炼铁问题2

炼铁问题1高炉炼铁的工艺流程由几部分组成？答：在高炉炼铁生产中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石，燃料和溶剂向下运动。下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的还原性气体向上运动；炉料经过加热，还原，熔化，造渣，渗碳，脱硫等一系列物理化学过程，最后生产液态炉渣和生铁。它的工艺流程系统除高炉本体外，还有上料系统，装料系统，送风系统，回收煤气和除尘系统，渣铁处理系统，喷吹系统以及为这些系统服务的动力系统等。2高温区对烧结过程有何影响？答：燃烧层是烧结料层中温度最高的区域，因此亦称高温区。高温区温度水平和厚度对烧结过程有很大影响。首先，高温区移动速度，即垂直烧结速度，是决定烧结矿产量的主要因素。产量同垂直烧结速度成正比关系，而垂直烧结速度和风速成0.77~1.05次方关系。因此，增加风速即可提高垂直烧结速度，增加产量。但垂直烧结速度也不能过快，过快会引起烧结矿强度下降，成品率低。混合料的热容量大，导热性好，粒度小，以及吸热反应发展，都能增加混合料从废气中吸热的能力，从而使烧结速度减小，降低烧结矿产量；而适当增加混合料的水分和石灰石用量时，由于改善了烧结料层的透气性，有利于提高烧结速度。其次，高温区温度高，生产的液相多，可以提高烧结矿强度，但温度过高会造成过熔现象，降低烧结矿的还原性；同时，液相过多，增加气流阻力，降低烧结速度，影响产量。最后，高温区厚度过大，也会增加气流阻力，降低烧结速度；但厚度太小，又不能保证各种高温反应所必需的时间，影响烧结矿质量。因此，必须有一个合适的高温区温度和厚度，才能使烧结生产过程得到改善。3对烧结矿进行冷却的目的是什么？答：烧结矿从机尾卸下时，平均温度达750~800℃。这种高温烧结矿如果不进行冷却，运输，加工和储存都有很大困难，因此，必须进行冷却，另外，高炉使用冷烧结矿，有如下各种好处：1)冷烧结矿可以用皮带运输机直接送到高炉，大大简化运输系统。2)冷烧结矿便于进行高炉槽下过筛，大大减少入炉料中的粉末，有利于改善高炉料柱透气性。3)高炉使用冷烧结矿可以延长贮矿槽，上料系统和炉顶装料设备的使用寿命，并可改善配料和上料系统的劳动条件。4)高炉使用冷烧结矿后，因炉顶温度降低，有利维护炉顶设备，可以提高炉顶压力，强化高炉冶炼。用烧结矿的高炉，炉顶温度高达400~500℃，为了保护炉顶设备，炉顶压力只能维持（49~78）KPa，而用冷烧结矿的高炉，炉顶温度都在350℃以下，炉顶压力可提高到147KPa以上，对强化高炉冶炼是十分有利的。尤其是采用无钟顶的高炉，为了提高密封效果和保持炉顶高压，必须使用冷烧结矿。对烧结矿进行冷却，需要专门的冷却设备，基建投资有所增加；另外由于急冷，烧结矿中的粉末增多，成品率有所下降。随着高炉冶炼的不断强化，目前大部分烧结厂都用冷矿工艺。4炉渣在高炉冶炼过程中起什么作用？答：由于炉渣具有熔点低，密度小和不溶于生铁的特点，所以高炉冶炼过程中渣，铁才能得以分离，获得纯净的生铁，这是高炉造渣过程的基本作用。另外，炉渣对高炉冶炼还有以下几方面的作用：1）渣铁之间进行合金元素的还原及脱硫反应，起着控制生铁成分的作用，不如，高碱度渣能促进脱硫反应，有利于锰的还原，从而提高生铁质量；SiO2含量高的炉渣促进Si的还原，从而控制生铁含Si量等。2）炉渣的形成造成了高炉内的软熔带及滴下带，对炉内煤气流分布及炉料的下降都有很大的影响，因此，炉渣的性质和数量对高炉操作直接产生作用。3）炉渣附着在炉墙上形成渣皮，起保护炉衬的作用。但是另一种情况下有可能侵蚀炉衬，起破坏性作用。因此，炉渣成分和性质直接影响高炉寿命。在控制和调整炉渣成分和性质时，必须兼顾上述几方面的作用。5如何消除碳酸盐分解的不利影响？答：为了消除碳酸盐分解的不良影响，可以采取如下措施：1）采用自熔性或溶剂性烧结矿，不加或少加石灰石。熟料率低的高炉可配用高碱度或超高碱度烧结矿。2）缩小石灰石粒度，改善石灰石分解条件，这对使用生矿的高炉尤为重要。3）用生石灰代替石灰石。6炉前常用的耐火材料应具备哪些条件？答：耐火材料应具有：高耐火度，高荷重软化温度，良好的高温体积稳定性，抗热震性及抗渣性，还应具有一定的耐磨性；对于耐火制品，除上述要求外，还要外形规整，尺寸准确；此外对于某些耐火材料，还要求具有一些其他性能，如透气性，导热性和硬度等。到目前为止，还没有一种耐火材料能够同时满足上述所有性能的要求，因此要根据使用条件来选择耐火材料。7最终决定炉衬寿命的因素是什么？答：1）炉衬质量是决定炉衬寿命的关键因素，如耐火砖的化学成分，物理性质，外形公差等。2）砌筑质量砌缝大小及是否均匀，膨胀缝是否合理，填料是否填实等。3）操作因素如开炉时的烘炉质量，正常操作时各项操作制度是否稳定，合理。4）炉型结构尺寸是否合理入炉身角，炉腹角等。另一方面高炉内也存在着保护炉衬的因素，如合理的冷却设备，渣皮的形成，炉壳的存在，都有助于炉衬的保护，减弱了高温热应力的破坏。8并罐式无钟炉顶装料设备和钟斗式装料设备相比具有什么优点？答：1）布料理想，调剂灵活。旋转溜槽即可作圆周方向上的旋转，又能改变倾角，从理论上讲，炉喉截面上的任何一点都可以布有炉料，两种运动形式即可独立进行，又可复合在一起，故装料形式是极为灵活的，从根本上改变了大，小钟炉顶装料设备布料的局限性。2）设备总高度较低，大约为钟式炉顶的高度的二分之三，它取消了庞大笨重而又要求精密加工的部件，代之以积木式的部件，解决了制造，运输，安装，维修和更换方面的困难。3）无钟炉顶用上，下密封阀密封，密封面积比大为减小，并且密封阀不与炉料接触，因而密封性好，能承受高压操作。4）两个称量料罐交替工作，当一个称量料罐向炉内装料时，另一个称量料罐接受上料系统装料，具有足够的装料能力和赶料线能力。9吸附水在高炉生产中有何作用？答：吸附水给高炉生产带来一定好处，如吸附水蒸气时吸收热量，使煤气温度降低，体积缩小，煤气流速减小，使炉尘吹出量减少，炉顶设备的磨损相应减弱。有时为了降低炉顶温度，还有意向焦炭加水，但吸附水的波动会影响配料称量的准确性，对焦炭尤其应予重视。10为什么要控制焦炭中的挥发物？答：焦炭到达风口前，挥发物全部挥发。由于挥发物的量少，对煤气成分和冶炼过程影响不大，但在高炉喷吹燃料的条件下，特别是大量喷吹含挥发物较高的煤粉时，将引起炉缸煤气成分的明显变化，对还原也有影响。另外在焦炭挥发物挥发时，使焦炭碎化而产生粉末，影响炉缸工作。为此要求炼焦生产中应适当提高焦炭的中心温度，尽可能把焦炭挥发物控制在下限水平。炼钢问题1电炉炼钢的钢液为什么要脱氧？答：当钢液中的碳降低到规定的数值时，在其后的出钢和浇铸过程中，随着温度的下降钢液中的氧溶解度降低，因而促使碳氧反应的继续进行钢液强烈沸腾，造成浇铸困难。另外氧在固体钢中的溶解度很小，如不进行脱氧，在钢的冷却凝固过程中，氧将以氧化物的形式大量析出，就会严重降低钢的抗拉强度，屈服强度和冲击韧性。尤其是当钢中氧含量和硫含量都很高时，其有害作用十分严重。这是因为在钢的凝固过程中，FeO和FeS以共晶形式存在于晶界上，其熔点只有950℃，在其后加热，轧制过程中，将会造成热脆。另外，钢液脱氧良好，有利于提高合金元素的收得率，对降低成本意义很大。2转炉在炼钢时有哪些因素会引起转炉爆炸？答：引起转炉爆炸的主要原因有三个：一、氧枪、炉口以及烟道严重漏水，水漏到炉内到一定量同时炉内有钢水或者铁水，这时，如果进行摇炉或者是供氧操作，水和铁水或者是钢水突然进行激烈反应就会产生爆炸。有资料说一公斤水进入到钢水里面产生的爆炸威力相当于一公斤炸药的威力。二、转炉的炉口和托圈都是水冷的，如果转炉操作失误钢水把炉口喇漏漏的比较大时也会产生爆炸，如果转炉发生穿炉事故正好穿炉的位置在托圈的位置，穿出的钢水把托圈穿漏也会产生爆炸。三、炉下积水也会导致爆炸，不过严格的说这种情况不算是转炉爆炸。一般情况是炉下有比较多的积水时，转炉出现操作失误，钢水或者是炉渣直接流到水上就会产生爆炸。3转炉炼钢中二氧化硅为什么会减少？答：因为转炉炼钢最后要脱氧，用的脱氧剂常常是硅铁合金，其中的硅和氧化亚铁反应生成二氧化硅，之后再给转炉中加入熔剂碳酸钙，碳酸钙分解生成氧化钙，生成的氧化钙与二氧化硅反应生成硅酸钙，硅酸钙为炉渣，使得钢中的二氧化硅减少。4顶底复吹转炉炼钢的优点，和其他转炉相比？答：所谓顶底复合吹炼工艺，对氧气顶吹转炉而言，就是除了从原有的顶部氧气喷枪保持一定距离向金属熔池喷吹氧气外，为了强化对金属熔池的搅拌，还通过炉底向金属熔池喷吹一定量的气体，以加快冶金反应，并使之趋近于平衡状态。氧气顶吹转炉在冶炼过程中，对金属熔池的搅拌力主要来自熔池内部脱碳反应生成的一氧化碳气泡的上浮力与膨胀力，其次才是顶吹氧枪氧气流股对金属熔池的冲击作用。冶炼初期和冶炼低碳钢的末期由于脱碳反应缓慢，生成的一氧化碳很少，因此熔池的搅拌很弱，结果冶金反应随之减慢，很难趋近于平衡状态，这是氧气顶吹转炉炼钢法工艺本身的弱点。采用复合吹炼法后，由于有底吹气体强化了金属熔池的搅拌，使冶炼反应比较容易趋近于平衡状态，从而克服了单纯顶吹的弱点。其结果是降低钢铁料消耗，并节约铁合金的用量，有利于低碳钢的冶炼和减少造渣材料的用量。通常炉底供气采用喷嘴和透气砖两种方法。供气种类可选择非氧化性气体如氩、氮等，也可以选用氧化性气体如氧、空气等。在采用氧气时。只能采用喷嘴并需要使用保护性气体或液体(碳氢化合物和燃料油)。复合吹炼对氧气底吹转炉而言，除仍保留底吹转炉原有的底部供氧喷嘴外，还在顶部配备供氧喷枪。自金属熔池上部喷吹氧气，能使炉气中的一氧化碳在炉膛内进行二次燃烧，从而提高转炉的热效率，达到增加炉料中废钢比例的目的。总之，转炉顶底复合吹炼工艺是转炉炼钢的一项重大技术改革。从转炉底部吹入适量的惰性气体进行搅拌，可改善转炉冶炼过程的冶金条件，减少吹损，提高金属收得率，降低原材料消耗，提高生产效率，兼具顶吹转炉的优点。5转炉炼钢常用哪些冷却剂？答：氧气顶吹转炉用冷却剂有废钢、生铁块、铁矿石、氧化铁皮、球团矿、烧结矿、石灰石和生白云石等，其中主要为废钢、铁矿石。上述冷却剂的冷却效应从大到小排列顺序为:铁矿石、氧化铁皮、球团矿、烧结矿、石灰石和生白云石、废钢、生铁块。6为什么会发生水口堵塞现象？答：Al2O3-C质浸入式水口在连铸含钛，含铝不锈钢或铝镇静钢时，由于钢中的[Al]和[Ti]易氧化生成相应的TIO2或Al2O3，易析出附着沉积在水口内壁，致使水口堵塞。沉积过程为：先是浸入式水口内表面脱碳，表面形成凹凸不平的气孔性组织，钢液向气孔内侵入。并在表层产生钢液流的局部停滞现象，进而促进夹杂物在水口壁的沉积。沉积物通过液相相会反应，烧结，从而形成坚实的沉积层。随着浇铸进行，沉积层加厚，孔径缩小，最终堵死，直至停浇。铝碳质浸入式水口的结瘤堵塞主要原因是浸入式水口材质中含有碳，因为碳在高温下与材料中的二氧化硅反应生成一氧化硅气体，一氧化硅然后与钢水中的铝发生反应生成氧化铝聚集在水口内壁结瘤；同时碳与耐火材料中的氧及钢水中的氧也可发生反应生成一氧化碳气体，然后一氧化碳气体再与二氧化硅或碳化硅反应生成一氧化硅气体，一氧化硅气体与钢液中的铝反应生成氧化铝而产生结瘤。7连铸结晶器的作用是什么？答：结晶器是连铸机的关键部件，它的作用是：1）在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，防止拉漏。2）铸坯周边厚度要均匀钢水在结晶器中的凝固行为对铸坯表面质量和铸机的正常生产有重大影响。故对结晶器有以下要求：1）为使钢水迅速凝固，结晶器壁应有良好的导热性和水冷条件。2）为使凝固的初生坯壳与结晶器内壁不粘结，摩擦力小，在浇注过程中结晶器应作上下往复运动并加润滑剂。3）为使钢坯形状正确，避免因结晶器变形而影响拉坯，结晶器应有足够的刚性。结晶器是由导热性非常好的铜和铜合金做内衬，外面套有夹套通水冷却。它本身结构分为铜内壁，外套和水槽3部分。8二次冷却区需要进行哪些参数检测？答：二次冷却需要检测的参数有：1）二次冷却水总管入口压力的检测；2）二次冷却水支管流量的检测；3）气水冷却区各支管空气流量的检测；4）二次冷却水