炼钢工—论述题131

1、1. 提高炉龄的措施？ 答案：（1）采用溅渣护炉技术。（2）提高炉衬耐火材料质量。（3）采用综合砌筑技术。（4）炉渣配适量的氧化镁。（5）采用计算机动态控制，即采用最佳冶炼控制，提高终点命中率，缩短冶炼周期。（6）进行有效喷补及合理维护。（7）改进喷枪结构。（8）尽可能降低出钢温度。（9）减少停炉时间。2. 分析冶炼终点硫高的原因及处理措施?答案：一般有以下原因：（1）铁水、废钢硫含量高；（2）造渣剂、冷却剂含硫高；（3）冶炼不正常，化渣不好等。 处理措施：（1）进行铁水预脱硫处理；（2）多倒终渣，再加石灰造高碱度高温炉渣；（3）终点加一定锰铁合金，炉内发生FeS+Mn=MnS+Fe反应脱一部

2、分硫；（4）出钢在钢包中加入脱硫剂；（5）采用炉外精炼脱硫等。3. 炉衬损坏原因？答案：由于炉衬工作条件恶劣，损坏原因是多方面的，其主要原因是：（1）废钢、铁水对炉衬冲击及机械磨损；（2）钢液及炉渣的搅动及气体冲刷；（3）炉渣对炉衬的化学侵蚀；（4）炉衬温度激冷激热变化和组织变化的开裂剥落；（5）开炉初期的机械剥落；（6）炉衬内部碳素的氧化。4. 转炉出钢为什么要挡渣？目前挡渣方法有那些？答案：挡渣出钢的主要目的是净化钢水，同时还可以减少合金和脱氧剂的消耗量；减少回磷；减轻耐材侵蚀；有利于钢水二次精炼。目前国内外普遍采用挡渣挡渣方法有：挡渣球、挡渣棒（塞）、挡渣锥、气动阀（气动挡渣）等。5.

3、炉渣“返干”及成因？答案：在顶吹转炉吹炼的中期，冶炼温度足够高，碳氧反应激烈，此时枪位比较低，已形成的炉渣的流动性往往会突然减低，甚至会造成结块，即炉渣“返干”出现炉渣“返干”的钢渣组成： 钢渣基本代表组成成分SiO2、CaO、FeO三元相图可知，在R=2.33时，当（FeO）比较高时，炉渣是一个均匀的液体；但当（FeO）<16%以后，便有固相的2CaO.SiO2析出；当R=4时，当（FeO）<16%以后，便有固相的3CaO.SiO2及固相的CaO析出。脱碳速度和渣中（FeO）的关系： 当C激烈氧化时，C具有很强的还原能力，能将渣中（FeO）还原出来。在一炉钢的吹炼过程中，脱C速度

4、的变化与渣中（FeO）含量的变化大致呈相反的关系。碳氧反应速度与“返干”的关系： 在转炉吹炼的中后期，碳氧反应速度很快，炉渣中的FeO大量地减少。当（FeO）<16%后，炉渣体系便进入多相区，沉淀出2CaO·SiO2、3CaO·SiO2及CaO等固相颗粒，炉渣粘度加大，造成不同程度的“返干”现象。6. 什么是炉渣的氧化性？对冶炼有什么影响？答案：炉渣氧化性是表示炉渣对碳、硅、锰、磷等杂质元素氧化能力的一种重要性质，生产上，常以炉渣的FeO含量表示氧化性。FeO是渣中FeO及Fe2O3含量经换算后之和。常采用两种换算方法：全氧法：（FeO）%=（FeO）%+1.35（F

5、e2O3）%全铁法：（FeO）%=（FeO）%+0.9（Fe2O3）%炉渣氧化性对冶炼过程有很大的影响（1） 影响脱磷及脱硫 氧化性强的炉渣，有利于脱磷，不利于脱硫。（2） 影响石灰的熔解（化渣）速度 在炼钢过程中炉渣碱度较高时，FeO是降低炉渣熔点，促进石灰熔解的重要且是持续性的因素。（3） 影响钢液中残余含锰量 氧化性强时，钢中余锰就低，反之则高。（4） 影响钢液终点时的含氧量 炉渣氧化性强，钢液含氧量就高，反之则低。（5）影响金属及铁合金的收得率 氧化性强，收得率则低，反之则高。（5） 影响泡沫渣的生成与喷溅的发生 渣中含有一定数量的FeO，才能形成转炉炼钢所需要的泡沫渣，但FeO过高，

6、则会发生大量喷溅。（6） 影响转炉炉衬寿命 FeO对炉衬的侵蚀能力甚强，炉渣氧化性过高，将大大降低炉衬使用寿命。7. 为什么说转炉炼钢实质上是“炼渣”？答案：（1）去除金属中磷、硫、氧等元素，并保证炼钢过程中的物理化学反应向所需要的方向进行；(2)炼钢熔渣覆盖在钢液表面，保护钢液不过渡氧化，不吸收有害气体，保温、减少有益元素烧损；(3)吸收上浮夹杂物及反应产物；(4)保证碳氧反应顺利进行；(5)减少炉衬蚀损。8. 请说明转炉出钢下渣后，为什么在LF炉有回磷的现象？答案：转炉出钢下渣，渣中有较多脱磷产物3CaO. P2O5 或4CaO. P2O5 。在LF炉进行脱氧、合金化、造还原渣时，会使渣中

7、（FeO）急剧下降。有脱磷反应方程式可看出2P+5（FeO）+3（CaO）=3Ca0. P2O5 +5Fe，（FeO）下降，有利于反应向左进行，即由渣中向钢水中回磷，在LF回磷主要是因为脱磷反应的热力学条件发生了变化。9. 为什么转炉炼钢脱 S 比脱 P 困难？答案：(1)转炉脱 P 的基本要求：高（CaO）、高（FeO）、低温度；而脱 S 的基本条件是：高（CaO)、低（FeO）、高温度。碱性转炉渣含有较高的FeO，炉渣脱硫的分配比较低，降低了炉渣的脱 S 能力。高（FeO）对脱 P 则是一个极其有利的因素。(2)在炼钢条件下，脱 P 反应速度很快，很快即可达到平衡；而脱 S 速度较慢，一般

8、都达不到平衡，因此转炉炼钢脱 S 较之脱 P 更为困难。10. 什么是炉渣的碱度?为什么说转炉炼钢中必须保证一个合适的碱度值?答案：(1)炉渣中碱性氧化物与酸性氧化物之比值称为碱度，对低磷铁水，常采用炉渣中氧化钙与二氧化硅之比表示炉渣的碱度。(2)碱度反映渣中氧化钙除去与二氧化硅相结合后剩余的自由氧化钙含量的多少。脱磷及脱硫反应都要求有足够量的自由氧化钙才能有效进行，碱度是炉渣脱磷、脱硫能力的重要标志，碱度过低将不利于有效去铁水中的磷硫。(3）但碱度过高时，不仅增加石灰的消耗和转炉热量损失，而且使炉渣粘度提高、流动性降低，恶化钢渣反应的动力学条件，反而影响炉渣的脱磷、脱硫能力。11. 用吸附理

9、论分析铝镇静钢和硅镇静钢脱氧产物排出的程度。答案：铝镇静钢的脱氧产物主要以Al2O3为主，硅镇静钢的脱氧产物以SiO2为主，按照吸附理论，Al2O3（2030°C）比SiO2（1713°C）更稳定，熔点更高，所以钢液Al2O3比钢液SiO2大，钢液对Al2O3更难润湿，当Al2O3和SiO2被推进渣相时，Al2O3被炉渣吸附的趋势比SiO2更大，所以，Al2O3比SiO2排除更快，更彻底。12. 转炉炼钢中（FeO）是石灰溶解的基本溶剂的原因？ 答案：(1）它能显著降低炉渣的粘度，加速石灰溶解过程的传质。(2）它能改善炉渣对石灰的润湿和向石灰孔隙中的渗透。(3）它的离子半径

10、小，且与CaO同属立方晶系。有利于向石灰晶格中迁移并生成低熔点物质。(4）它能减少石灰块表面2CaO·SiO2的生成，并使生成的2CaO·SiO2变疏松，有利于石灰溶解。13.炉渣氧化性与炉渣碱度之间有什么关系？答案：当炉渣碱度小于2时，炉渣的氧化能力随炉渣碱度升高而增大，原因：当炉渣碱度小于2时，炉渣中（SiO2）含量较高，与（FeO）结合生成（2FeOSiO2），使a（FeO）降低，即氧化能力降低，随着炉渣碱度的升高，炉渣中自由（CaO）含量升高，取代了（FeO）与（SiO2）结合成（2CaOSiO2），使a（FeO）升高，即使炉渣的氧化能力升高。当炉渣碱度等于2时，（

11、CaO）刚好取代了全部的（FeO），使a（FeO）达到最大，氧化能力最强。当炉渣碱度大于2时，炉渣中（CaO）过量，与（FeO）结合成（2 CaOFe2O3），使a（FeO）降低，氧化能力也降低。14. 什么叫炉渣返干？生产中遇到炉渣返干应如何处理？答案：炉渣返干是指吹炼中期碳激烈氧化，渣中（FeO）浓度降低较多，使炉渣熔点升高到与当时的熔池温非常接近，炉渣变得粘稠、流动性差，失去反应能力，这种现象叫炉渣返干。处理措施：为了防止和消除返干现象，主要应控制好吹炼枪位，保持熔池有良好的搅拌，并使渣中有一定的（FeO），另外要使熔池温度平稳上升，二批料不要一次加入过多，防止因炉渣温度下降过多造成返干

12、，炉渣返干时，如熔池温度高可适当加些铁皮、稀渣剂等调节，如温度不高可适当提高吹炼枪位。15. 结合重轨生产说明为什么钢包有回磷现象？如何减少回磷？答案:转炉出钢过程中常不可避免地要先下一部分炉渣，冶炼重轨钢时要加入 Si- Ca 或者Si-Ba-Ca脱氧。脱氧产物SiO2进入渣中，致使渣中的4（CaO）·P2O5分解。（P2O5）很易被脱氧元素（Si、Mn甚至Fe）所还原，使钢中的P有所提高即回磷。此外，由于脱氧时钢中的O量降低，从而渣中的（FeO）量降低，也将使脱磷反应向相反方向进行而造成回磷。因而防止或减少回磷的措施主要有：挡渣出钢，尽量减少出钢时滞渣；采用碱性钢包，或渣线区用碱

13、性耐火材料砌衬，减少因钢包侵蚀而降低炉渣碱度；出钢过程中，可向钢包内投入少量石灰粉，稠化渣子，保持碱度；出钢完毕时，尽量减少钢水在钢包中的停留时间。16. 转炉出钢过程为什么进行挡渣？挡渣方法能哪些？答案:减少转炉出钢时的下渣量是改善钢水质量的一个重要方面。在转炉出钢过程中进行有效的挡渣操作、不仅可以减少钢水回磷，提高合金收得率，还能减少钢中夹杂物，提高钢水清洁度，并可减少钢包粘渣，延长钢包使用寿命。与此同时还可减少耐材消耗，相应提高转炉出钢口耐火材料的使用寿命，为钢水精炼提供良好的条件。17. 加速石灰熔解的途径有哪些？答案:(1)改进石灰质量,采用活性石灰。(2)适当改变助熔剂成份,适当增

14、加(MnO)和(CaF2)和少量的(MgO)。(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)采用合适的枪位,还可避免发生喷溅,在碳激烈氧化期炉渣不返干。(5)采用合成渣。18. 与顶吹氧气转炉，顶底复合吹炼对钢中气体含量有何影响？答案：复合吹炼工艺从炉底吹入少量气体，有氧气、氮气、氩气以及CO、CO气，此外 ，喷嘴冷却介质的裂解产生氢气，氩气、CO、CO气体不溶于钢中，氧、氢、氮气都能部分溶于钢中，复吹工艺中，对气体在钢中含量的影响如下：(1)吹炼末期熔池的搅拌较之顶吹有显著的加强，碳氧化反应速度较高，渣中（FeO）较低，相应使钢中含氧量降低，这对改善钢的质量有好处。(2)

15、氮在钢中的含量，取决于气相中氮的分压力，在吹炼过程中，则主要取决于脱碳速度，强烈脱碳反应所产生的CO气泡，使钢中N保持在较低水平上。在底部吹氮搅拌熔池工艺中，脱氮速度增加，使钢中N与顶吹相比无明显差别，但在吹炼末期，碳氧反应速度已大为降低，钢液将大量吸收氮，使钢中含氮量明显增加，即便是底吹气量很小，仍使钢中N量超过顶吹钢。因此，不宜采用全程吹氮工艺，一般应在终点前分钟，用Ar气切换，清扫钢中之氮。(3)底吹氧所用的冷却介质裂解产生的氢气，将有少量溶于钢液中，如不采取措施，将使钢中含氢量有较大的增加。为减少钢中含氢量，在操作上注意减少后吹时间，控制炉温不要过高，并应在终点前分钟时，吹Ar气以清扫

16、钢氢。吹炼终点时用氩气切换的方法，无论是对于减少钢中氮、氧或是氢都有好处，因而是一项必需措施，氮在钢中的活度较小，而氢的活度较大，所以，用Ar气清扫氮的时间就比清扫氢要长一些。19. 举例说明什么是沉淀脱氧、扩散脱氧、综合脱氧？答案：（1）沉淀脱氧 把脱氧剂M加入到金属液中，使它直接于金属中的氧发生反应，生产的脱氧产物MxOy应不溶于金属液，其比重又比钢液低，利用这些特点，使脱氧产物从金属液中上浮而排除。总的来说，沉淀脱氧方法简单、操作也方便，脱氧过程迅速，因而在生产中广泛采用。另一方面，由于沉淀脱氧的脱氧产物都在钢液中，必须充分去除，否则脱氧产物残留在钢液中会形成非金属夹杂物，影响钢的质量。

17、这是沉淀脱氧最大的缺点。（2）扩散脱氧 脱氧剂加入炉渣中，渣子变成还原渣。根据分配定律，钢液中的氧向溶渣中进行扩散，不断被炉渣还原，而使钢中的氧含量不断地减少。这种方法叫做扩散脱氧。扩散脱氧的优点是脱氧反应在钢渣界面上进行，脱氧产物不会玷污钢液；但另一方面，正是由于扩散脱氧是在钢渣界面上进行，完全靠氧的扩散，因此速度很慢；此外，对于氧化性炉渣而言则根本无法采用这种脱氧方法。所以扩散脱氧仅用于电炉，而平炉、顶吹转炉等冶炼炉均无法采用。（3）综合脱氧 即扩散脱氧、沉淀脱氧联合使用的脱氧法。这种方法既考虑了脱氧的效果又兼顾解决脱氧速度问题，在电炉冶炼的还原期中交叉使用沉淀脱氧及扩散脱氧法。20. 脱

18、氧的冶金意义？答案：终点钢水若不经过脱氧。就会产生如下问题：(1)氧在固体钢中的溶解度要比氧在液体钢中的溶解度小得多。在钢液冷凝过程中，氧将逐步以FeO形态析出。分布在钢晶界上，降低钢的塑性及其它机械性能。在常温下，含氧量高的脆性很大，对某些特殊用途的钢带来不良影响。(2)气体在钢中的溶解度随温度而减少，当钢液在浇注后的凝固过程中，超过碳氧平衡值的过剩氧就会与碳起反应，生成CO气泡，在钢锭内部形成气泡缺陷，甚至无法正常浇注（在现场称之为“冒涨”现象）直接影响钢锭质量；(3)凝固在钢锭（钢坯）中的氧会加剧钢中硫的热脆危害。硫生成FeS很易于FeO生成低熔点的共晶物，这些低熔点共晶物（熔点仅为91

19、0）分布在晶界，在钢加热轧制后产生“热脆”现象。在钢液浇注前必须减少钢液中的含氧量，这就是脱氧的目的。21. 怎样减少钢中非金属夹杂物？答案：钢中非金属夹杂物主要来源于脱氧产物及外来夹杂质的混入，要减少钢中非金属夹杂物，就应从这两个方面采取措施。(1)减少脱氧产物对钢液的污染 (2)用合适的脱氧制度 包括脱氧剂、粒度、加入时间、顺序。(3)吹氩或电磁搅拌钢液脱氧后，向钢包吹氩或采用电磁装置使钢液激烈搅动，(4)增加了夹杂物相互的机会，使之集聚成大颗粒状而易于排除。（5）真空脱氧 （6）确保足够的镇静时间 （7）防止钢液的二次氧化 （8）合适材质的耐火材料，提高耐火材料制品的质量。（9）减少外来

20、杂质的污染 （10）外来杂质主要来自于出钢及浇注过程中钢包、汤道、钢锭模中的污物以及钢水对耐火材料的冲刷，往往造成钢锭严重夹砂或夹渣，因此，要求在操作中要确保钢包、汤道等的清洁，提高耐火材料的质量，减少钢水被外来杂质的浇染。22. 钢液凝固过程中夹杂物的行为如何？答案：在钢液凝固过程中，除原有夹杂物外，还要形成再生夹杂物。由于温度降低和显微偏析的作用，在树枝晶间的液体富集了溶质元素，如：Si、Mn等。由于凝固时浓度的富化，这些溶质元素可与钢中的氧、硫再生长的树枝晶间发生一系列反应，生成氧化物、硅酸盐和硫化夹杂而被封闭在树枝晶间，残留于钢锭内部。这些夹杂物与初生的夹杂物及浇注过程中的外来夹杂物，

21、都破坏了钢组织的连续性，降低钢的性能。23. 脱碳反应在炼钢过程中有什么作用?熔池中碳氧浓度间存在什么样的关系?答案：碳-氧反应是炼钢过程中的一个主要反应。将熔池中的碳氧化脱除至所炼钢种的要求，是炼钢的基本任务之一。而脱C反应的产物CO气体从熔池中排出时，剧烈地搅动金属液与炉渣而产生“沸腾”现象，加速了传质和传热过程，均匀了熔池的成分和温度，并有利于冶金物化反应的进行。同时，也有利于熔池中有害气体和非金属夹杂物的排除。因此，脱C反应实质上是完成炼钢任务的重要手段。碳氧浓度积在一定的温度和压力下应是一个常数，而且与反应物和生成物的浓度无关。据此可作出在一定温度下的C-O平衡曲线。熔池中的平衡时碳

22、和氧的浓度间具有等边双曲线函数的关系。这种关系显示了熔池中碳和氧的浓度式相互制约的，即熔池中含氧量主要决定于含碳量，碳越低氧含量就越高。 24. 叙述AlSi镇静钢在钢包内发生回磷的原理及防止钢包回磷的措施？答案：转炉出钢过程中经常不可避免地先下一部分炉渣；冶炼镇静钢时要加入Si-Fe、Al脱氧；脱氧产物SiO2进入流入钢包的渣中，使其碱度大大地降低，致使渣中4CaO·P2O5分解：产生P2O5，而P2O5，被钢水中的Si、Mn等元素还原，使钢水中的P增高即回磷。此外，由于脱氧使钢中的O量降低，从而渣中的（FeO）量降低，也将使脱磷反应向反方向进行而造成回磷。由上可见，钢包回磷主要来

23、自出钢时先进入钢包中的那部分炉渣。因而防止或减少回磷的措施主要有：（1） 采用挡渣出钢，尽量减少出钢时下渣；（2） 采用碱性钢包，或渣线区用碱性耐火材料砌衬，减少因钢包侵蚀而降低炉渣碱度；（3） 出钢过程中，向钢包内投入石灰等钢包渣改质剂，以稠化渣子，保持一定的碱度。（4） 出钢时减缓转炉倾动速度，尽量避免大炉口下渣。25. 碳氧反应达到平衡时，钢中碳和氧的含量有什么关系？如何表示？并分析转炉炼钢过程中碳氧反应的机理，脱碳反应的速度及其影响脱碳反应速度的因素？答案：钢水中的碳含量与氧含量的乘积是定值；表示为CO常数；碳氧反应机理：氧气向钢液中 转移，在氧射流表面形成Fe2O3，迅速被Fe还原成

24、FeO，成液滴装飞散到钢液面上的熔渣钢液的乳化系中氧从熔渣转入钢液中：（FeO）FeO，O向钢液中扩散，O及C钢液炉底耐材界面或钢液中气泡的表面扩散及吸附吸附的C和O发生反应，形成CO。临界碳量以上的脱碳速度：小于临界脱碳温度时，脱碳与温度有关；大于临界脱碳温度时，与钢液的温度关系不大，受渣中的（FeO）或钢液中的O的传质所限制，随供氧强度增大而提高。临界碳量以下的脱碳速度：由于碳低C的扩散是限制性环节，与供氧强度和温度关系不大，与熔池搅拌有关，搅拌越强脱碳越快。26. 合金元素的收得率是指进入钢中合金元素的质量占合金元素加入总量的百分比，在实际生产中，不同的合金元素吸收率不同，同一种合金元素

25、，钢种不同，吸收率也有差异，请论述合金收得率在转炉生产中将受到哪些因素的影响？答案：1)钢水的氧化性。钢水氧化性越强，合金收得率越低。而钢水氧化性主要取决于终点钢水碳含量，所以终点碳的高低是影响元素收得率的主要因素。2)终渣TFe含量。终渣TFe含量高，钢中氧含量也高，收得率低。3)终点钢水的余锰含量。钢水余锰含量高，钢水氧含量降低，收得率高。4)脱氧元素的脱氧能力。脱氧能力强的合金收得率低，反之则高。5)合金加入的顺序。钢水加入多种合金时，加入次序不同，收得率也不同,对于同样的钢种，先加的合金元素收得率就低，后加的则高。6)出钢情况。出钢钢流细小且发散，增加了钢水的二次氧化，或者出钢时下渣过

26、多，降低合金元素的收得率。7)合金的状态。合金规格不同，收得率也不同。块度过大，虽能沉入钢水中，但不易熔化，会导致成分不均匀。但块度过小，甚至粉末太多，加入钢包后，易被裹入渣中，合金损失较多，降低收得率。27. 论述导致冶炼前期脱磷效果不好的原因及其控制措施？答案：导致前期脱磷效果不好主要原因有化渣不良、碱度低、温度过高三个方面。造渣方面石灰加入量不合理碱度低，不能和形成稳定磷酸盐化合物；没有采取适时加入矿石、铁皮球化渣剂（特别是低硅铁水）；废钢匹配不合理，降温料加入不够，导致前期是升温过快，铁水磷未能完全氧化就进入剧烈氧化脱碳反应阶段。措施：（1）快速化渣。控制合适枪位，加入适当化渣剂。（2

27、）采用留渣操作。特别是低硅铁水必须留渣。（3）合理匹配废钢和前期降温料加入量，控制前期升温过快。（4）采用合理高碱度造渣制度。并要注意前期头批料加入时机。28. 分析在现行炼钢条件下，终点钢水中残余Si、Mn含量及原因？答案：在现行炼钢条件下，终点钢水中残余Si为痕迹却有一定量的残余Mn量。原因：(1)硅与氧的化学亲和力很大，能被氧化生成SiO2；(2)现行炼钢是在碱性、氧化性的条件下进行的，使a（SiO2）很低，使硅的氧化很彻底，不易发生硅的还原，在现行炼钢条件下，终点钢水中Si为痕迹。(3)在碱性炉渣中，随着碱度的提高，CaO将（2MnOSiO2）中的MnO置换出来，使a（MnO）增大，当

28、温度升高到一定程度时，发生锰的还原，所以在现行炼钢条件下，重点钢水中含有一定的余锰量。29. 炉渣的氧化性对转炉冶炼有哪些有利或不利的影响.答案：（1）影响脱磷及脱硫。氧化性强的炉渣，有利于脱磷不利于脱硫。（2） 影响石灰的熔化速度。氧化性高有利于降低炉渣熔点，促进石灰快速熔解的重要因素。(3)影响钢液中残锰量。氧化性强时，钢中残锰低，反之则高。(4)影响转炉终点时的含氧量。炉渣氧化性强，钢中含氧量高，反之则低。(5)影响泡沫渣的生成与喷溅的发生。渣中含有一定数量的氧化铁，才能形成转炉炼钢所需的泡沫渣，但氧化铁过高，则会发生大量喷溅。(6)影响金属及铁合金的收得率。氧化性强，将降低金属铁及加入

29、的脱氧合金元素的收得率低。(7)影响转炉炉衬寿命。氧化铁对炉村的侵蚀能力极强，炉渣氧化性过高，将大大地降低炉衬的使用寿命。30. 复合吹炼有哪些冶金效果？答案：（1）底部供气加强了熔池搅拌，特别是在吹炼末期，使钢渣反应进一步平衡。(2)底部吹入惰性气体时，熔池中气泡的CO分压较低，有利于含碳量较低时脱碳反应的进行，在冶炼低碳或超低碳钢种时，不致于使钢水过氧化。(3)在整个吹炼过程中，吹炼平稳，渣中FeO低于顶吹，有如下好处：渣中FeO低，喷溅小，金属收得率高。钢中氧低，残锰高，合金收得率高。可提高供氧强度，生产率高。减少石灰消耗。31. 论述深脱硫钢种下渣回磷的原理及其控制措施？答案：为了LF

30、炉精炼工艺需求，要尽快形成良好流动性、高碱度的还原性白渣，才能达到脱硫要求。对于深脱硫钢种尤其要强化还原性气氛和钢水的搅拌作用，往往采用沉淀和扩散相结合脱氧方式，高碱度还原精炼渣脱氧效果良好，低氧活度就可增加炉渣脱硫能力。依据脱硫化学反应公式：FeS +(CaO)=(CaS) +(FeO)高碱度还原精炼渣脱硫效果良好，低氧活度可增加熔渣脱硫能力。但低氧活度熔渣造成渣中氧化铁降低，导致脱磷反应逆方向扩散，造成回磷。控制措施：为了防止钢包回磷或使回磷降低至最低限度需要，（1） 严格管理和维护好出钢口，避免出钢下渣（2） 采取有效挡渣出钢，减少出钢带渣量（3） 出钢过程向钢包内加入钢包渣改质剂，一方

31、面抵消因硅铁脱氧后引起炉渣碱度的降低；另一方面可以稀释熔渣中磷的含量，以减弱回磷反应。（4） 采用适当高碱度造渣，提高渣中磷酸盐稳定性（5） 精炼前扒除钢包渣。（6） 必要的铁水预脱硫，可以适当减少精炼深脱硫压力。32. 终点钢水含氧量的主要影响因素有哪些？钢水中加入脱氧剂越多，钢中氧就一定越少的说法是否正确？为什么？答案：终点钢水含氧量的影响因素有：受钢水含碳量的控制；钢中残锰量亦影响含氧量，低碳范围更明显：钢水温度；操作工艺如枪位的高低，氧压的强弱等等。钢水中加入脱氧剂越多，钢中氧就一定越少的说法不正确；因为脱氧元素加入钢中后，一方面可以与氧发生脱氧反应，使氧的浓度降低，另一方面却影响氧的

32、活度系数。当脱氧元素浓度很高时，由于它降低氧的活度系数，妨碍了脱氧反应的进行，结果使钢中氧含量反而增加。33. 论述转炉枪位与炉渣中TFe含量和熔池搅拌之间的关系？答案：枪位不仅影响FeO的生成速度而且影响FeO的消耗速度。低枪位操作时，由于各种氧化反应剧烈，使FeO的消耗速度大于其生成速度，所以渣中Tfe量不但不增加反而会降低。高枪位操作时，熔池内的化学速度减慢，FeO的消耗速度降低，使生成速度大于消耗速度，所以渣中的TFe含量升高。熔池搅拌的力量：一是氧气流股对熔池表面的冲击和排挤作用；二是反射气流对熔池表面的搅动作用；三是上浮气泡对熔池内部的搅动作用。低枪位或高氧压时，流股对熔池的冲击力

33、大，冲击面积小，冲击深度大，产生的小液滴和乳化相数量多，供氧和碳氧反应速度快，产生的CO数量多。可见枪位越低，熔池内部的搅拌越充分。枪位较高或氧压较低时，流股对熔池的冲击力小，冲击面积大，冲击深度小，反射气流增多，对熔池表面的搅拌较强烈，而由于脱碳速度低，对熔池内部的搅拌教弱。34. 论述高拉碳冶炼的经济效益及其冶炼工艺操作要点？答案：高拉碳冶炼经济效益：(1)缩短冶炼周期，减少氧气消耗(2)降低终点氧含量，降低钢铁料消耗(3)提高终点残锰量，减少合金消耗(4)降低脱氧剂消耗(5)减少増碳焦粉消耗(6)降低了加入大量増碳焦粉对钢水的污染。冶炼工艺操作要点：(1)采用高碱度、大渣量造渣。由于高拉

34、碳导致终点氧化铁含量降低，对脱磷产生了极大抑制条件，所以必须提高碱度和渣量有利条件。(2)采用低流量供氧吹炼。一方面有利化渣，主要是可以缓解由于高拉碳吹炼时间短，延长化渣脱磷反应时间(3)采用低氧化镁造渣。由于高拉碳降低了终点渣中氧化铁含量，对炉衬侵蚀减低，可以降低轻烧加入量，（MgO）按7-8%控制即可。(4)避免低硅铁水，适当采用留渣操作。前期必须加入适量铁矿石化渣、补充渣量。(5)采用二级废钢，促进前期渣尽快形成。并保证过程和终点合适温度。(6)化渣操作枪位控制，早吊枪化渣，勤动枪，必须保证全程不能有返干迹象，确保过程渣有充分氧化铁和搅拌作用，把脱磷控制在前期过程消化。35. 简述炉渣在

35、炼钢过程中的主要作用？答案：炉渣的主要作用是：(1)铁水中的有害气体P、S只有通过炉渣才能有效的去除；(2)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；(3)炉渣对熔池的传热有重要的作用，可减少熔池的散热损失；(4)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；(5)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。36. 发生喷溅怎样处理？答案：一旦发生喷溅，切忌惊慌失措，应立即判断喷溅原因，及时调整枪位等操作，以求减轻喷溅程度。(1)对于低温喷溅低温喷溅一般在前期发生，由于前期温度低，融池内反映怀必是

36、很激烈，可以及时降低枪位以强化C-O反应，减少渣中FeO积累并迅速提温，同时延时加入渣料。（2）对于高温喷溅可适当提枪，一方面降低碳的氧化速度和熔池升温速度，另一方面借助于氧气流股的冲击作用吹开泡沫渣，促进CO气体的排出。当炉温很高时，可以在提枪的同时适量加入一些白云石和石灰等冷却熔池，稠化炉渣，也有利于抑制喷溅。（3） 对于金属喷溅可以适当提高以提高渣中FeO含量有助于化渣，并可加入适量萤石助熔，是炉渣迅速融化并覆盖与钢液面之上。37. 钢中气体的害处及减少办法？答案：钢中气体显著地降低钢的性能，造成钢的种种缺陷，带来很多质量问题。(1)氢 钢中的氢能使钢变脆，降低钢的强度、冲击韧性、塑性，

37、称之为氢脆。氢又是“白点”产生的根本原因。(2)氮 氮能增加软钢的时效硬化性。也是产生“兰脆”的重要原因。含氮高的钢在室温下放置很长时间后，过饱和的氮析出，使钢的强度、硬度增加，塑性和冲击韧性降低。(3)氧 氧在固体钢中的溶解度要比氧在液体钢中的溶解度小的多。在钢液的凝固过程中，氧将以FeO的形态析出，分布在钢晶界上，降低钢的塑性和其它机械性能。钢水脱氧不良，产生气泡。凝固在钢锭中的氧会加剧钢中硫的热脆。（2）减少钢中气体的办法：钢中气体都与冶炼时间有关，缩短冶炼时间能减少钢中气体。在炼钢过程中利用CO反应产生的气泡去除氢、氮气体。在出钢后可采用喷吹惰性气体进行除气。真空去气。氧的减少采用强脱

38、氧剂脱氧。38. 转炉氧枪喷头损坏的机理是什么？怎样才能提高喷头的寿命？答案：由于喷头处在高温恶劣条件下工作，并不断受到喷溅的高温炉渣、钢液的冲刷浸泡，因此，喷头表面温度很高，表面晶粒受热很大，同时，喷头频繁急冷极热，在热应力作用下表面产生龟裂，易发生端部漏水。另外，喷头中心由于周围高流速氧气而产生负压，当金属喷溅时易使喷头中心及周围粘钢，这会严重影响喷头的导热性能，会使喷头端面一层层剥落，以致损坏。提高喷头寿命的途径：（1） 提高原材料质量，采用精料方针，使吹炼平稳；（2） 提高操作水平，控制好温度和枪位；（3） 复合吹炼时，氧枪位置适当加高。39. 什么叫终点控制的“双命中”，后吹有什么危

39、害？答案：通常把吹炼中钢水的碳含量和温度达到吹炼目标要求的时刻，停止吹氧操作称做“一次拉碳”。一次拉碳钢水中碳含量或温度达到目标要求称为命中，碳含量和温度同时达到目标要求范围叫“双命中”。一次拉碳未达到控制的目标值需要进行补吹，补吹也称后吹。拉碳碳含量偏高、拉碳硫、磷含量偏高或者拉碳温度偏低均需要补吹。因此，后吹是对未命中目标进行处理的手段。后吹会给转炉冶炼造成如下严重危害。（1） 钢水碳含量降低，钢中氧含量升高，从而钢中夹杂物增多，降低了钢水纯净度，影响钢的质量。（2） 渣中TFe增高、降低炉衬寿命。（3） 增加了金属铁的氧化，降低钢水收得率，使钢铁料消耗增加。（4） 延长了吹炼时间，降低转

40、炉生产率。（5） 增加了铁合金和增碳剂消耗量，氧气利用率降低，成本增加。40. 如何掌握溅渣时间与溅渣频率？答案：溅渣时间是溅渣操作中的一个重要工艺参数，目前多数厂的溅渣时间定为2.54min。溅渣时间过短，炉渣没有得到充分的冷却和混匀，炉渣条件比较差，即使溅到炉壁上，也不能很好地挂上，起不到护炉的作用。正常情况下，溅渣时间越长，炉衬挂渣越多，但也易造成炉底上涨和粘枪。在留渣量较小时，会造成炉底磨损增大，炉底寿命下降。在炉渣温度过低或流动性较差的时候，炉渣溅不起来，如果一味地延长溅渣时间，由于渣况不良，溅渣时间再长，也起不到溅渣的效果。反而，由于溅渣时间的延长，炉衬温度降得过低，既浪费了氮气也

41、影响了随后的炼钢操作，同时还降低了生产效率。溅渣的频率，及合理溅渣操作的间隔炉数，是溅渣护炉的重要操作工艺参数之一。一般应在炉役的中期就开始溅渣，可以两炉一溅，在炉衬厚度为400mm左右时保持炉炉溅渣，为争炉衬厚度保持在300mm400mm之间，形成动态平衡，有利于形成“永久”炉衬。关于溅渣频率可以概括为“前期不溅，中期两炉一溅，中后期炉炉都溅”。41. 为什么说铁水预处理对炼钢节能有利？答案：铁水中含有磷、硫、硅等，一般讲，对钢是有害的杂质，炼钢过程就是要脱除这些杂质，以达到设定钢种的成分要求，特别是当前要求钢中的含硫量尽可能低，转炉脱硫的局限性，更需要铁水预处理。由于原材料质量不那么理想及

42、炼铁技术上的难点，要把铁水中的硫降得很低也是很困难的，甚至是不大可能的。通常，氧气转炉的脱硫率为25%-50%。由于硫在铁水中的溶解度比在钢中小，所以在把铁水兑入转炉之前把硫脱除一部分，是比较有利的，也可以说是比较有效的脱硫方法。另一方面，硫、磷、硅等杂志在熔池中的脱除都需要有充足的石灰，这就是说，要在转炉内脱除硫、磷、硅，除了其他条件以外都需要有氧和氧化钙。这两种物质都是载能体，其消耗量越多，能源消耗越高。从另一方面将，为了保护炉衬，也必须保持炉渣的碱度，加入过量的CaO，与此同时，为了降低炉渣的熔点，保证炉渣的流动性、提高其反应性，还要加入萤石等物质，都需要消耗热量。虽然这些物质氧化放出热

43、量，除了它们本身消耗的热量以外，还要消耗一部分由于其过剩量所带走的热量、大量的钢渣，还会影响钢水的收得率，延长冶炼时间，降低炉子的生产率。由此可见铁水预处理，不仅是为了满足低硫、磷杂质的要求，也是提高转炉生产能力和节约能源的需要。42. 转炉大型化在节能方面有哪些优势？答案：国外主要产钢国家转炉容量的扩大，几乎是每十年扩大100吨，基本成了规律。转炉容量的增大，一方面可以提高钢产量，另一方面可以改善技术经济指标，其中也包括降低能耗，此外大型氧气转炉适合于自动炼钢。设备大型化，生产力高，产量大，能与大型高炉生产相匹配，在炼钢技术向铁水预处理和钢水炉外精炼发展的情况下，非常有利于减少铁水、钢水的热

44、量散失，减少转炉吹炼过程中的单位钢水热损失，从而可以增加废钢比，降低吨钢能耗及耐火材料的消耗。氧气转炉的煤气回收是其生产过程直接节能的主要措施之一。为保障安全问题和提高转炉煤气的回收量，必须有良好的检测仪表和自动控制系统，对于小型转炉装备一套现代化的检测仪表和多功能自动控制系统是不合算的，而在大型转炉上装备现代化的检测仪表和多功能自动控制系统的经济效益要好得多。一次，转炉容量大型化是提高炼钢生产能力的要求，是节约能源的要求，是提高经济效益的要求。虽然说氧气转炉的生产能力，随着炉容得增大而提高，但并不能无限制地扩大炉子容量，因为它受到吊车能力等因素的限制。例如，300吨的钢水加上钢包的重量，要求

45、吊车有400吨以上的起重能力。过大的重量，设备笨重，传送操作都不便，看来氧气转炉的容量增大到今天的300-400吨，差不多就到顶了。43. 渣量大小对冶炼过程有什么影响？答案：渣量大小首先原料条件及冶炼要求，从去硫磷的角度来看，在炉渣物理化学性质相同的情况下，渣量越多，去除的硫磷就越多，所以，炼钢时渣量不可过少，更不可无渣。但渣量过大，对冶炼过程也是不利的。炉内渣量过大，易造成严重喷溅；渣中含有大量的FeO及金属液滴，使金属损失增加；如果是由于渣料有效成分过低而造成的大渣量，使转炉热效率降低，减少废钢用量；大渣量加剧对炉衬的侵蚀。所以，在生产中，在保证去除硫磷的条件下，控制石灰加入量，尽可能采

46、用小渣量操作。44. 论述吹炼过程中钢水成分的变化规律？答案：(1） 转炉开吹34min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。45. 什么是炉渣的

47、氧化性，它对冶炼过程有什么影响？答案：炉渣的氧化性：是指炉渣所具备的氧化能力的大小,它对炼钢过程中的成渣速度、去P、去S、脱C、喷溅、金属收得率及终点钢液含氧量和炉衬的侵蚀速度均有重大的影响。炉渣是氧的传递媒介，同时金属中铁氧化产生的FeO也有相当数量富集在渣中，因而渣中的氧化铁含量可代表炉渣所具备的氧化能力的大小。炉渣氧化铁过低，造渣困难，炉渣的反应能力低；炉渣的氧化铁过高，又会造成喷溅，增加金属损失及炉衬侵蚀。因此渣中FeO%含量应适当，在转炉冶炼过程中，一般控制在1020%为好。46. 用白云石（或轻烧白云石）代替部分石灰造渣的好处？答案：用白云石（或轻烧白云石）代替部分石灰造渣，控制终

48、渣MgO%含量在68%，可改善造渣提高炉渣流动性，促进早化渣、提高炉衬使用寿命其原因有：（1）MgO在碱度不高的炉渣中，有较高的溶解度，特别是初期渣中加入白云石，增加了渣中MgO含量，使之达到饱和程度，减弱了初期渣对炉衬的侵蚀，（2）提高炉渣MgO含量，可增加炉渣粘度，也使炉渣对炉衬侵蚀减弱。（3）MgO在渣中的溶解度是随着碱度的提高而降低，初期渣饱和的MgO，吹炼至末期时，因碱度提高而过饱和，会有析出，如控制的好，析出的MgO可以补偿炉衬侵蚀下的MgO，即有挂渣作用而保护炉衬。（4）用白云石造渣有利于早化渣，因为生成的镁硅钙石和钙镁橄榄石的熔点多远远低于正硅酸钙，但白云石造渣促进石灰溶解的作

49、用，要在渣中有足够的FeO时才行。47. 简述钢水回P的原因，如何防止？答案：冶炼结束时，脱P反应已趋于平衡，即：2P4（CaO）5(FeO)=(4CaO·P2O5)5Fe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)5Si=4P5(SiO2)(P2O5)5Mn=2P+5(

50、MnO)3(P2O5)+10Al=5(Al2O3)+6P+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。48. 叙述氮对钢质量的影响。答案：氮在钢中作用，在存在钒、铝、钛、铌等元素时认为是有利的，可形成稳

51、定的氮化物，提高钢的强度。可扩大奥氏体区，是稳定奥氏体的元素。一般条件下氮在钢中是不利的，如对低碳钢，由于氮化铁的析出，会导致时效和蓝脆等现象；超过一定含量，易在钢中形成气泡和疏松；过多时与钢中的钛、铝等元素形成脆性夹杂物。此外，钢中氮还会降低了钢的韧性、塑性和焊接性能等。49. 在保证质量的前提下，从设备、工艺方面分析提高铸机拉速应考虑的因素。答案：从设备方面考虑：(1)要有导热性和钢性良好的结晶器并有合适的倒锥度，以保证坯壳与结晶器内壁的良好接触，有利于坯壳冷却和保证准确的断面形状。(2)根据不同的钢种和铸坯断面，选择合适的振动和振幅。(3)改善二次冷却的冷却效果，适当增加二次冷却后的长度

52、，在结晶器下口安装冷却格栅或密排辊。(4)采用多点矫直或多辊拉矫。(5)设备从上到下都要保证严格的对中。从工艺方面考虑：(1)选用合适的水口，一般采用结构合理的浸入式水口和保护渣浇注效果比较显著。(2)采用钢水处理。如吹氩或脱气，控制钢水温度，提高钢水质量。(3)保护钢流，防止钢水二次氧化。(4)制定合理的冷却制度。(5)保证钢水供应及时及协调组织生产。50. 影响钢机械性能的因素及控制措施。答案：影响钢机械的主要因素有：化学成分、偏析、夹杂缺陷和钢材内部组织等。钢的化学成分对机械性能的影响突出。多数转炉钢由于成品钢没有残余合金元素，为了保证标准规定的强度指标，对碳、锰应按中上限控制，对于下限

53、成分只可供轧小规格钢材。对于含有铜、砷、钼等明显强度的元素，塑性和韧性明显下降，为了确保延伸率和冷弯性能合格，对于碳、锰成分则应按下限控制。如果钢中化学成分合适，而由于气体、夹杂偏高、偏析严重，亦可造成机械性能不合。钢材的内部组织也影响机械性能，如细小晶粒钢则强度高塑性韧性也好；对于粗大晶粒的钢则机械性能差，特别是冲击功达不到标准要求。带状组织会使钢材纵向与横向的机械性能差别大；带状组织严重，明显造成钢材横向性能下降。白点等致命缺陷对钢的机械性能影响则更为严重。为了保证钢的机械性能合格，炼钢生产应注意如下要求：(1)严格控制化学成分。按钢的机械性能要求，在标准允许范围内，合理的控制化学成分。(

54、2)减少钢中气体夹杂含量。(3)细化钢的晶粒，将残铝量控制在0.002%0.005%或采用其它能细化晶粒的合金脱氧，确保要求的内部组织。51. 什么是高拉碳操作？有什么优点？答案：高拉碳操作法要根据成品磷的要求，决定高拉碳范围，既能保证终点钢水氧含量低，又能达到成品磷的要求，并减少增碳量。高拉碳的优点是终渣氧化铁含量低、金属收得率高、氧气消耗低、合金吸收得高、钢水气体含量少。但高拉碳法终渣氧化铁含量教低，除磷有困难；同时，在中、高碳范围拉碳终点的命中率也较低，通常须等成分确定是否补吹。52. 出钢中产生回磷的基本原理？如何减少回磷？答案: 答：去磷的反应式：2P+4(CaO)+5(FeO)=5

55、Fe+(4CaO·P2O5)放热根据该反应式，凡反应式左边各项的含量升高，有利于去磷；相反则回磷，在出钢过程中合金加入，(Feo)一部分还原即(Feo)降低，同时，由于脱氧产物生成，尤其是FeSi加入后生成SiO2，使渣子碱度明显下降，虽然出钢中温度下降有利于去磷，但比较起来，碱度降低(Feo)降低的作用更突出，因而出现回磷现象。减少回磷自然也必须根据回磷的基本原理入手解决，首先，炉渣中的(Feo)不能过低，包内渣子尽量设法减少，另外，投入一部分杂用石灰以提高包内渣子碱度，这些都是减少回磷的措施。53. “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

56、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。54. 硫对钢性能的热脆的机理是什么？答案: 答：硫在钢中以FeS的形式存在，FeS的

57、熔点为1193， Fe与FeS组成的共晶体的熔点只有985。液态Fe与FeS虽然可以无限互溶，但在固熔体中的溶解度很小，仅为0.015%-0.020%。当钢中的硫含量超过0.020%时，钢水在凝固过程中由于选分结晶作用，硫在末端钢液中逐渐浓聚，低熔点Fe-FeS共晶体分布于晶界处，在1150-1200的热加工过程中，晶界处的共晶体熔化，钢受压时造成晶界破裂，即发生“热脆”现象。 55. 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