内科大炼钢工艺学试题及答案

学生班级________________学生学号：学生班级________________学生学号：□学生姓名：________________………………装订线………装订线………装订线…………试卷须与答题纸一并交监考教师…………装订线………装订线………装订线………………《炼钢工艺学》考试题课程号：611020700-01 考试方式：闭卷使用专业、年级：冶金12-1,2 任课教师：杨吉春考试时间：2016.6.8 备注：一、名词解释（共5题，每题4分，共20分）1.脱氧常数2.炉渣氧化性3.高效连铸4.铁水预处理5．转炉炼钢动态控制二、填空题（共11题，每空1分，共40分）1．完成转炉炼钢任务需采用的技术手段包括：________、、、和。2．转炉炼钢使用的基本造渣材料分为、、。3．溅渣护炉带来的问题有、、、。4．炼钢过程熔渣的来源包含________、、。5．实现热装和直接轧制的技术关键包括______、、。6.电炉炉料的熔化分为____、____、____、____四个阶段。7.铁水脱硫常用脱硫剂有_________、_________、_________。8．降低连铸坯中心偏析、疏松和V型偏析的方法有、、、。9．直流电弧炉的炉底阳极有、、三种类型。10.通常电炉冶炼不锈钢采用______法，冶炼轴承钢采用_____法。11.钢液在真空处理过程中可实现哪些冶金效果、、、、、。三、简述题（共5题，共30分）1.简述钢铁冶金新流程和传统流程相比，其工艺特点有哪些？2.简述连铸保护渣的作用是什么？3.简述转炉炼钢脱碳过程碳氧反应速度如何变化？为什么？4.简述转炉冶炼一炉钢的工艺过程？5.什么是炉外精炼？炉外精炼都采用哪些手段？四、计算题（10分）转炉使用含锰0.3%的铁水，采用拉碳法吹炼20MnSi钢，20MnSi钢的成分为：C0.2%，Mn1.5%，Si0.55%，问：1）用含Mn75%，C5.5%的Fe-Mn合金和含Si75%的Fe-Si合金进行脱氧，需两种合金各多少kg?终点碳应为多少？2）改用Mn-Si合金（含Mn70%，Si20%，C1.5%）和Fe-Si合金脱氧，各需多少kg?终点碳应为多少？已知：出钢量100吨，Si、Mn、C的收得率分别为75%、85%和90%。学生班级________________学生学号：学生班级________________学生学号：□学生姓名：________________………………装订线………装订线………装订线…………试卷须与答题纸一并交监考教师…………装订线………装订线………装订线………………

标准答案：一、名词解释1.脱氧常数—在一定温度下（1分），脱氧过程达到平衡时（1分），钢中[O]X[M]Y=K，这一常数K就叫脱氧常数（2分）。2.炉渣氧化性—熔渣的氧化性也称熔渣的氧化能力（1分），是指在一定的温度下，（1分）单位时间内熔渣向钢液供氧的数量（1分）。熔渣的氧化性通常是用∑(%FeO)表示。（1分）3.高效连铸——是以高质量为基础（1分），高拉速为核心（1分）实现高连浇率（1分）、高作业率的系统优化技术。（1分）4.铁水预处理—铁水在兑入炼钢炉之前（1分），为除去某种有害成分(如S、P、Si等)（1分）或提取/回收某种有益成分(如V、Nb等)的处理过程。（2分）5.转炉炼钢动态控制—在静态控制的基础上（1分），以测定熔池温度和含碳量作为反馈信息，按照一定的数学方程式计算和修正对炼钢过程进行动态控制的方法（2分）。动态控制有两种方式：吹炼条件控制、终点控制。（1分）二、填空题1.供氧、造渣、升温、加脱氧剂、合金化操作2.石灰、萤石、白云石3.炉底上涨、喷枪粘结、设备维修问题、经济炉龄问题4.加入的造渣材料、氧化产物、被侵蚀的炉衬耐火材料5.无缺陷铸坯生产技术、高温连铸坯生产技术、提高铸坯直送率技术6．点弧、穿井、主熔化、熔末升温7.石灰、电石、金属镁8.电磁搅拌、轻压下技术、连续锻压技术、“零”过热度浇注9.导电炉底型、金属触针型、水冷金属棒型10.返回吹氧法、氧化法11.脱气、脱氧、脱碳、夹杂物分解、杂质挥发、耐火材料分解三、简述题1.简述钢铁冶金新流程和传统流程相比，其工艺特点有哪些？答：新一代可循环钢铁流程把清洁生产、资源综合利用和可再生能源开发融为一体，成为闭环式生产过程，实现钢铁产品生产、能源转换、消纳社会废弃物三大功能。（2分）其工艺特点如下：1）钢水提纯新流程以铁水为主，传统流程以钢水为主；（1分）新流程在钢水提纯过程中不断稀释炉渣中有害元素的含量，避免了炉渣污染；（1分）新流程注重提高生产效率，加快生产节奏；（1分）新流程渣量大幅度减少，有利于环境保护。（1分）2.简述连铸保护渣的作用是什么？答：1）防止钢液氧化；（1分）2）钢液表面保温；（1分）3）吸收夹杂物；（1分）4）润滑；（1分）5）铸坯与结晶器之间的均匀传热。（2分）3.简述转炉炼钢脱碳过程碳氧反应速度如何变化？为什么？答：转炉炼钢过程的脱碳反应大体分为三个阶段：1）脱碳速度式为-d[C]/dt=k1t，脱碳速度与[Si]和温度有关（2分）2）脱碳速度式为-d[C]/dt=K2，脱碳速度与氧气流量有关（2分）3）脱碳速度式为-d[C]/dt=k3[C]，脱碳速度与碳的传质有关（2分）4.简述转炉冶炼一炉钢的工艺过程？答：上炉钢出完钢后，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。（1分）在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉总渣量的三分之二，开吹4-6分钟后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果炉内化渣不好，需加入第三批萤石渣料。开吹时氧枪枪位采用高枪位，目前是为了早化渣，多去磷，保护炉衬。（1分）在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”，不喷溅，快速脱碳与脱硫，熔池均匀升温为原则。（1分）在吹炼末期要降枪，主要目的是熔池钢水成分和温度均匀，加强熔池搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时使降低渣中Fe含量，减少铁损，达到溅渣的要求。当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样，测定钢水温度，取样快速分析[C]、[S]、[P]的含量，当温度和成分符合要求时，就出钢。（2分）当钢水流出总量的四分之一时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧，合金化，由此一炉钢冶炼完毕。（1分）5.什么是炉外精炼？炉外精炼都采用哪些手段？答：炉外精炼是将转炉、电炉初炼过的钢液转移到另一容器中进行精炼的炼钢过程，称“二次炼钢”又称“二次精炼”。（1分）炉外精炼采用的手段有：1）钢液搅拌；（1分）2）真空脱气；（1分）3）合成渣洗；（1分）4）喷粉精炼；（1分）5）钢水加热（1分）四、计算题解：1）Fe-Mn用量=(1.5%-0.3%*40%)*100000/(75%*85%)=2164Kg/炉（2分）增碳量=2164×5.5%×90%/100000=0.107%（1分）故终点碳应为0.2%－0.107%=0.093%（1分）Fe-Si用量=0.55%×100000/75%×75%=978kg/炉（1分）2）Mn-Si用量=(1.5%-0.3%*40%