质量为0.6%的变形温度；（3）氢脆：钢中含有氢气的气孔会沿加工方向旋拉长形成发裂，进而引起钢材的强度、塑性和冲击韧性降低；（4）蓝脆：钢中氮含量高时，会使钢发生第一类回火脆性，即在250450温度范围内，其表面发蓝钢的强度升高冲击韧性降低；4.炼钢为什么要造渣，熔渣的来源有哪些？原因：（1）去除钢水中的硫磷等有害元素，同时能将其他有用元素控制在最低限度内（2）炼钢熔渣覆盖在钢液表面，保护钢液不被过度氧化，不吸收有害气体，保温，减少、有益元素烧损。（3）防止热量损失，以保护钢的冶炼温度；（4）吸收钢液中上浮的夹杂物及

3、反应物。熔渣的来源：（1）炼钢过程中有目的的加入造渣材料，如石灰石、石灰、萤石等。（2）炼钢过程中的化学反应产物，包括氧化产物以及脱磷、脱硫产物等。（3）冶炼过程中被侵蚀的炉衬耐火材料。 5.什么是熔渣碱度，如何表示？熔渣碱度：熔渣中碱性氧化物的含量总和与酸性氧化物含量总和之比，常用符号R表示。熔渣氧化性：是指在一定的温度下，单位时间内，熔渣向钢液供氧的数量。 当炉料中时：R= 当炉料中 0.30% 0.60%时：R= 当加白云石造渣，渣中MgO含量较高时：6.如何表示熔渣氧化性？ 熔渣的氧化性通常是用表示，折合成（FeO）两部分，将折合成有两种方法。 全氧析合法： 全铁析和法： 7.锰氧化的

4、热力学条件，锰氧化对炼钢的影响，钢液中余锰有何作用？影响残锰的因素有哪些？ （1）热力学条件：温度、炉渣成分金属液成分和炉气氧分压（2）对炼钢的影响：锰的氧化也是吹氧炼钢热源之一，但不是主要的。在转炉吹炼初期，锰氧化生成MnO课帮助化渣，并减轻初期渣中SiO2对炉衬中耐火材料的侵蚀。（3）余锰的作用：防止钢液的过氧化或避免钢液中含有过多的过剩氧，以提高脱氧合金的收得率，减少钢中氧化物夹杂。可作为钢液温度高低的标志炉温高有利于MnO的还原。能确定脱氧候钢液的锰含量达到所炼钢种的规格并节约Fe-Mn用量。8.什么是回磷现象，为什么会出现回磷现象，避免钢水回磷的措施有哪些？（1）回磷现象是指磷从熔渣

5、中又返回到钢液中或成品钢中磷含量高于中点磷含量。（2）原因：熔渣碱度或氧化亚铁含量降低，石灰化渣不好，温度过高，脱氧等，均会引起回磷现象。（3）避免回磷现象的措施：尽量避免下渣，适当提高脱氧前的炉渣碱度；出钢后向钢包渣面加一定量的石灰，增加炉渣碱度；尽可能采取钢包脱氧，而不采用炉内脱氧；加入钢包改质剂9.合金化操作中合金元素加入的一般原则是什么?（1）脱氧元素先加，合金化元素后加（2）脱氧能力比较强且比较贵重的合金，应在钢液脱氧良好的情况下加入（3）熔点高，不易氧化的元素，可加在炉内 10.什么是铁水预处理，铁水预处理的种类有哪些？（1）铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前，对其进行脱除杂质元素或

6、从铁水中回收有价值元素的一种铁水处理工艺。（2）铁水预处理的种类有：铁水脱硫和脱磷、铁水离钒等 11.为什么铁水预脱磷前必须进行铁水预脱硅处理？因为铁水中硅的氧势比磷的氧势低很多，当脱磷过程加入氧化剂候，硅与氧的结合能力远远大于磷与氧的结合能力，所以硅比磷优先氧化，所以为了减少脱磷剂用量，提高磷效率，预脱磷前必须预脱硅。12.为什么说铁水脱硫条件比钢水优越？（1）铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性好的元素，能够大大提高硫在铁水中的活度系数。（2）铁水中的氧含量低，提高渣铁的硫分配比。（3）可以是用强脱硫剂。（4）铁水脱硫费用低。13.确定氧枪枪位应考虑哪些因素，枪高在多少合适？（1）应考虑因素

7、：要有一定的冲击面积。是在保证炉底不被损坏的条件下，有一定的冲击深度。枪位过度射流的冲击面积大，但是冲击深度小，熔池搅拌减弱，渣中Fe含量增加，吹炼时间延长，枪位过低，冲击面积小，冲击深度加大，渣中Fe含量减少不利于化渣，易损坏炉底。（2）氧枪枪高是以喷头端面与平静熔池面的距离来表示氧枪抢位（H/mm）与喷头喉口直径（）和经验关系式为H=（35-50）d喉。14. 造渣方法有哪几种，各有什么特点？（1）单渣法：是整个吹炼过程中只造一次渣，中途不倒渣，不扒渣，知道吹炼终点出钢。铁水中Si、P、S含量较低或者钢种对P、S含量要求不太严格以及冶炼低碳钢时，均可以采用单渣操作，工艺比较简单，吹炼时间短

8、，劳动条件的易实现自动控制。（2）双渣法：是指整个吹炼过程中需要倒出或扒出1/22/3的炉渣，然后加入渣料重新造渣，双渣操作脱磷效率可达95%以上，脱硫效率约为60%，但是双渣操作会延长吹炼时间，增加热量损失，降低金属收得率，也不利于过程自动控制。（3）双渣留法：是指将双渣法操作的高碱度，高氧化铁高温，流动性好的，终渣留一部分在炉内，然后再吹炼。第一期结束的时候倒出，重新造渣。此法优点是可以加速下炉前初期渣的形成，提高前期的脱磷、脱硫率和热效率，有利于保护炉衬节省石灰量。 15.什么是终点控制，终点的标志是什么？（1）终点控制是转炉吹炼末期的重要操作，主要是指终点温度和成分的控制，由于脱磷脱硫

9、比脱碳操作复杂，总是尽可能提前让磷、硫含量达到终点所需的范围。因此，终点控制的重要就是脱碳和温度的控制。（2）标志：钢中碳含量达到所炼钢种的要求的控制范围。钢中磷硫含量低于规定下限要求的一定范围。出钢温度保证能顺利进行精炼和浇注。达到钢种要求控制的氧含量。16.什么是软吹，什么是硬吹？（1）软吹：当采用高枪位或采用较低氧压操作时，氧气流服对熔池面冲击力较小，冲击面积增大，冲击深度减小熔池被打成一个浅坑。（2）硬吹：当采用低枪位或采用较高氧压操作时，氧气流服对熔池面冲击力较大，熔池被打成一个深坑。17.什么是溅渣护炉技术？溅渣护炉操作要点是什么？（1）利用MgO含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣，

10、通过高压氮气的吹溅，使其在炉衬表面形成一层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好的黏结。（2）要点：调整好熔渣成分，控制终点渣有合适的（MgO）和（TFe）含量，（MgO）含量应控制在8%10%，（TFe）含量高时，（MgO）含量应高一点。留渣要合适控制溅渣枪位控制氮气的压力与流量保证溅渣时间18.什么是脱氧、脱氧剂的选择原则有哪些？答：（1）在出钢或浇铸过程中，加脱氧剂适当减少钢液含氧量的操作称之为脱氧。（向钢中加入脱氧元素，使之与氧发生反应，生成不溶于钢水的脱氧产物，并从钢水中上浮进入渣中，钢中含氧量达到所炼钢种的要求，这项工艺成为脱氧。）（2）具有一定的脱氧能力，即与氧的亲和力比铁大；脱氧产物不溶

11、于钢水和易于排除；除脱氧外还能降低钢中其他杂质（氮、硫等）的含量或减弱其有害影响；来源广，价格低。19.什么是合金化、合金化元素的加入次序是什么答:(1)合金化是指为了调整钢中合金元素含量达到所炼钢种规格的成分范围，向钢中加入所需的铁合金或金属的操作。（调整钢液成分的过程称为合金化）（2）（答案见合金化操作元素加入的一般原则。）脱氧元素先加，合金化元素后加脱氧能力比较强且比较贵重的合金，应在钢液脱氧良好的情况下加入熔点高，不易氧化的元素，可加在炉内20.偏心底出钢电炉的结构特点是什么，其优点有哪些？（1）结构特点：将传统电炉的出钢槽改为出钢箱，出钢口在出钢箱底部垂直向下，出钢口下部设有出钢口开

12、闭机构，出钢口顶部中央设有塞盖，以便出钢口的填料和维护。（2）优点：出钢口倾动角度减少，可简化电炉倾动结构；降低短网的阻抗；增加水冷炉壁使用面积，提高炉体寿命。留钢留渣操作，可无渣出钢，改善钢质有利于精炼操作。此外，留钢留渣有利于冶炼节能。炉底部出钢，可降低出钢温度，节约电耗，减少CO2，提高钢的质量，提高钢包寿命。21.试述补炉的原则和方法？（1）原则：补炉的原则是高温、快补、薄补。补炉是将补炉的材料喷投到炉衬损坏处，并借助炉内的余热，在高温下使新补的耐火材料和原有的炉衬烧结成一个整体，而这种烧结需要很高的温度才能完成。电炉出钢后，炉衬表面温度下降很快，因此应该抓紧时间趁热快补。补薄的目的就

13、是为了保证耐火材料良好的烧结。（2）补炉的方法可分为人工投补和机械喷补，根据选用的材料的混合方式不同又分为干补和湿补两种。22.电弧炉冶炼方法有哪几种，各有何特点？(1)双渣还原法：在冶炼过程中有较短的氧化期，既造氧化渣又造还原渣，能吹氧去碳、去气、去夹杂。（2）双渣氧化法：冶炼过程有氧化期，能去碳、去磷、去气、去夹杂等杂质。对炉料无特殊要求，冶炼过程既有氧化期又有还原期，有力于钢质量的提高。（3）不氧化法：没有氧化期，一般不供氧，没有脱磷能力。23.什么叫钢水炉外精炼？答：钢水炉外精炼就是将转炉（或电炉）中初炼的钢水移到另一反应器中进行精炼的过程，也称二次精炼。24.LF炉精炼手段与主要冶钢

14、中金功能有哪些？答：（1）埋弧加热：3根石墨电极加热，电极插入渣层中进行埋弧加热，辐射热小，减少对包衬的损坏，热效率高。（2）氩气搅拌：加速钢渣之间物质传递，利于脱O和S的反应，促进夹杂物上浮去除，加速钢水T和成分均匀，达到精确调整钢水成分目的。（3）炉内还原气氛：炉盖密封隔绝空气，石墨电极氧化产生CO气体，还原条件可进一步脱O和S，去夹杂，避免增H和N。 (4)白渣精炼：FeO含量不大于1的还原渣，高碱度还原渣，借助氩气搅拌，实现有效的扩散脱O和S，去夹杂。(5)成分调整：对于易氧化元素，一般在LF还原气氛下加入，加合金时，大流量吹氩，将炉渣吹开，加速合金熔化，提高合金收得率。25.为什么A

15、OD炉、VOD炉适合于冶炼不锈钢？答：不锈钢的特点是含有较高的铬、较低的碳，不锈钢的冶炼在于“脱碳保铬”。AOD炉可以在不太高的冶炼温度和常压下将高铬钢液中的碳降到极低的水平，而铬有没有明显的烧损。VOD炉冶炼不锈钢则是通过抽真空来降低CO分压，从而实现真空吹氧、脱碳、保铬的目的。26.简述RH精炼方法及其冶金功能？答：（1）RH精炼方法：以小部分钢水进入真空环境，经受真空处理，在不同程度上增大了钢气接触面积，提高了精炼脱气效果。（2）冶金功能：真空脱碳；真空脱气；脱硫；脱磷；升温；均匀钢水温度；均匀钢水成分和去除夹杂物。27.什么是拉坯速度，如何确定？答：（1）拉坯速度指的是每分钟拉出铸坯的

16、长度。（2）用铸坯断面确定拉速（适用于大、小方坯、矩形坯和圆坯）：，其中l铸坯断面周长，mm；A铸坯断面面积，mm2；断面形状速度系数，mmm/min。用铸坯的宽厚比确定拉速（适用于板坯）：，其中D铸坯厚度，mm；断面形状速度系数，mmm/min。28.结晶器的内腔为什么要有倒锥度？答：结晶器的内腔是上大下小的，具有一定的倒锥度。钢水进入结晶器冷却形成一定形状的坯壳，随着连铸坯的下移，温度也在逐渐降低，钢水凝固产生了收缩；如果没有倒锥度，连铸坯在结晶器的中、下段，势必脱离结晶器器壁，在器壁与坯壳之间形成了气隙，由于气隙的存在，坯壳的冷却受到影响。此时，坯壳不能均匀生长，同时坯壳较薄受钢水静压的作用会产生鼓肚变形，所以结晶器必须有一定的倒锥度。29.什么是中间包冶金，它有哪些功能？答：（1）为了维护连铸坯质量，可将钢包的精炼措施移植到中间包中，继续净化钢水。）（2）合理内型和砌筑挡墙与坝，使钢水合理流动，热流能合理分布，延长钢水在中间包停留时间，利于夹杂物上浮净化钢水；安装过滤器，钢水流过时夹杂物滞留于过滤器中，钢水得到净化；采用调温、喂线、微调成分、精炼、加热等技术手段，实现中间包的冶金功能。30.保护渣有哪几种，它的作用是什么？答：（1）连铸结晶器常用绝热型和发热型的固体保护渣；钢包和中间包用保护渣或覆盖剂。（2）作用：隔绝空气防止对钢液的二次氧化；吸收非金属夹杂物净