北京科技大學(xué)煉鋼考試資料.doc

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1、工業(yè)中常用的鐵水脫硫劑有哪些？（答錯(cuò)1個(gè)扣1分） 答：CaC2，Mg，CaO，Na2O 2、有利于脫磷反應(yīng)的工藝條件？（答錯(cuò)1個(gè)扣1分） 答：有利于脫磷反應(yīng)的工藝條件主要為：1)提高爐渣堿度，2)增加爐渣氧化鐵含量，3)增加渣量，4) 降低冶煉溫度。 3、常用的脫氧方法有哪些？ 答：沉淀脫氧、擴(kuò)散脫氧、真空脫氧（13分） 4、電爐煉鋼為什么要造泡沫渣，如何造好泡沫渣？ 答：泡沫渣的作用：（0.53點(diǎn)＝1.5分，答3個(gè)算對(duì)） 1. 采用長(zhǎng)弧泡沫渣操作可以增加電爐輸入功率，提高功率因數(shù)及熱效率； 2. 降低電爐冶煉電耗，縮短了冶煉時(shí)間；3. 減少了電弧熱輻射對(duì)爐壁及爐蓋的熱損失； 4. 泡沫渣有利于爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)，特別有利于脫P(yáng)、C及去氣（N、H） 如何造好泡沫渣？（0.53點(diǎn)＝1.5分，答3個(gè)算對(duì)） 1)合適（加大）吹氧量。 2)保證熔池有一定含碳量。有一定的粘度、表面張力。 3) 合適的FeO、堿度。 4) 合適熔池溫度及合適的渣量。 5、鐵水“三脫”預(yù)處理工藝？（13分） 鐵水“三脫”預(yù)處理是指鐵水兌入煉鋼爐之前進(jìn)行的處理。普通鐵水預(yù)處理包括：鐵水脫硫、鐵水脫硅和鐵水脫磷。 6、鋼中非金屬夾雜物的主要危害？ 答：鑄坯缺陷：表面夾渣；裂紋；（1分） 鋼材缺陷：熱軋鋼板(夾渣、翹皮、分層、超聲波檢查不合等）；冷軋鋼板(裂紋、灰白線帶、起皮、鼓包等）；（1分）鋼材性能：加工性能(沖壓、拉絲、各向異性等）；機(jī)械性能(延性、韌性、抗疲勞破壞性能等）；耐腐蝕性能、焊接性能、抗HIC性能等。（1分） 7、煉鋼爐渣有哪些主要作用？（13分） 答：煉鋼爐渣的主要作用包括：（1）脫除磷、硫，（2）向金屬熔池傳氧，（3）減少爐襯侵蝕等。 8、什么是轉(zhuǎn)爐的靜態(tài)模型控制？（答3個(gè)算全對(duì)，13） （1）靜態(tài)控制是動(dòng)態(tài)控制的基礎(chǔ)，依靠物料平衡和熱量平衡； （2）先確定出終點(diǎn)的目標(biāo)成份和溫度及出鋼量，并選擇適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件，進(jìn)行裝入量的計(jì)算； （3）確定物料收支和熱收支的關(guān)系輸入計(jì)算機(jī)； （4）可計(jì)算需要的氧氣量，從所需的氧量可計(jì)算出所需要的冶煉時(shí)間。 9、脫碳過(guò)程一般分為哪幾個(gè)階段 ？（13分） 答：（1）脫Si、脫Mn控制階段，脫碳速度隨溫度升高而升高；（2）脫碳階段，脫碳由供氧量決定大?。?）脫碳速度由鋼中碳的傳質(zhì)決定。 10、什么是轉(zhuǎn)爐的副槍檢測(cè)控制技術(shù)？ 答： 在吹煉接近終點(diǎn)時(shí)（供O2量85％左右），插入副槍測(cè)定熔池[C]和溫度（1.5分），校正靜態(tài)模型的計(jì)算誤差并計(jì)算達(dá)到終點(diǎn)所需的供O2量或冷卻劑加入量（1.5分）。 11、高阻抗電弧爐有何特點(diǎn)？ 答：提高功率因數(shù)，減輕對(duì)電網(wǎng)干擾(1.5分);利用泡沫渣埋弧操作、提高變壓器供電電壓水平，降低電極消耗(1.5分) 12、煉鋼對(duì)廢鋼的要求主要有哪些？（答錯(cuò)1個(gè)扣1分） 答：（1）不允許有有色金屬。（2）不允許有封閉器皿、易爆炸物。（3）入爐的鋼鐵料塊度要合適，不能太大。（4）廢鋼要干燥 13、CONSTEEL電爐的冶金特點(diǎn)是什么？(答3個(gè)算對(duì)) (1)電弧非常平穩(wěn)，閃爍、諧波和噪音很低;(2)過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，非通電操作時(shí)間減至最少;(3)不必周期性加料，熱損失和排放大大減少;(4)便于穩(wěn)定控制生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量 14、RH精煉鋼水能夠循環(huán)流動(dòng)的原因？ （1）當(dāng)兩個(gè)插入管插入鋼液一定深度后，啟動(dòng)真空泵，真空室被抽成真空。由于真空室內(nèi)外壓力差，鋼液從兩個(gè)插入管上升到與壓差相等的高度，即循環(huán)高度B。（1分） （2）與此同時(shí)，上升管輸入驅(qū)動(dòng)氣體（氬氣及其他惰性氣體、反應(yīng)氣體），驅(qū)動(dòng)氣體由于受熱膨脹以及壓力由P1降到P2而引起等溫膨脹，即上升管內(nèi)鋼液與氣體混合物密度降低，而驅(qū)動(dòng)鋼液上升像噴泵一樣涌入真空室內(nèi)，使真空室內(nèi)的平衡狀態(tài)受到破壞。（1分） （3）為了保持平衡，一部分鋼液從下降管回到鋼包中，就這樣鋼水受壓差和驅(qū)出氣體的作用不斷地從上升管涌入真空室內(nèi)，并經(jīng)下降管回到鋼包內(nèi)，周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)鋼液循環(huán)。（1分） 基礎(chǔ)知識(shí)： C: 制鋼材強(qiáng)度，硬度的重要元素，沒(méi)1%C可增加抗拉強(qiáng)度約980MPa。 Si:也是增大強(qiáng)度，硬度的元素，沒(méi)1%Si可增加抗拉強(qiáng)度約98MPa。降低鋼的冷加工性能 Mn:增加淬透性，提高韌性，降低S的危害等。 Al:細(xì)化鋼材組織，控制冷軋鋼板退火織構(gòu)。 Nb:細(xì)化鋼材組織，增加強(qiáng)度，韌性等。 V：細(xì)化鋼材組織，增加強(qiáng)度，韌性等。 Cr: 增加強(qiáng)度，硬度，耐腐蝕性能。 乳化：在氧流強(qiáng)烈沖擊下，部分金屬微波液滴彌散在熔渣中。乳化程度與熔渣粘度，表面張力有關(guān)，乳化可極大增強(qiáng)渣鐵接觸面積，因而可以加塊渣、鐵間接觸反應(yīng)（面積可達(dá)0.6－1.5M2/kg） 煉鋼的基本任務(wù)：脫碳，脫磷，脫硫，升溫，脫氧，合金化，去除N.H等氣體雜質(zhì)元素，去除鋼中的非金屬夾雜物，凝固成型，廢鋼爐渣返回利用，回收煤氣，蒸汽等。 雜質(zhì)的氧化方式：直接氧化，氣體氧直接同鐵液中的雜質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)。間接氧化，氣體氧優(yōu)先同鐵液發(fā)生反應(yīng)，生成FetO以后再2同其他雜質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)。以間接氧化為主。 脫碳反應(yīng) 脫碳反應(yīng)產(chǎn)物CO在煉鋼過(guò)程中也具有多方面的作用： 從熔池排出CO氣體產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，使熔池受到激烈地?cái)噭?dòng)，起到均勻熔池成分和溫度的作用； 大量的CO氣體通過(guò)渣層是產(chǎn)生泡沫渣和氣－渣－金屬三相乳化的重要原因； 上浮的CO氣體有利于去除鋼中氣體和夾雜物； 在氧氣轉(zhuǎn)爐中，排出CO氣體的不均勻性和由它造成的熔池上漲往往是產(chǎn)生噴濺的主要原因。 脫碳反應(yīng)的熱力學(xué)條件 1.增大f[C]有利于脫碳；2.增加[O]有利于脫碳；3.降低氣相PCO有利于脫碳；4.提高溫度有利于脫碳。限制性環(huán)節(jié)是擴(kuò)散控制。 脫碳過(guò)程三個(gè)階段： 1.吹煉初期以硅的氧化為主，脫碳速度較?。淮禑挸跗诠鑳?yōu)先氧化，當(dāng)熔池溫度升高到1346℃以上后，碳才可能激烈氧化。 2.吹煉中期，脫碳速度幾乎為定值；脫碳速率受氧傳遞速度控制。 3.吹煉后期，隨金屬中含碳量的減少，脫碳速度降低。 硅的氧化反應(yīng)因素：提高【Si】的活度，降低渣中(SiO2)的活度，較低溫度。 錳的氧化反應(yīng)因素：提高【Mn】的活度，提高渣中（FeO）的活度，降低渣中（Mn）的活度，較低溫度。 脫磷反應(yīng)：磷是有害雜質(zhì)：冷脆，調(diào)質(zhì)鋼的回火脆性，熱加工性，焊接性能等 爐渣中P2O5的活度必須很低，脫磷才能進(jìn)行。降低P2O5活度的措施：提高爐渣堿度，提高氧化鐵及爐渣的量，降低冶煉溫度。 有利于脫磷的工藝條件：降低溫度，提高爐渣堿度，增加爐渣氧化鐵活度，增加渣量，增加【P】的活度系數(shù)。 回磷：煉鋼過(guò)程中回磷的原因，吹煉中期爐渣反干，爐渣FetO含量減少。 脫氧過(guò)程回磷的原因，出鋼帶渣量多，爐渣堿度降低，【O】含量降低。 脫硫反應(yīng)： 有利于脫硫的因素：提高溫度，提高【S】的活度，提高爐渣（O2-）活度，降低爐渣（S2-）活度系數(shù)，降低【O】的活度 硫容量代表爐渣脫硫能力，溫度一定時(shí)，只與爐渣組成有關(guān)。爐渣中硫的傳質(zhì)是脫硫反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)。 加快脫硫反應(yīng)：增大硫容量—提跳高爐渣堿度，減小FetO含量，增加爐渣中硫的傳質(zhì)系數(shù)—增強(qiáng)混合，增加反應(yīng)界面積 鐵水預(yù)處理：鐵水兌入煉鋼爐之前的處理，普通鐵水預(yù)處理，鐵水脫硫，脫硅，脫磷 投擲法，噴吹法，攪拌法。常用脫硫劑：CaC2,Mg,CaO,Na2O. 四種主要脫硫劑：蘇打系，石灰系，碳化鈣系，鎂系 鐵水脫Si的重要意義 ?是鐵水脫磷的必要條件?利于減少石灰加入量和渣量?可在低堿度下實(shí)現(xiàn)脫Si，成本低 鐵水脫Si的工藝方法 ?鐵水溝連續(xù)脫硅，分為一段法和?兩段法?鐵水罐脫硅 鐵水預(yù)處理對(duì)純凈鋼生產(chǎn)的意義 ??鐵水含磷、硫可降到低或超低含量水平。 ??提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率、降低成本、節(jié)約能耗。 ??極低碳鋼的清潔度。鋼中T[O]、[N]、[H]含量降低。 ??有利于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼時(shí)的“保碳出鋼技術(shù)”。 ??有效地提高鐵、鋼、材系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。 轉(zhuǎn)爐煉鋼： 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝特點(diǎn)：完全依靠鐵水氧化帶來(lái)的化學(xué)熱及物理熱;生產(chǎn)率高（冶煉時(shí)間在20分鐘以內(nèi)）；質(zhì)量好（*氣體含量少：（因?yàn)镃O的反應(yīng)攪拌，將N、H除去）可以生產(chǎn)超純凈鋼,有害成份（S、P、N、H、O）〈80ppm；冶煉成本低，耐火材料用量比平爐及電爐用量低；原材料適應(yīng)性強(qiáng)，高P、低P都可以。 常見(jiàn)的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐型由筒球型、錐球型和截錐型三種。 轉(zhuǎn)爐爐容比：轉(zhuǎn)爐腔內(nèi)的自由空間的容積與金屬裝入量之比。裝入量過(guò)大，爐容比小，吹煉過(guò)程中可能導(dǎo)致噴濺增加，金屬損耗增加，容易燒槍粘鋼；裝入量過(guò)小，熔池變淺，爐底會(huì)因氧氣射流對(duì)金屬液的強(qiáng)烈沖擊而過(guò)早損壞，甚至造成漏鋼。大型轉(zhuǎn)爐0.9-1.05 小型0.8 射流出口馬赫數(shù)M決定槍位，槍位高可避免燒槍，但為了保持射流對(duì)熔池的攪拌能力，即保證一定的沖擊深度，需要降槍。 轉(zhuǎn)爐工藝流程：上爐出鋼--倒完?duì)t渣(或加添加劑)--補(bǔ)爐或?yàn)R渣--堵出鋼口--兌鐵水--裝廢鋼--下槍--加渣料（石灰、鐵皮）--點(diǎn)火--熔池升溫--脫P(yáng)、Si 、Mn----降槍脫碳。??看爐口的火，聽(tīng)聲音?？椿鹆炼?-加第二批（渣料）--提槍化渣，控制“返干”。??降槍控制終點(diǎn)（FeO），倒?fàn)t取樣測(cè)溫，出鋼。??技術(shù)水平高的爐長(zhǎng)，一次命中率高。50%。（寶鋼是付槍）根據(jù)分析取樣結(jié)果--決定出鋼（或補(bǔ)吹）－-合金化。 鋼液顏色：白亮、青色、淺蘭、深蘭、紅色 入爐鐵水成分與溫度的要求： 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)。硅是轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中發(fā)熱元素之一。硅含量高，會(huì)增加轉(zhuǎn)爐熱源，能提高廢鋼比。 (2) 錳(Mn)。鐵水錳含量高對(duì)冶煉有利，在吹煉初期形成MnO，能加速石灰的溶解，促進(jìn)初期渣及早形成，改善熔渣流動(dòng)性，利于脫硫和提高爐襯壽命。 (3) 磷(P)。磷是高發(fā)熱元素，對(duì)大多數(shù)鋼種是要去除的有害元素。 (4) 硫(S)。除了含硫易切削鋼以外，絕大多數(shù)鋼種硫也是要去除的有害元素。 (5) 碳(C)。鐵水中ωC=3.5％～4.5％，碳是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要反熱元素。 鐵水溫度的高低是帶入轉(zhuǎn)爐物理熱多少的標(biāo)志，這部分熱量是轉(zhuǎn)爐熱量的重要來(lái)源之一。因此，鐵水溫度不能過(guò)低，否則熱量不足，影響熔池的溫升速度和元素氧化過(guò)程，還容易導(dǎo)致噴濺。要保證轉(zhuǎn)爐鐵水溫度大于1250℃。 輔助材料：石灰，螢石，生白云石，菱鎂礦，鐵合金，冷卻劑及增碳劑 耐火材料的主要性質(zhì)：耐火度、荷重軟化溫度、耐壓強(qiáng)度、抗熱震性、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、抗渣性、氣孔率等。 爐襯壽命：爐襯壽命影響轉(zhuǎn)爐的工作時(shí)間及生產(chǎn)成本。爐齡是鋼廠一重要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。 爐襯損壞的原因：鐵水、廢鋼及爐渣等的機(jī)械碰撞和沖刷，爐渣及鋼水的化學(xué)侵蝕，爐襯自身礦物組成分解引起的層裂，急冷急熱等因素。 提高爐齡的措施：耐火材料質(zhì)量，系統(tǒng)優(yōu)化煉鋼工藝，補(bǔ)爐工藝， 轉(zhuǎn)爐冶煉五大制度：裝料制度，供養(yǎng)制度，造渣制度，溫度制度，終點(diǎn)控制及合金化制度 裝料制度：定量裝入、定深裝入；分階段定量裝入。 供氧制度: 兩種操作方式：軟吹：低壓、高槍位，吹入的氧在渣層中，渣中FeO升高、有利于脫磷；硬吹：高壓低槍位(與軟吹相反)，脫P(yáng)不好，但脫C好，穿透能力強(qiáng)，脫C反應(yīng)激烈。 造渣制度：煉鋼就是煉渣。 ??造渣的目的：通過(guò)造渣，脫P(yáng)、減少噴濺、保護(hù)爐襯。 ??造渣制度：確定合適的造渣方式、渣料的加入數(shù)量和時(shí)間、成渣速度。 ??渣的特點(diǎn)：一定堿度、良好的流動(dòng)性、合適的FeO及MgO、正常泡沫化的熔渣。 操作中防止噴濺的措施：控制渣量??吹氧脫碳的溫度控制??控制槍位，保證渣中FeO在一定范圍(15－20％)??保持合適的爐容比 溫度制度：溫度控制就是確定冷卻劑加入的數(shù)量和時(shí)間 影響終點(diǎn)溫度的因素：鐵水成分:[%Si]=0.1,升高爐溫約15 ℃，鐵水溫度：鐵水溫度提高10℃，鋼水溫度約提高5 ℃，鐵水裝入量：增加1噸鐵水，鋼水約提高5℃，廢鋼加入量：增加1噸廢鋼，鋼水約下降20 ℃，此外，爐齡、終點(diǎn)碳、吹煉時(shí)間、噴濺等有影響。 終點(diǎn)控制及合金化制度：終點(diǎn)控制指終點(diǎn)溫度和成分的控制。 終點(diǎn)標(biāo)志：鋼中碳含量達(dá)到所煉鋼種的控制范圍，鋼中P達(dá)到要求，出港溫度達(dá)到要求。 終點(diǎn)碳控制的方法：一次拉碳法、增碳法、高拉補(bǔ)吹法。 轉(zhuǎn)爐冶煉的自動(dòng)控制： 轉(zhuǎn)爐吹煉的技術(shù)特點(diǎn)：①脫碳速度快，準(zhǔn)確控制吹煉終點(diǎn)比困難：熱效率高，升溫速度快；容易發(fā)撒謊呢個(gè)爐渣或金屬噴濺；④吹煉后期脫碳速度減慢，金屬—爐渣之間遠(yuǎn)離平衡，容易造成鋼渣過(guò)氧化。 對(duì)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐控制的要求①鐵水質(zhì)量穩(wěn)定，能準(zhǔn)確知道鐵水成份和重量；②廢鋼量穩(wěn)定，有害殘余元素含量低；③石灰等其他造渣劑的化學(xué)成份及塊度穩(wěn)定。 控制方案： 靜態(tài)控制模型 動(dòng)態(tài)控制模型 全自動(dòng)控制模型 靜態(tài)控制是動(dòng)態(tài)控制的基礎(chǔ)，根據(jù)物料平衡和熱量平衡； ??先確定出終點(diǎn)的目標(biāo)成份和溫度及出鋼量，并選擇適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件，進(jìn)行裝入量的計(jì)算； ??確定物料收支和熱收支的關(guān)系輸入計(jì)算機(jī)； ??鐵水、廢鋼、生鐵塊、鐵皮、鐵礦石等； ??可計(jì)算需要的氧氣量，從所需的氧量可計(jì)算出所需要的冶煉時(shí)間； ??用熱收支方面進(jìn)行分析定論。 動(dòng)態(tài)模型控制：是在運(yùn)行途中對(duì)軌道進(jìn)行計(jì)算和檢測(cè)。并給予修正的一種控制方法。??鋼液中的[C]和溫度測(cè)定，鋼液中的[C]和溫度是隨時(shí)間推移而變化的。??動(dòng)態(tài)控制的條件：點(diǎn)測(cè)的條件, 部份連續(xù)檢測(cè)能測(cè)定其軌道（途中測(cè)定鋼液中[C]和溫度）；途中測(cè)定時(shí)，如果測(cè)定值和預(yù)測(cè)的值不同，采取修正的手段。 煙氣的凈化：煙氣凈化系統(tǒng)主要有三種： ??采用未燃法回收煤氣的文氏管濕法凈化系統(tǒng)。??采用燃燒法的文氏管濕法凈化系統(tǒng)。??采用靜電除塵的干式凈化系統(tǒng)。其中，采用未燃法回收煤氣的文氏管濕法凈化系統(tǒng)的方法，既可以回收煤氣又可以回收余熱。 電爐煉鋼工藝： 廢鋼：電爐煉鋼廢鋼是基本原料，廢鋼原料需進(jìn)行鑒別、分類管理和打包、剪切等處理。 ??當(dāng)前電爐煉鋼使用廢鋼原料的最大問(wèn)題是金屬殘留元素，主要是殘留的Ni，Cr，Mo等合金元素和Cu，Sn，Bi，Sd，Pb等有害元素。它們?cè)陔姞t煉鋼過(guò)程中尚無(wú)有效方法去除，殘留在鋼材中造成種種危害，并在廢鋼循環(huán)再利用過(guò)程中不斷積累。 ??目前采用的對(duì)策主要有：①加強(qiáng)廢鋼管理；②廢鋼預(yù)加工；③冶煉過(guò)程配加其他鐵源，稀釋殘留元素的濃度。 傳統(tǒng)冶煉工藝(三段工藝)：熔化期、氧化期、還原期 ??現(xiàn)代冶煉工藝(二段工藝)：熔化期、氧化期、加爐外精煉；或稱熔氧脫磷期、脫碳升溫期 ??操作步驟：補(bǔ)爐、裝料（配料）、熔化期、氧化期、精煉(或還原期)、出鋼 補(bǔ)爐的重點(diǎn)，渣線（渣的浸蝕），距電極近的地方（最容易跑鋼的地方），電弧的輻射；爐門兩側(cè)。補(bǔ)爐方式：補(bǔ)爐用大鏟或噴槍。 裝料：對(duì)廢鋼的要求：不允許有有色金屬。（2）不允許有封閉器皿、易爆炸物。（3）入爐的鋼鐵料塊度要合適，不能太大。 裝料量要求二次進(jìn)料：第1次，60％；第2次，40％；三次進(jìn)料：第1次，40％；第2、3次，30％；四次進(jìn)料：第1、2次，30％；第3、4次，20％。 配碳的重要性：廢鋼鐵氧化、氧化期去氣(N、H)、去夾雜； 最低配C計(jì)算： 配C量%=0.50%(熔化期損失)+0.2-0.3%(氧化需要)+氧化終了碳含量。 裝料原則：大、中、小料配合；重料在下、輕料在上；大塊在中、輕料在邊。 熔化期：廢鋼熔化過(guò)程：從中心向四周、從熱區(qū)向冷區(qū)、從下向上。 熔化期操作原則：合理供電、合適吹氧、提前造渣。 吹氧方式：自耗式：可切割、可吹渣鋼界面；水冷式：只能吹渣鋼界面。 氧化期：氧化期的任務(wù)：繼續(xù)脫P(yáng)、脫C，去氣(N、H)、去夾雜，鋼液升溫 電爐熔氧期操作：熔化廢鋼與氧化期脫碳結(jié)合，提前造渣脫磷。 磷的控制：3個(gè)關(guān)鍵因素：爐渣氧化性、石灰含量、溫度。 脫磷的主要工藝：強(qiáng)化吹氧提高初渣氧化性，提前造高堿度渣，流渣造新渣，噴粉技術(shù)的應(yīng)用。 碳的控制：作用：減少金屬燒損、降低熔池溫度、促進(jìn)鋼渣反應(yīng)、促進(jìn)脫磷、促進(jìn)泡沫渣形成、去氣去夾雜。 冶煉過(guò)程造泡沫渣： 泡沫渣是指在不增大渣量的情況下，使?fàn)t渣呈很厚的泡沫狀 ??泡沫渣的作用：1.采用長(zhǎng)弧泡沫渣操作可以增加電爐輸入功率，提高功率因數(shù)及熱效率；2.降低電爐冶煉電耗，縮短了冶煉時(shí)間；3.減少了電弧熱輻射對(duì)爐壁及爐蓋的熱損失；4.泡沫渣有利于爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)，特別有利于脫P(yáng)、C及去氣（N、H） 影響泡沫渣的因素：吹氧量??熔池含碳量??爐渣的物理性能(粘度、表面張力)??爐渣的化學(xué)性能(FeO、堿度)??熔池溫度??渣量 自耗式爐門碳氧槍：最早的爐門機(jī)械吹氧裝置；??同時(shí)具有噴吹石灰及噴吹碳粉造泡沫渣的功能。 與水冷氧槍比；優(yōu)點(diǎn)：操作安全系數(shù)大，噴吹角度大，可直接切割廢鋼。缺點(diǎn)：吹氧管成本高，設(shè)備投資高。 爐外精煉： 爐外精煉內(nèi)容，脫氧，脫硫，去氣，去除夾雜，調(diào)整鋼液成分及溫度。 真空處理：脫氣的主要方法：提高真空度可將鋼中C、H、O降低；日本真空技術(shù)，真空度到1 torr；C<10ppm,H<1ppm,O<5ppm中國(guó)真空技術(shù)，真空度到3 torr；C<20ppm,H<2ppm，O<15ppm。新開(kāi)發(fā)了脫硫功能：KTB代表性裝置：RH、VD、VOD。 LF爐 工藝優(yōu)點(diǎn)： ??精煉功能強(qiáng)，適宜生產(chǎn)超低硫、超低氧鋼； ??具備電弧加熱功能，熱效率高，升溫幅度大，溫度控制精度高； ??具備攪拌和合金化功能，易于實(shí)現(xiàn)窄成分控制，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性； ??采用渣鋼精煉工藝，精煉成本較低； ??設(shè)備簡(jiǎn)單，投資較少。 AOD工藝流程：爐料：廢鋼、不銹鋼返回料、高碳鉻鐵、高碳鎳鐵；吹煉過(guò)程溫度及氬氧比的控制， RH工藝特點(diǎn)： ①反應(yīng)速度快，表觀脫碳速度常數(shù)kC可達(dá)到3.5min-1。處理周期短，生產(chǎn)效率高，常與轉(zhuǎn)爐配套使用。 ②反應(yīng)效率高，鋼水直接在真空室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，可生產(chǎn)H≤0.510-6，N≤2510-6，C≤1010-6的超純凈鋼。 ③可進(jìn)行吹氧脫碳和二次燃燒進(jìn)行熱補(bǔ)償，減少處理溫降； ④可進(jìn)行噴粉脫硫，生產(chǎn)[S]≤510-6的超低硫鋼。 常用的脫氧方法：沉淀脫氧，擴(kuò)散脫氧，真空脫氧。 爐渣的作用：脫除磷硫，向金屬熔池傳氧，減少爐襯侵蝕等。 高阻抗電弧爐的特點(diǎn)：提高功率因素，減輕對(duì)電網(wǎng)干擾，利用泡沫渣埋弧操作，提高變壓器供電電壓水平，降低電極消耗。 轉(zhuǎn)爐的副槍檢測(cè)控制技術(shù)：在吹煉接近終點(diǎn)時(shí)，插入副槍測(cè)定熔池【C】和溫度，校正靜態(tài)模型的計(jì)算誤差并計(jì)算達(dá)到終點(diǎn)所需要的供O2量或冷卻劑加入量。 “雙渣”與轉(zhuǎn)爐“雙聯(lián)”脫磷的特點(diǎn)？ 答：“雙渣”法和轉(zhuǎn)爐“雙聯(lián)”法都需要在轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，并且兩次，吹煉完成后需要倒鋼成倒渣。 不同： 1、 雙渣法吹煉的再次用的噴槍參數(shù)相同，如氣氛流速流量等，而轉(zhuǎn)爐“雙聯(lián)”法吹煉的氧槍噴吹參數(shù)不同，脫P(yáng)時(shí)流量小，高供氧強(qiáng)度，而脫C時(shí)流量大，供氧多。 2、 “雙法”法第一次傾倒只倒渣，而轉(zhuǎn)爐“雙聯(lián)”第一次傾倒不僅倒渣，還要倒鋼 3、 “雙渣”法是在一個(gè)轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，而轉(zhuǎn)爐“雙聯(lián)”法有時(shí)需要兩個(gè) 傳統(tǒng)的“雙渣”法有許多方面的不足如脫磷很難較完全倒出，鋼水過(guò)氧化嚴(yán)重， 效率低，成本高等。 而“雙聯(lián)”法有高供氧，低堿度爐渣，高FetO含量爐渣，脫P(yáng)爐渣堿度低，再利用容易。 1、目前煉鋼過(guò)程希望的鐵水Si含量一般為多少，鐵水硅含量的高低對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉會(huì)產(chǎn)生什么影響。（4分） 答：硅高，增加渣量，需多加石灰提高爐渣堿度，影響前期脫磷，影響爐齡，增加氧氣消耗，降低金屬收得率（2分）。 硅低，渣量少，石灰用量少，氧氣消耗低，金屬收得率提高（2分）。 2、脫氧產(chǎn)物的上浮服從斯托克斯(Stokes)定律，解釋該定律？并舉例說(shuō)明該定律對(duì)鋼中夾雜物去除的指導(dǎo)意義？（5分） 答：（1）夾雜顆粒大小對(duì)夾雜物的去除有主要影響，去除速度與顆粒半徑的平方成正比。（1分） （2）如顆粒大小為1um, 10um（也可其它顆粒大?。┑娜コ俣扔?jì)算，得出正確的去除時(shí)間（21.5分）：如1：夾雜物半徑為0.00001m時(shí)的上浮速度為： v＝29.8(7000－4000)0.000012/9/0.005＝0.000131 m/s 上浮1所需要的時(shí)間為：t＝1/0.000131＝7634 s＝127 min 如2：夾雜物半徑為0.0001m時(shí)的上浮速度為： v＝29.8(7000－4000)0.00012/9/0.005＝0.0131 m/s 上浮1所需要的時(shí)間為：t＝1/0.0131＝76.34 s＝1.27 min。 （3）說(shuō)明鋼包內(nèi)吹氬時(shí)間對(duì)夾雜物去除的影響（1分）。 3、下式為推導(dǎo)得出的鋼液脫硫反應(yīng)速度表達(dá)式（5分） 式中： Wm：鋼水重量，kg [%S]；鋼液硫含量，％，F(xiàn)：脫硫反應(yīng)界面積，m2 rs：爐渣密度，kg/m3，ks：脫硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)傳輸系數(shù)，m/s，Ls：爐渣－鋼液之間硫的分配系數(shù) 請(qǐng)根據(jù)上式，論述提高脫硫反應(yīng)速度可采用的煉鋼工藝措施。 答： 由上述公式可以看出，1、可以采取措施增加脫硫反應(yīng)界面積F、2、增加硫在鋼液的傳遞速度、3、增加硫在渣－鋼間分配比等，4、加快脫硫反應(yīng)速度。（40.5分） 具體措施包括：向鋼液噴粉增加反應(yīng)界面積，加強(qiáng)熔池?cái)嚢柙黾恿虻膫鬟f速度，提高鋼水溫度，采用降低氧化鐵含量，增加爐渣硫的分配系數(shù)等。(答三個(gè)算對(duì)。 4、目前煉鋼過(guò)程希望的鐵水Si含量一般為多少，鐵水硅含量的高低對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉會(huì)產(chǎn)生什么影響。（4分） 目前煉鋼過(guò)程希望的鐵水Si含量一般為0.4－0.6％(1分)。答：硅高，增加渣量，需多加石灰提高爐渣堿度，影響前期脫磷，影響爐齡，增加氧氣消耗，降低金屬收得率（1.5分）。 硅低，渣量少，石灰用量少，氧氣消耗低，金屬收得率提高（1.5分）。 五、計(jì)算題（共9分） 1、 已知150噸轉(zhuǎn)爐的鐵水及鋼水成分， 　％ 　 C Si Mn P S 鐵水成分 4.10 1.02 0.20 0.13 0.05 終點(diǎn)成分 0.12 ０ 0.15 0.02 0.02 渣量為鋼水的8％，終渣中的FeO為12％，計(jì)算噸鋼理論耗氧量（Nm3/t）及總耗氧量(Nm3)?答：已知150噸轉(zhuǎn)爐的鐵水及鋼水成分，（略）計(jì)算噸鋼理論耗氧量（Nm3/t）及總耗氧量(Nm3)? （5分） 答： 轉(zhuǎn)爐容量為150噸時(shí)，爐渣量為 ：1508％＝9噸（0.5分） 鐵損耗氧量　　912％16/(16＋56)＝0.240噸（0.5分） ［C］→[CO] 耗氧量　150(4.30%-0.12%)90%16/12=7.524噸（0.5分） ［C］→[CO2] 耗氧量 150(4.30%-0.12%)10%32/12=1.672噸（0.5分） ［Si］→[SiO2]耗氧量 1500.6%32/28=1.028噸（0.5分） ［Mn］→[MnO]耗氧量　 150（0.2%－0.15%）16/55=0.065噸（0.5分） ［P］→[P2O5] 耗氧量　150(0.13%-0.02%)(165)/(312)=0.213噸（0.5分） [S] 1/3被氣化為SO2, 2/3與CaO反應(yīng)生成CaS進(jìn)入渣中, 則［S］不耗氧。（0.5分） 總耗氧量＝0.24+7.524+1.672+1.028+0.065+0.213＝10.742噸/1.429＝7517.145Nm3（0.5分） 噸鋼耗氧量＝5847/150=50.11Nm3/t（0.5分） 2、 冶煉40Cr鋼號(hào)60噸，精煉成分[C]＝0.3%，[Cr]＝0.65%，成品中限[C]＝0.39%，[Cr]＝0.95%，試問(wèn)使用含[C]＝9.0%、[Cr]＝60%的鉻鐵,需加多少鉻鐵？加入的鉻鐵增碳量為多少？ 鉻鐵中鉻的收得率為100％。（4分） 答：冶煉40Cr鋼號(hào)60噸（略）,需加多少鉻鐵？加入的鉻鐵增碳量為多少？ 鉻鐵中鉻的收得率為100％。（4分） 答：100kg鋼需Cr鐵為：(0.95-0.65)/0.6=0.5kg 60噸為：0.5*60000/100=300kg(2分) 0.5kg*0.09=0.045kg*60000/100=27kg(2分) 或增為(27*100/60000)%=0.045% 加300kg鉻鐵，可增碳量為0.045%。 3、計(jì)算（5分） 鋼液中非金屬夾雜物的上浮速度可用Stokes公式計(jì)算： 請(qǐng)分別計(jì)算出半徑為0.00001m、0.00010m和0.0050m的夾雜物在鋼液中上浮5m所需要的時(shí)間。(計(jì)算中可選：g＝9.8m/s2，rm＝7000kg/m3，rs＝4000kg/m3，hm＝0.005Pa.s) （1）夾雜物半徑為0.00001m時(shí)的上浮速度為： v＝29.8(7000－4000)0.000012/9/0.005＝0.000131 m/s 上浮1所需要的時(shí)間為：t＝1/0.000131＝7634 s＝127 min（1.5分） （2）夾雜物半徑為0.00005m時(shí)的上浮速度為： v＝29.8(7000－4000)0.000052/9/0.005＝0.003267 m/s 上浮1所需要的時(shí)間為：t＝1/0.003267＝306 s＝5.1 min（1.5分） （3）夾雜物半徑為0.0001m時(shí)的上浮速度為： v＝29.8(7000－4000)0.00012/9/0.005＝0.0131 m/s 上浮1所需要的時(shí)間為：t＝1/0.0131＝76.34 s＝1.27 min（2分） 4、 已知生鐵含Si ＝0.7%、P＝0.4%，造渣用的石灰含CaO(95％)，SiO2(5%),若要求渣堿度B＝3，求冶煉造渣時(shí)，每噸生鐵需配加的石灰量。假定生鐵中含磷量的90％氧化到渣中，渣堿度按B＝%CaO/(%SiO2+0.634%P2O5)，計(jì)算 M(Si)=28,M(Ca)=40,M(P)=31。（4分） 石灰加入量確定（可不考慮補(bǔ)加） 解：（1） 石灰中有效CaO含量為：95％－35％＝80％（1分） （2）1000kg鐵水的硅W[Si]＝10000.7%=7kg（1分） 氧化成渣的SiO2的質(zhì)量為：A＝76028＝15kg （3）1000kg鐵水的磷W[P]＝10000.4%=4kg（1分） 氧化成渣的P2O5的質(zhì)量為：90％414262＝8.25kg （4） W（CaO）=3（7+8.250.634）/80％＝45.86kg（1分） 答：需要加入的石灰量為45.86kg/t