炼钢工艺学作业答案

1、炼钢的基本任务是什么，通过哪些手段实现？

炼钢任务：1、脱碳；2、脱磷；3、脱硫；4、脱氧；5、脱氮、氢等；6、去除非金属夹杂物；7、合金化；8、升温；9、凝固成型。

主要炼钢工艺：?铁水预处理,脱硫预处理；

?三脱(脱硅、脱磷、脱硫)预处理

；?转炉或电弧炉炼钢；

?炉外精炼（二次精炼）；?连铸

1、氧气射流对熔池的物理作用？

顶吹氧枪O2出口速度通常可达300～350m/s；

氧流与熔池作用，将动量传递给金属液；

金属熔池产生循环运动

2、比较炼钢条件下铁氧化物的稳定性。

Fe＋[O]＝FeO

?G?＝－112442＋T [1,2]

2/3Fe+[O]=1/3Fe2O3

?G?＝－152988＋T [1,2]

3/4Fe+[O]=Fe3O4

?G?＝－177232＋T [1,2

Fe3O4可以看作为FeO?Fe2O3；

FeO最稳定；

Fe2O3/FeO平均为。

3、炉渣是如何发挥传氧作用的？

炉渣中FeO与氧化性气氛接触，被氧化成高价氧化物Fe2O3；

渣－铁界面，高价Fe2O3被还原成低价FeO；

气相中的氧因此被传递给金属熔池。

当传氧过程达到平衡时，铁液中[O]达到饱和，[O]饱和含量由炉渣的氧化性所确定。

4、什么是直接氧化和间接氧化？

直接氧化：气体氧直接同铁液中的杂质进行反应。

间接氧化：气体氧优先同铁发生反应，待生成FetO以后再同其它杂质进行反应。

5、脱碳反应的产物－CO在炼钢过程中具有什么作用？

从熔池排出CO气体产生沸腾现象，使熔池受到激烈地

搅动，起到均匀熔池成分和温度的作用；

?大量的CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气一渣一金属

三相乳化的重要原因；

?上浮的CO气体有利于清除钢中气体和夹杂物；

?在氧气转炉中，排出CO气体的不均匀性和由它造成的

熔池上涨往往是产生喷溅的主要原因。

6、什么是过剩氧?[O]？其主要影响因素是什么？

实际熔池的[O]含量与碳－氧化学平衡的[O]含量之差称为过剩氧?[O]:?[O]＝[O]实际－[O]平衡

过剩氧?[O]的大小与脱碳反应动力学有关，脱碳速度快，?[O]低；?熔池搅拌强，?[O]低；?底吹、顶底复吹转炉炼钢?[O]低

7、有利于[Si]氧化反应因素是什么？[Si]的氧化反

应对炼钢过程有何影响？

有利于[Si]氧化反应因素：提高[Si]的活度；?降低渣中(SiO2)的活度；?较低温度。

[Si]的氧化反应对炼钢过程的影响：热效应；?影响脱碳、脱磷反应；?影响渣量。

1、有利于[Mn]氧化反应因素是什么？

有利于[Mn]氧化反应因素：提高[Mn]的活度；?提高渣中(FeO)的活度；?降低渣中(MnO)的活度；?较低温度。

2、有利于脱磷的工艺条件有哪些？

有利于脱磷的工艺条件：降低温度有利于脱磷反应；

?提高炉渣碱度有利于脱磷反应；

?增加炉渣氧化铁活度有利于脱磷反应；

?增加渣量有利于脱磷反应；

?增加[P]活度系数有利于脱磷反应。

3、炼钢炉渣成分范围是怎样的？

炼钢炉渣成分范围：CaO SiO2 MgO Al2O3

45～55% 12～20% 4～13％2~4％

MnO P2O5 FetO CaO/SiO2

2～6% 1~5% 12～28% 3~

4、什么是回磷？造成炼钢过程和脱氧过程回磷的原因是什么？

1)回磷炼钢过程回磷；脱氧过程回磷。

2)炼钢过程回磷原因：吹炼中期炉渣返干，FetO含量减

少；

?温度偏高。

脱氧过程回磷原因：出钢带渣量多；?炉渣碱度降低；?[O]

含量降低。

5、如何生产低磷钢？、低磷钢生产(铁水预处理、氧气炼钢);超低磷钢(P<20ppm)生产(铁水预处理＋二次精炼脱磷)

6、有利于脱硫的因素有哪些？提高温度；?提高[S]的活度系数；?提高炉渣(O2-)活度；?降低炉渣(S2-)活度系数；?降低[O]活度。

1、什么是回硫？造成回硫的原因是什么？炉渣碱度对回硫有重要的影响炼钢炉料中的硫主要来自废钢、铁水渣和铁水，

石灰等带入的硫很少。

1)回硫主要发生在吹炼的前半期；

2)吹炼前半期炉渣碱度低是促使回硫的重要原因，如

能在吹炼前期快速将碱度提高到以上，将能够减

轻回硫；

3)炉料中的硫主要来自废钢和脱硫渣，减少带渣对抑

制回硫十分重要。

4)冶炼超低硫钢时应采用减少废钢用量或使用低硫优

质废钢、尽可能减少铁水带渣方法。

2、对钢液进行脱氧的方法有哪些？（1）直接（沉淀）脱氧法；

（2）扩散脱氧法；

（3）真空脱氧法。

3、沉淀脱氧与扩散脱氧相比有何优缺点？直接（沉淀）脱氧是用与氧亲和力较铁与氧亲和力强的元素作脱氧剂，脱氧剂与钢液中的氧直接作用，发生脱氧反应，反应产物由钢液上浮排除，从而达到脱氧目的。沉淀脱氧是目前广为采用的脱氧方法。脱氧时将脱氧剂以铁合金形式直接加入到钢液中，某些比重较轻或较易气化的脱氧剂（例如铝、钙、镁等）则多采用向钢液喂丝或喂包芯线方法加入至钢液中。沉淀脱氧反应速度快，操作简便，成本较低，但由于部分脱氧产物会滞留在钢中。

扩散脱氧是向炉渣中加入碳粉、硅铁粉、铝粉等脱氧剂，降低炉渣的FeO 含量。由氧在渣－钢之间的分配平衡关系式可知，当渣中FeO含量不断降低时，钢中的氧即会向炉渣中扩散，以维持氧在渣－钢间的分配平衡，从而达到钢液脱氧的目的。扩散脱氧方法目前主要应用于钢水炉外精炼。扩散脱氧的优点是脱氧产物不玷污钢液，缺点是脱氧速度较慢。

4、1650℃下，元素脱氧能力的强弱顺序如何？Ca > Al > Ti > C >Si > V > Cr > Mn

5、为何要采用复合脱氧剂？硅－锰复合脱氧硅比锰的脱氧能力强，但是用硅－锰同时脱氧，可以降低SiO2的活度，得到更低的残余氧含量锰同样能提高铝的脱氧能力，锰硅同时存在时可进一步提高铝的脱氧能力。2、钙－硅复合脱氧非常强的脱氧能力；

炼钢温度下Ca的蒸汽压很高～大气压);