北京科技大学炼钢考试资料

1、工业中常用的铁水脱硫剂有哪些？（答错1个扣1分）答：CaC2，Mg，CaO，Na2O2、有利于脱磷反应的工艺条件？（答错1个扣1分）答：有利于脱磷反应的工艺条件主要为：1)提高炉渣碱度，2)增加炉渣氧化铁含量，3)增加渣量，4)降低冶炼温度。3、常用的脱氧方法有哪些？答：沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧（1×3分）4、电炉炼钢为什么要造泡沫渣，如何造好泡沫渣？答：泡沫渣的作用：（0.5×3点＝1.5分，答3个算对）1.采用长弧泡沫渣操作可以增加电炉输入功率，提高功率因数及热效率；2.降低电炉冶炼电耗，缩短了冶炼时间；3.减少了电弧热辐射对炉壁及炉盖的热损失；4.泡沫渣有利于炉内化学反应，特别有利于脱P、C及去气（N、H）如何造好泡沫渣？（0.5×3点＝1.5分，答3个算对）1)合适（加大）吹氧量。2)保证熔池有一定含碳量。有一定的粘度、表面张力。3)合适的FeO、碱度。4)合适熔池温度及合适的渣量。5、铁水“三脱”预处理工艺？（1×3分）铁水“三脱”预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进行的处理。普通铁水预处理包括：铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱磷。6、钢中非金属夹杂物的主要危害？答：铸坯缺陷：表面夹渣；裂纹；（1分）钢材缺陷：热轧钢板(夹渣、翘皮、分层、超声波检查不合等）；冷轧钢板(裂纹、灰白线带、起皮、鼓包等）；（1分）钢材性能：加工性能(冲压、拉丝、各向异性等）；机械性能(延性、韧性、抗疲劳破坏性能等）；耐腐蚀性能、焊接性能、抗HIC性能等。（1分）7、炼钢炉渣有哪些主要作用？（1×3分）答：炼钢炉渣的主要作用包括：（1）脱除磷、硫，（2）向金属熔池传氧，（3）减少炉衬侵蚀等。8、什么是转炉的静态模型控制？（答3个算全对，1×3）（1）静态控制是动态控制的基础，依靠物料平衡和热量平衡；（2）先确定出终点的目标成份和温度及出钢量，并选择适当的操作条件，进行装入量的计算；（3）确定物料收支和热收支的关系输入计算机；（4）可计算需要的氧气量，从所需的氧量可计算出所需要的冶炼时间。9、脱碳过程一般分为哪几个阶段？（1×3分）答：（1）脱Si、脱Mn控制阶段，脱碳速度随温度升高而升高；（2）脱碳阶段，脱碳由供氧量决定大小（3）脱碳速度由钢中碳的传质决定。10、什么是转炉的副枪检测控制技术？答：在吹炼接近终点时（供O2量85％左右），插入副枪测定熔池[C]和温度（1.5分），校正静态模型的计算误差并计算达到终点所需的供O2量或冷却剂加入量（1.5分）。11、高阻抗电弧炉有何特点？答：提高功率因数，减轻对电网干扰(1.5分);利用泡沫渣埋弧操作、提高变压器供电电压水平，降低电极消耗(1.5分)12、炼钢对废钢的要求主要有哪些？（答错1个扣1分）答：（1）不允许有有色金属。（2）不允许有封闭器皿、易爆炸物。（3）入炉的钢铁料块度要合适，不能太大。（4）废钢要干燥13、CONSTEEL电炉的冶金特点是什么？(答3个算对)(1)电弧非常平稳，闪烁、谐波和噪音很低;(2)过程连续进行，非通电操作时间减至最少;(3)不必周期性加料，热损失和排放大大减少;(4)便于稳定控制生产过程和产品质量14、RH精炼钢水能够循环流动的原因？（1）当两个插入管插入钢液一定深度后，启动真空泵，真空室被抽成真空。由于真空室内外压力差，钢液从两个插入管上升到与压差相等的高度，即循环高度B。（1分）（2）与此同时，上升管输入驱动气体（氩气及其他惰性气体、反应气体），驱动气体由于受热膨胀以及压力由P1降到P2而引起等温膨胀，即上升管内钢液与气体混合物密度降低，而驱动钢液上升像喷泵一样涌入真空室内，使真空室内的平衡状态受到破坏。（1分）（3）为了保持平衡，一部分钢液从下降管回到钢包中，就这样钢水受压差和驱出气体的作用不断地从上升管涌入真空室内，并经下降管回到钢包内，周而复始，实现钢液循环。（1分）基础知识：C:制钢材强度，硬度的重要元素，没1%C可增加抗拉强度约980MPa。Si:也是增大强度，硬度的元素，没1%Si可增加抗拉强度约98MPa。降低钢的冷加工性能Mn:增加淬透性，提高韧性，降低S的危害等。Al:细化钢材组织，控制冷轧钢板退火织构。Nb:细化钢材组织，增加强度，韧性等。V：细化钢材组织，增加强度，韧性等。Cr:增加强度，硬度，耐腐蚀性能。乳化：在氧流强烈冲击下，部分金属微波液滴弥散在熔渣中。乳化程度与熔渣粘度，表面张力有关，乳化可极大增强渣铁接触面积，因而可以加块渣、铁间接触反应（面积可达0.6－1.5M2/kg）炼钢的基本任务：脱碳，脱磷，脱硫，升温，脱氧，合金化，去除N.H等气体杂质元素，去除钢中的非金属夹杂物，凝固成型，废钢炉渣返回利用，回收煤气，蒸汽等。杂质的氧化方式：直接氧化，气体氧直接同铁液中的杂质进行反应。间接氧化，气体氧优先同铁液发生反应，生成FetO以后再2同其他杂质进行反应。以间接氧化为主。脱碳反应脱碳反应产物CO在炼钢过程中也具有多方面的作用：从熔池排出CO气体产生沸腾现象，使熔池受到激烈地搅动，起到均匀熔池成分和温度的作用；大量的CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气－渣－金属三相乳化的重要原因；上浮的CO气体有利于去除钢中气体和夹杂物；在氧气转炉中，排出CO气体的不均匀性和由它造成的熔池上涨往往是产生喷溅的主要原因。脱碳反应的热力学条件1.增大f[C]有利于脱碳；2.增加[O]有利于脱碳；3.降低气相PCO有利于脱碳；4.提高温度有利于脱碳。限制性环节是扩散控制。脱碳过程三个阶段：1.吹炼初期以硅的氧化为主，脱碳速度较小；吹炼初期硅优先氧化，当熔池温度升高到1346℃以上后，碳才可能激烈氧化。2.吹炼中期，脱碳速度几乎为定值；脱碳速率受氧传递速度控制。3.吹炼后期，随金属中含碳量的减少，脱碳速度降低。硅的氧化反应因素：提高【Si】的活度，降低渣中(SiO2)的活度，较低温度。锰的氧化反应因素：提高【Mn】的活度，提高渣中（FeO）的活度，降低渣中（Mn）的活度，较低温度。脱磷反应：磷是有害杂质：冷脆，调质钢的回火脆性，热加工性，焊接性能等炉渣中P2O5的活度必须很低，脱磷才能进行。降低P2O5活度的措施：提高炉渣碱度，提高氧化铁及炉渣的量，降低冶炼温度。有利于脱磷的工艺条件：降低温度，提高炉渣碱度，增加炉渣氧化铁活度，增加渣量，增加【P】的活度系数。回磷：炼钢过程中回磷的原因，吹炼中期炉渣反干，炉渣FetO含量减少。脱氧过程回磷的原因，出钢带渣量多，炉渣碱度降低，【O】含量降低。脱硫反应：有利于脱硫的因素：提高温度，提高【S】的活度，提高炉渣（O2-）活度，降低炉渣（S2-）活度系数，降低【O】的活度硫容量代表炉渣脱硫能力，温度一定时，只与炉渣组成有关。炉渣中硫的传质是脱硫反应的限制性环节。加快脱硫反应：增大硫容量—提跳高炉渣碱度，减小FetO含量，增加炉渣中硫的传质系数—增强混合，增加反应界面积铁水预处理：铁水兑入炼钢炉之前的处理，普通铁水预处理，铁水脱硫，脱硅，脱磷投掷法，喷吹法，搅拌法。常用脱硫剂：CaC2,Mg,CaO,Na2O.四种主要脱硫剂：苏打系，石灰系，碳化钙系，镁系铁水脱Si的重要意义•是铁水脱磷的必要条件•利于减少石灰加入量和渣量•可在低碱度下实现脱Si，成本低铁水脱Si的工艺方法•铁水沟连续脱硅，分为一段法和•两段法•铁水罐脱硅铁水预处理对纯净钢生产的意义�铁水含磷、硫可降到低或超低含量水平。�提高转炉生产率、降低成本、节约能耗。�极低碳钢的清洁度。钢中T[O]、[N]、[H]含量降低。�有利于复吹转炉冶炼高碳钢时的“保碳出钢技术”。�有效地提高铁、钢、材系统的综合经济效益。转炉炼钢：氧气转炉炼钢工艺特点：完全依靠铁水氧化带来的化学热及物理热;生产率高（冶炼时间在20分钟以内）；质量好（*气体含量少：（因为CO的反应搅拌，将N、H除去）可以生产超纯净钢,有害成份（S、P、N、H、O）〈80ppm；冶炼成本低，耐火材料用量比平炉及电炉用量低；原材料适应性强，高P、低P都可以。常见的氧气顶吹转炉炉型由筒球型、锥球型和截锥型三种。转炉炉容比：转炉腔内的自由空间的容积与金属装入量之比。装入量过大，炉容比小，吹炼过程中可能导致喷溅增加，金属损耗增加，容易烧枪粘钢；装入量过小，熔池变浅，炉底会因氧气射流对金属液的强烈冲击而过早损坏，甚至造成漏钢。大型转炉0.9-1.05小型0.8射流出口马赫数M决定枪位，枪位高可避免烧枪，但为了保持射流对熔池的搅拌能力，即保证一定的冲击深度，需要降枪。转炉工艺流程：上炉出钢--倒完炉渣(或加添加剂)--补炉或溅渣--堵出钢口--兑铁水--装废钢--下枪--加渣料（石灰、铁皮）--点火--熔池升温--脱P、Si、Mn----降枪脱碳。�看炉口的火，听声音。看火亮度--加第二批（渣料）--提枪化渣，控制“返干”。�降枪控制终点（FeO），倒炉取样测温，出钢。�技术水平高的炉长，一次命中率高。50%。（宝钢是付枪）根据分析取样结果--决定出钢（或补吹）－-合金化。钢液颜色：白亮、青色、浅兰、深兰、红色入炉铁水成分与温度的要求：成分：70-85%(%C=4,%Si=0.4-1.0,%Mn=0.5,%P=0.02-0.15,%S=0.001-0.050)(1)硅(Si)。硅是转炉炼钢过程中发热元素之一。硅含量高，会增加转炉热源，能提高废钢比。(2)锰(Mn)。铁水锰含量高对冶炼有利，在吹炼初期形成MnO，能加速石灰的溶解，促进初期渣及早形成，改善熔渣流动性，利于脱硫和提高炉衬寿命。(3)磷(P)。磷是高发热元素，对大多数钢种是要去除的有害元素。(4)硫(S)。除了含硫易切削钢以外，绝大多数钢种硫也是要去除的有害元素。(5)碳(C)。铁水中ωC=3.5％～4.5％，碳是转炉炼钢的主要反热元素。铁水温度的高低是带入转炉物理热多少的标志，这部分热量是转炉热量的重要来源之一。因此，铁水温度不能过低，否则热量不足，影响熔池的温升速度和元素氧化过程，还容易导致喷溅。要保证转炉铁水温度大于1250℃。辅助材料：石灰，萤石，生白云石，菱镁矿，铁合金，冷却剂及增碳剂耐火材料的主要性质：耐火度、荷重软化温度、耐压强度、抗热震性、热膨胀性、导热性、抗渣性、气孔率等。炉衬寿命：炉衬寿命影响转炉的工作时间及生产成本。炉龄是钢厂一重要生产技术指标。炉衬损坏的原因：铁水、废钢及炉渣等的机械碰撞和冲刷，炉渣及钢水的化学侵蚀，炉衬自身矿物组成分解引起的层裂，急冷急热等因素。提高炉龄的措施：耐火材料质量，系统优化炼钢工艺，补炉工艺，转炉冶炼五大制度：装料制度，供养制度，造渣制度，温度制度，终点控制及合金化制度装料制度：定量装入、定深装入；分阶段定量装入。供氧制度:两种操作方式：软吹：低压、高枪位，吹入的氧在渣层中，渣中FeO升高、有利于脱磷；硬吹：高压低枪位(与软吹相反)，脱P不好，但脱C好，穿透能力强，脱C反应激烈。造渣制度：炼钢就是炼渣。�造渣的目的：通过造渣，脱P、减少喷溅、保护炉衬。�造渣制度：确定合适的造渣方式、渣料的加入数量和时间、成渣速度。�渣的特点：一定碱度、良好的流动性、合适的FeO及MgO、正常泡沫化的熔渣。操作中防止喷溅的措施：控制渣量�吹氧脱碳的温度控制�控制枪位，保证渣中FeO在一定范围(15－20％)�保持合适的炉容比温度制度：温度控制就是确定冷却剂加入的数量和时间影响终点温度的因素：铁水成分:[%Si]=0.1,升高炉温约15℃，铁水温度：铁水温度提高10℃，钢水温度约提高5℃，铁水装入量：增加1吨铁水，钢水约提高5℃，废钢加入量：增加1吨废钢，钢水约下降20℃，此外，炉龄、终点碳、吹炼时间、喷溅等有影响。终点控制及合金化制度：终点控制指终点温度和成分的控制。终点标志：钢中碳含量达到所炼钢种的控制范围，钢中P达到要求，出港温度达到要求。终点碳控制的方法：一次拉碳法、增碳法、高拉补吹法。转炉冶炼的自动控制：转炉吹炼的技术特点：①脱碳速度快，准确控制吹炼终点比困难：热效率高，升温速度快；容易发撒谎呢个炉渣或金属喷溅；④吹炼后期脱碳速度减慢，金属—炉渣之间远离平衡，容易造成钢渣过氧化。对氧气顶吹转炉控制的要求①