北京科技大学炼钢考试资料

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资源描述

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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