2025年转炉炼钢工技能理论竞赛考试题库(附答案)

2025年转炉炼钢工技能理论竞赛考试题库(附答案)一、单项选择题（每题2分，共40分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填入括号内）1.转炉炼钢的主要脱碳反应发生在（）。A.炉渣-金属界面B.金属液内部C.炉气-炉渣界面D.炉衬表面答案：A解析：转炉脱碳反应CO+[O]=CO↑主要发生在炉渣-金属界面上，因为该处温度高、搅拌剧烈，且氧通过渣相传递至金属界面。2.转炉炉渣碱度（R）一般定义为（）。A.w(CaO)/w(SiO₂)B.w(SiO₂)/w(CaO)C.w(MgO)/w(SiO₂)D.w(CaO)/w(P₂O₅)答案：A3.转炉供氧强度是指（）。A.单位时间内每吨钢的供氧量，单位为m³/(t·min)B.每炉钢的总耗氧量C.氧气在管道中的流速D.氧枪喷头出口氧气压力答案：A4.在转炉吹炼过程中，当炉渣出现“返干”现象时，通常表明（）。A.炉渣FeO含量过低，渣中MgO饱和B.炉渣流动性过好，易喷溅C.炉渣中SiO₂含量过高D.炉渣温度过低答案：A解析：炉渣“返干”指渣中FeO含量降低，泡沫渣消失，炉渣发黏，通常发生在脱碳后期（碳含量较低时），需加入萤石或调整供氧制度来改善。5.转炉冶炼终点的“双命中”是指（）。A.终点温度和碳含量同时命中目标范围B.终点磷含量和硫含量同时命中目标范围C.终点钢水重量和渣量同时命中目标范围D.终点氧含量和氮含量同时命中目标范围答案：A6.转炉用石灰石替代部分石灰进行造渣时，其主要作用是（）。A.提供CaO的同时分解产生CO₂，促进熔池搅拌B.增加渣量，提高脱磷能力C.降低渣料成本，但无其他作用D.降低炉渣碱度，保护炉衬答案：A7.溅渣护炉技术中，留渣量的控制原则一般为（）。A.保证炉渣能够覆盖炉衬，且溅渣后炉衬厚度适当增加B.留渣量越多越好，可以最大限度保护炉衬C.留渣量越少越好，避免影响下一炉冶炼D.留渣量根据铁水条件随机调整答案：A8.转炉脱磷反应方程式为（）。A.2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P₂O₅)+5[Fe]B.[P]+3(FeO)=(FeO·P₂O₅)C.[P]+2(FeO)=(FeO)₂·P₂O₅D.2[P]+5[O]=(P₂O₅)答案：A解析：脱磷反应在氧化性条件下进行，需要高碱度、高FeO、适当低温，反应生成稳定的4CaO·P₂O₅进入渣中。9.转炉吹炼前期（硅锰氧化期），渣中SiO₂含量较高时，应适当（）。A.分批加入石灰，保证碱度适度B.一次加入全部石灰，快速造高碱度渣C.不加石灰，待硅氧化完毕再加D.加入萤石降低炉渣熔点答案：A10.某转炉钢水出钢量为120t，出钢过程中加入硅铁（含硅75%）300kg，若硅的收得率为85%，则钢水中硅的增量为（）。A.0.159%B.0.191%C.0.212%D.0.255%答案：A解析：增硅量=300×75%×85%/(120×1000)=191.25/120000=0.001594=0.159%11.转炉终点钢水氧含量一般随终点碳含量的（）。A.降低而升高B.降低而降低C.升高而升高D.无相关关系答案：A解析：根据钢液脱碳反应平衡，[C]与[O]的乘积在一定温度下接近常数（[C]×[O]≈0.002~0.003），因此碳含量越低，氧含量越高。12.转炉冶炼过程中，熔池搅拌的主要动力来源是（）。A.顶吹氧流的冲击动能和底吹惰性气体的搅拌能B.炉气自然上浮C.电磁搅拌D.机械搅拌答案：A13.转炉渣料中萤石（CaF₂）的主要作用是（）。A.稀释炉渣，降低炉渣熔点，改善流动性B.增加炉渣氧化性C.提高炉渣碱度D.去除钢液中的硫答案：A14.转炉炼钢过程中，终点钢水氮含量较高的主要原因可能是（）。A.底吹氮气切换氩气时间过晚，或顶吹供氧强度低导致熔池搅拌不足B.石灰加入量过多C.出钢口过大D.炉衬材质含有氮化物答案：A15.转炉炉役后期，炉衬变薄，为维持正常冶炼，应采取的措施是（）。A.补炉、喷补维护炉衬，适当降低供氧强度，缩短冶炼时间B.提高供氧强度，加快冶炼节奏C.增加石灰加入量，提高渣量D.降低出钢温度，减少炉衬侵蚀答案：A16.在转炉冶炼中，采用“留渣+双渣”操作的主要目的是（）。A.提高脱磷效率，降低石灰消耗，防止喷溅B.增加钢水收得率C.缩短冶炼时间D.提高炉衬寿命答案：A解析：留渣操作利用上一炉的高碱度、高FeO炉渣进行预脱磷，同时可节约石灰、减少喷溅，双渣操作则在脱磷期结束后倒出部分脱磷渣，再重新造渣脱碳。17.转炉供氧时间的计算公式为（）。A.供氧时间=供氧量（m³）/（供氧强度（m³/(t·min)）×装入量（t））B.供氧时间=供氧量（m³）×供氧强度（m³/(t·min)）C.供氧时间=装入量（t）/供氧强度（m³/(t·min)）D.供氧时间=供氧量（m³）/装入量（t）答案：A18.转炉出钢过程中，采用挡渣出钢的目的是（）。A.减少下渣量，防止回磷、回硫，提高合金收得率B.提高出钢温度C.加速钢水脱氧D.降低出钢口磨损答案：A19.转炉终点钢水温度过高时，应采取的措施是（）。A.加入适量废钢或矿石进行冷却B.延长吹炼时间C.加入石灰降温D.立即出钢，出钢后再调温答案：A20.现代大型转炉（≥200t）的底吹元件通常布置在（）。A.炉底对称布置，数量一般为6~16支B.炉墙一侧集中布置C.炉帽区域D.出钢口对侧答案：A二、多项选择题（每题3分，共30分。每题有两个或两个以上正确答案，全部选对得3分，选对但不全得1分，有选错不得分）1.转炉炼钢用石灰的质量要求包括（）。A.CaO含量高（一般要求≥90%）B.SiO₂含量低C.硫含量低D.生烧率低，灼减量小E.块度适中，粒度均匀答案：ABCDE2.转炉吹炼过程中，影响脱碳速度的主要因素有（）。A.供氧强度B.熔池温度C.炉渣FeO含量D.熔池搅拌条件E.钢水碳含量答案：ABCDE3.转炉冶炼终点控制的内容包括（）。A.终点碳含量控制B.终点温度控制C.终点磷、硫含量控制D.终点渣况控制E.终点钢水氧含量控制答案：ABCDE4.转炉炉渣的主要来源有（）。A.石灰、轻烧白云石等渣料B.铁水中Si、P、Mn等元素氧化产物C.炉衬侵蚀物（MgO等）D.铁水带入的泥沙E.废钢表面的氧化物答案：ABCDE5.关于转炉脱硫，下列说法正确的有（）。A.高碱度有利于脱硫B.高FeO不利于脱硫C.高温有利于脱硫D.良好的熔池搅拌有利于脱硫E.脱硫反应为吸热反应答案：ABCDE解析：脱硫反应[S]+(CaO)=(CaS)+[O]为吸热反应，高碱度、低FeO、高温和强搅拌均有利于脱硫。6.转炉复吹技术（顶底复合吹炼）的优点包括（）。A.改善熔池搅拌条件，减少渣中FeO含量B.降低钢水氧含量和合金消耗C.提高金属收得率D.有利于脱磷、脱硫E.减少喷溅，提高炉衬寿命答案：ABCDE7.转炉出钢过程中合金化操作的原则包括（）。A.按合金对氧的亲和力大小顺序加入，先脱氧能力弱的，后脱氧能力强的B.合金加入前必须保证钢水脱氧良好C.合金块度要适当，干燥无油污D.根据合金收得率计算加入量E.加入后应保证足够的混匀时间答案：ABCDE8.转炉冶炼过程中，导致喷溅的主要原因有（）。A.前期升温过快，碳氧反应剧烈B.炉渣碱度过高，渣子过黏C.供氧强度过大，熔池搅拌过强D.炉渣FeO含量过高，发生爆发性碳氧反应E.底吹气体流量过大答案：ACDE解析：炉渣碱度过高导致渣子过黏一般不会引起喷溅，反而可能引起返干。喷溅的根本原因是瞬间产生大量CO气体，气体排出受阻。9.转炉用废钢时，对废钢的质量要求有（）。A.成分明确，有害元素（Cu、Sn、As等）含量低B.块度适当，单重合适C.干燥无油污、无密闭容器D.放射性元素符合标准E.硫、磷含量越低越好答案：ABCDE10.关于转炉底吹供气强度，下列说法正确的有（）。A.底吹供气强度过大会导致炉底侵蚀加剧B.底吹供气强度过大可能引起金属喷溅C.底吹供气强度不足时，熔池搅拌不均D.底吹供气强度应根据炉龄和冶炼阶段进行调整E.在吹炼前期和后期应适当降低底吹强度答案：ABCDE三、判断题（每题1分，共20分。正确打“√”，错误打“×”）1.转炉炼钢过程中，铁水的物理热和化学热是主要的热量来源。（）答案：√2.转炉炉渣碱度越高，脱磷效果越好，因此碱度越高越好。（）答案：×解析：碱度过高会导致炉渣黏度增大，流动性变差，反而恶化脱磷动力学条件，且加剧炉衬侵蚀。3.转炉终点钢水氧含量与碳含量成反比关系，碳越低氧越高。（）答案：√4.溅渣护炉时，炉渣中MgO含量应控制在8%~14%之间，过低的MgO会加剧炉衬侵蚀。（）答案：√5.转炉吹炼过程中，炉渣颜色为黄绿色时，表明炉渣氧化性较强。（）答案：√6.转炉出钢采用挡渣球挡渣时，挡渣效果与出钢口大小无关。（）答案：×解析：出钢口过大时，挡渣球不易堵住出钢口，挡渣效果差，应在出钢口直径变化时及时更换或调整挡渣方式。7.转炉吹炼过程中，若发现炉口火焰发暗、有金属喷溅物，应迅速提枪，防止爆发性喷溅。（）答案：√8.转炉冶炼低合金钢时，合金化后钢水必须进行充分吹氩搅拌，以保证成分均匀。（）答案：√9.转炉炉龄越高，炉衬越薄，冶炼过程中越容易出现漏钢事故，因此必须严格控制炉役后期出钢量。（）答案：√10.转炉底吹气体由氮气切换为氩气的时机一般在吹炼后期或出钢前，切换过早会造成氩气浪费，切换过晚则会导致钢水增氮。（）答案：√11.转炉供氧强度越大，冶炼时间越短，因此供氧强度越大越好。（）答案：×解析：供氧强度过大可能引起严重喷溅、炉衬侵蚀加剧、金属收得率下降等问题。12.转炉冶炼中，石灰加入量仅取决于铁水硅含量，与磷含量无关。（）答案：×解析：石灰加入量不仅与硅含量有关，还与磷含量、渣量控制、碱度要求等因素有关。13.转炉终点高拉碳操作是指将终点碳控制在较高水平（一般>0.08%），以减少钢水氧含量。（）答案：√14.转炉出钢过程中向钢包内加入的合金，其收得率是固定不变的。（）答案：×解析：合金收得率受钢水氧化性、渣量、合金块度、出钢温度等多种因素影响，是一个变量。15.转炉炉渣中的FeO既是氧化剂，又是助熔剂，对脱磷和化渣均有重要作用。（）答案：√16.转炉冶炼过程中，若炉渣严重返干，应立即向炉内加入萤石或轻烧白云石来改善炉渣流动性。（）答案：√17.转炉的“一倒”操作是指吹炼过程中第一次倒炉取样测温，一般发生在总供氧量的70%~80%左右。（）答案：√18.转炉烟气回收时，烟气中的CO含量越高，其热值越高，回收价值越大。（）答案：√19.转炉炉衬侵蚀最严重的部位一般在渣线区和耳轴区域。（）答案：√20.转炉冶炼完成后，剩余的炉渣可以直接倒入渣罐，无需任何处理。（）答案：×解析：炉渣需进行水淬或热泼等处理，以便于运输和综合利用。四、填空题（每题2分，共30分）1.转炉炼钢的主要原材料包括铁水、废钢、____、萤石、轻烧白云石和____等。答案：石灰；氧气2.转炉的供氧制度主要包括供氧强度、____、____和氧枪枪位控制等。答案：供氧时间；氧气压力（或氧气流量）3.转炉脱磷的有利条件是高碱度、____、____和适当低温。答案：高FeO（强氧化性）；良好流动性4.转炉终点控制的两个核心参数是____和____。答案：终点碳；终点温度5.转炉炉渣的碱度R一般控制在____范围（取决于铁水条件），当铁水磷含量高时，应适当____碱度。答案：2.8~4.0（常见范围，具体视条件而定）；提高6.转炉出钢时，为防止回磷，应采取的措施是____和____。答案：挡渣出钢（减少下渣量）；向钢包内加入适量石灰或调渣剂（稠化顶渣）7.转炉冶炼过程中，铁水中的硅在吹炼初期被氧化为SiO₂，SiO₂会降低炉渣碱度，因此需要加入____来调整碱度。答案：石灰8.转炉溅渣护炉的基本原理是利用高速____将炉渣吹溅到炉衬表面，形成保护层。答案：氮气（N₂）9.转炉的装入制度包括____和____。答案：装入量（装入炉次铁水+废钢总量）；铁水比（铁水/废钢比例）10.转炉冶炼低磷钢时，通常采用____操作和____操作相结合的方法来实现深脱磷。答案：留渣；双渣（或增渣）11.转炉终点钢水氧含量过高时，会增加____消耗，并可能影响钢水洁净度。答案：脱氧合金（或铝、硅铁等脱氧剂）12.转炉吹炼后期，通过____和____可以降低钢水氧含量，提高钢水质量。答案：降低供氧强度（或提枪）；增大底吹搅拌强度（或底吹氩气）13.转炉炉体由炉帽、____、____和炉底四部分组成。答案：炉身；炉锥（或炉身下部锥段）14.转炉炼钢用氧枪喷头一般设计为____孔或____孔，以保证氧气射流对熔池的冲击面积和穿透深度。答案：3~6（常见为4~6）；多（如5孔、6孔）15.转炉冶炼过程中，检测终点的手段主要有____、____和人工取样测温。答案：副枪（或转炉烟气分析动态控制）；炉口火焰观察（或火焰光谱分析）五、简答题（每题8分，共40分）1.简述转炉炼钢的基本任务及其实现方式。答：转炉炼钢的基本任务可概括为“四脱两去”——脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去气体（氮、氢）、去夹杂物，并同时完成钢水成分调整和温度调整。具体实现方式：（1）脱碳：通过顶吹氧气和底吹搅拌，使碳氧反应生成CO气体逸出，将碳降至目标范围。（2）脱磷、脱硫：通过造高碱度、高氧化性、良好流动性的炉渣，在渣钢界面进行脱磷反应；脱硫则需要高碱度、低氧化性、高温和强搅拌条件，一般在还原性条件下（如出钢后精炼）更有效。（3）脱氧：在出钢过程中向钢包内加入脱氧剂（铝、硅铁、锰铁等），将钢水中过饱和的氧结合成氧化物排除。（4）去气体和夹杂：通过底吹惰性气体（Ar）搅拌，促进气体上浮和夹杂物聚合上浮，也可通过渣钢分离去除。（5）成分和温度调整：通过加入合金调整成分，通过加入冷却剂（废钢、矿石）或升温操作（吹氧）调整温度。2.什么是转炉“喷溅”？简述喷溅产生的原因及预防措施。答：转炉喷溅是指吹炼过程中，炉渣和金属液从炉口喷出的事故现象。产生原因：（1）前期喷溅：铁水硅含量高，初期造渣量大，升温快，碳氧反应剧烈，产生大量CO气体，被高黏度炉渣阻滞，形成泡沫渣急剧上涨，导致喷溅。（2）中期爆发性喷溅：炉渣FeO积累过高，一旦碳氧反应条件成熟（如加入矿石或温度升高），瞬间产生大量CO气体，造成爆发性喷溅。（3）后期金属喷溅：熔池温度过高，炉渣返干，金属液滴直接暴露于氧气射流下，产生细小金属颗粒随炉气喷出。（4）操作不当：供氧强度过大、枪位控制不合理、渣料一次加入过多等。预防措施：（1）合理控制供氧强度和枪位，做到“恒压变枪”或“恒枪变压”。（2）控制炉渣FeO含量，避免过高积累。（3）采用分批加料，避免渣料一次性加入过多。（4）采用“留渣+双渣”操作，减少初期渣量。（5）加强底吹搅拌，促进气体排出，减少泡沫渣。（6）发现喷溅前兆（炉口火焰发暗、有小颗粒溅出）时，及时提枪或倒炉。3.简述转炉“留渣+双渣”操作工艺及其优缺点。答：留渣+双渣操作是转炉炼钢中一种重要的脱磷工艺，特别适用于高磷铁水冶炼。操作过程：（1）留渣：上一炉出钢后，将高碱度、高FeO的终渣（约1/2~2/3）留在炉内。（2）加废钢和铁水：兑入铁水，利用留渣的氧化性和高碱度进行初步脱磷。（3）倒渣（脱磷渣）：吹炼前期（约3~5分钟），将含磷高的炉渣（脱磷渣）从炉口倒出。（4）重新造渣（脱碳渣）：倒渣后，重新加入石灰、轻烧白云石等渣料，进行正常吹炼，实现脱碳和进一步脱磷。优点：（1）脱磷效率高，可将磷含量降至极低水平（可达0.005%以下）。（2）节约石灰消耗，利用留渣中的有效CaO。（3）前期升温快，有利于化渣。（4）减少喷溅，留渣起到稳定初渣的作用。缺点：（1）操作复杂，增加倒渣环节，延长冶炼周期。（2）对设备要求高（需要良好的炉口和倾动系统）。（3）留渣操作存在安全隐患（如兑铁水时发生剧烈反应），需严格控制留渣量和兑铁速度。（4）对操作工技能要求高，需准确判断倒渣时机和留渣量。4.简述溅渣护炉的机理及影响溅渣效果的因素。答：溅渣护炉是利用高速氮气（通过氧枪喷入）将炉渣吹溅到炉衬表面，形成致密的渣层，以保护炉衬、提高炉衬寿命的技术。溅渣护炉的机理：（1）炉渣在高温下具有一定黏度，在氮气射流冲击和膨胀作用下，炉渣被吹溅成细小液滴，粘附在炉衬表面。（2）溅射到炉衬表面的炉渣迅速冷却凝固，与炉衬砖形成良好的粘结层。（3）随着溅渣层不断增厚和烧结致密化，形成具有较高强度和耐火度的保护层，抵御钢水和炉渣的冲刷与侵蚀。影响溅渣效果的因素：（1）炉渣成分：MgO含量是影响溅渣效果的关键，一般控制炉渣中MgO在8%~14%，使炉渣具有合适的黏度和耐火度。FeO含量过高会降低炉渣熔点，不利于溅渣附着。（2）炉渣黏度：黏度过大时，炉渣难以飞溅；黏度过小时，炉渣流动性太好，不易附着。一般通过调整MgO含量和温度控制黏度。（3）炉渣温度：温度过高，炉渣过稀；温度过低，炉渣过稠。合适的溅渣温度为1550~1650℃。（4）氮气压力和流量：氮气射流速度（马赫数）和流量决定了炉渣的飞溅程度，一般要求氮气压力≥1.5MPa，流量根据转炉吨位确定。（5）枪位和溅渣时间：枪位过高，溅渣范围大但冲击力小；枪位过低，冲击力大但范围小。溅渣时间一般为2~4分钟，需根据炉衬侵蚀情况调整。（6）留渣量：留渣量过少，无法形成足够厚度渣层；留渣量过多，溅渣后炉底上涨，影响炉容。5.转炉冶炼过程中如何降低钢水中的氮含量？答：转炉钢水增氮的主要来源包括：铁水带入、废钢带入、顶吹氧气中混入的氮气、底吹氮气切换不当、出钢过程吸氮、炉气回流等。降低钢水氮含量的措施如下：（1）控制原材料质量：严格控制铁水氮含量（一般要求≤40×10⁻⁶），使用低氮废钢。废钢需干燥、无油污，避免有机物带入氮。（2）优化供氧制度：保证氧气纯度高（≥99.5%），防止氧气中混入氮气。适当提高供氧强度，促进CO气体排出，降低炉内氮分压。（3）底吹气体控制：吹炼前期使用氮气搅拌，但在吹炼后期（一般供氧量达到70%~80%后）必须切换为氩气，并保证足够的切换时间，使钢水中的氮充分去除。严格控制底吹氮气切换时间，避免切换过晚。（4）控制出钢过程：出钢时采用挡渣操作，减少下渣量，避免炉渣中的氮进入钢水。出钢过程中向钢包内吹入氩气进行搅拌，促进氮的去除。（5）控制炉渣和温度：保持炉渣良好的流动性，有利于气体排出。避免终点温度过高，高温会增大钢水吸氮能力。（6）出钢后钢包吹氩：在钢包内进行充分的吹氩搅拌，通过气泡携带和界面传质去除钢水中的氮。六、计算题（每题15分，共30分）1.某转炉铁水装入量为150t，废钢装入量为30t，铁水成分为：C4.20%，Si0.60%，Mn0.35%，P0.10%，S0.030%。废钢成分为：C0.20%，Si0.30%，Mn0.50%，P0.020%，S0.020%。吹炼终点时，钢水成分为：C0.05%，Mn0.10%，P0.015%，S0.020%。冶炼过程中炉渣量为装入量的12%（按金属装入量计算）。试求：（1）金属装入量（t）。（2）氧气消耗量（m³，标准状态），已知氧气的利用率为95%，且每氧化1%碳（1吨金属）消耗氧气约8.0m³，每氧化1%硅消耗氧气约5.0m³，每氧化1%锰消耗氧气约1.5m³，每氧化1%磷消耗氧气约4.0m³，每氧化1%铁消耗氧气约3.0m³（考虑渣中FeO生成）。假设炉渣中FeO含量为15%（质量分数）。（3）若供氧强度为3.8m³/(t·min)，计算供氧时间（min）。（注：以上氧气消耗系数为近似经验值，计算时忽略其他元素氧化耗氧）解：（1）金属装入量=铁水装入量+废钢装入量=150+30=180（t）（2）计算各元素氧化量及耗氧量：①碳氧化量：混合后金属平均碳含量：C混合=(150×4.20%+30×0.20%)/180=(6.3+0.06)/180=6.36/180=0.03533=3.533%终点碳含量为0.05%，则碳被氧化量=3.533%-0.05%=3.483%碳氧化消耗氧气量=3.483×8.0×180=5015.52m³②硅氧化量：Si混合=(150×0.60%+30×0.30%)/180=(0.9+0.09)/180=0.99/180=0.0055=0.55%终点硅含量近似为0（硅在吹炼前期几乎全部氧化），则硅氧化量=0.55%硅氧化消耗氧气量=0.55×5.0×180=495m³③锰氧化量：Mn混合=(150×0.35%+30×0.50%)/180=(0.525+0.15)/180=0.675/180=0.00375=0.375%终点锰含量为0.10%，则锰氧化量=0.375%-0.10%=0.275%锰氧化消耗氧气量=0.275×1.5×180=74.25m³④磷氧化量：P混合=(150×0.10%+30×0.020%)/180=(0.15+0.006)/180=0.156/180=0.000867=0.0867%终点磷含量为0.015%，则磷氧化量=0.0867%-0.015%=0.0717%磷氧化消耗氧气量=0.0717×4.0×180=51.62m³⑤铁氧化量（生成FeO进入炉渣）：炉渣量=180×12%=21.6t渣中FeO含量为15%，则渣中FeO质量=21.6×15%=3.24t=3240kgFeO中氧的质量分数=16/(56+16)=16/72≈0.2222则铁氧化消耗的氧量（质量）=3240×0.2222≈720kg折算成标准状态体积=720×22.4/32=504m³注：按每氧化1%铁消耗氧气约3.0m³计算（每吨金属），铁氧化量=3240×56/72/1000=2.52t，占金属装入量比例=2.52/180=1.4%，则耗氧量=1.4×3.0×180=756m³。为统一口径，此处按质量法计算，取504m³。⑥总理论耗氧量=5015.52+495+74.25+51.62+504=6140.39m³考虑氧气利用率95%，实际氧气消耗量=6140.39/0.95≈6463.57m³（3）供氧时间：供氧强度为3.8m³/(t·min)，金属装入量为180t，则供氧时间=实际氧气消耗量/(供氧强度×金属装入量)=6463.57/(3.8×180)=6463.57/684≈9.45min答：（1）金属装入量为180t；（2）实际氧气消耗量约为6463.57m³；（3）供氧时间约为9.45分钟。2.某转炉出钢量为160t，出钢前钢水碳含量为0.05%，氧含量为600×10⁻⁶。出钢过程中向钢包内加入铝（Al）进行脱氧，铝的收得率为75%，氧与铝的反应为：2[Al]+3[O]=(Al₂O₃)。（1）计算将钢水氧含量脱至10×10⁻⁶所需的理论铝量（kg）和实际铝加入量（kg）。（2）脱氧后，向钢包内加入硅铁（含Si75%）和锰铁（含Mn70%）进行合金化，目标成分：Si0.30%，Mn0.50%。已知硅的收得率为80%，锰的收得率为85%，计算硅铁和锰铁的加入量（kg）。（3）若出钢温度为1620℃，出钢过程温降为40℃，钢包内精炼温降为30℃，钢水液相线温度为1510℃，连铸要求的浇注温度为1550℃（过热度40℃），试判断是否需要吹氧升温或加废钢降温，若需升温，计算需吹氧量（m³）。已知每吹氧1m³可升温约5.0℃（经验值），钢水比热容为0.88kJ/(kg·℃)，钢水密度为7.0t/m³。（注：Al的相对原子质量为27，O的相对原子质量为16）解：（1）理论铝量计算：需脱除的氧量=(600-10)×10⁻⁶×160×1000=590×10⁻⁶×160000kg=94.4kg反应2[Al]+3[O]=(Al₂O₃)所需铝量（理论）=94.4×(2×27)/(3×16)=94.4×54/48=94.4×1.125=106.2kg考虑铝收得率75%，实际铝加入量=106.2/0.75=141.6kg（2）合金加入量计算：钢水质量=160t=160000kg硅目标含量0.30%，需增硅量=160000×0.30%=480kg硅铁含Si75%，收得率80%，则硅铁加入量=480/(0.75×0.80)=480/0.60=800kg锰目标含量0.50%，需增锰量=160000×0.50%=800kg锰铁含Mn70%，收得率85%，则锰铁加入量=800/(0.70×0.85)=800/0.595=1344.5kg（3）温度判断：出钢温度=1620℃出钢后钢包内温度=1620-40=1580℃精炼后温度=1580-30=1550℃连铸要求浇注温度=液相线温度1510+过热度40=1550℃实际精炼后温度=1550℃，正好等于目标浇注温度，无需升温或降温。答：（1）理论铝量为106.2kg，实际铝加入量为141.6kg；（2）硅铁加入量为800kg，锰铁加入量为1344.5kg；（3）温度恰好满足要求，无需升温或降温。七、综合分析题（20分）某钢厂100t转炉，铁水条件为：Si0.80%，P0.12%，S0.025%，温度1350℃。近期生产中出现了以下问题：（1）吹炼前期喷溅严重，渣子发黏，石灰结团不化。（2）终点磷含量偏高，平均为0.025%，未达到目标要求（≤0.015%）。（3）炉衬侵蚀速度加快，尤其是渣线部位，炉龄明显下降。（4）出钢后钢包内回磷现象明显，平均回磷量为0.006%。请分析上述问题产生的原因，并提出相应的改进措施。答：（一）问题原因分析1.吹炼前期喷溅严重、渣子发黏、石灰结团不化：（1）铁水硅含量较高（0.80%），吹炼初期SiO₂大量生成，渣中SiO₂含量高，导致初期渣碱度低（R≈1.0左右），渣中可能形成铁橄榄石（2FeO·SiO₂）等低熔点矿物，使初渣呈“泡沫渣”状态，容易喷溅。（2）石灰加入方式不当，若一次加入大量石灰，石灰表面被SiO₂包裹形成致密的硅酸钙壳层，阻碍石灰继续熔化，造成石灰结团不化。（3）初期枪位控制不合理，若枪位过低，氧气射流冲击深度过大，局部温度过高，碳氧反应剧烈，加速喷溅。（4）留渣量不足或没有采用留渣操作，初期渣量过大。2.终点磷含量偏高：（1）炉渣碱度不足。若石灰加入量不够或石灰质量差（CaO含量低），炉渣碱度达不到脱磷要求（R≥3.0）。（2）炉渣FeO含量控制不当。吹炼后期碳含量降低后，渣中FeO会因碳氧反应减弱而升高，但若枪位控制不当（如后期枪位过低），会导致渣中FeO被过度还原，降低炉渣氧化性，恶化脱磷条件。（