第三章 转炉炼钢工定级试题

第三章转炉炼钢工定级试题

一、判断题

1、炼钢主要金属原料是指铁水、废钢、石灰。X

2、入炉铁皮除成分和粒度要求外，应干燥、清洁、无油污。√

3、冶金石灰的主要化学成分是碳酸钙（CaCO3）。X

4、萤石化渣作用快，且不降低炉渣碱度，不影响炉龄。X

5、生白云石的主要化学成分是碳酸钙（CaCO3）和碳酸镁（MgCO3）。√

6、铁和钢都是铁碳合金，一般称碳含量大于2.00%叫铁，碳含量小于或等于2.00%的叫钢。√

7、转炉炼钢主要是氧化反应。√

8、转炉前期氧化主要是硅、锰、碳的氧化。X

9、吹炼过程枪位控制的基本原则是化好渣、快脱碳，与炉温状况无关。X

10、装入量过大会造成喷溅增加、化渣困难、炉帽寿命缩短。√

11、氧气流股喷出氧枪喷头后，压力吁愈来愈小，气流速度也愈来愈小。√

12、磷的氧化反应是放热反应，低温有利于磷的氧化。√

13、单渣法是开吹时一次将造渣剂加入炉内的方法。X

14、出钢合金化中锰的回收率大于硅的回收率。X

15、转炉炼钢脱碳反应的重要意义仅在于把铁水碳降到所炼钢种的要求范围。X

16、钢水温度过高，气体在钢中的溶解度就过大，对钢的质量影响也很大。√

17、炉渣的化学性质是指炉渣碱度。X

18、硫在钢中是一种有害元素，硫使钢在热加工时产生热脆，降低钢的机械性能、焊接性能，还破坏钢的切削性能。X

19、转炉吹炼过程就是氧枪吹入的氧气直接与金属液中碳、硅、锰和磷等化学元素发生氧化反应的过程。X

20、向钢水中加入合金后，钢水的凝固点就升高；加入的合金愈多，凝固点就愈高。X

21、终点前降枪操作的目的主要是提温。X

22、在碱性氧气转炉冶炼过程中，铁水中硅的氧化产物二氧化硅（SiO2）在渣中的稳定性比锰的氧化产物氧化锰（MnO）差。√

23、氧枪喷头氧气出口的马赫数是指氧气出口速度与音速之比。√

24、转炉补炉料配加沥青的作用是，沥青经烧结可形成碳素骨架，有利于炉料和炉衬粘结。√

25、转炉炉壳通常是用普通钢板焊接成的。X

26、炉内残存有高氧化亚铁（FeO）液态渣时，进行兑铁会产生喷溅事故。√

27、活性石灰特点是氧化钙（CaO）含量高、气孔率高、活性度小于300ml。X

28、炉渣的来源是由石灰、白云石和萤石等造渣材料熔化组合而成。X

29、合金化加入顺序：合金化的合金元素先加，脱氧用的合金元素后加。X

30、铁水中硅含量过高，会使石灰加入过多，渣量大，对去磷无影响。X

31、双渣法是指吹炼过程中倒出或扒出部分炉渣，再重新加石灰造渣。√

32、氧化钙（CaO）和硫化铁(FeS)起化学反应生成硫化钙（CaS）和氧化亚铁（FeO），该反应是放热反应。X

33、炉容比是指金属装入量与有效容积之比。X

34、马赫数就是气流速度与当地温度条件下的音速之比。√

35、合理的供氧制度主要根据：炉子容量、铁水成分、冶炼的钢种等方面统筹确定。√

36、顶底复合吹炼使钢中氧、渣中氧化亚铁（FeO）降低，而钢中碳不降低。X

37、高碱度、大渣量、高温、高氧化亚铁（FeO）有利去磷。X

38、转炉炼钢影响炉渣的氧化性是枪位和脱碳速度及氧压，而与熔池温度无关。X

39、转炉公称容量是指该炉子设计平均每炉出钢量。√

40、转炉炼钢供氧强度是指单位时间内每吨金属装入量消耗的氧气量。√

41、普通碳素结构钢中，含碳量高的钢熔点比碳含量低的钢熔点要高。X

42、出钢时钢包“回磷”的主要原因是碱度降低，而Σ氧化亚铁（FeO）降低的影响要小些。X

43、转炉日历利用系数是指每座炉子每天（24小时）生产的合格钢水量。X

44、经济炉龄既为最佳炉龄，也就是要获得最好的生产率和最低的成本。√

45、真空脱氧原理是在真空条件下，打破碳、氧反应平衡即有利于生成二氧化碳（CO2）达到脱氧目的。X

46、连铸对钢水质量的主要要求是出钢时间和出钢量。X

47、铁水“三脱”是指脱硅、脱锰、脱碳。X

48、钢包吹氩搅拌钢水的目的主要是提高钢水温度。X

49、泡沫渣形成的主要原因是炉渣温度高。X

50、炉渣中的氧能向金属熔池传递的原因是金属中氧化亚铁（FeO）氧的分压大于炉渣氧化亚铁（FeO）的分压。X

二、单选

1、石灰的主要成分为（ A ）。

A CaO

B CaCO3

C CaC2

2、为了驱除钢中的硫、磷有害杂质，需在熔炼过程中加入一定量的（ C ）。

A 白云石

B 矿石

C 石灰

3、将焙烧温度过低或焙烧时间过短，含有过多未分解CaCO3的石灰称为（B ）石灰。

A 过烧

B 生烧

C 普通

4、为了驱除钢中的硫、磷有害杂质，需在熔（ C ）。

A 白云石

B 矿石

C 石灰

5、采用高质量的活性石灰，对脱硫、脱磷反应有（ A ）。

A 有利

B 无影响

C 有害

6、将脱氧剂直接加入钢液的脱氧方法叫（ C ）。

A 扩散脱氧

B 真空脱氧

C 沉淀脱氧

7、合金化加入顺序为（ B ）。

A 合金化的合金元素先加，脱氧用的合金元素后加

B 脱氧用的合金元素先加，合金化的合金元素后加

C 合金化和脱氧用的合金同时加

8、氧气顶吹转炉的炉衬由（ A ）耐火材料砌成。

A 碱性

B 酸性

C 中性

9、转炉炉气的主要成分是（ A ）。

A CO

B H2 、N2

C O2、H2S

10、沸腾钢与镇静钢区别是（ A ）。

A 脱氧程度不同

B 脱氧工艺不同

C 脱氧剂不同

11、三种不同的冶炼方法，生产效率最低的是（ B ）

A 电炉

B 平炉

C 转炉

12、钢是一种铁碳合金，钢中的C含量（ B ）。

A 大于2%

B 小于2%

C 介于2%~4%之间

13、硅砖属（ C ）耐火砖。

A 中性

B 碱性

C 酸性

14、硅铁合金的主要成分为（ C ）。

A Mn、Fe

B Si、Mn

C Si、Fe、Mn

15、转炉炼钢用的钢铁原料是指（ B ）。

A 铁水、石灰

B 铁水、废钢

C 铁水、铁合金

16、连铸操作中盛钢桶采用吹氩的长水口保护浇注的主要作用是( ③) 。

①减少钢流温度损失②使中间包钢水温度、成分均匀

③防止钢水二次氧化

17、钢液在浇注过程中结晶凝固成钢坯是（③）进行的。

①从高温到低温同时②钢液冷却到结晶温度才开始

③钢液冷却到结晶温度以下一定的温度才开始

18、现代化转炉炼钢厂设置铁水预处理方法的原则是( ③) 。

①根据铁水工艺条件确定的②根据转炉工艺条件和最佳效果因素确定的

③根据铁水条件、产品大纲和最佳效益因素确定的

19、石灰石生产成石灰化学反应式为（②）。

①Ca(OH)2 CaO+H2O(蒸气) ②CaCO3 CaO+CO2

③CaCO3+C CaO+2CO

20、转炉炼钢的主要金属料是指（③）。

①铁水、氧化铁皮、矿石②铁水、铁合金、脱氧剂③铁水、废钢

21、转炉装入铁水废钢比是根据（②）。

①废钢资源多少确定的②是根据废钢资源和吹炼热平衡条件确定的

③是根据铁水废钢市场价确定的

22、氧气顶吹转炉氧枪枪位是指（③）。

①氧枪喷头端部至转炉底间的距离②氧枪喷头端部至转炉熔池渣面间的距离

③氧枪喷头端部至转炉熔池金属液面间距离

23、一般情况下，脱磷主要在冶炼（①）进行。

①前期②中期③后期

24、炉渣中（③）含量对脱硫有利。

①二氧化硅（SiO2）②三氧化二铝（Al2O3）、五氧化二磷（P2O5）、氧化镁（MgO）

③氧化钙（CaO）、氧化锰（MnO）

25、在转炉吹炼中，造成炉渣“返干”现象的主要原因是（③）。

①渣料量大②供氧量大于碳氧反应所耗氧量③供氧量小于碳氧反应所耗氧量

26、碳能够提高钢的（③）性能。

①焊接②耐蚀③强度

27、在合金化过程中钢中锰、硅增加时钢液的粘度会（①）。

①降低②无影响③不变

28、钢水在钢包内吹入氩气时，能使钢水氮含量（①）。

①降低②增加③不变

29、钢中铝元素对钢性能影响是（②）。

①粗化晶粒，降低塑性，增加强度②细化晶粒，改善韧性③降低抗腐蚀性

30、当转炉终点钢水碳低、温低应该（③）补吹提温，以避免钢水过氧化。

①加造渣剂②降低枪位③向炉内加入适量提温剂

31、氧枪喷头的马赫数为M，氧气流速为V，音速为а，马赫数表示为（①）。

①M=V/а②M=а/ V ③M=V.а

32、钢铁料单耗是指（③）。

①铁水加废钢加合金的吨钢消耗②铁水加废钢加铁矿石的吨钢消耗

③铁水加废钢的吨钢消耗

33、氧枪喷头端部被侵蚀的主要原因是（③）。

①枪位正常但炉内温度高②氧枪在炉内泡沫渣中吹炼时间长

③喷头端部粘钢，降低喷头熔点

34、转炉炉口工作层砌筑镁碳砖与砌筑焦油白云石砖相比其主要优点是（③）。

①镁碳砖耐高温，保温性好，易于砌筑②镁碳砖强度高，耐高温，高温膨胀率小

③镁碳砖耐侵蚀，高温膨胀率大

35、全连铸的大型转炉炼钢厂转炉装入量应该是（③）。

①分阶段定量装入②定深装入③定量装入

36、石灰石的化学分子表达式是（②）。

①氢氧化钙Ca（OH）2 ②碳酸钙（CaCO3）③碳酸镁（MgCO3）

37、转炉脱碳速度与渣中氧化亚铁含量的关系是（①）。

①脱碳速度快则氧化亚铁愈低②渣中氧化亚铁含量愈低则脱碳速度愈低

③脱碳速度与渣中氧化亚铁含量无关

38、炼钢中硅和氧的化学反应是（①）。

①放热反应②吸热反应③不吸热也不放热

39、复吹转炉的底吹供气量，当冶炼中期（②）时，可以减轻中期炉渣返干现象。

①比前期大②比前期小③与前期相同

40、钢中内在夹杂的主要来源是（②）。

①炉衬及钢包耐材侵蚀②冶炼过程元素被氧化及脱氧形成氧化物

③炉料内在夹杂

41、在吹炼枪位、终点碳和温度相同条件下，一般顶吹转炉（②）。

①与复吹转炉渣中总的氧化亚铁Е（FeO）相当

②比复吹转炉渣中总的氧化亚铁Е（FeO）高

③比复吹转炉渣中总的氧化亚铁Е（FeO）低

42、在条件相同情况下复吹转炉的枪位控制一般（③）。

①比顶吹转炉低②与顶吹转炉相同③比顶吹转炉稍高

43、钢液的二次氧化，将使钢中有害气体氮、氧增加，使钢液粘度（②）。

①降低②增加③保持不变

44、现代炼钢中应用最广泛的脱氧方法是（③）。

①扩散脱氧②真空脱氧③沉淀脱氧

45、冶炼终点将氧枪适当降低的主要目的是（②）。

①降低钢水温度②均匀钢水成分、温度③防止喷溅和钢水过氧化

46、为了减少钢包回磷，出钢下渣量应该（②）。

①增加②控制到最少③不作控制

47、转炉吹损的主要部分是（②）。

①机械吹损②化学吹损③烟尘及炉渣中铁球损失

48、镇静钢和沸腾钢的主要区别在于（③）。

①脱氧工艺不同②脱氧剂用法不同③脱氧程度不同

49、转炉吹损的主要部分是（②）。

①机械吹损②化学吹损③烟尘及炉渣中铁球损失

50、我国目前转炉煤气回收关键设备之一是R—D阀，R—D阀的作用是（③）。

①控制烟气流量②控制除尘冷却水流量③调节烟气流量，控制炉口微压差

51、我国中、大型转炉对烟气净化的处理采用（②）工艺。

①干湿法②全湿法③全干法

52、炼钢厂中设置混铁炉的主要作用贮存铁水，（②）。

①使铁水保温、升温②使铁水保温和均匀成分③使铁水升温和成分均匀化

53、铁水预处理“三脱”是指（③）。

①脱硫、脱锰、脱磷②脱硫、脱碳、脱磷③脱硫、脱硅、脱磷

54、煤气中最易中毒的是（②）。

①高炉煤气②转炉煤气③焦炉煤

55、石灰石生产成石灰的化学反应式为（②）。

①Ca(OH)2→CaO+H2O(g) ②CaCO3→CaO+CO2(g)

③CaCO3+C→CaO+2CO(g)

、转炉炼钢的主要金属料是指铁水、废钢。

19、转炉装入铁水废钢比是根据废钢资源和吹炼热平衡条件确定的。

20、氧气顶吹转炉氧枪枪位是指氧枪喷头端部至转炉熔池金属液面间的距离。

21、一般情况下，脱磷主要在冶炼前期进行。

22、炉渣中氧化钙（CaO）、氧化锰（MnO）含量对脱硫有利。

23、在转炉吹炼中，造成炉渣“返干”现象的主要原因是供氧量小于碳氧反应所耗氧量。

24、转炉底吹供气砖侵蚀速度与供气量有关，因为供气量大钢水搅拌加快，钢水对供气砖冲刷快。

25、碳能够提高钢的强度性能。

26、在合金化过程中钢中锰、硅增加时钢液的粘度会降低。

27、钢水在盛钢桶内吹入氩气时，能使钢水氮含量降低。

28、钢中铝元素对钢性能影响是细化晶粒，改善韧性。

29、当转炉终点钢水碳底、温底应该向炉内加入适量提温剂补吹提温，以避免钢水过氧化。

30、氧枪喷头的马赫数为M，氧气流速为V，音速为a，马赫数表示为：V/a 。

、产生氧枪粘钢的原因是化渣不良出现金属喷溅。

47、经济炉龄是指炉子生产率高、综合成本低的生产炉役。

48、钢包吹氩搅拌目的是均匀钢水温度，均匀钢水成分，促进夹杂上浮。

四、计算

1、根据锰平衡计算转炉渣量。（小数点后保留二位数）

已知：（1）铁水23吨，含锰0.20%

（2）散状料带入锰忽略不计

（3）废钢5吨，含锰0.45%

（4）钢水量为25吨，残锰0.10%

（5）终点炉渣含氧化锰1.20%

解：锰的投入=铁水带锰+废钢带锰=23*1000*0.20%+5*1000*0.45%=68.5（kg）锰的产出=钢水带锰+炉渣带锰=25*1000*0.10%+渣量（x）*1000*1.20%=25+12x

根据投入=产出计算方法，则

68.5=25+12x x=（68.5-25）/12=3.63（t）

答：略

2、已知：炉渣量（Q渣）为7t，炉渣要求含氧化镁（MgO要求%）为9%，炉衬侵蚀使渣中含氧化镁（Mg0白云石%）为18%，计算每炉白云石加入量（Q白云石公斤）。（公斤保留到整数位）

解：Q白云石=（MgO要求%-MgO原渣）*Q渣/MgO白云石=9%-2%*7*1000/18%=2722（kg）

答：略

3、计算Q195钢的液相线温度（△T）

已知在钢液中，元素百分含量（R）：碳0.11%，硅0.21%，锰0.42%，磷0.02%，硫0.03%，铜0.06%，其余成分不计。各元素含1%对钢液凝固影响值（P）为：碳90，硅6.2，锰1.7，磷28，硫40，铜2.6；纯铁凝固点为1539℃。（保留到整数位）

解：△T=1539-Σ(R*P) =1539-0.11*90-0.21*6.2-0.42*1.7-0.02*28-0.03*40-0.06* 2.6=1525(℃)

答：略

五、简答

1、氧气转炉为什么要采取复合吹炼。

答：顶吹转炉熔池钢水搅拌主要依靠碳氧反应生成一氧化碳。其次才是氧气射流冲击。因此，开吹后冶炼前期和后期，特别低碳钢种、碳氧反应减弱，使搅拌力大减，这样就出现钢液成分、温度、氧化性不均匀。与此相反底吹氧气转炉熔池搅拌不成问题，但炉渣氧化性弱极不易去磷。人们发现氧气转炉采用复合吹炼既能保持顶吹和底吹转炉的吹炼优点，又能克服顶吹和底吹的冶炼过程中的缺点。

2、确定合理的供氧制度的主要依据是什么？

答：合理的供氧制度主要依据炉子容量、铁水成分、冶炼的钢种等方面统筹确定。

3、简述碱性转炉冶炼过程中，锰是怎样氧化和还原的？

答：在实际冶炼过程中，锰在熔炼初期被氧化，生成氧化锰，在金属和熔渣两相间达到平衡。在碱性转炉熔炼过程中，温度升高，以及由于碳的氧化而降低钢中氧含量，这时，锰的氧化反应平衡被破坏，从而使锰的氧化反应转变为锰还原反应。

4、喷头损坏的机理如何？怎样才能提高喷头寿命？

答：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，表面晶粒受热长大，同时，喷头频繁激冷激热，在热应力作用下表面产生龟裂，易发生端部渗水。另外，三孔（或三孔以上）喷头中心由于周围高流速氧气而产生负压，当金属喷溅易使喷头中心及周围粘钢，这不但严重影响喷头导热性能，而且降低喷头熔点，从而使喷头端面一层层剥落，以至损坏。提高喷头寿命途径：（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，顶吹氧枪位置适当加高。（4）采用中心铸造水冷喷头。

5、复合脱氧剂的优点？

答：复合脱氧剂能改变夹杂物的形态和分布，改善钢的性能。由于脱氧产物颗粒大，有利

于夹杂物上浮，减轻或消除浇钢过程中堵塞水口产生，并能取得良好的经济效益。

6、提高炉龄的措施？

答：（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。

7、简述氧枪垂直布置的升降装置。

答：氧枪升降装置包括：氧枪、氧枪升降小车、导轨、平衡锤、卷扬机、横移装置、钢绳及滑轮系统、氧枪高度指示标尺等组成。氧枪应有合适的升降速度，氧枪进入炉口速度慢，出炉口速度快，为保证安全生产，氧枪升降备有安全连锁装置。

8、什么叫活性石灰？为什么要使用活性石灰？

答：活性石灰是在920--1200℃内焙烧成的石灰。其特点是气孔率高，体积密度小，反应界面大，易熔解。在冶炼初期，活性石灰表面不易沉积硅酸二钙，能较快一定碱度渣，对去除鳞、硫都有好处。因为活性石灰活度在300毫升以上，可降低石灰单耗，减少萤石用量，去磷率提高10%左右，由于渣量减少，吹炼平稳，使金属收得率提高1.1%左右。9、简述炼钢选用原材料的原则。

答：国内外大量生产证明：贯彻精料方针是实现转炉炼钢过程自动化和提高各项技术指标的重要途径。原材料主要有：铁水、废钢、造渣材料、铁合金和氧气等。合理的选用原材料是根据冶炼钢种、操作工艺及装备水平使之达到低的投入，高质量产出的原则。

10、吹炼中期炉渣特点及矿物组成？

答：吹炼中期，炉内碳氧反应激烈，炉渣容易出现“返干”，其特点：碱度高，氧化亚铁含量低。炉渣矿物组成是：主相为硅酸二钙和硅酸三钙，当石灰加入量大时，有较多游离的氧化钙。碱度越高，硅酸三钙量越大，游离氧化钙越多，这对冶炼不利。

11、分析冶炼终点硫高的原因及处理措施。

答：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]反应脱一部分硫；（4）出钢在钢包中加入脱硫剂；（5）采用炉外精炼脱硫等。

12、减少吹损的主要途径？

答：减少吹损的主要途径：（1）精料方针，即减少渣量；（2）合理造渣制度：即早化渣、化好渣、减少终渣氧化亚铁和铁粒含量；（3）采用合理供氧制度、装入制度，以减少喷溅；（4）采用热补偿技术，尽可能多加废钢，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∑（FeO）.

13、简述连铸的优越性？

答：（1）工艺流程简单，节约投资；（2）提高金属收得率和成材率；（3）机械化、自动化程度高，降低劳动强度；（4）能耗低等优点。

14、炉衬损坏原因？

答：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。

15、喷头工作原理？

答：氧枪喷头是压力—速度的能量转换器，将高压低速气流转化为低压高速的氧气射流；其氧气出口流速一般达到超音速。基本条件是：喷头必须有喉部，即必须是收缩—扩张型，出口氧压必然小于喉口氧压（要求P出口/P喉口<0.528）。

16、简要说明计算机在静态控制和动态控制的应用。

答：静态控制是以物料平衡和热平衡为基础而建立起来的一种理论模型，由计算机计算冶炼目标。动态控制是在静态控制的基础上，除进行装料计算外，再根据吹炼过程中各种测量仪器测出的钢液温度、含碳量和造渣情况等连续变化信息送入计算机，由计算机对终点预测和判断，调整和控制吹炼参数，修正吹炼条件，以达到预定目标控制。

17、简述我国目前普遍采用的转炉炼钢工艺流程图。

答：高炉→铁水预处理→混铁炉→转炉→钢水精炼→连铸→精整出坯

18、转炉对铁水温度和化学成分有什么要求？

答：1.对铁水温度要求：铁水温度高低是指铁水物理热的多少。要求铁水温不低于1200℃，温度愈高愈好，且要求铁水温度稳定。2.铁水化学成分的要求：一般铁水中有碳、硅、锰、磷和硫五大元素。前三种元素是炼钢过程必要元素，但含量要适当。后两种元素为有害元素，其含量愈低愈好。

19、炼钢的基本任务是什么？

答：为了把生铁变成钢，其基本任务如下：（1）脱碳；（2）升温；（3）去除夹杂；（4）合金化；（5）脱氧。

20、为什么炉渣应具有足够碱度和流动性？

答：炉渣具有足够碱度和流动性，有利于去除金属液中的硫、磷；能使炉衬侵蚀程度减小，为分散在渣中的金属液滴创造脱碳条件；可减少钢液热量和金属喷溅；可以防止钢液从大气中吸氮和水分等有害气体，还可以吸附钢液非金属夹杂物。

21、转炉出钢为什么要挡渣？目前挡渣方法有那些？

答：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。

22、对连铸钢水质量的主要要求包括那几个方面？

答：对连铸钢水质量的主要要求包括：（1）钢水温度；（2）钢水纯净度；（3）钢水成分；（4）钢水可铸性等方面。

23、为什么铁液中元素氧化是有次序的？

答：对氧亲和力大的元素，它夺取氧的能力就越强，先开始氧化；对氧亲和力小的元素，它夺取氧的能力就越弱，它就越后氧化。在1600℃时，元素的氧化次序是Al、Si、V、Mn、Cr、P、Fe。在1530℃以上时，元素的氧化次序是Al、C、Si、Mn、Cr。

24、金属和炉渣液滴为什么在转炉炼钢中起重要作用？

答：对于一个可能进行的化学反应，其必要条件是各反应物应该相互接触。整个反应过程主要包括了物质的传输及化学反应两个环节，整个反应过程的速度取决于这两个环节中速度较慢者。

在炼钢温度下，化学反应本身速度很快，整个反应过程速度则取决于物质传递的速度，而金属和炉渣则增大了物质界面。

25、控制钢水终点含碳量有那些方法？

答：（1）拉碳法（2）高拉补吹法（3）后吹增碳法##

26、转炉炼钢前期脱磷与后期脱磷有什么异同？

答：脱磷反应的热力学条件是高碱度、高FeO及低温。在转炉吹炼过程中，这三个热力学条件不能同时具备。转炉吹炼前期炉温较低，渣中FeO较高，碱度较低，但只要保证一定的碱度，可利用低温、高FeO的条件达到迅速去磷的目的，此时磷在渣中大量生成3FeO·P2O5；转炉后期炉温迅速升高，碱度达到较高范围，FeO也高，此时是在高碱度、高FeO的有利条件下达到迅速去磷的目的，磷在渣中主要是4FeO·P2O5。

27、转炉炼钢的脱硫有几种形式？

答：在转炉炼钢中，脱硫的主要形式为：（1）炉渣脱硫（2）气化脱硫（3）炉外脱硫28、为什么转炉炼钢脱硫比脱磷困难？

答：在热力学方面，转炉的脱磷条件优于脱硫。因为脱磷的基本要求是高（CaO）、高（FeO）、低温度；炉渣脱的基本要求是高（FeO）、低（FeO）、高温度。碱性炉渣含有较高的（FeO），炉渣脱硫的分配比较低，降低了脱硫能力。高（FeO）对脱磷则是一个极其有利的因素。因此，转炉炼钢条件下钢渣间磷的分配比Lp较高，一般可达100-400；

而硫的分配比Ls较低，一般为6-15。

此外，在炼钢条件下，脱磷反应速度较快，很快即可达到平衡；而脱硫速度较慢，一般达不到平衡，因此，转炉炼钢脱硫比脱磷困难。

29、影响气体在钢中溶解度的因素有哪些？

答：气体在金属中的溶解度主要与温度、气体压力及金属的成分有关：

（1）温度的影响氢、氮在钢中的的溶解反应均为吸热，温度升高可大大提高它们在钢中的溶解度。

（2）气体分压的影响氢、氮的溶解度与它们气相分压力的平方根呈直线关系。（3）合金成分的影响在铁基多元合金中，H2和N2的溶解度均随碳、硅含量的增加而减少，随含锰量的增加而增大。

六、论述

1、炼钢的基本任务是什么？

答：（1）脱碳通常炼钢铁水含C较高，所以要通过氧化反应将碳降低到所炼钢种的规定范围。由于熔池发生C-O反应时会产生沸腾搅动熔池，从而可以起到去处钢中气体和夹杂、加速钢渣反应、均匀成分、均匀温度等作用，所以脱碳又是保证钢高质量要求的必要条件。

（2）去处P、S及其它杂质P、S对钢质量是有害的，大多数钢号对S、P含量均有严格要求，在炼钢过程中必须采取一系列措施将其去处到所要求的范围之内。

许多有色金属是有害的，如铜等，必须在冶炼中去处或控制原料中该元素含量。

（3）去处气体及夹杂钢中气体（H、O、N）以及非金属夹杂物（氧化物、硫化物、氮化物等）都直接影响铸坯（钢锭）的表面质量及内在质量，在钢成材后又影响其力学性能及金相组织。因此必须在冶炼过程中去处或控制原材料含量。

（4）脱氧和合金化把钢中多余的氧脱除，降低氧化物对钢材的影响；根据各种钢种的不同性能要求，加入不同合金，使某些元素达到规定的范围之内。

（5）保证合适的出钢温度为保证出钢后钢水能顺利地浇铸，应通过金属氧化放热或外加热源等措施将钢液加热到所要求的温度。

2、氧气射流对顶吹转炉炼钢有什么重要作用？

答：具有较大动能的高速射流与熔池接触后，将产生两个方面的作用。一方面，射流的部分动能转变为压力，促使熔池金属液产生循环运动，这是确保熔池加速传质、传热的重要条件。另一方面，氧气射流冲击金属液及渣液并击碎它们，生成大量的金属液滴及渣液滴，这些液滴分布在金属液、炉渣及气体（炉气及射流）中，此外，氧气在穿入金属液的过程中，自身也被击碎，形成大量的气泡，这些液滴和气泡有很大的比表积，形成两相的或三相的“乳化”态混合液，这是转炉炼钢中能快速地进行化学反应的最根本的原因。可以说，氧气射流是控制氧气顶吹转炉炼钢反应的最直接最重要的动力学因素。

3、顶吹转炉中氧的传递方式是什么？

答：主要的传氧方式是：

（1）氧气射流冲入反应区金属液中时，气流本身被击碎成大量气泡，在冲击反应区内与铁及其它元素发生反应。

（2）被氧气射流击碎的金属液滴，溅入氧气流中，表面被迅速氧化，生成FeO薄层。这些被氧化的金属液滴回落熔池中时，可与其他元素发生反应。

（3）在熔池反应区及金属液滴表面生成的氧化铁，一部分熔入金属液中，其反应式为：（FeO）=[O]+Fe 溶解氧随着金属液的循环运动，与金属中的杂质元素发生反应。

（4）氧化性的炉渣与金属中的元素发生化学反应。

（5）渣中部分低价氧化铁（FeO）转变为高价氧化铁（Fe2O3），增加了炉渣的氧化能力。

4、转炉熔池中的化学反应在哪些部位发生？

答：（1）射流冲击区在这个区域，氧气使铁元素大量氧化，生成氧化铁，并与其它元素发生氧化反应，在该区，成渣反应（石灰溶解等）及钢渣间的反应（脱碳、脱硫等）也可迅速进行。

（2）二次反应区完全或表面被氧化的金属液滴向冲击区以外的区域（二次反应区）传递，并在那里与其它杂质元素、石灰或其它氧化物发生反应，形成新的氧化物和炉渣。该区域产生的CO气泡上浮时，使熔池金属搅动，形成一个二次循环区。

（3）泡沫渣中由于泡沫渣层厚，粘度大，金属液滴在泡沫渣中的停留时间较长，液滴与炉渣之间可以充分地进行各种化学反应，特别是脱硫与脱磷反应，主要在渣中进行的。（4）氧气射流中有相当一部分金属液滴进入氧气射流中，其表面迅速氧化，生成氧化铁膜，液滴中的其他元素（如C、Mn、Si）也大量氧化。

（5）渣中部分低价氧化铁（FeO）转变为高价氧化铁（Fe2O3），增加了炉渣的氧化能力。

5、转炉熔池中的化学反应在哪些部位发生？

答：（1）射流冲击区在这个区域，氧气使铁元素大量氧化，生成氧化铁，并与其它元素发生氧化反应，在该区，成渣反应（石灰溶解等）及钢渣间的反应（脱碳、脱硫等）也可迅速进行。

（2）二次反应区完全或表面被氧化的金属液滴向冲击区以外的区域（二次反应区）传递，并在那里与其它杂质元素、石灰或其它氧化物发生反应，形成新的氧化物和炉渣。该区域产生的CO气泡上浮时，使熔池金属搅动，形成一个二次循环区。

（3）泡沫渣中由于泡沫渣层厚，粘度大，金属液滴在泡沫渣中的停留时间较长，液滴与炉渣之间可以充分地进行各种化学反应，特别是脱硫与脱磷反应，主要在渣中进行的。

（4）氧气射流中有相当一部分金属液滴进入氧气射流中，其表面迅速氧化，生成氧化铁膜，液滴中的其他元素（如C、Mn、Si）也大量氧化。

（5）钢渣界面金属液与炉渣之间有一定接触面，在界面上进行各种反应。

6、什么是硬吹、软吹？

答：硬吹是指对熔池的冲击深度较深，冲击面积较小，搅拌作用及对金属液的击碎较强。软吹是指射流对熔池的冲击深度较浅，冲击面积较大，搅拌作用及对金属液的击碎较弱。

7、碳氧化的特点是什么？

答：（1）C-O反应具有一定的开始氧化温度。根据氧化物分解压力图可知，在1400℃以下CO的分解压高于MnO，1523℃以下CO的分解压力高于SiO2。说明在炼钢过程中，当温度小于1400℃时，铁液中的硅首先被氧化，同时还有部分[Mn]被氧化；当温度≮1400℃时，就开始有少量的C被氧化生成CO，直到温度≮1523℃时，C才大量被氧化。（2）C的氧化反应依照不同的供氧方式有多种形式，而且不同形式的C-O反应热效应大不相同。

2[C]+{O2}=2{CO} ΔH10=-281.16KJ

[C]+[O]={CO} ΔH20=-22.17KJ

2/3Fe2O3（固）+2[C]=4/3Fe（液）+2CO

（3）C-O反应产生产物，CO的核心难于产生。因此，C-O反应主要是在气泡与金属的界面上发生。

（4）降低C-O反应气氛中的CO分压可以促使C-O反应的进行。利用这一特性，采用吹氩或抽真空等方法，可使钢中含C量降到很低的程度。

8、脱碳反应对炼钢过程有什么重要意义？

答：（1）通过脱碳反应，把铁水中的C氧化到接近或等于出钢时钢液中C的规格范围之内。（2）脱碳反应产生的CO气泡，对金属熔池起着循环搅拌作用。折种强烈的搅拌均匀了

钢液的成分和钢液的温度，改善了各种化学反应的动力学条件，有利于炼钢各种化学反应的进行。

（3）对于N2、H2来说，脱碳反应生成的CO气泡就是一个“真空室”，钢中的气体（H、N）很容易扩散进去。因此，脱碳反应是去除钢中气体所必需的。

（4）C-O反应造成金属熔池强烈的循环，促进了非金属夹杂的碰撞，使质点集聚长大，从而提高了上浮速度，有利于非金属夹杂物的排除。

（5）[C]和O2的化学反应是强放热反应，所以C-O反应为转炉炼钢提供了大部分热源。（6）在氧气顶吹转炉中，脱碳反应产生的CO气泡使炉渣形成泡沫渣，有利于炉渣与金属液滴间的化学反应。

9、炉渣“返干”及成因？

答：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。

10、脱磷的基本条件是什么？

答：脱磷反应是钢渣间的反应，其反应方程式为：

4（CaO）+2[P]+5（FeO）=（4CaO·P2O5）+5FeO

在顶吹转炉中，脱磷主要是在泡沫渣中及冲击区内的钢渣乳化液中进行。

影响脱磷的主要因素是：

（1）炉渣碱度的影响渣中CaO越高，分配比越高，脱磷能力就强。CaO的脱磷作用在于：它能使P2O5生成更加稳定的磷酸钙，但炉渣中的SiO2与CaO的结合能力更强，更易生成硅酸钙。因此，只有自由的

（2）（FeO）的影响增加渣中FeO含量，将提高脱磷能力。这是因为（FeO）可以氧化钢液中的磷生成P2O5；（FeO）还可以使石灰溶解，提高炉渣碱度；在低温下（FeO）还可与P2O5生成复杂化合物：3（FeO）+ （P2O5）=（3FeO·P2O5）可以起到稳定（P2O5）的作用。但（FeO）过高对脱磷不利。

（3）温度的影响脱磷反应是一个强的放热反应，降低温度使KP增大，从而与利于脱磷。

（4）渣量的影响渣量并不影响脱磷的分配比LP，但增加渣量意味着稀释了（P2O5）的浓度，即增加渣量可降低钢中的含磷量[P%]。

（5）粘度的影响炉渣有适当的粘度可使渣中的金属液滴数量增加，金属液滴在渣中的停留时间延长，有利于磷的去除。

11、脱磷和脱碳是否能同时进行？

答：从理论上说只有当钢中的C全部去除后，才能开始脱磷。但实际上通过控制冶炼条件可以做到脱碳和脱磷同时进行。主要因为：

（1）在炼钢过程中，P2O5可以与CO结合生成更为稳定的化合物，造成了有利于脱磷反应进行的热力学条件。

（2）通过操作控制脱碳速度，确保渣中FeO有适当含量，促进生成较高碱度的炉渣，也

可造成有利于脱磷反应的热力学条件。

（3）渣中的大量金属液滴，增加反应界面，有利于脱磷反应进行的动力学条件。