炼钢工艺学-复习题

《炼钢工艺学》复习题一、填空题1、炼钢的基本任务可归纳为“四脱二去二调整”，即：脱碳、（脱氧）、脱磷、（脱硫），去气、去（夹杂），调整成分、调整（温度）。

2、钢中五大常规化学元素指（ C ）、（Mn ）、（Si ）、（P ）、（S ）。

3、钢中硫的主要危害是造成钢的（“热脆”）性，降低不锈钢的（耐腐蚀）性能。

4、钢中磷的突出危害是产生（“冷脆”）性，一般来说，用感应炉脱磷比较（困难）。

5、氧在钢液中以两种状态存在。

一种是（[O]），另一种是氧在钢液中以（氧化物夹杂）形态存在。

6、利用两种或两种以上的脱氧元素组成的脱氧剂使钢液脱氧，称为（复合脱氧）。

7、氮在奥氏体钢中有三个优点：改变高温组织、产生固溶强化和提高（抗腐蚀）能力。

但氮在铁素体不锈钢中，会导致（晶界腐蚀）。

8、感应炉炼钢的脱氧方法主要有（沉淀脱氧）和（扩散脱氧），常用（综合脱氧法）。

9、因为碳对（耐腐蚀性能）有不利的影响，奥氏体和铁素体钢很少采用碳来强化，其含碳量多在（0.15% ）以下。

10、钢的（碳）含量是影响焊接性的主要因素。

11、镍的资源比较缺乏的国家，多以（锰）和（氮）来代替不锈钢与耐热钢中的镍。

12、镍与（铬）同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。

13、按化学成分钢可以分为（非合金钢）、（低合金钢）、（合金钢）三类；按用途可分为（结构钢）、（工具钢）、（特殊性能钢）三大类。

14、钢按冶金质量水平可分为普通钢、（优质钢）和（高级优质钢）三类。

15、钢的质量等级分为（普通质量级）、（优质级）、（特殊质量级）三种级别。

16、新一代钢铁材料具有3个主要特征：（超细晶）、（高洁净度）、（高均匀性）。

17、凡在反应中物质失去电子的现象称为（氧化反应）；在反应中物质得到电子的现象称为（还原反应）。

在反应中失去电子的物质称为（还原剂），得到电子的物质称为（氧化剂）。

18、某元素氧化物的分解压力越小，说明该元素的氧化物越（稳定），分解趋势（越小）。

19、一般说来，含FeO大于5％的炉渣称为（氧化渣），含FeO小于2％的炉渣称为（还原渣）。

20、一般炼钢炉渣碱度R（＜1 ）时为酸性渣，R（＞2）时为碱性渣。

21、腐蚀基本上有两种形式：（化学）腐蚀和电化学腐蚀。

钢的电化学腐蚀主要形式有（均匀）腐蚀、（点）腐蚀、（晶界）腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀等。

22、常见的世界钢号标准代号中，GB表示（中国国家技术监督局）、ISO表示（国际标准化组织）、ASTM表示（美国材料与试验协会）、JIS表示（日本工业标准化协会）、BS表示（英国标准化协会）、EN表示（欧洲标准化委员会）。

23、感应炉炼钢的主要钢铁料是：（废钢）、（生铁）、（工业纯铁）。

24、合金材料主要用作炼钢的（脱氧剂）和（合金元素添加剂）。

25、感应炉炼钢造渣材料主要有（石灰）、（萤石）、（石英砂）。

26、感应炉根据所用电源频率的不同可分为（工频感应炉）、中频感应炉、（高频感应炉）；中频感应炉常用频率在（150～2500）Hz范围内。

27、电磁搅拌作用有利于（夹杂）、（气体）的排除及（温度）、（合金成分）的均匀化。

28、常用的制造坩埚的耐火材料有（镁砂），（镁铝尖晶石）和（石英砂）3种。

29、坩埚的制作方法可以分为炉外成型坩埚、（炉内成型）坩埚和（砌筑）坩埚三种。

30、中频感应炉主要用于熔炼（钢）及（合金）。

按坩埚耐火材料的性质可分为碱性冶炼法和（酸性）冶炼法。

碱性冶炼法按冶炼过程有无氧化过程可分为：（熔化法）、氧化法。

31、感应炉熔炼的造渣方法有（单渣法）和（双渣法）。

32、钢中气体主要是指（N ）、（H ）。

33、钢铁生产的短流程工艺，又称“三位一体”流程，即由（中频炉—炉外精炼—连铸）组成。

34、钢材一般可分为（型材）、（板材）、（管材）、（钢丝）四大类。

二、选择题1、钢中五害元素是指As、Sn、Sb、Bi和（B）。

A、CuB、PbC、NiD、P2、炼钢用石灰的主要成分是（A ）。

A、CaOB、CaCO3C、Ca（OH）23、硼铁合金一般在精炼（C）加入钢水中。

A、前期B、中期C、后期4、对优质合金结构钢，五害元素含量应分别控制在不大于（A）。

A、0.020%B、0.045%C、0.050%5、生产一吨合格钢坯所消耗的废钢和生铁称（A）。

A、钢铁料消耗B、金属消耗C、炉料消耗6、各种脱氧剂加入顺序为（B）。

A、先强后弱B、先弱后强C、不分先后，同时加入7、渣中CaO含量越高，则炉渣的碱度（A）。

A、越高B、越低C、不确定8、下列脱氧能力按由强至弱排列正确的是（B）。

A、Ca Si Al MnB、Ca Al Si MnC、Mn Si Al CaD、Ca Al Mn Si9、一级冶金石灰要求活性度≥（ C ）ml。

A、280B、300C、32010、决定不锈钢抗蚀性能的主要合金元素是（B）。

A、CB、CrC、NiD、Ti11、炼钢的氧化剂指（B）。

A、氧气、氮气、压缩空气B、氧气、氧化铁皮、铁矿石C、石灰、氧化铁皮、铁矿石12．炉渣的氧化性主要取决于渣中（A）含量。

A、FeOB、CaOC、MgOD、A l2O313、炼钢过程钢液中杂质组元的直接氧化是指( b)。

a．脱氧后的二次氧化；b．杂质组元与氧气作用被氧化；c．杂质组元被炉渣氧化；d．炉渣被氧化。

14、钢-渣间化学反应的平衡程度随( d )而提高。

a．温度的提高；b．温度降低；c．炉渣量增加；d．反应动力学条件的改善。

15、铁水中硅的氧化( a)。

a．是放热反应；b．是吸热反应；c．很难发生。

16、( c)有利于炼钢脱磷反应进行。

a. 降低炉渣氧化铁含量；b．增加炉渣中磷氧化物的活度；c．提高炉渣碱度。

17、减少炉渣氧化铁含量有利于( b )反应进行。

a．脱磷反应；b．脱硫反应；c．脱碳反应；d．脱硅反应。

18、( c )有利于脱硫反应进行。

a. 降低冶炼温度；b. 增加炉渣氧化铁含量；c．增加渣量；d．降低钢液中硫的活度。

19、直接(沉淀)脱氧指的是( a )。

a ．脱氧元素与钢液中[O]反应；b ．脱氧元素与O 2反应；c ．脱氧元素与炉渣氧化铁反应；d ．还原性炉渣对钢液进行脱氧。

20、[Mn]对钢液的脱氧能力较( a )。

a ．[Si]的脱氧能力弱；b ．[Si]的脱氧能力强；c . [Al]的脱氧能力强。

21、钢液中氧含量随( b )而增加。

a ．废钢加入量增加；b ．钢液碳含量的减少；c ．氧气纯度的增加；d ．钢液碳含量的增加。

22、炼钢终点铁合金的加入量主要取决于( d )。

a ．钢中碳；b ．钢中硫；c ．温度；d ．钢品种。

三、解释题1、沉淀脱氧：是把块状脱氧剂直接加入到钢水中，脱除钢水中[O]的一种脱氧方法。

2、扩散脱氧：脱氧剂加到熔渣中，通过降低熔渣中的(FeO)含量，使钢水中氧向熔渣中转移扩散，达到降低钢水中氧含量的目的。

3、原材料消耗：冶炼每吨合格钢所消耗的某种原材料量。

）合格钢产量（）某种原材料消耗量（原材料消耗量t kg = 4、单位电耗：是指生产1t 合格钢所消耗的电能，单位为kW·h/t 钢。

)t (h kw 合格钢产量）炼钢用电量（单位电耗⋅= 5、合金收得率：被钢液吸收的合金元素的重量与该元素加入总量之比称为合金收得率。

%100⨯=合金元素加入总量合金元素进入钢中质量合金收得率 6、脱氧：向钢中加入一种或几种与氧亲合力比铁大的元素，夺取钢中过剩氧的操作。

7、二次氧化：在出钢和浇注过程中钢液中元素与空气中的氧发生的氧化反应称为二次氧化。

8、不锈钢：是指一些在空气、水、盐水、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢。

9、钢材表观消费量：钢材的表观消费量，就是钢材的全国产量加上净进口量的总和。

10、高附加值产品：高附加值产品是指具有高质量、高技术含量、高效益的产品。

四、判断题（对，写“T”；错，写“F”）1、新炉子第一炉不能冶炼合金钢。

（T ）2、感应炉熔化法可以脱除钢水中的磷含量。

（F ）3、Q345表示抗拉强度为345MPa的普通碳素结构钢。

（F）4、萤石可稀释炉渣而不降低炉渣碱度，因此可以多加一些。

（F ）5、高温回磷，因此温度越低脱磷越快。

（F）6、启铸第1炉钢水吊包温度与连浇炉的吊包温度相同。

（ F ）7、根据冶炼时脱氧程度划分，青钢冶炼的钢属于镇静钢。

（T ）8、易氧化合金应在精炼前期加入。

（F ）五、简答题1、青钢不锈钢的生产工艺流程是什么？答案：电弧炉（中频炉）→AOD→LF→连铸（模铸）。

电弧炉（中频炉）→AOD→VOD→连铸（模铸）。

电弧炉（中频炉）→AOD→连铸（模铸）。

（以青钢生产工艺流程为准）2、炉渣在炼钢生产过程中的主要作用是什么？答案：（1）通过调整炉渣成分来氧化和还原钢液中的硅和锰，脱除钢液中的硫、磷、氧等元素。

（2）吸收钢液中的非金属夹杂物。

（3）覆盖钢液，减少散热和防止吸收氢、氮等气体。

3、写出炼钢过程脱磷反应，并分析其热力学条件。

答案：脱P反应式：2［P］+4（CaO）+5（FeO）=（4CaO·P2O5）+5［Fe］热力学条件：①高碱度，R=2.5左右。

②高氧化性，w(FeO)=12％～18％对脱磷最有利。

③较低的熔池温度，适宜温度范围是1470～1530℃。

4、写出钢渣脱硫的化学反应式和热力学条件。

答案：脱S反应式：（CaO）+［FeS］=（CaS）+（FeO）热力学条件：①高碱度，R=2.5～3.0，炉渣有最大的脱S能力。

②低（FeO）含量：w(FeO)＜1％，有利于脱S。

③温度：高温有利脱S。

5、就钢本身的耐腐蚀性而言，提高钢耐腐蚀性能的主要途径有哪些？答案：①使钢的表面能形成稳定的保护膜。

②提高不锈钢固溶体的电极电位或形成稳定的钝化区，降低微电池的电动势。

③使钢获得单相组织，如加入足够的Ni、Mn含量可使钢得到单相奥氏体组织，可降低微电池的数量。

④采用机械保护措施或覆盖层。

6、写出碱性坩埚熔化法熔炼工艺流程。

7、在坩埚底部装入底渣，有何作用？答案：底渣的作用是熔化后覆盖在钢液面上，保护合金元素不被氧化，并起脱硫作用。

8、熔化期的主要任务是什么？答案：熔化期的主要任务是使炉料迅速熔化，脱硫和减少合金元素的损失。

9、精炼期如何保证脱氧效果？答案：为保证脱氧效果，应适当控制金属液温度，温度太低扩散脱氧反应不易进行。

脱氧剂应分批均匀的撒在渣面上，加入后，轻轻“点渣”加速反应进行。

反应未完，不要搅动金属液。

往炉内插沉淀脱氧剂时，应沿坩埚壁插入，籍电磁搅拌力将脱氧剂带向熔池深处。

应当根据所炼钢种和生产实践经验，确定合宜的脱氧剂用量。

10、钢液合金化时，加入合金的时间应遵循哪些原则？答案：（1）合金元素的化学稳定性，即合金元素与氧的亲和力，是合金化时起决定作用的因素，要首先予以考虑。