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炼钢工-论述题124(全文)

时间:2022-06-28 20:40:03 来源:网友投稿

下面是小编为大家整理的炼钢工-论述题124(全文),供大家参考。

炼钢工-论述题124(全文)

 

 1.氧气转炉吹炼过程控制的目的是什么? 答案:氧气转炉吹炼过程控制的目的是使操作稳定,缩短冶炼时间,降低各种能耗,提高终点命中率,从而达到“高产、优质、低耗和省力”。具体地讲,吹炼控制要求尽可能地形成碱性渣,使降低碳和成渣速度加快。在尽可能少加入辅助材料消耗的条件下,保证钢水充分脱硫、脱磷;吹炼过程中喷溅和溢渣最少,炉龄长,金属收得率高,产品各项指标符合要求,能源消耗少。

 2.一炉钢的吹炼一般分哪三个阶段?各阶段的脱碳反应有何规律? 答案:一炉钢的吹炼一般根据熔池脱碳特点可分为吹炼初期、中期和末期三个阶段。第一阶段的脱碳速度随吹炼时间几乎成直线增加。虽然这时金属中含碳量很高,有利于碳的氧化反应,但由于吹炼初期熔池温度较低、铁水中硅锰和少量铁的氧化优先于碳的氧化,因此碳的氧化速度尽管随吹炼时间几乎成直线增加,可碳的氧化速度还是很小。随着硅锰含量的下降和熔池温度的升高,脱碳反应加剧进入吹炼中期,此时脱碳反应速度基本恒定,这是因为熔池温度升高时,碳的氧化速度显著地增大,其脱碳速度几乎只取决于供氧强度。当碳的含量降到一定程度后,碳的扩散速度下降了,成为反应的控制环节。特别是当碳降至 0.20%以下后,碳的氧化速度急剧下降,这时碳的氧化速度与吹炼初期相似,但取决于碳的浓度和扩散速度,并与含碳量成正比。

 3.脱磷的基本条件是什么?写出化学反应式。

 答案:在炼钢条件下,P 不可能被氧直接氧化而去除,只有在经的氧化物(P2O5)与(CaO)相结合,生成稳定的复杂化合物,才能有效的去除。根据 lgKp=(P2O5)/[P]2(FeO)5(CaO)4 式看出影响因素有:(1)炉渣碱度:提高 R 可以提高脱 P 效果,但若 R 过高,由于炉渣变粘,不利于脱 P。(2)(FeO)的影响:增加渣中 FeO 含量,提高脱 P 能力。(3)温度的影响:脱 P 反应是一个强放热反应,适当降低温度有利于脱 P。(4)渣量:增大渣量可以使钢中 P 含量降低。(5)炉渣粘度:脱 P 是钢渣界面反应,降低炉渣粘度有利于脱 P 反应的进行。

 2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5[Fe] 2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO·P2O5)+5[Fe]

 4.脱碳反应对炼钢过程有什么重大意义? 答案:(1)铁液中的碳通过脱碳反应被氧化到接近或等于出钢时钢液中的碳的规格范围内。(2)脱碳反应过程中所产生的大量 CO 气泡对金属熔池起着循环搅拌作用。从而均匀了钢液的成分和温度并改善了各种化学反应的动力学条件,有利于炼钢各种化学反应的进行。(3)脱碳反应有利于去除钢中的气体和非金属夹杂物。(4)[C]与 O2 的化学反应是强放热反应,所以碳氧反应为转炉炼钢提供了大量热源。(5)在氧气顶吹转炉中,脱碳反应产生的 CO 气泡可使炉渣形成泡沫渣,这有利于与金属珠滴间的化学反应。

 5.绘图说明并简要分析在吹炼过程中脱碳速度的变化规律。

 答案:吹炼初期由于 Si 与氧的亲合力较大,Si 迅速氧化,脱碳速度较小,随着Si 的氧化结束及熔池温度的升高,进入第二阶段,即碳的激烈氧化期,在第二阶段内,脱碳速度受到供氧强度控制,在供氧强度基本不变的情况下,脱碳速度几乎为一常数,当碳降低到一定程度时,碳的扩散为反应的限制性环节,所以随

 着碳含量的降低,脱碳速度降低。如右图所示。

  6.炼钢造渣的目的? 答案:(1)去除钢中的有害元素 P、S。

 (2)炼钢熔渣覆盖在钢液表面,保护钢液不过氧化、不吸收有害气体、保温、减少有益元素烧损。

 (3)吸收上浮的夹杂物及反应产物。

 (4)保证碳氧反应顺利进行。

 (5)可以减少炉衬蚀损。

 7.脱碳反应对炼钢有什么重要作用? 答案:(1)把铁液中的碳降到或接近钢的规格范围内; (2)产生的 CO 对溶池有搅拌作用,均匀熔池成分和温度,增加化学反应的动力学条件; (3)CO 的“小真空”可消除部分 N、H 等; (4)CO 的搅拌使钢液中夹杂物增加碰撞,使质点集聚长大,有利于夹杂物的上浮; (5)产生大量的热,是炼钢的主要热源之一; (6)CO 可使炉渣形成泡沫渣,有利于渣和金属珠滴之间的化学反应; (7)当回收煤气时,可降低炼钢工序能耗。

 8.“钢包大翻”的原因,有哪些预防措施? 答案:在钢包较深沉,成团合金裹渣未熔化,当合金熔开,有可能是合金所含水分形成的蒸汽或是钙形成的钙蒸汽,在高温下急剧膨胀,推开钢水向外排出;也有可能因为其它原因发生突发性反应,急剧产生大量气体,引起钢包大翻。预防措施如下:

 (1)出钢脱氧合金化时,出钢前不得将合金加在钢包包底或出钢过程不要加入大量合金。

 (2)维护好出钢口,不得使用大出钢口出钢。

 (3)合金溜槽位置合适,合金应加到钢流冲击区。

 (4)避免钢包包底渣过多。

 (5)避免使用粘有高合金钢的钢包出钢。

 (6)在终点碳低时,不要先加增碳剂增碳。

 (7)提高终点碳,减少低碳出钢。

 (8)出钢过程采用钢包底吹氩搅拌。

 9.简述转炉氧枪烧枪的原因及预防措施 答案:烧枪的主要原因是氧枪粘钢,吹氧时发生回火造成。一般来说,当氧枪喷

 头部位干净时,不会导致烧枪,只有当喷头和喷头以上部位粘钢,溅完渣后被炉渣包住,下枪吹炼时若喷头部位还处于红热状态或枪位偏低就容易引发回氧点火,粘附在喷头附近的钢皮与氧发生剧烈的化学反应,放出大量热量,导致氧枪外套管烧穿漏水。为了杜绝烧枪,生产实践中采取如下措施:

 (1)优化过程冶炼控制,减少炉渣返干粘枪,减低金属喷溅。

 (2)转炉钢水必须出尽。

 (3)对氧枪铜头焊缝进行打磨处理。

 (4)溅完渣后及时刮渣,保证氧枪干净,包括喷头及附近部位。若氧枪粘钢严重,溅完渣后粘钢刮不动,下炉下枪时开吹枪位应相对调整,防止回火烧枪。当无法清除冷钢时,应组织换枪。

 (5)对刮渣器进行改进,改善刮渣效果。

 10.简述炉渣泡沫化的条件及影响因素? 答案:要使炉渣泡沫化必须要有足够的气体进入熔渣;熔渣本身要有一定的发泡性。衡量炉渣发泡性的标准有一是泡沫保持时间,二是泡沫渣的高度。熔渣的泡沫化程度是形成泡沫渣的外部条件和内部条件作用的结果。在熔渣的诸多性质中,炉渣的表面张力的黏度对其发泡性的影响最大而且直接。炉渣的表面张力俞小,其表面积就易增大即小气泡易进入而使之发泡。增大炉渣的黏度,将增加气泡合并长大及从渣中溢出的阻力。

 影响炉渣泡沫化程度的因素主要有四个:

 (1)进量和气体的种类; (2)熔池温度; (3)熔渣的碱度和(FeO)含量; (4)熔渣的其它成份。影响 CaO-FeO-SiO2 系熔渣表面张力和黏度的成份,都会影响炉渣的发泡性能。

 11.转炉炼钢减少回磷可采取哪些措施? 答案:(1)转炉吹炼中期,要保持渣中氧化铁含量大于 10%以上,较高氧化性可防止炉渣返干而产生回磷; (2)控制终点温度不要过高,并调整炉渣成分,使炉渣碱度处于较高的水平; (3)习题避免在炉内进行脱氧和合金化操作,防止渣中氧化铁含量下降白 (4)采取挡渣球或挡渣棒等方法,尽量减少出钢时的下渣量; (5)采用碱性包衬; (6)出钢时向包内投入少量石灰以提高钢包内渣层的碱度。

 12.如何控制炉渣的氧化性? 答案:喷枪枪位及使用氧压起着主要作用,在一定的供氧强度下,高枪位或低氧压使炉渣氧化性增强;脱碳反应速度对炉渣氧化性有很大影响,强烈的脱碳反应,不仅消耗全部吹入的氧气,甚至使部分原有渣中的 FeO 还原,使渣中 FeO 保持在较低的水平上;熔池的搅拌强度越大,加速了炉渣向金属熔池的传氧,也使渣中FeO 降低;温度对炉渣氧化性的影响是间接的,温度升高,将加速脱碳反应的进行,从而降低渣中 FeO 含量;加入铁矿石、氧化铁皮,可以短时地提高渣中 FeO含量;终点钢液中含碳及含锰量低时,渣中 FeO 也将增高。

 13.吹炼过程中怎样预防爆发性喷溅? 答案:⑴控制好熔池温度。前期温度不要过低,中后期不要过高,均匀升温,碳氧反应应以均衡的进行,严禁突然冷却熔池。

 ⑵控制(TFe)不出现聚集现象,以避免熔渣过分发泡或引起爆发性的碳氧反应。

 ⑶吹炼过程一旦发生喷溅不要轻易降枪,可适当提枪,这样一方面可以缓和碳氧反应和降低熔池升温速度,另一方面也可以借助于氧气射流的冲击作用吹开熔渣,利于气体的排出。

 ⑷在炉温很高时,可以在提枪的同时适当加一些石灰,稠化熔渣,但加入量不宜过多。

 ⑸适当降低氧流量也可以减弱喷溅强度;

 14.什么是假温度?如何避免? 答案:在吹炼过程中,熔池内尚有大型废未完全熔化,或是石灰结坨未成渣,及至终点时,废钢或渣坨突然熔化,大量吸收熔池热量,致使熔池温度降低; 在炉役后期,此时炉子容量扩大,钢水量增加很多,由于对熔池搅拌不好,金属温度及化学成分出现不均匀现象熔池表面温度高,下部温度低,观测温度往往高于实际温度。

 避免办法:如果如果入炉有重型废钢,过程温度的掌握应适当偏高一些;避免石灰结坨;吹炼末期,特别是老炉阶段喷枪位置要低,一方面降低渣中氧化铁含量,也可以加强熔池搅拌,均匀熔池,绝对要避免高枪位吊吹

 15.吹炼过程熔池温度过高、过低有什么不好? 答案:过高:

 难化渣,温度过高脱碳反应更为激烈,致使渣中 FeO 保持很低水平,使石灰溶解更加困难,甚至出现严重“反干”。

 炉衬侵蚀严重,白云石炉衬的耐火温度并不是很高的,炉温升高,炉衬软化趋势大,冲击侵蚀更加容易。

 末期去磷困难,脱磷反应对温度的敏感性较强,虽然末期渣的碱度高,但高温下磷的分配比下降,致使钢液中的含磷量较难降到要求以下。

 溶解于钢液中的气体增加,从而影响钢的质量。

 出钢钢水温度过高,容易造成浇铸事故。

 过低:

 温度过低,前期化渣不好,后期难造高碱度渣,影响脱磷及脱硫。

 为了提高炉温,要采用一些强制性措施,增加铁合金消耗、铁损增加。

 使吹炼时间延长。

 16.为什么在碱性转炉中有 Mn 的还原,而没有 Si 的还原? 答案:在碱性转炉中,Mn 的氧化不彻底,到后期温度升高,炉渣碱度逐渐升高,Mn 有还原现象,因为(MnO)是自由状态存在于渣中,被碳还原:

 (MnO)+[C]=[Mn]+{CO},即所谓的余锰。

 在碱性转炉中 SiO2 是酸性氧化物,它与(CaO)结合,生成稳定的硅酸盐,没有自由状态的机会,所以不会被还原。

 17.简述炉渣在炼钢过程中的主要作用?

 答案:炉渣的主要作用是:

 ⑴铁水中的有害元素—P、S 只有通过炉渣才能有效的去除 ⑵炉渣可吸附从金属液中上浮的各种反映产物及非金属夹杂物; ⑶炉渣对熔池的传热有重要的作用,可减少熔池的散热损失; ⑷炉渣对金属的收得率有重要影响,炉渣的物理性质控制不当就会造成喷溅或是增加渣中含铁量而造成金属损失; ⑸炉渣是侵蚀炉衬的主要物质,炉渣的化学成分及物理性质对炉衬的使用寿命有重要影响。

 18.结合转炉去硫能力,分析吹炼终点〔S〕含量高的原因及处理措施? 答案:钢水终点〔S〕含量高一般有以下原因,铁水、废钢、生铁块硫含量高超过标准,造渣剂、冷却剂含硫量高,因转炉去硫率只有 30%左右,70%左右的硫留在钢中,致使钢水的〔S〕含量高于放钢要求,处理措施是:(1)如果钢种需硫很低,而铁水硫高。则采用铁水预处理。(2)如果终点硫略高于目标值可以采用多倒终渣,再加白灰造高碱度高温炉渣去硫,也可以加入一些锰铁合金生成(MnS)去掉一部分炉渣。当终点硫高, 上述方法达不到要求可以采用炉外脱硫的方法,(1)出钢时在钢包内加入脱硫剂。(2)利用精炼炉进行精炼去硫。

 19.论述冶炼洁净钢需要哪些技术措施? 答案:冶炼洁净钢应根据品种和用途要求,铁水预处理-炼钢-精炼-连铸的操作都应处于严格的控制之下,主要控制技术对策如下:

 (1)铁水预处理。对铁水脱硫或三脱工艺入炉铁水硫含量应小于 0.005%甚至小于0.002%。

 (2)转炉复合吹炼和炼钢终点控制。改善脱磷条件,提高终点成分和温度一次命中率,降低钢种溶解氧含量,减少钢中非金属夹杂物数量。

 (3)挡渣出钢。采用挡渣出钢,钢包内渣层厚度控制在 50mm 以下。可避免回磷和提高合金的收得率,降低氧化物夹杂。

 (4)钢包渣改质。出钢过程向钢流加入炉渣改质剂。还原氧化铁并调整钢包渣成分。

 (5)炉外精炼。根据钢种质量要求选择一种或多种精炼组合方式完成钢水精炼任务,达到脱氢,极低碳化,极低硫化,脱氮,减少夹杂物和夹杂物形态控制等。

 (6)保护浇注。在浇注过程中采用保护浇注技术对生产洁净钢尤为重要。钢包-中间包-结晶器采用长水口氩封保护浇注,中包采用双层保护渣,结晶器采用保护渣等。具有吸附夹杂物和减少二次氧化的作用。

 (7)中间包冶金。在中间包内组织合理的钢水流动,合理的钢水停留时间,促进夹杂物上浮等。

 (8)结晶器操作技术。选择性能合适的保护渣;浸入式水口对中、合适的插入深度;拉速、液面稳定;应用结晶器电磁搅拌技术;控制钢水的流动,利于气体与夹杂物的上浮排出,改善铸坯质量。

 (9)铸坯的内部质量控制。利用电磁搅拌和轻压技术减少中心疏松,中心偏析和缩孔。增加铸坯的致密度。

 (10)采用直结晶器弧形连铸机,和立弯式连铸机,利于夹杂物上浮。

 以上是目前国内冶炼洁净钢采用的技术措施,随着科学的发展,冶炼洁净钢的技

 术也会不断发展。

 20.论述底部供气元件端部的“炉渣-金属蘑菇头”是怎样形成的? 答案:从炉渣-金属蘑菇头的剖析来看,它是由金属蘑菇头-气囊带、放射气孔带、迷宫式弥散气孔带三层组成。

 开炉初期,由于温度较低,再加上供入气流的冷却作用,金属在元件毛细管端部冷凝形成单一的小金属蘑菇头,并在每个金属蘑菇头间形成气囊。

 通过粘渣、挂渣和溅渣,又熔渣落在金属蘑菇头上面,底部继续供气,并且提高了供气强度,其射流穿透渣层,冷凝后即形成放射气孔带。

 落在放射气孔带上面的熔渣继续冷凝,炉渣-金属蘑菇头长大。此时的炉渣-金属蘑菇头,加大了底部气流排出的阻力,气流的流动方向,形成了细小、弥散的气孔带,又称迷宫式弥散气孔带。

 从迷宫式弥散气孔带流出的流股极细,因此冷凝后气流的通道也极小(∮≤1mm);钢水与炉渣的界面张力大,钢水很难润湿蘑菇头,所以气孔不易堵塞。从弥...

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