冶金概论复习提纲

1.钢铁生产常用技术经济指标有哪些（了解）？

答：

焦比：高炉每炼一吨生铁的焦炭消耗量。

矿铁比：高炉冶炼吨铁的铁矿石消耗量。

铁钢比：每炼一吨钢的生铁消耗量。

铸铁比：铸造铁产量与生铁总产量之比。

废钢比：废钢消耗量和钢铁料总消耗量之比。

合金比：合金钢产量与钢总产量之比。

连铸比：连铸坯产量与炼钢厂钢总产量之比。

钢材比：钢材产量与钢总产量之比。

板管比：钢板、带钢、钢管的合金产量与钢材总产量之比。

2.钢铁冶炼的任务是什么？

答：在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料，用不同方法炼成合格的钢，再铸成钢

锭或连铸坯。

3.钢铁生产流程的发展趋势（了解）。

答： 高炉炼铁 转炉

1）炼铁 →铁水预处理→炼钢

→

非高炉炼铁 电炉

模铸

炉外精炼→浇注 传统连铸→轧制

连铸

近终形连铸（连铸连轧） 4.请用图示法说明钢铁工业的两种生产流程（了解）。

答：流程图可以表示为：

5.一个现代化钢铁联合企业有哪些主要工钢材钢材

序和辅助工序？用框图画出钢铁联合企业生产工艺流程（了解）。

答：原料系统；矿山－选矿－烧结（球团）

冶炼系统：炼铁－铁水预处理－炼钢－炉外精炼－连铸

产品系统：初轧－无缝、轨梁、线材、薄板

铁矿－选矿－烧结、球团并焦化－炼铁（高炉）－铁水预处理－炼钢（转炉）－炉外精炼－连铸（模铸）、－初轧－无缝、轨梁

6.简述钢铁工业环境污染主要有哪些？如何改进钢铁生产环境（了解）？

答：废水污染、空气污染、钢铁渣污染、噪声污染

钢铁工业用水一部分可以重复使用，或者经处理后使用；大量钢渣作为生产水泥的原料。

7.钢铁生产用能源有哪些？我国钢铁工业能源及能耗的特点是什么？分析节能用途（了解）。答：（1）钢铁生产用能源主要有：煤炭、燃料油（重油）、天然气、电力等。

（2）我国钢铁工业能源以煤为主，电力及重油也占一定比例，天然气用量很少。

能耗特点：我国钢铁工业能源消耗中，钢铁冶炼是耗能最高的工序，占钢铁工业总能耗的60－70％，主要在炼铁系统，焦化、烧结、球团、炼铁是主要的耗能工序，占50％以上，其中炼铁占32.3%，烧结9.6％，焦化8.9％，球团0.1％，合计为50.9%；炼钢11.7％，轧钢系统14.4％，其它17.5％，损失大约5.5%。

（3）节能途径：

①改进生产工艺，提高原料质量，改善热工制度。例如增加废钢比等；铁矿石品位提高1%，

可降低焦比5-10Kg/吨铁；提高燃烧率，促进能源有效利用。

②降低能量散失，减少生产工序：如增加连铸比、热锭装送、减少中间加热等。

③回收利用散失的热量：钢铁生产过程中散失的能量占总输入能量的比例很大，合理回收

是重要的节能措施。

8.高炉炼铁的本质是什么？高炉有哪些产品和副产品？

答：1）高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁

原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe

2O

3

、Fe

3

O

4

、Fe

2

SiO

4

、Fe

3

O

4

·TiO

2

等）还原为液态生铁。

2）高炉冶炼的主要产品是生铁。炉渣和高炉煤气为副产品。

9.高炉生产用哪些原料？

答：高炉生产的主要原料是铁矿石及其代用品、锰矿石、燃料和熔剂。

铁矿石包括天然矿和人造富矿。一般含铁量超过50%的天然富矿，可以直接入炉；而含铁量低于30%～50%的矿石直接入炉不经济，须经选矿和造块加工成人造富矿后入炉。

10.高炉冶炼常用铁矿石有哪几种？

答：各种含铁矿物按其组成主要分四大类：赤铁矿，磁铁矿，褐铁矿，菱铁矿。

11.评价铁矿石质量的标准有哪些？

答：铁矿石质量直接影响高炉冶炼效果，必须严格要求。通常从以下几方面评价：

①铁矿石品位（含铁量）；②脉石成分；③有害杂质（杂质元素）和有益元素的含量；

④铁矿石的还原性；⑤矿石的高温性能（软化特性）；

⑥矿石的机械强度和粒度组成（矿石的粒度和强度）；⑦矿石化学成分的稳定性

高炉冶炼对铁矿石的要求；高炉冶炼使用的铁矿石必须含铁量高，脉石少，有害杂质少，成

分稳定，还原性好，软化温度高，机械强度高，粒度均匀、合适。

12.精料的内容包括哪些方面？

答：(1)熟料率高，矿石品位高。

(2)数量充足，物理化学性能稳定。

(3)粒度适当、均匀，含粉低，低温还原粉化率低。

(4)炉料强度高，有良好的还原性。

(5)有良好的高温冶炼性能，软熔温度高，软化区间窄。

高炉的“精料”方针可用“高、稳、熟、小、匀、净”六个字来概括。

①“高”——是指铁矿石的品位高，还原性高，焦炭中固定碳高，熔剂中氧化钙高，各种原

料的（冷态、热态）机械强度高。（提高入炉矿品位，改善焦炭质量，将灰分降到12%以下）

②“稳”——是指各种原料的化学成分稳定、波动小。

③“熟”——是使高炉全部装入烧结矿和球团矿，熟料率达到100％，尽量不加石灰石入炉（生

高还原性的烧结矿，大力发展球团矿，使其占人造富矿的比例提高产高碱度低FeO低SiO

2

到25%）。

④“小、匀、净”——是对原料的粒度而言。日本统称为“整粒”。要求平均粒度较小，粒

度均匀，缩小上下限之间的粒度差。超过上限的大块要破碎，小于下限的粉末要筛除干净。

13.焦炭在高炉生产中的作用有哪些？

答：焦炭是现代高炉冶炼的主要燃料和能源基础，焦炭在高炉中主要起发热剂、还原剂、料柱骨架和渗碳剂的作用。高炉炼铁中，可以通过喷煤代替焦炭的部分作用。即：

?燃料。燃烧后发热，产生冶炼所需热量，供高炉冶炼所需要的大部分热量。

?还原剂。焦炭中的固定碳和它燃烧后生成的CO都是铁矿石还原所需的还原剂。

?料柱骨架（焦炭是高炉料柱的骨架）。炉内是充满着炉料和熔融渣、铁的一个料柱，焦炭约占料柱体积的1/3-1/2，对料柱透气性具有决定性的影响。特别是在高炉下部，矿石、熔剂已经熔化、造渣，变成液态渣和铁，只有焦炭仍保持固态，为渣、铁滴落和煤气上升以及炉缸内的渣、铁正常流通和排出，提供了必要条件，使冶炼过程得以顺利进行。焦炭的这一作用目前尚不能为其他燃料所代替。

?生铁形成过程中渗碳的碳源。

14.熔剂在高炉冶炼中的主要作用及类型？

答：（1）熔剂的作用（两个）：

1）实现渣铁的良好分离，并使其顺利从炉缸流出。

或熔剂能与矿石中的脉石、焦炭中的灰分生成低熔点物质，形成易从炉缸流出的炉渣，与铁水分离（使还原出来的铁与脉石及灰分实现良好的分离）。

2）具有一定碱度的炉渣，可以去除有害杂质硫，确保生铁质量。

或造成一定物理、化学性能的炉渣，去除有害杂质硫，改善生铁质量。

（2）熔剂的种类

根据矿石中脉石成分的不同，高炉冶炼使用的熔剂，按其性质可分为碱性、酸性和中性三类。

15.铁矿石入炉前需要进行哪些准备处理工作？

答：破碎、筛分、中和（混匀）、焙烧、选矿、和造块等加工处理过程。

铁矿石冶炼前的加工处理：

铁矿石的准备处理：

1）破碎与筛分：目的是按高炉冶炼要求提供适宜粒度以及满足贫矿选分处理对粒度的要求。

网目25.4mm 的方孔筛。

2）铁矿石混匀：目的是稳定入炉矿石的化学成分。方法是平铺直取。

3）选矿：作用是提高品位、回收有用元素、去除有害杂质。

主要方法：磁选（利用磁性）、重选（利用比重）、浮选（利用表面性能）。

准备处理流程：原矿石→粗鄂破→细鄂破→球磨机→分级机→磁选机（粗选） →磁选机（精选）→精粉

16.贫铁矿入炉前的加工处理包括哪些环节？

答：矿石（贫矿）→①破碎→②筛分→③磨矿→④筛分→⑤选矿→⑥造块（烧结或球团）→

高炉

或贫铁矿→加工处理（选矿加工富集以提高品位）→精矿（高品位）→造块（烧结矿或球团矿）→人造富矿（熟料）→入炉

17.选矿的目的？

答：①分离含铁矿物与脉石；②提高铁矿石品位；③降低有害杂质含量；

④综合回收其它有用矿物。

18.粉块造矿的意义和目的？

答：铁矿粉造块并不是简单地将细粉造块，而是在造块过程中采用一些技术措施生产出性能质量更优越的炉料。目的是：

①将粉状料制成具有高温强度的块料；

②通过造块，改善铁矿石的冶金性能；

③除去某些有害杂质，回收有益元素达到综合利用资源和扩大铁矿石供应资源。

矿石 破碎 筛分富矿

贫矿

混匀 选矿

造块

通过造块，

（1）可以有效地利用铁矿资源；

（2）可提高生铁质量；

（3）有利于高炉强化冶炼，提高产量降低焦比。

铁矿粉造块的目的：

天然富矿→开采、处理过程中→富矿粉

贫矿富选→精矿粉造块处理

粉尘、烟尘→环保、回收

铁矿粉造块的方法：烧结法和球团法（人造富矿或熟料）

铁矿粉造块后→烧结矿和球团矿

人造富矿的优点：还原性好、强度合适、软熔温度较高、碱度高、有害杂质少。

19.现代高炉内型有哪几部分组成？写出各部分名称。

答：现代高炉炉型为圆断面五段式即：炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五部分组成。

20.根据物料存在形态的不同，可将高炉划分哪五个区域？各区域主要反应和特征是什么？答：根据物料存在形态的不同，可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣体聚集区。

或根据高炉冶炼中炉料的状态，高炉内可分为块状带/ 固相区、软熔带、滴落带、风口带/焦炭回旋区、炉缸区/渣铁聚集区5个区域。

各区内进行的主要反应及特征分别为：

?块状带：炉料中水分蒸发及受热分解，铁矿石还原，炉料与煤气热交换；焦炭与矿石层状交替分布，呈固体状态；以气固相反应为主。

?软熔带：炉料在该区域软化，在下部边界开始熔融滴落；主要进行直接还原反应，初渣形成。

?滴落带：滴落的液态渣铁与煤气及固体碳之间进行多种复杂的化学反应。

?回旋区：喷入的燃料与热风发生燃烧反应，产生高热煤气，是炉内温度最高的区域。

?渣铁聚集区：在渣铁层间的交界面及铁滴穿过渣层时发生渣金反应。

21.高炉附属系统包括哪些部分？

答：高炉炼铁生产非常复杂，除了高炉本体以外，高炉附属系统还包括：原料供料系统、送风系统、煤气净化除尘系统、渣铁处理系统、喷吹燃料系统。

22.高炉炼铁的还原剂有哪些？什么是直接还原和间接还原？

答：炼铁的还原剂主要有三种，即碳、一氧化碳和氢。

在高炉冶炼中，凡是以CO作为还原剂，生成CO2的还原反应称为间接还原。以H2为还原剂生成H2O的还原反应也归于间接还原。凡是用碳作还原剂还原铁氧化物，生成CO的还原反应称为直接还原。

23.铁氧化物从高级到还原为金属的逐级转化顺序？

答：Fe

2O

3

→Fe

3

O

4

→FeO→Fe

24.简要说明高炉造渣的作用？

答：高炉炉渣具有熔点低，密度小和不溶于生铁的特点，渣与铁能有效分离获得纯净的生铁，这是高炉造渣的基本作用。在冶炼过程中高炉渣应满足下列几方面的要求：

①与铁矿石中的脉石组成低熔点化合物，即炉渣，使渣铁良好分离；

②利于铁水脱S；炉渣具有脱硫的功能，

③可调整铁水成分；渣铁之间进行合金元素的还原起着控制生铁成分作用。

④确保高炉顺行；

⑤炉渣附着在炉墙上可形成渣皮，起保护炉衬的作用。在特定情况下也可起到清理炉衬的作用。

25.高炉炼铁的冶炼原理（了解）

高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风，喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。

高炉内的还原气体产生于风口前的燃料燃烧，这一过程产生了两大运动流：一个是上升的热煤气流，一个是下降的炉料流（铁矿石、焦炭、熔剂等）。高炉内的一切反应均发生于煤气和炉料的相向运动和相互作用之中。它包括炉料的加热、蒸发、挥发和分解；铁及其它元素的还原；炉料中非铁氧化物的熔化、造渣和生铁的脱硫；铁的渗碳及生铁的形成；炉料和煤气之间的热交换等等，是一系列物理化学反应过程的总和。

26.高炉强化冶炼包括哪些内容？我国高炉技术进步包括哪些方面？

答：高炉强化冶炼是指使高炉生产达到高产、优质、低耗的一系列技术措施，主要包括精料、高强度冶炼、高压操作、高风温、喷吹燃料、富氧鼓风等、先进的计算机控制（高炉操作自动化）等技术，促进了高炉生产的发展。

27.什么是非高炉炼铁工艺？主要方法和特点有哪些？

答：通常钢铁企业的炼铁工艺由焦化、烧结、高炉冶炼几个工序共同来完成。总的来看，铁矿资源蕴藏量极大，而炼焦用煤日渐短缺，传统的钢铁工业是严重的污染源。近十几年来，从根本上解决不用炼焦煤炼铁的非高炉炼铁得到了迅速的发展。

非高炉炼铁法主要包括直接还原和熔融还原两种方法。

1）非高炉炼铁工艺：是一种不用焦炭的非高炉炼铁方法，也称“非焦炼铁工艺”（除高炉炼铁以外的其他还原铁矿的方法），主要包括直接还原和熔融还原。

2）直接还原：是指在铁矿石熔化温度下把铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，一种不用焦炭的非高炉炼铁方法。其产品为海绵铁，主要用于电炉炼钢。直接还原炼铁方法已有30多种。直接还原铁：直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下还原的金属铁。按生产方法可分为煤基直接还原铁和气基直接还原铁；按用途可分为炼钢用直接还原铁和其它用直接还原铁；按产品形式可分为海绵铁（DRI）和压块铁（HBI）。

非高炉炼铁中直接还原法的主要产品是海绵体，其特点是：

?含碳量1％；?不含硅、锰等元素；

?保留了矿石中的脉石；?在显微镜下观察其形状如海绵。

3）熔融还原法：是指一切不用高炉冶炼液态生铁的非高炉炼铁法方法。

?熔融还原的方法种类繁多，曾先后提出过90余种，但只有少数通过了实验，进入半工业试验阶段。投入工业生产仅有COREX法。50年代为一步法。70年代为二步法：即将整个熔炼过程分成固态预还原和熔融态终还原两步，分别在两个容器中进行。预还原的装置多为流化床或竖炉（回转窑少），终还原装置有转炉型、竖炉型和电炉型3大类。至今COREX（KR）法以达到工业生产规模。

熔融还原铁：熔融还原铁是指用熔融还原法从铁矿石中还原出的液态金属铁。按生产方法可分为一步法产熔融还原铁和二步法产熔融还原铁；按用途可分为炼钢用熔融还原铁和其它用熔融还原铁。

熔融还原法生产生铁：熔融还原法是指不用高炉而在高温熔融状态下还原铁矿石的方法，其产品是成分与高炉铁水相近的液态铁水。开发熔融还原法的目的是取代或补充高炉法炼铁。与高炉法炼铁流程相比，熔融法炼铁有以下特点：

（l）燃料用煤而不用焦炭，可不建焦炉，减少污染。

（2）可用与高炉一样的块状含铁原料或直接用矿粉作原料。如用矿粉作原料，可不建烧结厂或球团厂。

（3）全用氧气而不用空气，氧气消耗量大。

（4）可生产出与高炉铁水成分、温度基本相同的铁水，供转炉炼钢。

（5）除生产铁水外，还产生大量的高热值煤气。

目前世界上熔融还原法很多，其中只有Corex法技术比较成熟并已形成工业生产规模，其它诸法仍在发展和工业化过程中。熔融还原法在我国尚未得到很大发展，目前处于实验室试验和半工业试验阶段。

28.简述炼钢的基本任务，采用的主要技术手段有哪些？

答：炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，调整温度和成分、浇注成合格的钢锭或钢坯。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），“一浇注”。采用的主要技术手段为：供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。浇注原则：高温慢注、低温快注。具体如下：

(1)脱碳：在高温熔融状态下进行氧化熔炼，把生铁中的碳氧化降低到所炼钢号规格范围

内，是炼钢过程的一项最主要任务。

(2)去磷和去硫。把生铁中的有害杂质磷和硫降低到所炼钢号规格范围内。

(3)去气和去非金属夹杂物。把熔炼过程中进入钢液中的有害气体（氢和氧）及非金属夹杂

物（氧化物、硫化物、硅酸盐）排除掉。

(4)脱氧与合金化。把氧化熔炼过程中生成对钢质有害的过量的氧从钢液中排除掉；同时加入

合金元素，将钢液中的各种合金元素的含量调整到锁链钢号规格范围内。

(5)调温。按照熔炼工艺的需要，适时地提高和调整钢液温度到出钢温度。

(6)浇注。把熔炼号的合格钢液浇注成一定尺寸和形状的钢锭或连铸坯，以便下一步轧制成

钢材，包括钢锭或连续铸钢。

29.炼钢用原材料有哪些？

答：炼钢原料分为金属料和非金属料。

金属料：铁水、废钢、合金钢/铁合金

非金属料:：造渣材料（石灰、萤石、白云石、合成造渣剂等）

冷却剂(废钢、生铁块、铁矿石和氧化铁皮、石灰石等)

增碳剂和燃料（焦炭、石墨、煤块、重油）

氧化剂（氧气、铁矿石、氧化铁皮）

30.炼钢过程的主要反应有哪些？（详见参考书）

答：硅、锰的氧化和还原反应、脱碳反应、脱磷反应、脱硫反应、脱氧反应。

31.脱碳反应对炼钢过程有何作用？

答：炼钢熔池中脱碳反应基本形式为：[C]＋[O]＝CO↑和[C]＋(FeO)＝[Fe]＋CO↑。

①脱碳，将熔池中的碳氧化脱除至所炼钢种的终点要求；②放热升温，加速传质传热；③均匀熔池成分、温度；④加大钢－渣界面，加速物化反应的进行，也有利于熔渣的形成；⑤去气去夹杂。

32.脱磷反应式及有利条件？

答：2[P]+5(FeO)+3(CaO)=3CaO.P2O5+5[Fe]

或2[P]+5(FeO)+4(CaO)=4CaO.P2O5+5[Fe]

脱磷的有利条件：高碱度、高氧化铁含量（氧化性）、良好流动性熔渣、充分的熔池搅动、适当的温度和大渣量。

33.脱硫的有利条件？

答：高碱度、低氧化铁含量（还原性）、良好流动性熔渣、充分的熔池搅动、高温和大渣量。

34.氧对钢材质量有什么影响（了解）？常用的脱氧方法有哪些？

答：（1）氧对钢材性能的影响：

1）在室温下，钢中氧含量的增加使钢的延伸率显著降低。

2）在较低温度和氧含量极低时，钢的强度和塑性均随氧含量的增加而急剧降低。

3）随氧含量的增加，钢的抗冲击性能下降，脆性转变温度很快升高。

4）氧在钢中与其它元素形成氧化物夹杂，对钢的塑性、韧性和疲劳强度均有不利的影响。5）当FeO与其它夹杂形成低熔点的复合化合物而聚集在晶界上时，也可能造成钢的热脆。（2）炼钢常用脱氧的方法及特点：

根据脱氧反应发生的地点不同，脱氧方法分为沉淀脱氧﹑扩散脱氧和真空脱氧。

35.钢中脱氧的任务包括哪些？常用的脱氧剂？

答：（1）根据具体的钢种，将钢中的氧含量降低到所需的水平，以保证钢水在凝固时得到合理的凝固组织结构；（2）使成品钢中非金属夹杂物含量最少，分布合适，形态适宜，以保证钢的各项性能指标；（3）得到细晶结构组织。

常用的脱氧剂有Al，Fe-Mn，Fe-Si，Mn-Si，Ca-Si等合金。

36.什么是铁水预处理？铁水预处理的种类有哪些？

答：铁水预处理是指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。

或铁水预处理指铁水在兑入炼钢炉之前，为除去某种有害成分( 如S、P、Si等)或提取/回收某种有益成分(如V、Nb 等)的处理过程。或铁水在兑入转炉之前进行的脱硫、脱磷或脱硅操作。或铁水兑入转炉之前，为脱硫或脱硅、脱磷而进行的处理过程。

37.铁水预处理目的及意义（了解）？

答：铁水预处理主要是预脱硫。通常高炉铁水含硫在0.03%-0.07%，而钢水的硫含量一般小于0.025%，有些钢种的硫要求控制在0.005%以下。铁水预处理的任务就是将铁水进转炉前的硫含量降低到0.005%-0.010%，以减轻炼钢脱硫负担。钢厂目前主要采用喷吹钝化石灰和钝化镁粉脱硫工艺。

铁水预处理分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理两类。

普通铁水预处理技术包括铁水脱硫和铁水“三脱”(脱硅、脱硫、脱磷)两大类技术，是近十年来国外逐渐发展成熟的经济、高效和清洁的钢铁生产工艺。

其目的主要是使其中硫、硅、磷含量降低到所要求范围，以简化炼钢过程，提高钢的质量。?有效提高铁水质量；

?减轻炼钢负担；

?为优化炼钢工艺，提高钢材质量创造良好条件；

?对特殊铁水预处理而言，可有效回收利用有益元素，实现综合利用。

38.铁水预处理优点（了解）？

答：?铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。

?铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱至较低的水平。

?铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。

?铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。

?铁水脱硫的费用低。

?可以提高高炉炼铁和转炉炼钢的生产能力。

铁水预脱硫优点（铁水脱硫条件比钢水脱硫优越的主要原因（了解））？

答：用优质铁水炼钢，是提高产品质量、扩大品种、增加效益和增强产品市场竞争力的重要条件之一，也是生产低硫洁净钢的基础。铁水炉外脱硫有利于提高炼铁、炼钢技术经济指标。通过比较各种脱硫工艺，铁水脱硫预处理工艺有如下优点：

?铁水中[C]、[Si]较高，fs↑，提高硫的反应能力；

?铁水中[O]较低，提高渣铁之间的硫分配比（Ls↑），脱硫效率高；

?搅拌充分，脱硫剂利用率高，脱硫速度快；

?铁水脱硫可提高炼铁炼钢的生产能力、节约工序能源、降低成本。

?故铁水脱硫费用费用比其他工序低。

39.常用铁水脱硫剂和脱硫方法？

答：铁水脱硫剂：电石粉、石灰粉、金属镁和苏打粉。

目前生产中主要应用的铁水脱硫方法有：KR搅拌法和喷吹法。

40.氧气顶吹转炉设备包括哪几部分？

答：除转炉外还包括供氧、供料、废气处理及回收系统等附属系统。

41.氧气转炉炼钢操作制度？

答：装入制度、供氧制度、造渣制度、温度制度、终点控制和出钢、脱氧与合金化。

42.简述氧气顶吹转炉一炉钢的冶炼过程（了解）。

答：1）顶吹转炉冶炼一炉钢操作过程主要由以下六步组成：

①上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理；

②倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；

③降枪开吹，同时加入第一批渣料,一般相当于全炉渣料总量的2／3；

④在开吹后4～6min，第1批渣料熔化好，再加入第2批渣料，相当于全炉渣料

总加入量的1／3。

⑤当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时．即停吹，倒炉取样，测温，取样快

速分析[C]、［S］、［P］的含量，并确定补吹时间或出钢，当温度和成分

符合要求时，就出钢（转炉出钢时间为2～6min，采用红包出钢和挡渣出钢法）。

当钢水流出总量的四分之一时，向钢包中加脱氧剂（将计算好的合金加入钢包

中），进行脱氧和合金化。

⑥溅渣护炉，由此一炉钢冶炼完毕。

43.传统的氧化法电炉炼钢冶炼工艺操作过程包括哪几个阶段？其中哪三个阶段为老三期？老三期每个期的任务是什么？

答：传统的氧化法冶炼工艺操作过程包括：补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期与出钢六个阶段组成。主要由熔化期、氧化期、还原期三期组成，俗称老三期。

1）熔化期的主要任务：将块状的固体炉料快速熔化、并加热到氧化温度；提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。

2）氧化期的主要任务：造渣脱磷到要求；脱碳至规格下限；去气、去夹杂；提高钢液温度。3）还原期的主要任务：脱氧至要求；脱硫至一定值；调整钢液成分，进行合金化；调整钢液温度。

44.现代电弧炉炼钢工艺的主要特点（了解）？

答：①工艺优化：随着冶金技术的不断发展，电弧炉炼钢法逐步由电炉独立冶炼发展成电弧炉－炉外精炼双联的两步炼钢工艺，由熔氧期取代了“老三期”，即在电弧炉内完成熔化、氧化甚至只完成熔化、升温任务，然后将初炼钢液倒入精炼炉内，由精炼炉完成脱氧、脱硫及合金化等任务，使电炉炼钢工艺变成废钢预热—UHP电炉—炉外精炼配合连铸或连轧高效节能的短流程”。

②功能分化：在现代生产流程中，电弧炉除向大型化、超高功率化、机械化、自动化及计算机过程控制化发展外；其冶金功能也逐步分化，由炉内向炉外转移即电弧炉主要作为熔化废钢及脱磷的初炼炉，其他精炼工作由精炼设备来完成，而熔化废钢的部分工作由废钢预热装置及吹氧和氧燃烧嘴等“间接能源”承担，即增加除电能以外的其他能源及利用电弧炉废气余热加快废钢的熔化。

45.现代电炉炼钢采用哪些新技术？（至少记住5种新技术）

答：相关技术（以下这些技术装备已成为现代电弧炉的最基本配置）①超高功率技术（高

变压器容量、已高达1100KV·A/t）；②长弧泡沫渣操作技术；③水冷炉壁（盖）；④强化用

氧和氧燃烧嘴技术（总耗氧量＞30Nm3/t）；④偏心底出钢技术（EBT）；⑤炉外精炼技术；

⑦废钢预热技术；⑧电极水冷技术；⑨吹氧喷碳技术；⑩喷补机械等；⑾直流电弧炉。

46.什么是炉外精炼？

答：按传统工艺，将常规炼钢炉中完成的精炼任务部分或全部地转移到钢包或其它容器中进行。或是对炼钢炉的钢水在钢包或专用容器中进行再次精炼，又称“二次精炼”。

或将转炉、电炉初炼过的钢液转移到另一容器中进行精炼的炼钢过程，称“二次炼钢”，又称“二次精炼”。

47.炉外精炼的主要目的？主要解决哪些问题（了解）？

答：钢水二次精炼主要目的：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。

主要解决的问题：在真空、惰性气氛或可控气氛的条件下进行深脱碳、脱硫、脱氧、除气、调整成分（微合金化）和调整温度并使其均匀化，去除夹杂物，改变夹杂物形态和组成等。可完成的主要任务：?钢水成分和温度的均匀化；?精确控制钢水成分和温度；?脱氧、

脱硫、脱磷、脱碳；?去除钢中气体（氢、氮）；?去除夹杂物和夹杂物形态控制。

主要功能：脱氧、脱硫、脱气、加热、脱碳、合金微调等。

48.炉外精炼的主要手段有哪些（掌握）？其作用是什么（了解）？

答：所采用的基本手段有：渣洗、搅拌、真空、加热、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。

1）渣洗：获得洁净钢并能适当进行脱氧、脱硫的最简便的精炼手段。将事先配好(可在专门炼渣炉中熔炼)的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，使钢液与合成渣充分混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。

2）搅拌：通过搅拌扩大反应界面，加速反应过程，提高反应速度。搅拌方法主要有：吹氩搅拌、电磁搅拌。

对反应容器中的钢液进行搅拌，是炉外精炼的最基本、最重要的手段。它采取某种措施给钢液提供动能，促使钢液在精炼反应器中对流运动。钢液搅拌可改善冶金反应动力学条件，强化反应体系的传质和传热，加速冶金反应，均匀钢液成分和温度，有利于夹杂物聚合长大和上浮排除。

3）真空：将钢水置于真空室内，由于真空作用使反应向生成气相方向移动，达到脱气、脱氧、脱碳等的目的。常用的真空装置主要有VD 、RH等。

当冶金反应生成物为气体时，通过减小反应体系的压力即抽真空，可以使反应的平衡向着生成气态物质的方向移动。因此，在真空下，钢液将进一步脱气、脱碳及脱氧。采用专门的真空装置，将钢液置于真空环境中精炼，可以降低钢中气体、碳及氧含量。

4）加热：调节钢水温度的一项重要手段，使炼钢与连铸更好地衔接。加热方法主要有：电弧加热，化学热法。

钢液在进行炉外精炼时，由于有热量损失，造成温度下降。若炉外精炼方法具有加热升温功能，可避免高温出钢和保证钢液正常浇注，增加炉外精炼工艺的灵活性，精炼剂用量，钢液处理最终温度和处理时间均可自由选择，以获得最佳的精炼效果。

5）喷吹：用气体作载体将反应剂加入金属液内的一种手段。喷吹的冶金功能取决于精炼剂的种类，它能完成不同程度的脱硫、脱氧、合金化和控制夹杂物形态等精炼任务。

49.写出5种以上常用炉外精炼方法。

答：钢水炉外精炼的方法很多，大约有近30种。为实现炉外精炼任务，可采用钢包吹氩、真空处理、吹氧、加热和喷粉、喂丝等手段。根据不同的精炼目的，选择一种或几种精炼手段组合的精炼方法。

?在常压下精炼钢水的方法：

?带浸入罩吹氩微调成分与化学升温（CAS或CAS-OB）

?喂丝法（WF法）

?喷粉法（TN法和SL法）

?钢包吹Ar埋弧精炼法（LF法）

?氩氧脱碳精炼法（AOD）

?以钢液真空脱气为主的精炼方法：

?钢水循环真空脱气法（RH法）

?钢包提升真空脱气法（DH法）

?钢包真空吹氩法（VD）

?以真空吹氧脱碳、脱气为主的精炼方法：

?真空吹氧脱碳法（VOD）

?真空循环脱气吹氧法(RH-KTB法)

50.什么是连续铸钢？其与模铸相比有何优越性？

答：连续铸钢：把钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和尺寸规格铸坯的生产工艺过程。连续铸钢的优越性：

1）简化了工序，缩短了流程。连铸既可节省模铸法的一整套设备、初轧机和均热炉，又可节约大量耐火材料、燃料、动力和人力。

2）提高了金属收得率。连铸坯的切头率比钢锭少得多可提高成材率10%-15%.

3）降低了能源消耗。可节能约70%，可节省基建投资约30%可降低成本约10%-25%。

4）生产过程机械化、自动化程度高。可以简化车间布置，改善操作条件和工作环境，提高劳动生产率，为实现炼钢和轧钢生产自动化、连续化创造条件。

5）提高质量，扩大品种。连铸坯组织致密，夹杂少，质量好。

51.以弧形连铸机为例，简述浇注一炉钢的工艺过程（了解）。

答：1）从炼钢炉出来的钢液注入到钢包内，经二次精炼处理后被运到连铸机上方的钢包回转台，钢液通过钢包底部的水口再注入到中间包内。中间包水口的位置被预先调好以对准下面的结晶器。打开中间包塞棒（或滑动水口）后，钢液流入下口由引锭杆头（结晶器的假底）封堵的水冷结晶器内。在结晶器内，钢液沿其周边逐渐冷凝成坯壳。当结晶器下端出口处坯壳有一定厚度时，同时启动拉坯机和结晶器振动装置，使带有液芯的铸坯进入由若干夹辊组成的弧形导向段。铸坯在此一边下行，一边经受二次冷却区中许多按一定规律布置的喷嘴喷出雾化水的强制冷却，继续凝固。在引锭杆出拉坯矫直机后，将其与铸坯脱开（脱引锭装置）。待铸坯被矫直且完全凝固后，由切割装置将其切成定尺铸坯，去毛刺、打号；最后由出坯装置将定尺铸坯运到指定地点。随着钢液的不断注入，铸坯不断向下伸长，并被切割运走，形成了连续浇注的全过程。

52.连铸机有哪几种类型？以弧形连铸机为例，说明连铸机主要组成部分及各自的作用。

答：立式连铸机、立弯式连铸机、弧型连铸机、椭圆连铸机、水平连铸机。

连铸机的设备组成：

以弧形连铸机为例，它是由下列几个主要部分组成：

浇铸（注）设备（钢包及钢包回转台）；中间包及中间包车；结晶器及其振动装置；二次冷却和铸坯导向装置（二冷区扇形段）；拉坯矫直装置；引锭杆系统设备（引锭杆、脱锭及引锭杆存放装置）；铸坯切割区域装置（火焰切割装置与机械剪切机）、运输辊道及出坯装置（输送设备的机电液一体化）等构成。

连铸机主要设备组成及作用如下：

钢包及钢包回转台、中间包及中间包车；结晶器及其振动装置；二次冷却和铸坯导向装置；

拉坯矫直装置；引锭杆系统设备；铸坯切割区域装置等。

钢包回转台：迅速、准确更换钢包，且可实现多炉连浇、多功能操作。

中间包作用：稳定钢流，减少钢流的静压力和对结晶器中坯壳的冲刷；均匀钢水温度，促进非金属夹杂物上浮去除；多流连铸机由中间包对钢水进行分流；多炉连浇换包时起缓冲衔接作用。

结晶器作用：使钢水在结晶器内形成所需的断面形状，并凝固成一定厚度和强度的均匀坯壳。是用来对钢水进行初步冷却，形成具有一定厚度、形状的坯壳的冷却装置。

二冷段（扇形段）作用：为喷水迅速冷却铸坯，并支持和导向铸坯，使其能顺利出坯。

拉矫机作用：控制拉速，将铸坯拉出结晶器；对铸坯进行表面平整矫直。

切割装置：按定尺切割铸坯。

引锭杆作用：浇注开始时堵住结晶器的下口，钢水凝固后，坯头与引锭头凝结在一起，通过拉矫机将铸坯从结晶器中引出。