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  • 炼钢基础知识问答

  • 发布时间:2017/6/21 9:23:53 来源:互联网文字【 收藏浏览人数:757
  • 内容摘要:氧气转炉吹炼过程控制的目的是使操作稳定,缩短冶炼时间,降低各种能耗,提高终点命中率,从而达到“ 高产、优质、低耗和省力 ” 。

    . 氧气转炉吹炼过程控制的目的是什么?

    答案: 氧气转炉吹炼过程控制的目的是使操作稳定,缩短冶炼时间,降低各种能耗,提高终点命中率,从而达到“ 高产、优质、低耗和省力 ” 。具体地讲,吹炼控制要求尽可能地形成碱性渣,使降低碳和成渣速度加快。在尽可能少加入辅助材料消耗的条件下,保证钢水充分脱硫、脱磷;吹炼过程中喷溅和溢渣最少,炉龄长,金属收得率高,产品各项指标符合要求,能源消耗少。


    2. 一炉钢的吹炼一般分哪三个阶段?各阶段脱碳反应有何规律?

    答案: 一炉钢的吹炼一般根据熔池脱碳特点可分为吹炼初期、中期和末期三个阶段。第一阶段的脱碳速度随吹炼时间几乎成直线增加。虽然这时金属中含碳量很高,有利于碳的氧化反应,但由于吹炼初期熔池温度较低、铁水中硅锰和少量铁的氧化优先于碳的氧化,因此碳的氧化速度尽管随吹炼时间几乎成直线增加,可碳的氧化速度还是很小。随着硅锰含量的下降和熔池温度的升高,脱碳反应加剧进入吹炼中期,此时脱碳反应速度基本恒定,这是因为熔池温度升高时,碳的氧化速度显著地增大,其脱碳速度几乎只取决于供氧强度。当碳的含量降到一定程度后,碳的扩散速度下降了,成为反应的控制环节。特别是当碳降至 0.20% 以下后,碳的氧化速度急剧下降,这时碳的氧化速度与吹炼初期相似,但取决于碳的浓度和扩散速度,并与含碳量成正比。


    3. 脱磷的基本条件是什么?写出化学反应式。

    答案: 在炼钢条件下, P 不可能被氧直接氧化而去除,只有在经的氧化物 (P2O5) 与 (CaO) 相结合,生成稳定的复杂化合物,才能有效的去除。根据 lgKp = (P2O5)/[P]2(FeO)5(CaO)4 式看出影响因素有: (1) 炉渣碱度:提高 R 可以提高脱 P 效果,但若 R 过高,由于炉渣变粘,不利于脱 P 。 (2)(FeO) 的影响:增加渣中 FeO 含量,提高脱 P 能力。(3) 温度的影响:脱 P 反应是一个强放热反应,适当降低温度有利于脱 P 。 (4) 渣量:增大渣量可以使钢中 P 含量降低。 (5) 炉渣粘度:脱P 是钢渣界面反应,降低炉渣粘度有利于脱 P 反应的进行。

    2[P]+ 5(FeO) + 4(CaO) = (4CaO · P2O5) +5[Fe]

    2[P]+ 5(FeO) + 3(CaO) = (3CaO · P2O5) +5[Fe]


    4. 脱碳反应对炼钢过程有什么重大意义?

    答案:

    (1) 铁液中的碳通过脱碳反应被氧化到接近或等于出钢时钢液中的碳的规格范围内。 

    (2) 脱碳反应过程中所产生的大量 CO 气泡对金属熔池起着循环搅拌作用。从而均匀了钢液的成分和温度并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) 脱碳反应有利于去除钢中的气体和非金属夹杂物。 

    (4)[C] 与 O2 的化学反应是强放热反应,所以碳氧反应为转炉炼钢提供了大量热源。 

    (5) 在氧气顶吹转炉中,脱碳反应产生的 CO 气泡可使炉渣形成泡沫渣,这有利于与金属珠滴间的化学反应。


    5. 绘图说明并简要分析在吹炼过程中脱碳速度的变化规律。

    答案:吹炼初期由于 Si 与氧的亲合力较大, Si 迅速氧化,脱碳速度较小,随着 Si 的氧化结束及熔池温度的升高,进入第二阶段,即碳的激烈氧化期,在第二阶段内,脱碳速度受到供氧强度控制,在供氧强度基本不变的情况下,脱碳速度几乎为一常数,当碳降低到一定程度时,碳的扩散为反应的限制性环节,所以随着碳含量的降低,脱碳速度降低。


    6. 炼钢造渣的目的?

    答案:

    ( 1 )去除钢中的有害元素 P 、 S。

    (2 )炼钢熔渣覆盖在钢液表面,保护钢液不过氧化、不吸收有害气体、保温、减少有益元素烧损。

    (3 )吸收上浮的夹杂物及反应产物。

    (4 )保证碳氧反应顺利进行。

    (5 )可以减少炉衬蚀损。


    7.脱碳反应对炼钢有什么重要作用 ?

    答案: 

    (1) 把铁液中的碳降到或接近钢的规格范围内;

    (2)产生的 CO 对溶池有搅拌作用,均匀熔池成分和温度,增加化学反应的动力学条件;

    (3)CO的“小真空”可消除部分 N1H 等;

    (4)CO的搅拌使钢液中夹杂物增加碰撞,使质点集聚长大,有利于夹杂物的上浮;

    (5)产生大量的热,是炼钢的主要热源之一;

    (6)CO可使炉渣形成泡沫渣,有利于渣和金属珠滴之间的化学反应;

    (7)当回收煤气时,可降低炼钢工序能耗。


    8.“钢包大翻”的原因,有哪些预防措施?

    答案:在钢包较深沉,成团合金裹渣未熔化,当合金熔开,有可能是合金所含水分形成的蒸汽或是钙形成的钙蒸汽,在高温下急剧膨胀,推开钢水向外排出;也有可能因为其它原因发生突发性反应,急剧产生大量气体,引起钢包大翻。预防措施如下:

    (1 )出钢脱氧合金化时,出钢前不得将合金加在钢包包底或出钢过程不要加入大量合金。

    (2 )维护好出钢口,不得使用大出钢口出钢。

    (3 )合金溜槽位置合适,合金应加到钢流冲击区。

    (4 )避免钢包包底渣过多。

    (5 )避免使用粘有高合金钢的钢包出钢。

    (6 )在终点碳低时,不要先加增碳剂增碳。

    (7 )提高终点碳,减少低碳出钢。

    (8 )出钢过程采用钢包底吹氩搅拌。


    9.碱金属在高炉中的危害。

    答案:碱金属在高炉中的危害很大,它能降低矿石的软化温度,使矿石尚未充分还原就已熔化滴落,增加了高炉下部的直接还原热量消耗;它能引起球团的异常膨胀而严重粉化;它能强化焦炭的气化反应能力,使反应后的强度急剧降低而粉化;造成料柱透气性严重恶化,危及生产冶炼过程进行;液态或固态碱金属附于炉衬上,既能使炉墙严重结瘤,又能直接破坏砖称。


    10.简述成渣过程对高炉冶炼过程的影响。

    答案:成渣过程是矿石软化粘结、形成软熔层和转变位液相渣滴落的过程.对高中下部的顺行和冶炼过程有重大影响。

    初渣形成时期由于矿石软熔性能的差异,受软熔带形成的位置、软熔层的厚度和软熔带的形状影响,对炉况顺行及煤气流动阻力损失与分布会产生巨大影响。

    造渣过程的稳定性十分重要,成渣过程的变化轻则影响炉况的顺行和煤气流的分布,重则造成炉况难行和下部崩、悬料现象的发生。

    渣量多少是直接影响冶炼过程强化的根本因素。


    11.简述高炉结瘤的原因及预防。

    答案:

    原因:

    (1)原燃料条件差,粉末多,软化温度低,矿石品种多,成分波动大;碱金属以及铅、锌等有害杂质多;

    (2)炉料分布不合适或石灰落在边缘;

    (3)操作制度与客观条件脱节,维持过高的冶炼强度,忽视稳定顺行;

    (4)炉形或炉顶装料设备有缺陷,造成炉料及煤气流分布不当;

    (5)冷却强度过大或落水,产生炉墙粘结;

    (6)处理低料线、崩料、悬料不当,长期堵风口操作,或长期休风后复风处理不当。

    预防:

    (1 ) 禁止长时间过深的低料线操作;

    (2)炉身冷却强度合理,禁止冷却设备长期漏水;

    (3)上下部调剂相结合,在不影响顺行的条件下,采取加重边缘,控制边缘煤气流;

    (4)避免高炉长期的管道、塌料、悬料操作,一旦发生,要及时处理;

    (5)稳定配料比,稳定操作,稳定造渣制度,稳定热制度。


    12.为什么说高压操作可以降低焦比?

    答案:

    (1)提高炉顶压力,则煤气体积缩小,在风量大致不变的情况下,煤气在炉内停留的时间延长,增加了矿石与煤气接触的时间,有利于矿石还原。

    (2)由于现在使用的球团矿和烧结矿都具有微空隙和小空隙,存在着大量的内表面,高压加快了气体在这些微小空隙的扩散速度。

    (3)气体扩散速度使得矿石还原速度加快,并且提高炉顶压力后,加速了CO分解(2CO→CO2+C)反应,分解出碳存于矿石之间,也能加速矿石还原反应。

    (4)提高炉顶压力后瓦斯灰吹出量降低,吹出的碳量也相应减少。


    13.简述转炉氧枪烧枪的原因及预防措施

    答案:烧枪的主要原因是氧枪粘钢,吹氧时发生回火造成。一般来说,当氧枪喷头部位干净时,不会导致烧枪,只有当喷头和喷头以上部位粘钢,溅完渣后被炉渣包住,下枪吹炼时若喷头部位还处于红热状态或枪位偏低就容易引发回氧点火,粘附在喷头附近的钢皮与氧发生剧烈的化学反应,放出大量热量,导致氧枪外套管烧穿漏水。为了杜绝烧枪,生产实践中采取如下措施:

    (1)优化过程冶炼控制,减少炉渣返干粘枪,减低金属喷溅。

    (2)转炉钢水必须出尽。

    (3)对氧枪铜头焊缝进行打磨处理。

    (4)溅完渣后及时刮渣,保证氧枪干净,包括喷头及附近部位。若氧枪粘钢严重,溅完渣后粘钢刮不动,下炉下枪时开吹枪位应相对调整,防止回火烧枪。当无法清除冷钢时,应组织换枪。

    (5)对刮渣器进行改进,改善刮渣效果。


    14.简述炉渣泡沫化的条件及影响因素?

    答案:要使炉渣泡沫化必须要有足够的气体进入熔渣;熔渣本身要有一定的发泡性。衡量炉渣发泡性的标准有一是泡沫保持时间,二是泡沫渣的高度。熔渣的泡沫化程度是形成泡沫渣的外部条件和内部条件作用的结果。在熔渣的诸多性质中,炉渣的表面张力的黏度对其发泡性的影响最大而且直接。炉渣的表面张力俞小,其表面积就易增大即小气泡易进入而使之发泡。增大炉渣的黏度,将增加气泡合并长大及从渣中溢出的阻力。

    影响炉渣泡沫化程度的因素主要有四个:

    (1)进量和气体的种类;

    (2)熔池温度;

    (3)熔渣的碱度和( FeO )含量;

    (4)熔渣的其它成份。影响 CaO-FeO-SiO2 系熔渣表面张力和黏度的成份,都会影响炉渣的发泡性能。


    15.转炉炼钢减少回磷可采取哪些措施?

    答案:

    (1)转炉吹炼中期,要保持渣中氧化铁含量大于10%以上,较高氧化性可防止炉渣返干而产生回磷;

    (2)控制终点温度不要过高,并调整炉渣成分,使炉渣碱度处于较高的水平;

    (3)习题避免在炉内进行脱氧和合金化操作,防止渣中氧化铁含量下降白

    (4)采取挡渣球或挡渣棒等方法,尽量减少出钢时的下渣量;

    (5)采用碱性包衬;

    (6)出钢时向包内投入少量石灰以提高钢包内渣层的碱度。

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