钢铁冶金

. 炼钢的基本任务是什么，通过哪些手段实现炼钢的基本任务是、脱磷、、，去除有害气体和，提高温度和调整成分。

归纳为：“四脱”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（成分和温度）。

采用的主要技术手段为：供氧，，升温，加和合金化操作。

. 磷和硫对钢产生哪些危害磷：引起钢的冷脆，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差。

硫：使钢的热加红性能变坏，引起钢的热脆性。

. 氢和氮气对钢会产生哪些危害氢在固态钢中的溶解度很小，在钢水凝固和冷却过程中，氢和CO、N2气体一起析出，形成皮下气泡中心缩孔，疏松，造成白点和发纹。

钢中含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成裂纹，进而引起钢材的强度，塑性，冲击韧性的降低，发生氢脆现象。

氮含量高的钢材长时间放置，将会变脆。

原因是钢种氮化物析出速度很慢，逐渐改变钢的性能。

钢种含氮量高时，在250℃—450℃温度范围，表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为蓝脆。

氮含量增加，钢的焊接性能也变坏。

. 钢的力学性能指标有哪些，其含义是什么强度、刚度及弹性，塑性，硬度，韧性，疲劳强度。

强度是材料在外力的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。

强度、刚度是指承受载荷而抵抗形变的性能，弹性是指承受载荷而发生塑性变形的能力，塑性是指在静载荷作用下产生永久变形而不致引起破坏的性能，硬度是指在静载荷作用下抵抗局部形变，尤其是塑性变形压痕和划痕的能力，韧性是指钢在断裂前吸收塑性变形能量的能力，疲劳强度是指在循环载荷作用下经过较长时间或多次应力循环后而不发生断裂的最大应力值。

. 熔渣在炼钢中的作用体现在哪些方面①去除铁水和钢水中的磷、硫等有害元素，同时能将铁和其它有用元素的损失控制最低；②保护钢液不过度氧化，不吸收有害气体，保温，减少有益元素烧损；③防止热量散失，以保证钢的冶炼温度；④吸收钢液中上浮的夹杂物及反应产物。

.什么是熔渣的氧化性，在炼钢过程中熔渣的氧化性是如何体现的熔渣的氧化性也称炉渣的氧化能力，是指在一定的温度下，单位时间内熔渣向钢液供氧的数量。

炉渣的氧化性在炼钢过程中的作用体现在对炉渣自身、对铁水和对炼钢操作工艺影响三个方面。

1、影响化渣速度，和熔渣粘度2、影响熔渣向熔池传氧、脱磷和钢液的氧含量3、影响铁合金收得率及炉衬寿命。

. 炼钢过程的碳氧化反应的作用是什么，脱碳速度如何表达作用：①加大钢-渣界面，加快反应的进行；②搅拌熔池均匀成分和温度；③有利于非金属夹杂物的上浮和有害气体的排出；④放热升温。

脱碳速率表达式：-dω[c]%/dt=kcω[c]%。

. 钢液的脱氧方式有哪几种，各有什么特点按脱氧原理分：脱氧方法有三种，即沉淀脱氧法，扩散脱氧法和真空脱氧法。

沉淀脱氧法：又叫直接脱氧。

把块状脱氧剂加入到钢液中，脱氧元素在钢液内部与钢中氧直接反应，生成的脱氧产物上浮进入渣中的脱氧方法称为沉淀脱氧。

特点：在钢液内部进行，脱氧速度快；但生成的脱氧产物有可能难以完全上浮而成为钢中非金属夹杂。

扩散脱氧法：又叫间接脱氧。

将粉状的脱氧剂如C粉﹑Fe-Si粉﹑CaSi粉﹑Al粉加到炉渣中，降低炉渣中的氧含量，使钢液中的氧向炉渣中扩散，从而达到降低钢液中氧含量的一种脱氧方法。

特点：在渣中进行，钢液中的氧需要向渣中转移，故脱氧速度慢，脱氧时间长；但脱氧产物在渣相内形成，不在钢中生成非金属夹杂物。

真空脱氧法：是利用降低系统的压力来降低钢液中氧含量的脱氧方法。

只适用于脱氧产物为气体的脱氧反应如[C]----[O]反应。

（常用于炉外精炼）特点：脱氧产物为气体，易于排除，不会对钢造成非金属夹杂的污染，故这种脱氧方法的钢液洁净度高；但需要有专门的真空设备。

. 转炉和电炉用的原材料各有哪些转炉：铁水（生铁），废钢，铁合金，造渣剂，冷却剂，增碳剂，燃料和氧化剂。

电炉：废钢，生铁，造渣剂，冷却剂，增碳剂，燃料和氧化剂。

. 转炉炼钢对铁水成分和温度有何要求1）成分：Si为%%、Mn为%%、[P]≤%、S≤%。

（2）带渣量：进入转炉的铁水要求带渣量不得超过%。

（3）温度：我国炼钢规定入炉铁水温度应大于1250℃，并且要相对稳定。

. 耐火材料有哪些性能耐火度，荷重软化开始温度，重烧变化率，抗热震性，孔隙率和密度，抗渣性，常温耐压强度，导热系数。

. 氧气顶吹转炉冶炼过程中元素的氧化、炉渣成分和温度的变化体现出什么样的特征元素变化：吹炼初期，[Si]、[Mn]大量氧化，随着吹炼的进行，由于石灰的溶解，2FeO*SiO2转变为2CaO*SiO2 [Si]被氧化至很低程度。

而吹炼后期，炉温上升（MnO）被还原，[Mn]含量上升。

[C][P][S]均在吹炼中期，氧化脱去速度最快。

炉渣成分变化：1枪位低时，（FeO）降低，2渣料中矿石多时，（FeO）增高，3脱碳速度高时，（FeO）低，脱碳速度低时，（FeO）含量高。

温度变化：入炉铁水1300℃左右；吹炼前期结束：1500℃左右；吹炼中期：1500℃-1550℃；吹炼后期：1650℃-1680℃.. 什么是转炉的炉容比，确定装入量应考虑哪些因素炉容比：新转炉砌砖完成后的容积，即工作容积V与公称吨位T之比应考虑：炉容比熔池深度炉子附属设备. 供氧制度的含义是什么，氧枪的枪位对熔池中的冶金过程产生哪些影响供氧制度：确定合理的喷头结构、供氧强度、氧压和枪位控制。

氧枪的枪位的影响：枪位低，氧气射流对熔池的冲击力大，冲击深度深，炉内反应速度快，产生大量CO2使熔池内部搅拌充分，降低了熔渣中的全铁含量。

枪位高反之。

. 造渣的方法有哪几种，各有什么特点有三种。

单渣法，工艺比较简单，吹炼时间短，劳动条件好，易于实现自动控制；双渣法，双渣操作脱磷效率可达95%以上，脱硫效率约60%左右，操作的关键是决定合适的放渣时间；双渣留渣法，此法的优点是可加速下炉吹炼前期初期渣的形成。

. 什么是终点控制，终点的标志是什么终点控制是转炉吹炼末期的重要操作，主要指终点温度和和成分的控制。

达到终点的表现为：①钢中碳含量达到所炼钢种要求的范围；②钢中P、S含量低于规定下限要求一定范围；③出钢温度保证能顺利进行精炼和浇铸；④达到钢种要求控制的含氧量。

. 什么是溅渣护炉，其操作有什么要求利用MgO含量到达饱和或者过饱和的炼钢终点渣，通过高压氮气的吹溅，使其在炉衬表面形成一层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好的粘接。

要求：调整好熔渣成分，留渣量要合适，控制溅渣枪位，控制氮气的压力与流量，保证溅渣时间。

. 底吹氧气转炉炼钢法与顶吹氧气转炉炼钢法相比体现出哪些工艺特征优点：1金属收得率高2铁锰、铝合金消耗量降低3脱氧剂和石灰消耗量降低4氧耗降低，5烟尘和喷溅少6脱碳速度快、冶炼周期短、生产率高7废钢比增加8搅拌能力大、氮含量低。

缺点：炉龄较低，氧化铁含量少、化渣比较困难、脱磷效果不如顶吹，钢中氢含量较高。

. 顶底复合吹炼工艺与顶吹工艺相比有哪些特点答：①成渣速度快，需要的时间比顶吹转炉短；②渣中∑（FeO）含量从吹炼初期到中期逐渐降低，中期变化平稳，后期稍有升高；③顶底复吹工艺比顶吹工艺的脱氮效率高；④出钢前钢水中的残锰比顶吹转炉高；⑤脱磷率、脱硫率比顶吹转炉高；⑥石灰单耗低，渣量少，能形成高碱度氧化性炉渣，提前脱磷，直接拉碳。

. 何为“短流程”，它具有哪些优点，电炉炼钢工艺路线的“三位一体”，“四个一”指什么废钢—电炉炼钢流程，其流程短，设备布置、工艺衔接紧凑，投入产出快，故称为“短流程”。

优点：投资少，建设周期短，生产能耗低，操作成本低，劳动效率高，占地面积小，环境污染小。

“三位一体”：电炉冶炼—炉外精炼—连铸“四个一”：电炉—炉外精炼—连铸—连轧. 试述现代电炉炼钢工艺操作特点。

答：配以炉外精炼，电炉采用留钢留渣操作，达到快速熔化与升温操作，脱磷操作，脱碳操作，合金化，良好的温度控制，泡沫渣操作。

. 电炉炼钢采取无渣出钢的意义是什么，渣、钢分离技术有哪些，偏心炉底出钢电炉的优点有哪些氧化性的炉渣带入钢包精炼过程将会使精炼过程中钢液增磷，降低脱氧、脱硫能力，降低合金回收率以及影响吹氩效果与真空度等。

低位，偏心炉底，偏位炉底，侧面炉底，水平，滑阀等出钢法。

优点：出钢倾动角度的减少：简化电炉倾动结构；降低短网的阻抗；增加水冷炉壁使用面积，提高炉体寿命。

留钢留渣操作：无渣出钢，改善钢质，有利于精炼操作；留钢留渣，有利电炉冶炼、节能。

炉底部出钢：降低出钢温度，节约电耗；减少二次氧化，提高钢的质量；提高钢包寿命。

. 试述钢水二次精炼的手段及达到的目的。

基本手段有搅拌、真空、添加精炼剂、加热、渣洗、喷吹及喂丝等几种。

当前各种炉外精炼方法也都是这些基本手段的不同组合。

目的：脱碳、脱气（H、N、CO）、脱氧、脱硫、去除夹杂物、控制夹杂物的形态、调整成分及温度。

. 什么是铁水预处理，铁水预处理的种类有哪些铁水兑入炼钢炉之前，对其进行脱除杂质元素或从铁水中回收有价值元素的一种铁水处理工艺。

普通铁水预处理：脱硅、脱硫、脱磷（三脱）特殊铁水预处理：提钒、提铌、提钨等（三提）. 为什么铁水预脱磷前必须进行铁水预脱硅铁水中硅的氧势比磷的氧势低，当脱磷过程中加入氧化剂后，硅与氧的结合能力远远大于磷，所以硅比磷先氧化。

为了减少脱磷剂用量、提高脱磷效率，开发了铁水预脱硅技术。

. LF炉主要有哪些冶金功能创造强还原气氛，氩气搅拌，埋弧加热，白渣精炼。

. RH真空处理的工作原理及冶金功能是什么原理：脱气室下部设有与其相通的两根循环流管，脱气处理时将将环流管插入钢液，靠脱气室抽真空的压差使钢液由管子进入脱气室，同时上升管中吹入驱动气体氩气，利用气泡泵原理引导钢水通过脱气室和下降管产生循环运动，并在脱气室内脱除气体。

功能：真空脱碳；真空脱气；脱硫；脱磷；升温；均匀钢水温度；均匀钢水成分和去除夹杂物。

. 连铸与模铸相比体现出那些优越性1、成材率高；2、节约能源；3、减少劳动强度；4、改善劳动环境；5、生产效率高。

. 什么是拉坯速度，如何确定每分钟拉出铸坯的长度Vc=§L/A §——断面形状速度系数L——铸坯断面周长A——铸坯断面面积. 如何确定液相穴深度和冶金长度液相穴深度L液是指从结晶器液面开始到铸坯中心液相凝固终了的长度，也称为液芯长度。

根据最大拉速确定的液相穴深度为冶金长度L冶。

. 负滑脱”的含义是什么，浇注速度提高后可采取哪些措施来解决坯壳与结晶器壁的粘接问题含义：振动过程中结晶器下行速度大于拉坯速度措施：使用新型保护渣，采用非正弦振动。

. 什么是二次冷却区，它的作用体现在哪些方面，二冷配水遵循的基本原则是什么铸坯从出结晶器开始至完全凝固的过程称为二次冷却，二次冷却系统装置就是二次冷却区。

作用：1）带液芯的铸坯从结晶器中拉出，通过喷水或喷汽水直接冷却，使铸坯快速凝固，以进入拉矫区2）对未完全凝固的铸坯起支撑、导向作用，以防止铸坯的变形3）在上引锭杆时对引锭杆起支撑导向作用4）采用直结晶器的弧形连铸机，二冷区的第一段把直坯弯成弧形坯5）采用多辊拉矫机时，二冷区的部分夹辊本身又是驱动辊，起到拉坯作用6）对于椭圆形连铸机，二冷区本身又是分段矫直区。