钢铁冶金学炼钢部分

炼钢学复习题

第二章

一．思考题

1.炼钢的任务。

1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则

引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。3）脱氧：在炼钢中，

用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢

中含氧量叫做脱氧。（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指

溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水

能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元

素。7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时

要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。

2.S的危害原因和控制方式。

（1）产生热脆。（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲

劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的

唯一有用用途）

（2）控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS 量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。（2）降低S含量：过高的S 会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。

3.Mn控制S的危害的原理，要求值。Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选

分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因

此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分数的比值表示，称为“锰硫比”。一般认为Mn\S>7即可消除热脆，但在连铸过程中Mn\S>20才能有效的控制鋳坯裂纹。

4.P含量与性能的关系。（1）产生冷脆（2）降低抗裂纹性能（3）影响强度和塑性（4）改善钢的特殊性能。

5.为什么脱氧。

（1）影响浇注过程：沸腾、侵蚀、水口堵塞（2）铸坯中产生气泡：C和O的凝固富集产生CO气体，气量小时在铸坯中产生气泡（3）影响热脆性：在凝固过程中在晶界富集形成FeO，与FeS形成共晶体（4）形成夹杂物：凝固过程中O偏析使脱氧反应重新进行，形成凝固夹

杂。

6.(O)和T（O）的意义和区别。

溶解氧：液态钢水中以溶解状态存在的氧元素称为溶解氧，以【O】表示。

全氧：钢中（包括液态和固态）所有的氧元素称为全氧，以T【O】表示。包括溶解氧和夹

杂物中的所有氧元素。

7.减少气体含量的措施。减少入炉原料带入的气体元素。2）控制温度、裸露时间和面积。3）改善脱气条件。4）真空脱气。5）保护浇注。

8.H和N的来源。

N的来源：铁水，氧气，空气（电炉空气电离增N,转炉倒炉时增N,浇注时从空气中增N），合金料，

H的来源：氧气，石灰，耐火材料，铁水和废钢。

二．名词解释：

热脆：钢在某一略高的温度范围内产生断裂的现象。

溶解氧：液态钢水中以溶解状态存在的氧元素称为溶解氧，以【O】表示。

全氧：钢中（包括液态和固态）所有的氧元素称为全氧，以T【O】表示。

第三章

一．思考题

1.脱碳反应对炼钢的影响。

（1）降低熔池中的[C]含量2搅拌熔池，均匀熔池温度和成分3促使形成乳化液和泡沫渣4清除杂质，改善钢水质量5影响熔池温度6导致吹炼过程中的喷溅。

2.钢液增碳的热效应。○1碳溶解是吸热反应。○2增碳剂由室温升高到钢水温度也要吸热，

因此碳量增大，出钢温降较大。

3.铁水Si含量对炼钢的影响。过低：1）钢水温度低2）废钢用量小，产量低3）渣量少，脱S、P困难。过高：1）渣量大容易喷溅2)石灰消耗高3)吹损大，金属收得率低4)侵蚀炉衬，降低炉龄5)铁水成本高。

4.脱碳反应的产物。脱碳反应的产物大多数石CO，含少量的CO2。

5.脱碳反应的控制环节。气泡生成环节（气泡生成过程并不是脱碳反应的控制环节），化学反应环节（表现活化性），C和O扩散环节（是整个脱碳反应速度的控制环节）

6.气体溶解的热效应。气体溶解是吸热反应，其溶解度随温度升高而增加。

7.常用的三种脱气方式。脱碳（气泡真空，改善传质，扩大气液界面），吹氩脱气，真空脱气。

8.降低钢中气体含量的措施。1）减少入炉原料带入的气体元素。2）控制温度、裸露时间

和面积。3）改善脱气条件。4）真空脱气。5）保护浇注。

9.脱C对脱气的影响方式。1）气泡真空：CO气泡对氧气、氮气来说是一个真空室。2）改善传质：CO气泡溢出对钢液形成强烈搅拌，改善了N和O的扩散传质。3）扩大气液界面，减少了传质距离：钢中大量CO气泡扩大了气液界面。

10.脱S，脱P的热力学条件。脱P的热力学条件:高碱度，高氧化铁，大渣量，低熔池温度，脱S的热力学条件: 高碱度，高温，大渣量，低氧化铁

11.冶炼低P钢的措施。减少原料含P量，优化脱P工艺，减少回P。

12.钢铁脱S的方式。脱硫形式：元素脱硫、碱性氧化物、汽化脱硫和炉渣脱硫。

二．名词解释：

碳氧积，过剩氧。

碳氧积：在平衡条件下，钢液中的[%C]和[%O]的乘积成为碳氧积.

过剩氧：与熔池中[%C]平衡氧含量[%O]平衡和熔池内实际氧含量[O]之差称为”过剩氧”．

台阶形曲线：整个脱碳过程中脱碳速度变化的曲线。

临界碳含量：吹炼过程中脱碳速度开始下降的碳含量。

第四章思考题