答:(1)控制好溶池温度,前期温度不过低,中后期温度不过高,防止溶池温度突然降低,保证脱碳反应均衡进行,消除爆发性脱碳反应。(2)控制好渣中∑FeO,前期不使渣中氧化铁过高,当前期渣化得早,应及时压抢,以便减少渣中的∑FeO含量,防止∑FeO积聚过多,炉渣发泡,一旦升温,C—O反应加速而引起大喷。(3)合理确定二批渣料的加入时间,尽量采用小批量多批次的办法,避免溶池温度明显降低,抑制C—O反应而使渣中氧化铁升高。(4)处理返干或加速终渣形成时,不应加入过量的英石或采用过高的枪位操纵,避免终渣来得过早或渣中氧化铁的大量积聚所造成的大喷。(5)发生喷溅后,不易轻易降枪,免得使C—O反应更为激烈,加剧喷溅;一般是适当提渣,促使气体排出减轻炉渣的发泡程度,有利于压制喷溅。当炉温很高时,与提抢的同时,适当加入一些石灰,以冷却溶池和稠化炉渣,对抑制喷溅有用;但石灰量不宜加多,免得使溶池过分冷却。如果是金属喷溅,可适当提抢增加渣中氧化铁,加适当萤石,使炉渣迅速溶化覆盖钢液面。
34、简述转炉炼钢碳氧反应的重要作用:
答:(1)加速了反应物进入反应区和反应产物离开反应区的扩散速度。(2)大量的CO气泡通过渣层是产生泡沫渣以及使气、渣金属三相乳化的重要原因,因而大大增加了界面反应速度,加快了炉内各种物理化学反应的进行。(3)加快了溶池内的传热,促进了金属及炉渣温度和成分的均匀化,并加速了成渣速度。(4)上浮的CO气泡有利于清除钢中的气体和非金属夹杂物,从而提高了钢质量。
35、简述钢水回P的原因,如何防止? 答:冶炼结束时,脱P反应已趋于平衡,即: 2[P]+4(CaO)+5(FeO)=(4CaO·P2O5)+5[Fe]
转炉出钢过程中要带下一部分炉渣,在脱氧合金化的过程中,脱氧剂会使钢中的[O]和渣中的(FeO)降低,脱氧产物SiO2,Al2O3等进入渣中,使炉渣碱度大大降低,原有的脱P反应平衡将被破坏,在脱氧剂和钢中元素的作用下,P2O5被还原,P进入钢中。 回P反应入下:
(4CaO·P2O5)+2(SiO2)=2(2CaO·SiO2)+(P2O5) 2(P2O5)+5]Si]=4[P]+5(SiO2) (P2O5)+5[Mn]=2[P]+5(MnO)
3(P2O5)+10[Al]=5(Al2O3)+6[P]+12(CaO)
镇静钢比沸腾钢的回P严重得多,尤其是硅钢及合金量大的钢,回P量更大。由此可见,钢包回P主要是出钢下渣和合金化过程中炉渣性质的改变,在此渣中FeO的降低是主要原因,碱度的降低引起的回P比FeO的影响小一些,因而防止和减少回P的措施有:(1)挡渣出钢,尽量减少出钢时带渣。(2)出钢过程中,可向钢包内投加石灰粉稠化炉渣,保持炉渣碱度。(3)出钢完毕,尽量减少钢水在钢包中的停留时间。(4)采用碱性钢包,减少因钢包侵蚀而降低炉渣碱度。
36、简述转炉复合吹炼技术的主要冶金特点和优点?
答:复合吹炼的主要冶金特点有:
(1)由于底部供气,较之LD法,溶池搅拌加强,特别是吹炼末期,钢,渣反应进一步接近平衡。
(2) 吹惰性气体,使气泡中CO分压低,有利于吹炼低碳及超低碳钢种。 (3) 炼过程中FeO低,吹炼平稳,喷溅少 复合吹炼的优点有:
(1) 渣中氧化铁低[Δ(Tfe)=5~6%],喷溅少,可提高金属收得率(一般约提高0.5—1.0%) (2) 钢水含氧量低(约为200ppm),残锰高,合金收得率高,一般此项顶吹提高20% (3) 石灰,白云石散壮料消耗也相应减少,一般约10%左右 (4) 可提高生产率(可以超装或提高供氧强度)
(5) 由于搅拌作用,促进了脱碳反应,并降低了临界碳含量(比顶吹减少20—50%),可冶炼超低碳钢。
37、什么是炉渣的泡沫化,其影响因素有那些?
答:炉渣的泡沫化是指炉渣中气泡的总体积,超过炉渣本身的总体积的情况。
影响炉渣泡沫化的主要因素有:(1)转炉吹炼中期,炉渣中分散着大量的金属液滴,渣中这些金属液滴的脱碳反应,产生许多CO气体,使炉渣容易起泡。(2)在炼钢操作中,熔渣的表面张力低,不仅有利渣中气体的形成,且有利于泡沫的稳定。因此熔渣表面张力低,是形成泡沫渣的基本因素。渣中FeO使熔渣表面张力降低,有利于形成泡沫渣;另外渣中有适量的SiO2和P2O5不仅使炉渣表面张力降低,而且SiO2能增加气泡表面薄膜的粘度,P2O5能增加气泡表面薄膜的弹性,它们对稳定泡沫有良好的作用。(3)悬浮的固体颗粒对泡沫的稳定有影响,当渣中有适量的2CaO·SiO2,3CaO·SiO2,CaO,MgO质点时,可以附着在小气泡的表面上,使包围气泡的渣膜韧性增加,粘性提高,渣膜不易破碎,阻碍了小气泡间的合并,从而使泡沫渣稳定期增长。但当炉渣析出大量固体质点时,渣膜易呈“脆性”破裂,反而使泡沫减退成为返干渣。(4)低温有利于泡沫的稳定存在,因为炉渣温度低,能促使渣膜表面粘性提高,并有助于悬浮固体质点的生成与稳定存在,故对炉渣泡沫化起到较好的作用。(5)熔渣粘度于泡沫化关系复杂,高粘度的酸性渣并不易起泡,而炉渣起泡又要求炉渣呈一定的粘性、“韧性”状态。 38、什么是供氧强度?它对 冶炼有什么影响?
答:供氧强度是衡量吹炼强度的一个指标,它是指单位时间内每吨金属由喷枪供给的氧气量,单位是m/t·min。对于一定吨位的转炉来说,供氧强度越大,就意味着喷枪的氧气流量越大,或者吹炼时间越短,也就是冶炼强度越大。
供氧强度对冶炼过程有重要影响,供氧强度过小,冶炼时间延长,对化渣不利。供氧强度过大,由于熔池反应不能“吸收”大量的氧气,会造成严重喷溅。因此,供氧强度的选择原则是,在不造成严重喷溅的情况下,尽可能的提高供氧强度。多孔喷咀氧气流股冲击面积大,易化渣,不易喷溅,可以选用比单孔喷咀更大的供氧强度。 39、后吹有何利弊?
答:在通常的吹炼中,后吹是作为对不正常吹炼进行处理的手段(例如,后吹可以提温、去除硫磷等),尽管如此,后吹对转炉冶炼带来的危害也是很严重的。
1) 后吹时,钢中含碳量很低,这时钢中含氧量大幅度提高,不仅增加了铁合金的消耗,且钢中夹杂物增多,影响钢的质量。
2) 后吹期主要是氧化金属中的铁,增加铁损,降低了金属收得率。 3) 后吹延长了吹炼时间,降低了转炉生产率。
4) 后吹期间,渣中氧化铁急剧增加,严重侵蚀炉衬,使炉衬使用寿命明显降低。 所以,在正常吹炼中,应做到准确控制终点,避免后吹。 40、影响溅渣效果的主要因素有哪些? 答:(1)炉渣成分与粘度 (2)流渣量 (3)溅渣时间
(4)溅渣枪位与氮气压力
41为什么炉渣应具有足够的碱度和流动性
.答:(1)有利于去除金属液中的硫、磷能使炉衬侵蚀程度减小; (2)为分散在渣中的金属液滴创造脱碳条件; (3)可减少钢液热量损失和金属喷溅;
(4)可以防止钢液从大气中吸氮和水分等有害气体; (5)还可以吸附钢液非金属夹杂物。 42.影响终点温度的主要因素有哪些? (1)铁水成分与温度。 (2)铁水装入比例。
(3)造渣料加入种类与加入量。 (4)炉龄。
(5)补炉与冶炼间隔。 (6)冶炼过程喷溅。
43连铸钢水成分控制有什么要求?
答: (1)成分稳定性:为保证多炉连浇时工艺操作稳定性和铸坯质量的均匀性,必须把各炉钢水化学成分控制在较窄的范围内,来保证各炉钢水成分的相对稳定。
(2)钢水可浇性:中间包水口小,浇注时间长,必须保证钢水具有良好的流动性,不堵塞,冻结水口。
(3)裂纹敏感性:由于铸坯在该铸机内边运动边凝固,受到外力作用和冷却水的强制作用,坯壳容易产生裂纹,因此对钢的高温力学性能有强烈降低作用的元素,如硫,磷应加以限制,以提高铸坯抗裂纹的能力。
(4)钢水纯净度:应尽可能减少钢水在浇注过程中的再污染,减少成杜绝钢中夹杂物的来源,
提高产品质量。
44、加速石灰熔化的途径有那些?:
答:主要有:(1)改进石灰的质量、采用活性石灰。(2)适当改变助溶剂的成分适当增加渣中MnO,CaF2和少量MgO含量有利于石灰的溶化。(3)提高开吹温度,前期温度高,石灰在初期渣中熔化速度也快。(4)枪位和氧压的控制要合理,可避免喷溅,在碳激烈氧化期炉渣不返干。(5)采用合成渣。
45、钢水氧化性与哪些因素有关?
答:(1)钢水氧化性主要受钢水中碳含量控制,钢水含碳量高时含氧量就低,含碳量低是含氧量就高。
(2)钢水温度提高,钢水含氧量增加。 (3)钢水中余锰含量高时,钢水氧化性降低。
(4)高枪位、低氧压、拉碳补吹以及终点加矿石操作造成钢水含氧量增加。 46、复合吹炼有哪些冶金效果?
答: (1)底部供气加强了熔池搅拌,特别在冶炼后期,使钢—渣反应进一步接近平衡。 (2)底部吹入惰性气体,熔池中CO气泡的分压降低,有利于冶炼低碳钢。 (3)吹炼平稳,渣中FeO低于顶吹。 47、怎样预防喷溅的发生?
答:(1)控制好炉温和炉渣中(∑FeO)含量,防止炉渣表面张力过低; (2)控制好过程温度,避免前期温度过低和后期温度过高; (3)控制好使脱碳反应速度; (4)迅速的化好渣化透渣; (5)避免加料集中。
(6)早化渣、化好渣、化透渣,防止金属喷溅。 (7)适当提高炉容比例。
48、提高转炉脱硫的条件是什么?
(1) 保证必要的炉渣碱度,一般在3.0-3.5左右。 (2) 在保证炉渣流动性前提下降低炉渣FeO含量。 (3) 适当提高炉渣温度。 (4) 适当增加渣量。 (5)提高熔池搅拌强度。
49.论述吹炼过程中钢水成分的变化规律?
答:(1) 转炉开吹3-4min内,Si、Mn即被氧化到很低水平,继续吹炼时,它们不再氧化。吹炼末期,钢水中Mn有回升现象。
(2)转炉吹炼前期随着碱性氧化性炉渣的迅速形成,钢水中P被大量氧化,在吹炼中期,P降至较低水平,吹炼后期如果钢水温度过高,会出现回P现象。
(3)S在吹炼前期下降不明显,在吹炼中后期形成高碱度活性渣和温度升高后才开始下降。 (4)吹炼前期,由于熔池温度较低,C反应速度较慢,当炉温达到1450℃以上时,C的氧化速度迅速提高,即吹炼中期C、O反应最快;吹炼后期,随着钢水中C含量降低,C、O反应速度开始下降。
50. 降低转炉终点钢水中磷含量的措施有哪些? 答:(1)减少炉料中磷含量。 (2)提高炉渣碱度。 (3)降低终点炉渣温度。 (4)提高渣中FeO含量。 (5)适当增加炉渣量。
(6)提高炉渣的流动性和反应活性。 (7)减少出钢下渣。
51. 减少吹损的主要途径是什么? 答:(1)精料方针,即减少渣量。
(2)合理造渣制度,即早化渣、化好渣、降低渣中的氧化亚铁和铁粒含量。 (3)采用合理的供氧制度、合理的装入制度,以减少机械喷溅。 (4)采用热补偿技术,多加废钢,降低铁的化学烧损。
(5)合理的复吹吹炼技术,改善熔池搅拌,降低终点渣中Σ[FeO]。 52、论述转炉冶炼终点控制对钢夹杂物的影响。
答:转炉炼钢是一个氧化过程:把纯O2吹入由铁水、铁块、废钢等组成的溶池,使其中的C、Si、Mn、P氧化后,冶炼成不同含碳量的钢液。当吹炼到终点时,钢水中就溶解了过多的氧,称为[O]溶或a[O]。所以,出钢时,在钢包内必须进行脱氧合金化,把[O]溶转变成氧化物夹杂。可用[O]夹杂表示,冶炼终点钢中的氧可用总氧T[O]表示为:T[O]=[O]溶+[O]夹杂。 出钢时:钢水中[O]夹杂→0,T[O]=[O]溶;脱氧后:根据脱氧程度的不同[O]溶→0,T[O]=[O]夹杂。因此,可以用钢中总氧T[O]来表示钢的洁净度,也就是钢中夹杂物的水平。转炉冶炼终点控制钢中T[O]越低,则钢就越“干净”。钢中的夹杂物越少。 53、评价钢中夹杂物的主要方法?
答:.评价钢中夹杂物的主要方法有:1、金相法;2、电解法;3、硫印法;4、总氧T[O]法,T[O]=[O]溶+[O]夹
54、论述转炉冶炼低氧钢的主要原理及措施
答:冶炼低氧钢的主要原理是:T〔O〕=〔O〕熔+(O)夹杂。在LD转炉冶炼过程中,2[C]+O2=2CO;[Si]+2[O]=SiO2 [Fe]+[O]=FeO;2〔H〕+[O]=H2O等;脱氧合金化时,要想冶炼低氧钢,必须用比金属铁活跃的化学元素与钢液中的氧进行化学反应,然后除去。即:[Si]+2[O]=SiO2;[Mn]+[O]=MnO以及铝等金属的脱氧反应,如:2[Al]+3[O]=Al2O3夹杂物上浮。
主要措施有:转炉冶炼终点控制较高的碳,渣中较低的FeO,挡渣出钢。脱氧合金化,防止钢