转炉炼钢工岗前工艺分析考核试卷含答案

转炉炼钢工岗前工艺分析考核试卷含答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.转炉炼钢过程中，主要的氧化剂是（）。A.铁矿石B.氧气C.石灰D.白云石2.转炉炉渣的主要成分是（）。A.SiO₂、CaO、FeOB.Al₂O₃、MgO、P₂O₅C.CaF₂、MnO、TiO₂D.Fe₃O₄、CaS、CO₂3.转炉供氧制度的核心参数是（）。A.氧气纯度B.氧枪枪位C.供氧强度D.氧气压力4.铁水预处理脱硫时，常用的脱硫剂不包括（）。A.石灰（CaO）B.镁粉（Mg）C.碳化钙（CaC₂）D.二氧化硅（SiO₂）5.转炉终点控制的“双命中”是指（）。A.温度与碳含量同时达标B.磷含量与硫含量同时达标C.温度与氧含量同时达标D.碳含量与锰含量同时达标6.溅渣护炉工艺中，调整炉渣黏度的主要添加剂是（）。A.萤石B.生白云石C.铁矿石D.焦炭7.转炉吹炼前期，主要发生的氧化反应是（）。A.碳氧化B.硅、锰氧化C.磷氧化D.硫氧化8.转炉公称容量（如120t转炉）的定义是（）。A.炉内钢水最大容量B.平均出钢量C.炉体设计容量D.铁水装入量9.氧枪枪位是指（）。A.氧枪喷头到炉底的距离B.氧枪喷头到熔池液面的距离C.氧枪枪身长度D.氧枪提升高度10.转炉吹炼过程中，泡沫渣的形成主要依赖（）。A.炉渣中FeO含量B.熔池温度C.氧气流量D.石灰加入量二、多项选择题（每题3分，共15分，少选得1分，错选不得分）1.影响转炉终点碳含量的主要因素包括（）。A.吹炼时间B.供氧强度C.铁水初始硅含量D.终点温度2.转炉造渣材料包括（）。A.活性石灰B.轻烧白云石C.萤石D.铝矾土3.溅渣护炉的主要作用有（）。A.延长炉龄B.减少炉渣喷溅C.降低耐材消耗D.提高钢水收得率4.转炉吹炼中期“返干”的可能原因是（）。A.枪位过低B.炉渣中FeO含量不足C.温度过高D.石灰加入过量5.铁水预脱磷的主要条件包括（）。A.高碱度炉渣B.低氧化性气氛C.适当温度D.高氧化铁含量三、填空题（每空1分，共20分）1.转炉炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、（）、（）和调整成分。2.铁水“三脱”预处理是指脱（）、脱（）、脱（）。3.转炉吹炼过程可分为（）期、（）期和（）期三个阶段。4.终点温度过高时，通常通过加入（）或（）进行降温。5.氧枪喷头的类型主要有（）孔、（）孔和（）孔，目前常用（）孔喷头。6.转炉装入制度包括（）装入、（）装入和（）装入三种类型。7.炉渣碱度是指（）与（）的质量百分比比值。8.溅渣护炉时，炉渣的合适黏度范围为（）Pa·s，合适的MgO含量为（）%。四、简答题（共30分）1.（封闭型，8分）简述转炉双渣法操作的主要步骤。2.（封闭型，7分）说明转炉吹炼过程中“枪位氧压”的调节原则。3.（开放型，8分）分析转炉终点硫含量超标的可能原因。4.（开放型，7分）列举转炉炉龄的影响因素，并说明延长炉龄的关键措施。五、应用题（共25分）1.（计算类，10分）某120t转炉吹炼Q235钢种，铁水成分（质量分数）：C4.2%、Si0.8%、Mn0.3%、P0.15%、S0.03%；终点钢水成分：C0.18%、Si0.02%、Mn0.25%、P0.02%、S0.025%。假设元素氧化产物均为CO、SiO₂、MnO、P₂O₅、SO₂，计算每吨钢的氧气消耗量（O₂密度取1.429kg/m³，原子量：C=12，O=16，Si=28，Mn=55，P=31，S=32）。2.（分析类，8分）某炉次吹炼至12min时，炉口火焰由明亮变白、变短，取样分析显示熔池温度1580℃，碳含量0.35%，炉渣碱度2.8，FeO含量8%。判断当前吹炼阶段并分析可能的操作问题，提出调整建议。3.（综合类，7分）某转炉连续3炉出现终点磷含量超标（目标≤0.025%，实际0.030%~0.035%），结合原料、工艺参数和操作过程，设计排查方案。答案及解析一、单项选择题1.B（转炉炼钢以纯氧为主要氧化剂，直接吹入熔池氧化杂质）2.A（炉渣主要成分为CaO（40%~60%）、SiO₂（10%~25%）、FeO（5%~20%））3.C（供氧制度核心是供氧强度（m³/(t·min)），决定脱碳速率和热量来源）4.D（SiO₂是酸性氧化物，不具备脱硫能力，脱硫剂需碱性或强还原性物质）5.A（“双命中”指终点温度和碳含量同时满足目标，是转炉控制的核心指标）6.B（生白云石含MgO，可调节炉渣黏度，提高溅渣效果；萤石用于化渣，非溅渣添加剂）7.B（吹炼前期（0~3min）温度低，硅、锰优先氧化，释放大量热量）8.B（公称容量指转炉平均出钢量，如120t转炉通常出钢115~125t）9.B（枪位定义为喷头到熔池液面的距离，直接影响氧气与熔池的作用效果）10.A（泡沫渣形成需炉渣中FeO作为表面活性物质，降低表面张力，促进气体滞留）二、多项选择题1.ABCD（吹炼时间决定脱碳反应持续时间；供氧强度影响脱碳速率；初始硅含量高则前期热量多，可能缩短吹炼时间；终点温度影响碳氧平衡）2.ABC（铝矾土主要用于电炉或精炼炉，转炉造渣以石灰、白云石、萤石为主）3.ACD（溅渣护炉通过炉渣附着炉衬延长炉龄，减少耐材消耗；喷溅主要与枪位和渣量有关）4.ABD（返干指炉渣变黏、流动性差，原因包括枪位低导致FeO被消耗、石灰过量未完全熔化、温度不足）5.ACD（脱磷需高碱度（CaO/SiO₂>3.0）、高氧化性（FeO>15%）、适当温度（1300~1450℃），低氧化性利于脱硫）三、填空题1.脱氧；升温（转炉通过氧化反应放热升温，脱氧需后续合金化）2.硅；磷；硫（铁水预处理“三脱”为脱硅、脱磷、脱硫，改善转炉负担）3.吹炼前期；吹炼中期；吹炼后期（前期：硅锰氧化；中期：碳剧烈氧化；后期：碳氧化减弱，调整成分温度）4.铁矿石；废钢（铁矿石氧化吸热，废钢熔化吸热，是常用降温材料）5.单；三；五；五（多孔喷头（如五孔）可扩大氧气冲击面积，提高反应效率）6.定量；定深；分阶段（定量装入：固定铁水废钢比；定深：保证熔池深度稳定；分阶段：根据钢种调整）7.CaO含量；SiO₂含量（碱度R=w(CaO)/w(SiO₂)，是炉渣脱磷脱硫能力的关键指标）8.0.5~1.0；8~12（黏度0.5~1.0Pa·s时炉渣易附着炉衬；MgO含量8%~12%可匹配炉衬MgOC砖，提高抗侵蚀性）四、简答题1.双渣法操作步骤：①前期吹炼：加入部分石灰（总用量40%~50%），低枪位（1.5~1.8m）吹氧，促进硅、锰氧化，形成低碱度（R=1.5~2.0）、高FeO（15%~20%）的初期渣。②倒渣：吹炼5~7min后，当硅含量≤0.10%、温度1450~1500℃时，停止吹氧，倒出约2/3初期渣（脱除部分磷、硫）。③二次造渣：补加剩余石灰、白云石，调整枪位（1.8~2.2m）继续吹炼，形成高碱度（R=3.0~3.5）终渣，强化脱磷脱硫。④终点控制：吹炼至终点温度（1630~1680℃）、碳含量达标后出钢。2.枪位氧压调节原则：①前期（硅锰氧化期）：低枪位（1.5~1.8m）、高氧压（0.8~1.0MPa），促进氧气与熔池接触，加速硅锰氧化，快速形成初期渣。②中期（碳剧烈氧化期）：中高枪位（1.8~2.2m）、中等氧压（0.7~0.8MPa），避免FeO过度消耗导致“返干”，维持泡沫渣稳定。③后期（终点调整期）：低枪位（1.5~1.7m）、低氧压（0.6~0.7MPa），加强熔池搅拌，促进碳氧反应平衡，精确控制终点碳和温度。④异常情况：如炉渣过黏（返干），提高枪位增加FeO；如喷溅严重，降低枪位减少气体生成。3.终点硫超标可能原因：①原料因素：铁水初始硫含量过高（>0.05%），超出转炉脱硫能力（转炉脱硫率通常30%~50%）；废钢硫含量高（如含硫废钢未分类）。②炉渣条件：碱度不足（R<3.0），无法有效脱硫；渣量少（<80kg/t），脱硫反应界面小；FeO含量过高（>20%），抑制脱硫（脱硫需还原性气氛）。③操作因素：吹炼时间过短，脱硫反应未充分进行；终点温度过低（<1600℃），炉渣流动性差，硫分配比降低；出钢下渣量多（炉渣含硫高，回硫）。④工艺缺陷：未采用双渣法或少渣工艺，脱硫机会减少；铁水预处理脱硫不彻底，转炉负担过重。4.炉龄影响因素及延长措施：影响因素：①机械冲刷：熔池搅拌、出钢/倒渣对炉衬的磨损。②化学侵蚀：炉渣中FeO、P₂O₅等酸性氧化物与MgOC砖反应。③热震破坏：吹炼出钢溅渣过程中温度剧烈变化导致砖体开裂。④操作因素：喷溅、返干等异常炉次增加炉衬损伤；溅渣护炉效果差（渣黏度、MgO含量不达标）。关键措施：①优化溅渣护炉：控制终渣MgO8%~12%，调整渣黏度0.5~1.0Pa·s，溅渣时间3~5min，确保炉衬覆盖均匀。②稳定操作：减少喷溅（控制枪位和渣量）、避免返干（调节FeO含量），降低机械冲刷。③改进耐材质量：使用高纯度MgOC砖（MgO>95%，碳含量10%~15%），提高抗侵蚀性。④均衡炉衬维护：对耳轴、熔池等易损部位重点溅渣或喷补。五、应用题1.氧气消耗量计算：（1）各元素氧化耗氧量（以1t钢计算）：①碳氧化：ΔC=4.2%0.18%=4.02%=40.2kg/t反应式：C+1/2O₂=CO→耗O₂量=40.2kg×(16/12)=53.6kg/t②硅氧化：ΔSi=0.8%0.02%=0.78%=7.8kg/t反应式：Si+O₂=SiO₂→耗O₂量=7.8kg×(32/28)=8.91kg/t③锰氧化：ΔMn=0.3%0.25%=0.05%=0.5kg/t反应式：Mn+1/2O₂=MnO→耗O₂量=0.5kg×(16/55)=0.145kg/t④磷氧化：ΔP=0.15%0.02%=0.13%=1.3kg/t反应式：2P+5/2O₂=P₂O₅→耗O₂量=1.3kg×(80/62)=1.677kg/t⑤硫氧化：ΔS=0.03%0.025%=0.005%=0.05kg/t反应式：S+O₂=SO₂→耗O₂量=0.05kg×(32/32)=0.05kg/t（2）总耗氧量=53.6+8.91+0.145+1.677+0.05=64.382kg/t（3）氧气流量（标准状态）=64.382kg/t÷1.429kg/m³≈45.05m³/t答：每吨钢氧气消耗量约为45.05m³。2.阶段判断与调整建议：（1）阶段判断：当前处于吹炼中期（碳剧烈氧化期）。特征：火焰由明亮变白、变短（碳氧化生成CO量减少），温度1580℃（中期温度范围1550~1650℃），碳含量0.35%（中期碳含量0.2%~0.5%）。（2）操作问题分析：①炉渣FeO含量8%（中期正常FeO应为12%~18%），可能因枪位过低，氧气直接冲击熔池，FeO被还原消耗。②炉渣碱度2.8（中期正常碱度2.5~3.0），基本合理，但FeO不足导致炉渣流动性差，可能出现“返干”趋势。（3）调整建议：①提高枪位至1.8~2.0m，增加氧气与炉渣接触时间，促进FeO生成（2Fe+O₂=2FeO）。②适当降低氧压至0.7~0.75MPa，减少对熔池的冲击，稳定FeO含量。③加入少量萤石（1~2kg/t）或铁矾土（0.5~1kg/t），降低炉渣黏度，改善流动性。3.终点磷超标排查方案：（1）原料排查：①检测铁水磷含量（目标≤0.12%），若>0.15%则预处理不足。②检查废钢来源，是否混入高磷废钢（如含磷铸铁）。③分析石灰质量（CaO≥85%，SiO₂≤2%），低品位石灰会降低炉渣碱度。（2）工艺参数核查：①吹炼前期：检查硅氧化终点（Si≤0.10%）是否达标，未达标则前期脱磷不足。②炉渣碱度：终渣碱度应≥3.2（脱磷需R>3.0），若<3.0则碱度不足。③终渣FeO含量：脱磷需FeO≥18%（FeO提供O²⁻，促进4CaO+P₂O₅=4CaO·P₂O₅），若<15%则氧化性不足。④终点温度：目标1630~1680℃（温度过高P₂O₅分解，过低炉渣流动性差），若>1700℃或<1600℃需调整。（3）操作过程追溯