转炉炼钢学复习题

1、有利于脱磷反应的工艺条件？

答：有利于脱磷反应的工艺条件主要为：提高炉渣碱度；增加炉渣氧化铁含量；增加渣量；降低冶炼温度。 2、常用的脱氧方法有哪些？

答：沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧。 3、转炉双联炼钢工艺？

答：转炉双联工艺：脱磷的需要，生产超低磷工艺，提高转炉生产率、降低渣量等优点。分LD-ORP法：在一座转炉脱磷，另一座转炉脱碳，不同的氧枪设计参数及操作参数。MURC法：同一转炉采用不同氧枪分段进行脱磷及脱碳，冶炼过程要换渣，换渣时换枪操作。

4、非金属夹杂物对钢材造成的主要危害？ 答：铸坯缺陷：表面夹渣；裂纹；

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）；

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。 5、石灰活性度的概念？

答：石灰的活性度（mg/mL)是HCI滴定CaO的中和反应，一般大于300kg/ml。是石灰反应能力的标志，也是衡量石灰质量的重要参数，活性度大的石灰反应能力强，成渣速度快。

6、什么是转炉的静态模型控制？

答：（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。 7、脱碳过程一般分为哪几个阶段？

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。 8、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，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。 9、炼钢对废钢的要求主要有哪些？

答：(1)废钢的外形尺寸和块度应保证能从炉口顺利加入转炉。废钢单重不能过重，以便减轻对炉衬的冲击，同时在吹炼期必须全部熔化。轻型废钢和重型废钢合理搭配。废钢的长度应小于转炉口直径的1/2，废钢的块度一般不应超过300kg，国标要求废钢长度不大于1000mm，最大单件重量不大于800kg。

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(2)废钢中不得混有铁合金。严禁混入铜、锌、铅、锡等有色金属和橡胶，不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。废钢的硫、磷含量均不得大于0.050％。 废钢中残余元素含量应符合以下要求：ωNi<0.30％、ωCr<0.30％、ωCu<0.30％、ωAs<0.80％。除锰、硅外，其他合金元素残余含量的总和不超过0.60％。 (3)废钢应清洁干燥，不得混有泥砂、水泥、耐火材料、油物、珐琅等，不能带水。 (4)废钢中不能夹带放射性废物，严禁混有医疗临床废物。

(5)废钢中禁止混有其浸出液中pH值大于等于12.5或小于等于2.0的危险废物。进口废钢容器、管道及其碎片必须向检验机构申报曾经盛装或输送过的化学物质的主要成分以及放射性检验证明书，经检验合格后方能使用。

(6)不同性质的废钢分类存放，以免混杂，如低硫废钢、超低硫废钢、普通类废钢等。另外，应根据废钢外形尺寸将废钢分为轻料型废钢、统料型废钢、小型废钢、中型废钢、重型废钢等。非合金钢、低合金钢废钢可混放在一起，不得混有合金废钢和生铁。合金废钢要单独存放，以免造成冶炼困难，产生熔炼废品或造成贵重合金元素的浪费。 10、转炉炼钢对铁水成分和温度有什么要求?

答：铁水是炼钢的主要原材料，一般占装入量的70％～100％。铁水的化学热与物理热是氧气顶吹转炉炼钢的主要热源。因此，对入炉铁水化学成分和温度必须有一定的要求。

A铁水的化学成分

氧气顶吹转炉炼钢要求铁水中各元素的含量适当并稳定，这样才能保证转炉冶炼操作稳定并获得良好的技术经济指标。

(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。有关资料表明，铁水中WSi每增加0.1％，废钢比可提高约1.3％。铁水硅含量高，渣量增加，有利于去除磷、硫。但是硅含量过高将会使渣料和消耗增加，易引起喷溅，金属的收得率降低。Si含量高使渣中SiO2含量过高，也会加剧对炉衬的冲蚀，并影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。

通常铁水ωSi=0.30％～0.60％为宜。大中型转炉用铁水硅含量可以偏下限，而对于热量不富余的小型转炉用铁水硅含量可偏上限。转炉吹炼高硅铁水可采用双渣操作。 (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。铁水锰含量高.终点钢中余锰高，可以减少锰铁加入量，利于提高钢水纯净度等。转炉用铁水对ωMn/ωSi比值的要求为0.8～1.0，目前使用较多的为低锰铁水，ωMn=0.20％～0.80％o、 · (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。因此，要求铁水磷含量越低越好，一般要求铁水ωp≤0.20％哼铁水中磷含量越低，转炉工艺操作越简化，并有利于提高各项技术经济指标。

铁水磷含量高时，可采用双渣或双渣留渣操作，现代炼钢采用炉外铁水脱磷处理，或转炉内预脱磷工艺，以满足低磷纯净钢的生产需要。

(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。氧气转

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炉单渣操作的脱硫效率只有30％～40％。我国炼钢技术规范要求入炉铁水ωS≤0.05％。冶炼优质低硫钢的铁水硫含量则要求更低，纯净钢甚至要求铁水ωS≤0.005％。因此，必须进行铁水预处理降低入炉铁水硫含量。

(5)碳(C)。铁水中ωC=3.5％～4.5％，碳是转炉炼钢的主要反热元素。 B铁水的温度

铁水温度的高低是带入转炉物理热多少的标志，铁水物理热约占炉热收入的50%。铁水温度高有利于稳定操作和转炉的自动控制。铁水的温度过低，影响元素氧化过程和熔池的温升速度，不利于成渣和去除杂质，容易发生喷溅。因此，我国炼钢规定入炉铁水温度应大子1250℃，并且要相对稳定。

通常，高炉的出铁温度在1350～1450℃，由于铁水在运输待装过程中散失热量，所以最好采用混铁车或混铁炉的方式供应铁水，在运输过程应加覆盖剂保温，以减少铁水降温。

11、在炼钢过程中碳氧反应的作用是什么?

答：炼钢过程中碳氧反应不仅完成脱碳任务，还有以下作用： (1)加大钢—渣界面，加速物理化学反应的进行。 (2)搅动熔池，均匀成分和温度。

(3)有利于非金属夹杂的上浮和有害气体的排出。 (4)有利于熔渣的形成。 (5)放热升温。

(6)爆发性的碳氧反应会造成喷溅。

12、生产中应用的装入制度有哪几种类型，各有什么特点？

答：氧气顶吹转炉的装入制度有：定量装入制度、分阶段定量装入制度和定深装入制度。其中定深装入制度是每炉装入量均使熔池深度保持不变，由于生产组织的制约，实际上难以实现。

(1)定量装入制度。在整个炉役期间，每炉的装入量保持不变。这种装入制度的优点是：发挥了设备的最大潜力，生产组织、操作稳定，有利于实现过程自动控制。但炉役前期熔池深、后期熔池变浅，只适合大、中型转炉。国内外大型转炉已广泛采用定量装入制度。

(2)分阶段定量装入制度。在一个炉役期间，按炉膛扩大的程度划分为几个阶段，每个阶段为定量装入。这样既大体上保持了整个炉役中具有比较合适的炉容比和熔池深度，又保持了各个阶段中装入量的相对稳定；既能增加装入量，又便于组织生产。这是适应性较强的一种装入制度。我国各中、小型转炉普遍采用这种装入制度。 13、氧枪枪位对熔池搅动、渣中TFe含量、熔池温度有什么影响？ 答：A 枪位与熔池搅拌的关系

采用硬吹时，因枪位低，氧流对熔池的冲击力大，冲击深度深，气榕渣—金属液乳化充分，炉内的化学反应速度快，特别是脱碳速度加快，大量的CO气泡排出熔池得到充分的搅动，同时降低了熔渣的TFe含量，长时间的硬吹易造成熔渣“返干”。枪位越低，

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熔池内部搅动越充分。

软吹时，因枪位高，氧流对熔池的冲击力减小，冲击深度变浅，反射流股的数量增多，冲击面积加大，加强了对熔池液面的搅动；而熔池内部搅动减弱。脱碳速度降低，因而熔渣中的TFe含量有所增加，也容易引起喷溅，延长吹炼时间。

如果枪位过高或者氧压很低，吹炼时，氧流的动能低到根本不能吹开熔池液面，只是从表面掠过，这种操作叫“吊吹”。吊吹会使渣中(TFe)积聚，易产生爆发性喷溅，应该禁止“吊吹”。

合理调整枪位，可以调节熔池液面和内部的搅拌作用。如果短时间内高、低枪位交替操作，还有利于消除炉液面上可能出现的“死角”，消除渣料成坨，加快成渣。 B 枪位与渣中TFe含量的关系

当枪位低到一定的程度，或长时间使用某一低枪位吹炼时，熔池内脱碳速度快，FeO消耗也多，TFe的含量会减少，导致熔渣返干，进而引起金属喷溅。高枪位吹炼时；由于氧流对熔池搅拌作用减弱，熔池内的化学反应速度减慢，熔渣中FeO聚积，起到提高(TFe)含量的作用；但长时间高枪位吹炼也会引起喷溅。

在吹炼的不同时期，应根据吹炼的任务，通过枪位的改变控制渣中TFe含量。如吹炼初期要求稍高枪位操作，渣中TFe含量高些可及早形成初期渣脱除磷、硫；吹炼中期，适当降低枪位控制合适(TFe)含量以防喷溅；吹炼后期最好降低枪位以降低渣中TFe含量，提高钢水收得率。 C 枪位与熔池温度的关系

枪位对熔池温度的影响是通过炉内化学反应速度来体现的，采用低枪位操作，气—熔渣—金属液乳化充分，接触密切，化学反应速度快，熔池搅拌力强，升温速度快，吹炼时间短，热损失部分相对减少，炉温较高。

采用高枪位操作，熔池搅拌力弱，反应速度减慢，因而熔池升温速度也缓慢，吹炼时间延长，热损失部分相对增多，温度偏低。 14、如何确定开始吹炼枪位?

答：开吹枪位一般应比过程枪位高些，其确定原则是早化渣，多去磷、保护炉衬。因此，开吹前必须了解铁水温度和成分，测量液面高度，了解总管氧压以及所炼钢种的成分和温度要求。确定合适的开吹枪位应考虑以下情况：

(1)铁水成分。若硅含量高、渣量大，则易喷溅，枪位不要过高。铁水锰含量高，枪位可以低些；铁水P、S含量高时，应尽快成渣去P、S，枪位应适当高些；废钢中生铁块多导热性差，不易熔化，应降低枪位。

(2)铁水温度。遇到铁水温度偏低时，可先开氧吹炼后加头批料，即“低枪点火”；铁水温度高时，碳氧反应会提前到来，渣中Fe含量降低，枪位可以稍高些，以利于成渣。 (3)装入量。超装量多熔池液面高，应提高枪位。

(4)炉龄。开新炉，炉温低，应适当降低枪位；炉役前期液面高，可适当提高枪位；炉役后期熔池液面降低面积增大，可在短时间内采用高、低枪位交替操作以加强熔池搅拌，利于成渣。

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(5)化渣情况及渣料。炉渣不好化或石灰量多，又加了调渣剂，枪位应稍高些，有利于石灰和调渣剂的渣化。使用活性石灰成渣较快，整个过程的枪位都可以稍低些。 铁矿石、氧化铁皮和萤石的用量多时，熔渣容易形成，同时流动性较好，枪位可以适当低些。

15、泡沫渣是怎样形成的，它对吹炼有什么影响，如何控制泡沫渣?

答：在吹炼过程中，由于氧流与熔池的相互作用，形成了气—熔渣—金属液密切混合的三相乳化液。分散在炉渣中的小气泡的总体积，往往超过熔渣本身的体积。熔渣成为薄膜，将气泡包住并使其隔开，引起熔渣发泡膨胀，形成泡沫渣。正常泡沫渣的厚度经常在1～2m乃至3m。 ’

由于炉内的乳化现象，大大发展了气—熔渣—金属液的界面，加快了炉内化学反应速度。从而达到了良好的吹炼效果。倘若控制不当，严重的泡沫渣也会导致事故。 在吹炼初期，炉渣碱度低，并含有一定量的FeO、SiO2、P2O5等成分，主要是这些表面活性物质稳定了气泡。

在吹炼中期，碳激烈氧化产生大量的CO气体，由于炉渣碱度提高，形成了硅酸盐及磷酸盐等高熔点矿物，表面活性物质减少，稳定气泡主要是固体悬浮微粒。此时如果能控制得当，避免或减轻熔渣返干现象，就能得到合适的泡沫渣。

在吹炼后期，脱碳速度降低，只要熔渣碱度不过高，稳定泡沫的因素就大大减弱了，一般不会产生严重的泡沫渣。

在吹炼过程中，氧压低，枪位过高，渣中(TFe)大量增加，会促进泡沫渣的发展，严重时还会产生泡沫性喷溅或溢渣。相反，枪位过低，尤其是在碳氧化激烈的中期，(TFe)含量低，又会导致熔渣的返干而造成金属喷溅。所以，只有控制得当，才能够保持正常的泡沫渣。

16、终点温度过高或过低如何调整?

答：发现终点温度高于目标值，补救的办法是向炉内加冷却剂(铁矿石或生白云石)，根据冷却剂的冷却效应确定用量。加入大量冷却剂后要降枪点吹，以防渣料结团和炉内温度不均匀。当终点碳含量高、温度也高时，用铁矿石调温；如终点温度高、碳含量不高时，可用生白云石或石灰石调温。用矿石调温应注意防止炉口冒烟，影响环境。 吹炼终点温度过低，若终点碳在钢种目标值的上限，可采用补吹提温。若终点碳低，通常的办法是向炉内加硅铁或焦炭，补吹提温。根据钢种成分碳含量要求，在钢包内进行增碳。用硅铁提温应根据硅铁含硅量补加石灰，同时考虑补加石灰对炉温的影响；用焦炭提温应考虑其对钢水的增硫量。 17、吹炼过程中怎样预防爆发性喷溅?

答：根据爆发性喷溅产生的原因，可以从以下几方面预防：

(1)控制好熔池温度。前期温度不要过低，中后期温度不要过高，均匀升温，碳氧反应得以均衡的进行；严禁突然冷却熔池，消除爆发性碳氧反应的条件。

(2)控制(TFe)不出现聚积现象，以避免熔渣过分发泡或引起爆发性的碳氧反应。具体讲应注意以下的情况：

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