一、判断题
④1.锰铁合金化学成分是FeMn。 (√)
④2.钢包吹氩过程中氩气的流量越大越好。 (×)
③3.钢中磷会降低钢的焊接性能。 (√)
③4. CaO粉剂容易吸潮。 (√)
④5.钢包吹氩过程中加入小块废钢是为了调整钢水的成分。 (×)
③6.转炉炼钢是炼钢主要方法之一。 (√)
②8.LF炉钢水升温法是一种物理加热法。 (√)
③9.脱硫有利条件是高温、高碱度、低FeO。 (√)
③10.脱氧能力从大到小是Al, Mn, Si。 (×)
③11.涟钢RH喷粉所用的载气为氮气。 (×)
③13.钢中的硫会使钢产生热脆性。 (√)
②14.铝在钢中有细化晶粒作用。 (√)
③16.磷总是钢中有害元素。 (×)
③17.正常情况下喷粉处理过程中途不能停止喷粉，以防止堵塞喷枪。(√) ②18.电弧是一种气体放电现象。 (√)
④19．电极在运输过程中应避免受潮和碰伤。 (√)
③20.钢包精炼炉中气氛是氧化性气氛。 (×)
③21.我厂LF炉钢包车是液压驱动。 (×)
③22.脱氧方式有扩散脱氧和沉淀脱氧两种。 (√)
③23.氩气是一种无色、无味、无毒，参与钢、渣化学反应的惰性气体。(×)
④24.钢中的磷可使钢产生冷脆性。 (×)
①25.硫在钢和渣中分配系数Ls =[S]/(S)。 (×)
④26.炼铁的主要方法是高炉炼铁。 (√)
③27.RH脱氮效果强于脱氢。 (×)
④28.降低氮、氢在气相中的分压，可达到降低钢中氢、氮的目的。(√)
③30.钢中的锰可以提高钢的强度。 (√)
①31.精炼渣中配入碳粉，是为了造还原性气氛。 (×)
③32.我厂RH真空泵系统由六级蒸汽喷射泵组成。 (×)
④33.炉渣碱度愈高，对脱磷愈有利。 (×)
②35.气粉比是输送粉料的重量与输送气体的体积之比。(×)
③36. RH循环流量与吹入气体流量、浸渍管内径有关。(√)
③39.喷吹粉剂的输送特性要求粉剂的水平方向输送沉降速度要小。(√)
②40. LF炉氢主要来自气相中的水份。 (×)
③42.钢包衬砖一般采用粘土质耐火材料。 (×)
④43.采用真空碳脱氧可以将钢中Al2O3、SiO2等夹杂物中的氧去除。(×)
③44.真空泵冷凝水温度过高会使真空泵抽气能力下降。 (√)
②45. RH循环系数是指脱气过程中通过脱气室的总钢液量与处理容量之比。(√)
④46.喷粉采用高纯氩气作载流气。 (√)
④47.钢包吹氩是为了降低钢水温度。 (×)
③48.向钢水中喷入CaO粉剂可起到脱硫的作用。 (√)
二、单选
④1.硅铁合金的化学符号是 A 。 A FeSi B FeMn C SiFe
③2.向钢水中喷入CaO粉可以起到 B 作用。 A脱氧 B脱硫 C加热钢水
③3.按国家安全标准规定，厂内氧气管道应涂 B 。A黄色 B浅蓝色 C白色
①4.钢包钢水测温热电偶的材质可以是 A 。 A铂铑—铂 B镍铬—康铜 C镍铬—镍硅
③5.钢包内渣的碱度通常表示为 B 。 A (MgO)/(SiO2) B (CaO)/(SiO2) C [CaO]/[SiO2]
②6.钢和生铁含碳量的界限是 B 。 A 0.77% B 2.1% C 2.5%
④7.转炉出钢带入钢包的渣量过大时，容易造成钢水 A 。A回磷 B回硅 C回碳
③8.向钢水中喂入CaSi线可使钢水 C 。 A 脱碳 B脱氢 C改善夹杂物形式
③10.喷粉系统的供粉能力与 B 无关系。 A 喉口与喷枪出口直径 B钢水量 C 输送管道的长度、直径③11.喷粉处理时，引射气流量下降，压力增高说明 B 。A喷枪熔断 B喷枪堵塞 C喷粉罐喉口堵塞
②12.喷粉处理采用 C 气力输送粉剂。A柱塞流 B 脉冲波 C悬浮流
③13.电磁搅拌使用冷却水是 A 。A蒸馏水 B生活用水 C工业用水
③14.加热断电过程中隔离开关与断路器操作顺序 A 。
A先打开断路器，后开隔离开关B先打开隔离开关，后开断路器C隔离开关、断路器谁先打开都可以
②15.钢中大型夹杂物的尺寸是 B 。A小于100微米 B大于100微米 C大于150微米
①16.钢中Mn/Si大于 A 可以得到完全液态的脱氧产物，能改善钢水的流动性。A 3 B 2 C 1
④17.吹氩气的压力突然增大很多，说明氩气管道 C 。A正常 B漏气 C堵塞
②18.电极夹紧是靠 B 。A液压驱动 B弹簧力 C电机驱动
③19.可用 A 装置来生产超低碳钢。 A.CAS－OB B.RH C.TN
③20. RH真空处理生产出现事故状态下，可采用向真空室内冲入 A 来破坏真空。
A.氮气
B.空气
C.煤气
③21.真空处理预抽真空的目的是 A 。A.缩短形成要求真空度的时间 B.提高抽气能力 C. 加快反应速度
④22.高炉煤气的发热值与焦炉煤气的发热值相比 B 。 A.前者比后者大 B.前者比后者小 C.两者一样
③23.采用RH-顶枪技术可适当 A 。
A.21.提高转炉出钢碳含量和降低出钢温度。
B.提高转炉出钢温度 C．提高转炉出钢量
④24.炼钢的主要任务是 A 。
A.脱碳、脱氧、合金化、升温、去除夹杂
B.脱氢、脱氮、合金化、夹杂物形态控制
C.改善钢水的浇铸性能、成分微调、去硫磷
③25. RH处理时脱碳反应式是 B 。
A.[C]+2[O]={CO2}
B. [C]+ [O]= {CO}
C. [C]+4[O]=2{CO}+{CO2}
③26.氢在钢中溶解度与其分压的关系式是 A 。
A.[H]=K H P H1/2
B.[H]=K H P H
C. [H]=K H P H2
②27. RH采用水冷弯头技术可 A 。 A.降低废气温度 B.提高泵的抽气能力 C.减少设备重量
④28.在输送粉状物料时，所需要的气流速度与物料的沉降速度相比 A 。
A.前者比后者大几倍
B.前者比后者小几倍
C.两者相同
③29.在真空条件下脱氧的主要途径是 A 。 A.碳脱氧 B.硅铁脱氧 C.锰铁脱氧
③30.在真空处理装置中，抽真空的常用设备是 A 。 A.多级蒸汽喷射泵 B.单级蒸汽喷射泵 C.机械泵
①31. RH真空处理的循环高度是指 A 。
A.钢包钢液面到真空室底部砌砖面的高度
B.钢水在真空室内的高度
C.与大气压平衡的高度
③32.在RH真空处理时要想获得极低的[c]含量，除降低处理前的[C]含量外，主要措施还有 C 。
A.降低真空室内的压力
B.延长处理时间
C.加大循环流量
④33.钢水吹氩后等待时间长时，钢包上部和下部的钢水温度 B 。
A.比中部高
B.比中部低
C.与中部一样
③34. RH真空处理常用的一种脱氧剂是 C 。 A.FeMn B.CaSi C.C
④35. RH处理过程中驱动氩气的压力突然增大很多，说明氩气管 C 。 A.正常 B.漏气 C.堵塞
④36.脱氧能力从小到大的顺序为 A 。
A.FeMn、FeSi、Al
B.FeSi、FeMn、Al
C. FeSi、Al、FeMn
②38.炉外精炼(RH、DH)装置，工作层常用的耐火材料主要是 B 。
A.MgO－C砖
B.MgO－Cr2O3
C. MgO砖
③39.蒸汽喷射泵所用蒸汽一般是 B 。 A.饱和蒸汽 B.过饱和蒸汽 C.含水蒸汽
④41.我厂RH浸渍管直径为 A mm。 A.500 B.680 C.450
③42. RH真空处理时，真空槽内钢液面高度由 B 决定。 A.环流气体流量 B.真空度 C.浸渍管直径
④43.钢水测温/定氧、取样时，要求探头在钢水中的插入深度 C 。
A. 100～200mm
B. 200～300mm
C. 300～500mm
③44. RH处理对氢有要求钢种时，真空度应达到 B Kpa以下。 A. 30 B. 0.27 C. 8
④45. RH处于待处理状态时，环流气体流量为 A l/min。 A. 600 B. 1000 C. 1400
③46.我厂铁水脱硫粉剂为 C 。 A. 石灰粉 B. 镁粉 C. 石灰粉和镁粉
④48．钢水氧化性强时，合金回收率会 B 。 A.提高 B.降低 C.不变
①49.向钢中加入高熔点合金可以使钢的熔点 B 。A.升高 B.降低； C.不变
④50.钢液的二次氧化，将使钢中有害气体氮、氧增加，使钢液粘度 B 。
A.降低；
B.增加；
C.保持不变
三、填空题
②1.为了充分发挥吹氩搅拌的作用，透气砖应安装在钢包底部半径中心位置。
④2.钢水在还原气氛下精炼有利于脱硫。
③3.钢水中喂入硅钙线是为了对夹杂物进行改性处理。
④4.工艺规定，吹氩站加入小废钢后吹氩时间应在3分钟以上。
③5.钢水在吹氩站加入500Kg小废钢，带来的钢水温降为 5 ℃左右。
④6. [S]在钢中会产生热脆性。
③7.要实现LF炉良好的造渣脱硫功能，要求炉渣具有高碱度、低氧化性。
③8.钢水喂钙线处理，要求喂钙线后软搅拌3分钟以上。
③9.LF炉使用硅钙粉进行造渣时，会带来钢水增[Si]，通常每加入100Kg硅钙粉钢水增[Si] 0.04％。
①10.为了减小钢中[S]对钢水高温性能的影响，通常要求钢水中Mn/S 大于20。
③11.LF炉精炼渣中通常都含有CaF2，其作用是化渣，提高钢渣流动性。
②12.钢包吹氩正常工作流量为10～40nm3/h。
④13.煤气中最易中毒的是转炉煤气。
③14.连铸操作中钢包与中间包之间采用长水口，目的是防止钢水二次氧化。
①15.低合金钢的合金含量小于4％。
③16.石灰的主要成分是CaO。
③17.按脱氧的机理分类，钢水脱氧可分为为扩散脱氧、沉淀脱氧和真空脱氧。
③18.钢渣的氧化性主要决定于钢渣中的FeO含量。
④19.我厂LF精炼炉电极直径为450mm。
④20.精炼结束后向钢水表面铺撒保温剂是为了钢水保温。
③21.碱性耐火材料以CaO或MgO为主要成分。
③22.石灰石的主要成分是CaCO3。
②23.钢包吹氩用氩气纯度在 99.99 %以上。
③24.RH需要脱氢时，须选择本处理模式。
②25.Q235B代号中235是指钢的屈服强度。
④26.钢包钢水吹氩处理可以均匀钢水成分、温度、促进夹杂物上浮。
④27.钢包进行吹氩搅拌时，如搅拌强度过大，所谓暴吹，会造成钢水二次氧化。
②28.电磁搅拌与吹氩搅拌相比，具有搅拌无死角，渣面平稳等特点。
③29.转炉钢铁料消耗是指炼一吨钢水需要多少千克钢铁料。
②30.进RH进行脱碳处理的钢水，要求钢水具备合适的碳含量和氧含量，从而既保证一定的脱碳速度，又能减少脱氧剂消耗，提高钢水纯净度。
③31. RH轻处理通常要求真空度在6～26Kpa范围内。
③32.钢中加入适当的Al元素可细化晶粒。
④33.氧与铁可以形成三种化合物，有Fe2O3、Fe3O4和FeO。
④34.脱S的热力学条件是高温、高碱度、低氧化性。
②35. CAS-OB工艺中的OB是指吹氧气。
③37.我厂2号连铸机可以浇注两种厚度的板坯。
③38.我厂LF炉电磁搅拌器采用蒸馏水冷却。
②39.拉瓦尔喷嘴的作用是将气流压能转化为动能，转炉氧枪、RH蒸汽喷射泵都采用了这种结构。
③40.钢水喂钙处理，通常是在精炼处理结束前，钢水净化后进行的。
④41.钢中非金属夹杂来源于两个方面，一是内生夹杂，二是外来夹杂。
③42.炼钢过程中，Al是终脱氧剂。
③43.铁水的三脱是指脱Si、脱P、脱S。
④44.铁合金在转炉冶炼中的作用是脱氧、合金化。
③45.铁和钢通常以碳含量的多少来划分的。
③46. LF精炼脱硫，应尽量采用底吹氩搅拌模式，保证充分钢渣界面反应。
④47.钢中P元素会引起的冷脆。
③48.炉渣碱度是指：渣中CaO和SiO2的比值。
③49.我厂混铁炉容量为 1300 吨。
③50.我厂浸渍管下降管内有12 根环流支管。
四、简答题
③1.钢液炉外精炼的含义是什么？
钢液炉外精炼的含义是把一般炼钢炉中要完成的精炼任务如：脱硫、脱氧、去气、去除非金属夹杂
物、调整成分和温度等移到炉外的
钢包或其它专用容器中进行，从而
可提高钢的质量，有效降低生产成
本，提高劳动生产率。
③2.钢包喷粉对改善钢水质量起什
么作用?
1）、改善钢水的可浇性，解决了连铸中间包水口堵塞的问题。
2）、降低钢中硫含量。
3）、夹杂物变性处理，提高钢的清洁度。
②3．真空处理时，为了获得较低的碳含量，应遵循什么原则?
1）、在耐火材料允许的条件下适当提高钢水温度。
2）、尽可能提高真空处理设备的真空度。
3）、尽可能使钢水处于细小的液滴状态。
4）、尽可能增大钢水与气相的接触面积。
5）、应当使钢水表面处于无渣或少渣的状态。
③4．钢中氢对钢的性能有何影响?
1）、氢能使钢材产生氢脆，使钢的塑性降低，延伸率及断面收缩率降低。
2）、氢能使钢产生“白点”，在钢材的横断面上，呈现放射状裂纹，在纵断面上呈银白色凹点。
3）、在高温下与钢中的氢与碳作用，生成甲烷，产生高压，在钢材内部生成网状裂纹。
③5．氩气的精炼作用有哪些?
1）、发泡、气洗作用：去除钢中有害气体[N]、[H]。
2）、氩气的搅拌作用：有效去除钢中夹渣和非金属夹杂物。
3）、氩气的保护作用：氩气泡在钢水表面形成保护层，将空气和钢液隔开，避免钢液二次氧化。
④6．减少钢包钢水过程温降可采取哪些措施?
1）、钢包加砌绝热层。2）、钢包高温烘烤。3）、红包出钢。4）、钢包表面加覆盖材料。
③7.影响RH钢水循环量的因素有哪些?
1）、驱动气流量。2）、上升
管内径。3）、驱动气体小管
在上升管中的高度。4）、真
空度。
①8.常用的喷吹粉剂可分为哪几
类?
1）、CaSi和CaC2类，这类
粉剂流动性好，易输送，不需
要持久的射流，但是CaC2不易
保存。
2）、CaO和Na2CO3类。这
类粉剂流动性差，容易引起堵
塞，需要持久的射流。
3）、MgO和Al类。这类粉
剂沉淀速度小，只需少量输送
气即可输送，但有氧化的倾向。
④9.炉外精炼有哪些冶金作用?
1）、使钢水温度和成分均匀
化。 2）、微调成分使成品钢的
化学成分范围缩小。
3）、降低钢中硫含量。
4）、降低钢中的氢、氮含量。
5）、改变钢中夹杂物形态和组
成。 6）、去除有害元素。 7）、
调整温度。
③10.RH处理模式有几种，能达到
何种冶金效果？
RH处理有轻处理、本处理和
脱碳处理模式。轻处理可去除钢
水中夹杂物，均匀钢水成分温度；
选择本处理模式，降低气相分压，
可有效去除钢水中[H]等有害气
体；选择脱碳处理模式，未脱氧
钢水在真空状态下进行氧脱碳反
应，可将钢水中的碳处理至极低
的水平，满足超低碳钢的生产要
求。
③11. RH处理的工作原理是什么？
浸泽管插入钢水后，真空泵
开始抽真空，槽内和槽外形成压
差，钢液就从浸渍管上升到与压
差相平衡的高度（即所谓的提升
高度）。与此同时，从上升管吹入
驱动气体（Ar或N2），该气体由
于受热膨胀和压力降低，引起等
温膨胀，气泡体积成倍增加，从
而驱动钢液上升，使其象喷泉一
样向真空槽喷出。随着气泡的破
裂，钢水成为细小的液滴，使脱
气表面积大大增加（20～30倍），
加速了脱气过程。气体自钢液内
析出，被抽走，而脱气后的钢水
由于重量的差异，经下降管返回
钢包。未经脱气的钢液又不断从
上升管进入真空槽，从而形成连
续循环过程。
④12.LF炉造渣作用有哪些？
1）、吸附钢水中夹杂物。 2)、
对钢水进行脱氧、脱硫。 3) 埋
弧，减轻电弧对钢包衬的热辐
射，提高热效率。
④13.连铸中间包的作用是什么？
1）、对钢水再次净化。钢水从
钢包注至中间包后，在中间包中
停留，夹杂物获得一定的上浮时
间，进一步净化钢水。
2）、稳流作用。可保持结晶器
钢液面稳定，缓解钢流对初生坯
壳的冲击，避免钢流卷渣。
3）、分流作用。通过中间包的
分流，可实现多流浇铸。
4）、钢水存储器，实现多炉连
浇。
③14.常见炉外精炼手段有那些？
目前常见的炉外精炼手段可
归为三大类：
1）、真空脱气，如RH； 2）、真
空精炼、电弧加热、搅拌，如LF；
3）、真空吹氧脱碳、氩氧精炼，如
VOD。
③15.比较钢包底吹氩搅拌与电磁
搅拌特点。
钢包底吹氩搅拌和电磁搅
拌对钢水都具有良好的搅拌，能
够有效去除钢水夹杂物，均匀钢
水成分、温度。钢包底吹氩搅拌
可以实现钢水和渣面的充分搅
动，促进脱硫的进行。电磁搅拌
对钢水的搅动无死角，不破坏渣
层，钢水加热过程增碳、增氮量
较小。
②16.影响真空脱气的因素有哪
些？
1)循环气体流量。2)真空度.
3)浸渍管内径。4)钢渣层厚
度。
④17.连铸对钢水有何要求？
1）成分、温度均匀。2)合
适的钢包温度。3)较高
的纯净度。4)良好的流
动性。
③18.为什么精炼后要保证一定的弱搅拌时间？
采用弱搅拌可以促使钢水中的夹杂物（包括卷入的钢渣）进一步聚集、长大、上浮，净化钢水，而不破坏渣层，避免钢水卷渣、二次氧化，造成钢水再次被污染。
④19.LF钢包精炼脱硫的有利条件是什么？
脱硫的条件是：高温钢水，高碱度、还原性、流动性好的钢渣，并且钢渣搅拌良好。
LF钢包精炼在炉盖密封条件下进行电极加热处理，保持了炉内良好的还原性气氛；电极加热，促进石灰等渣料的熔化，保证钢渣较好的流动性。
③20.为什么说碳是真空下理想的脱氧剂？
在真空状态下，气相中CO 分压能够保持较低的水平，碳脱氧反应增强，速率快，反应进行得很彻底，并且由于真空下钢水循环流动，碳氧反应界面显著增加。
五、问答题
②1.从冶金反应动力学的观点来看，钢包喷粉有哪些主要特点?
1）、扩大反应的表面积，提高粉料与钢水的反应速度。
2）、可连续供料，使反应均衡进行。
3）、解决了微量合金元素和难加元素的加入问题。
4）、所有反应均在熔池强烈的搅动下进行，改善了冶金过程物理、化学反应的动力学条件。
①2.什么叫钙处理？
是把钙或钙合金加入钢中，用于脱硫，改善连铸浇铸性能，提高钢机械性能的一种处理工艺。
钙在钢中有如下作用：
1）细化晶粒，脱硫，改变非金
属夹杂物的数量、成分和形态；
2）改善钢的耐蚀性、耐磨性，
提高钢的冲击韧性、疲劳强度
等；
3）改善钢水流动性，提高铸坯
表面及内在质量；
4）能改善钢的抗氢致裂纹性
能；
5）钙能够起到微合金化作用。
④3.脱气的基本原理是什么？
在一定温度下，气体在金
属溶液中的溶解量于其平衡
分压的平方根成正比。脱气的
基本原理是：液体中气体的浓
度受液面上同类气体压力的
影响，周围的气体压力越高，
液体中越容易溶解该种气体；
若压力降低，则溶解量随之减
少。因此，通过向钢水中吹入
氩气或抽真空，降低气体在钢
液面上的分压，可以达到去除
该种气体的目的。
③4.怎样减少钢中非金属夹杂物？
钢中非金属夹杂物来源于脱氧
产物和外来夹杂。要减少钢中非金
属夹杂物，主要措施有：
1）减少脱氧产物对钢水的污染。
A、采用合适的脱氧制度。
B、
采用电磁或吹氩搅拌，促进夹杂物
上浮去除。
C、真空脱氧。
D、确保足够
的镇静时间。 E、防止钢水二
次氧化。
2）减少外来夹杂的污染。
外来夹杂主要来自于耐火材
料。主要通过减轻浇铸过程钢水对
耐材的冲刷、提高耐火材料质量来
减少外来夹杂的污染。
④5.炉外精炼的工艺特点是什么？
1）具有理想的精炼气氛条件，
通常是采用真空、惰性气氛或
还原气氛。
2）对钢水进行搅拌，有电磁搅
拌、吹氩搅拌等。
3）可对钢水进行加热处理。
③6.从工艺角度分析，提高连铸钢
水纯净度的措施？
1）、无渣出钢，实行前后挡渣；
2）、采用钢包精炼措施，最好使
用真空处理；
3）、连铸实行无氧化浇铸；
4）、采用中间包冶金，如实行大
容量中间包，增加挡墙等；
5）、使用浸入式水口和保护渣浇
铸。
③7.分析钢锭中Al2O3夹杂物产生
的原因
Al2O3夹杂物产生的原因很多，
但是主要是由于以下几个方面造成
的：
转炉出钢时候加入Al或者AlFe合
金脱氧；精炼加入Al或者
AlFe合金与钢中的
[O]反应；RH－OB升温时造成；浇
钢时候与空气氧化造成。
③8.扩散脱氧的概念和优点。
在精炼过程中，根据分配定律
钢液中的[O]向熔渣中扩散，与加入
渣相中的脱氧元素进行的脱氧反应
称为扩散脱氧。
其优点：脱氧反应在钢渣界面
或渣的下层进行，所以在钢
中氧活度下降时，
反应产物不会成为非金属夹杂物沾
污钢液。
④9.铁水“三脱”预处理有何意义？
1）、降低入炉铁水的[P]、[S]
含量，从而降低钢中的[P]、[S]含
量，提高钢材质量。
2）、实施铁水预处理后，提高
优质钢的生产效率，提高优质钢在
钢材产量中的比例。
3）、经过“三脱”后，可实现
少渣炼钢，优化转炉冶炼指标，降
低吨钢成本。
②10.喂丝的目的是什么？有何要
求？
喂丝的主要目的是：1、喂
人某些固体熔剂如Si－Ca、稀土合
金等，对各种夹杂物进行改性2、
喂入铝丝等对钢液进一步脱氧3、
喂入某种元素对钢液成份进行微调
（如C线）。
为了使喂丝取得较好的效果，
在工艺上必须采取以下措施：
1）、必须根据不同的线径和丝的
类型，确定喂丝的速度；
2）、喂丝的先后秩序必须掌握好，
如稀土丝、Si－Ca要在铝线喂入之
后喂入，才能取得较好的效果；
3）、丝喂入大包、中包、结晶器
中的位置要合适，保证其混匀性，
收得率高。
4）、要有良好的动力学条件，如
大包采用底吹氩等，使其能够混合
均匀些。
③11.电弧加热和化学加热各有什
么优缺点？
电弧加热的优点是：1）、使用
电弧加热对钢液的污染小2）、升温
范围大3）、适用于各类钢种。缺点
是：1）、设备相对复杂，投资大，
加热成本高2）、升温速率比化学加
热慢，热效率低。
化学加热的优点是：1）、简便
易行、加热成本低，设备投资小2）、
升温速度快，热效率高。缺点是：1）、
对钢液有污染，只适用于普通钢2）、
加热的范围一般要求小于40℃，升
温范围大会加剧钢液污染。3）、加热过程中会产生酸性氧化进入渣中，从而使钢水回磷。
③12.RH吹氧升温有哪些操作要
点？
1）吹氧前向钢水中配加足量吹氧升温所需铝块，防止吹氧过程
合金元素大量被氧化。
2）吹氧过程保持槽内一定的钢液面高度，减轻吹氧对槽体的熔
损。
3）吹氧升温量不宜过高，防止脱氧生成的夹杂物过多。
4）易氧化元素如Ti等，应在吹氧结束，脱氧完全后加入，以提
高合金元素收得率。
5）脱氧合金化后钢水循环时间应保证，使夹杂物能充分上浮去
除。
③13.钢水为什么要脱氧？
如钢水不经过脱氧，或脱氧不良，会产生如下问题：
1）、氧在固体钢中的溶解度要比氧在液体钢中的溶解度要小得多。在钢液冷凝过程中，氧将逐步以FeO 形态析出，分布在钢晶界上，降低了钢的塑性和其它机械性能。2）、氧在钢液中的溶解度随温度而减少，当钢液在浇注后的凝固过程中，超过碳氧平衡值的过剩氧就会与碳反应，生成CO气泡，形成气泡缺陷。
3）、凝固在钢坯中的氧会加剧钢中硫的热脆危害。硫生成FeS很易与FeO结合成低熔点的共晶物，分布在晶界，在钢加热轧制后产生“热脆”现象。
②14.利用稀释气体（如氩气）加速
碳氧反应和脱气的基本原理是什么？基本原理是：氩气刚进入钢液中时，氩气泡对于钢液中溶解的气体象一个小的“真空室”一样，在这个“真空室”内，这些气体的分压几乎等于零。在不断吹入新的氩气，并且氩气泡随后带着其它气体一起排出到钢液的条件下，可以达到类似真空处理的作用，并可以起到均匀成分和温度、去除夹杂的作用。
③15.电磁搅拌的工作原理是什
么？电磁搅拌的原理与异步电动机相似。感应搅拌器相当于异步电动机中的定子，而钢包中的钢液相当于感应电动机中的转子。当搅拌器线圈通电后，沿炉体就会产生一个动磁场，磁场穿透钢包壁，并在钢液内感应生成电流涡流。电流密度与磁感应强度相互作用产生电磁力。由于电磁力在金属熔池内造成一个转矩，因此能使炉内钢液向一定方向发生旋转运动。
③16.什么是气体在钢液中的溶解
度？影响气体在钢中溶解度的因素有哪些?钢中气体溶解度通常是指在一定温度下、一个大气体下氢和氮
在铁液内的饱和浓度。
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。主要看气体在
金属中溶解反应是吸热还是反应。氢、
氮在钢液中的溶解反应均为吸热，因
此温度升高可大大提高它们在钢中的
溶解度。
2）、气体压力的影响。氢、氮在
钢液中的溶解度与气体分压的平方根
成正比。降低它们的分压力，可有效
降低它们在金属中的溶解度。
3）、合金成分对溶解度的影响。氢、
氮在钢液中的溶解度随碳、硅含量的
增加而减少，随锰含量的增加而增加。
17.蒸汽喷射泵工作原理
蒸汽喷射泵由喷嘴、混合室和
扩压器三部分组成。工作蒸汽通过
拉乌尔喷嘴的喉口达到音速，其后
在渐扩部分进行绝热膨胀，压力能
转化为速度能，并以超音速射出，
在混合室与被抽气体混合后，两股
气流进行能量交换，被抽气体速度
增加，由工作气流携带着进入扩压
器，在扩压器中气体与蒸汽边继续
交换能量，边逐渐压缩，动能又转
化为压力能。到了扩压器的喉部完
成了混合过程，达到同一速度，再
经过扩散段，速度降至亚音速，从
而将被抽气体排出扩散段。
④18.测温热电偶最容易出现哪些
故障？
由于测温仪表中的测温枪经常
处于使用状态，所以，测温枪最容
易出现问题。一是测温枪受热后，
枪内的线久而久之被烤焦，形成输
入线路断路；二是热电偶插头与测
温枪接触不良或断开；三是电网电
压波动造成测温仪内部电源电路损
坏。
③19.什么叫IF钢？
所谓IF钢（也叫无间隙原子
钢）,就是在含碳极低
（0.001~0.005%C）的钢中，加入适
量的强化元素Ti 、Nb，与钢中残
存的间隙原子碳和氮结合形成碳化
合物和氮化物（Nb(CN)、TiN等）
的质点，这样，钢的基体中已没有
间隙原子C、N存在了，而是钛、铌
的碳化物和氮化物质点存在于钢
中。
②20.钢液测氧的原理是什么?
答：钢液测氧的原理是固体电
解质浓差测氧，其测氧装置由两个
半截电池组成，其中一个是已知氧
分压的参比电池，另一个用于待测
氧含量的钢水，两个半截电池之间
用氧离子固体电解质连接并插入钢
液，构成一个氧浓差电池。通过测
得氧电势及温度，即可知道钢液中
的氧含量。
六、计算题
②1.某超低碳钢要求RH结束目
标[Al]=0.045%，[Ti]=0.020%。在
加铝之前测定钢中的自由氧
450ppm。假定钢水的重量为158吨；
在脱氧和合金化过程中台铝合金的
收得率为75％，台铝合金含铝
99％；钛铁合金中钛的收得率为
80％，钛铁含钛元素24％。问要达
到结束的目标要添加多少台铝和钛
铁？（小数点后保留二位数，铝原
子量27，氧原子量16。）
脱氧使用的台铝量x；
反应式：2Al＋3[O]＝
（Al2O3）
158t钢中450ppm[O]折合钢
水含[O]量：158×1000×0.045%＝
71.10（kg）
计算加铝量
（2×27）/（3×16）＝75%
×99%×X/71.10
75%×99%×X =（2×27
×71.10）/（3×16） X
＝107.73kg
合金化使用的台铝y；
158×1000×0.045％＝
75％×99％×y
y=95.76kg
合金化使用的钛铁z；
158×1000×0.020％＝
80％×24％×z z
＝164.58kg
加入的台铝总量h；
h=x+y=107.73+95.76＝
203.49kg。
②2.已知一包钢水到LF炉取样，钢
水中Mn 0.25%,Si 0.10%，目标钢
水Mn 0.30%, Si 0.20%,已知钢水
量为150吨，试求需要多少公斤
MnSi和FeSi？（MnSi中Si
16.3%, Mn 66.2%, FeSi中Si75%，
Si,Mn收得率90%)
答：MnSi加入量：（0.30-0.25）×
10÷（0.662×0.9）×150
＝125.8㎏
MnSi带入Si量：125.8×
16.3％÷150÷10×0.9＝0.01%
FeSi加入量：
（0.20-0.01－0.10）×10÷（0.75×0.9）×150
＝200.0㎏
④3.计算Q235钢凝固温度。已知：钢中目标成分：C:0.16%, Mn:0.48%, S:0.028%, P:0.035%,Si:0.21%,
钢中每1%元素对纯铁凝固温度下降： C:90, Si:6.2, Mn:1.7, P:28, S:40, 钢中气体温降7℃，纯铁凝
固点：1539℃。
解：Q235的凝固温度＝
1539-90*0.16-1.7*0.48-28*0.035
-40*0.21＝1514.4℃
①4.转炉初钢[C]含量为0.05％，[O]
含量为0.060％，重量155吨。RH
处理结束后要获得[C]含量
0.0040％的钢水，计算吹入钢水的
氧气量(立方米)？（设吹氧结束钢
水中[O]含量为200 ppm，氧气利用
率65％）
解：脱碳耗[O]量：（0.05-0.004）×1.33＝0.061％；
需补充[O]量：0.02＋（0.061－0.060）＝0.021％；
吹入氧气量：0.021×1500×22.4÷（32×0.65）＝33.9立方米
③5.吹氩站钢水到站温度1625℃，
钢水量150吨，要求钢水出站温度
1590℃，考虑加小废钢调整钢水温
度，规定小加废钢前吹氩时间5分
钟，加小加废钢后吹氩5分钟。假
设钢水进站前3分钟吹氩温降为
3℃/分钟，3分钟之后吹氩温降为
2℃/分钟，计算小废钢加入量。（加
废钢所用时间忽略不计）
解：（1625－5×3－3×2－1590）÷5×500＝1400kg
③6.S PHC钢种钢水重量为155吨，
进吹氩站[Als]为0.025％。要求出
站[Als]为0.055％，计算喂入铝线
量（米）。假设铝线单重为0.22kg/m，铝线收得率为65％。（不考虑脱氧
用铝量）
解：（0.055－0.025）×155×10÷0.22÷0.75＝281.8米
②7.有150钢水在RH进行吹氧化学
升温，如需升温20℃，理论上需加
铝多少千克？吹氧多少立方米？
（已知1吨钢水升温1℃所需铝量
为0.030kg，O2利用率为65％）
解：加铝量：150×0.030×20＝90 kg；
吹入氧气量：90×（48÷54）×22.4
÷（32×0.65）＝86.2立方米
③8.LF炉处理X60钢种，钢水量155
吨，进站[Si]0.15％，出站要求[Si]
不大于0.30％。如使用CaSi粉造
渣，CaSi粉最大加入量为多少？（已
知：CaSi粉Si含量为60％，Si的
利用率为90％）
解：（0.30－0.15）÷0.60÷0.90×
1500＝416.7 kg
③9.已知RH处理容量为150吨，环
流量为80吨/分钟，如RH脱气处
理5分钟，通过脱气室的总钢液量
是多少？
解：80×5＝400吨
④10.已知钢渣组成（％）：SiO2
20.55；Al2O3 14.51；MgO 8.60；
MnO0.62；FeO 3.20；CaO 52.00，
其它为余量。计算二元碱度(结果保
留2位小数）。
解：R＝CaO/ SiO2 ＝52.00/20.55＝
2.53
④11.电极直径355mm，长度
1810mm，电极比重1.67g/cm3，计
算电极重量。
解：电极重量w＝3.14×0.3552÷4×
1.81×1670＝299.0kg
③12.已知一炉钢水：铁水装入155
吨，废钢装入10吨，生铁块装入
10吨，冶炼过程中加入铁矿石3吨，
轻烧镁球2.7吨，到吹氩站加入小
废钢1.2吨。出站称重158吨，计
算该炉次转炉钢铁料消耗？
解：(155＋10＋10) ×1000÷(158-1.2)
＝1116.08kg/t.s
③13.一炉钢水到吹氩站进行喂钙线
处理，喂入量为550mm。钙线芯线
密度为200g/m，钙含量为28％，钙
的收得率为15％，计算钢水中钙含
量。（结果保留4位小数，设定钢水
量为150吨）
解：550×0.2×0.28×0.15÷1500＝
0.0031％
③14.已知一号连铸机浇铸板坯厚度
为210mm，宽度1050mm。如拉速
为1.2m/min，浇铸150吨钢水需多
长时间（钢水密度为7.0 g/cm3，结
果保留1位小数）
解：浇铸时间t＝155÷（0.21×1.05
×1.2×7.0）÷2＝41.8分钟。
③15.已知：钢水量为155吨，RH循
环流量为65t/min，如RH处理5分
钟，计算钢水循环次数。（结果保留
1位小数）
解：5÷（155÷65）＝2.1（次）
③16.某炉钢水在LF炉进行加热升
温处理。已知加热前测温1575℃，
采用9级34KA供电制度加热10
分钟，升温速度为3℃/min，5分钟
后出站，估算钢水出站温度。（保留
1位小数。设钢水自然温降为0.5℃
/min）
解：1575＋3×10－0.5×5＝1602.5℃
③17.钢水到吹氩站测得[Als]为
0.020％，如按成品[Als]0.030％控
制，应补铝线多少米？已知：钢水
量为155吨，连铸浇铸过程[Als]烧
损0.010％，铝线单重0.22 kg/m（按
纯铝考虑），铝收得率为75％。计
算结果取整数。
解：(0.030-0.020+0.010) ÷0.22÷0.75
×1550＝187.9米
④18.已知钢水进LF原始[S]为
0.010％，经造渣脱硫处理，出站[S]
含量为0.004％，计算LF脱硫率。
解：脱硫率为：（0.010－0.004）÷0.010
×100％＝60％
③19.钢水进氩站测得渣层厚度为
50mm，计算渣量。已知钢包直径
为3100mm，钢渣比重为3.0g/cm3。
解：渣量为：3.14×3.12÷4×0.05×
3000＝1131.6kg
③20.RH吹氧升温氧气流量为
2000Nm3/h，吹氧理论升温速度为
6.6℃/min，钢水循环温降为3℃
/min。如吹氧100 Nm3，实际钢水
升温量为多少？
解：100÷2000×60×（6.6-3）＝9.9℃
1概论 长流程: 以氧气转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企业生产流程 短流程: 以电炉炼钢工艺为中心的小钢厂生产流程 炉外精炼: 凡是在熔炼炉（如转炉、电炉）以外进行的，旨在进一步扩大品种提高钢的质量、降低钢的成本所采用的冶金过程统称为炉外精炼。 2 转炉炼钢和电弧炉炼钢的不足之处有哪些？ 电炉炼钢的不足: (1)还原渣有较强的脱硫能力，但炉内渣钢接触面积太小，脱硫能力不能充分利用。氧化期出钢［S］0.02%～0.04% (2)在氧化期H降低到2.5～3ppm，在还原期又回升至5～7ppm (3)在还原期O≤80ppm，终脱氧后O≤30ppm，出钢过程100～200ppm (4)不能充分发挥超高功率电弧炉的作用 转炉炼钢的不足: (1)温度成分不均匀(2)一般出钢［C］≥0.04%，很难将［C］控制在≤0.02%下出钢(3)一般出钢［O］≥500ppm，出钢合金化后［O］≥100ppm (4)脱硫率为30%左右；若铁水［S］≤0.03%，出钢［S］≤0.02%；若铁水［S］0.002-0.005%，出钢［S］0.004-0.007% (5)脱磷率≥90%，终点［P］0.005-0.015%，出钢过程中回磷(6)氧化性渣FeO≥15% 3 炉外精炼的作用和地位？经济合理性有哪些？ 作用和地位：1 提高质量扩大品种的主要手段2 优化冶金生产流程，提高生产效率节能降耗降低成本主要方法3 炼钢－炉外精炼－连铸－热装轧制工序衔接 炉外精炼的经济合理性:1 提高初炼炉的生产率2 缩短生产周期3 降低产品成本4 产品质量提高 4 炉外精炼的任务？炉外精炼的三个特点? 对精炼手段的有哪些要求? 炉外精炼的任务:1 钢水成分和温度的均匀化2 精确控制钢水成分和温度3 脱氧脱硫脱磷脱碳4 去除钢中气体（氢氮）及夹杂物5 夹杂物形态控制 炉外精炼的三个特点:1 二次精炼2 创造较好的冶金反应的动力学条件3 二次精炼的容器具有浇注的功能对精炼手段的要求:1 独立性2 作用时间可以控制3 作用能力可以控制4 精炼手段的作用能力再现性要强5 便于与其他精炼手段组合6 操作方便、设备简单、基建投资和运行费用低 5 炉外精炼有哪5个基本手段并简述其作用？ 1 渣洗：快速脱硫，脱氧以及去除夹杂 2 真空：对钢液的脱气，用碳脱氧，超低碳钢种的脱硫等反应产生影响 3 搅拌：可以均匀成分和温度，促进夹杂的上浮 4 加热：调节被精炼钢液温度，避免钢液回炉的救急措施 5 喷吹：喷吹是将反应剂加入冶金熔体的一种手段 6 CAS CAS-OB VD AOD VOD LF LFV的英文全称？ CAS ：Composition Adjustment by Scalded Argon Bubbling CAS-OB：Composition Adjustment by Scalded Argon Bubbling-Oxygen Blowing VD：Vacuum Degassing AOD(Argon Oxygen Decarburization VOD(Vacuum Oxygen Decarburization LF（Ladel Furnace） LFV：Ladel Furnace Vacuum Degassing 2 炉外精炼理论基础 异炉渣洗:用专用炼渣炉炼渣，出钢时钢液冲进事先盛有液渣的钢包内 同炉渣洗:液渣和钢液同一炉炼制 混合炼钢:在一座电炉中按普碳钢的工艺冶炼半成品钢液，在另一座电炉中熔化合金和造还
1.五种精炼手段 （1）渣洗（2）真空（3）搅拌（4）加热（5）喷吹 2.工业生产的挡渣技术 （1）挡渣球（2）浮动塞挡渣（3）气动吹气挡渣塞（4）虹吸出钢口挡渣（5)偏心炉底出钢 3.顶渣改质 目的：（1）适当提高覆盖渣碱度；（2）降低覆盖渣氧化性；（3）改善覆盖渣的流动性；（4）适当提高夹杂物去除率。 方法：在转炉出钢过程中向钢包内加入改质剂，利用钢水的流动冲刷和搅拌作用促进钢—渣反应并快速生成覆盖渣。 4.合成渣有液态渣、固态渣和预熔渣。根据液态合成渣炼制方式不同，渣洗工艺可分为异炉渣洗和同炉渣洗。固态合成渣有机械混合体、烧结渣。 5.合成渣的物理化学性能：必须具有较高的碱度、高还原性、低熔点和良好的流动性；此外要具有合适的密度、扩散系数、表面张力和导电性等。 6.搅拌：气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌和重力引起的搅拌（如渣洗）等。 7.钢包吹氩的主要作用是什么？（简答题） (1)调温。主要是冷却钢液。对于开浇温度有比较严格要求的钢种或浇注方法，都可以利用吹氩将钢液温度降到规定的要求。 （2）混匀。在钢包底部适当位置安放透气砖，氩气喷入可使钢包中的钢液产生环流，用控制氩气流量的方法控制钢液的搅拌程度。 （3）净化。搅拌的钢液增加了钢中非金属夹杂物碰撞长大的机会。上浮的氩气泡不仅能够吸收钢中的气体，还会黏附悬浮于钢液中的杂质，将黏附的夹杂物带至钢液表面而被渣层所吸收。 8.吹氩方式：顶吹、底吹。 9.影响钢包吹氩效果的主要因素：氩气耗量、吹氩压力、流量与吹氩时间及气泡大小等。 10.能量耗散速率（比搅拌功率）：单位时间内，向1t钢液提供的搅拌能量作为描述搅拌特征和质量的指标。 11.常用的加热方法主要是电弧加热，化学加热（化学热法）、燃料燃烧加热、电阻加热等 12.燃料燃烧加热存在哪些不足？ （1)由于燃烧的火焰是氧化性的，而炉外精炼时总是希望钢液处在还原性气氛下，这样钢液加热时，必然会使钢液和覆盖在钢液面上的精炼渣的氧势提高，不利于脱硫、脱氧这样一些精炼反应的进行。 （2）用氧化性火焰预热真空室或钢包炉时，会使其内衬耐火材料处于氧化、还原的反应交替作用下，从而使内衬的寿命降低。 (3)真空室或钢包炉内衬上不可避免会粘上一些残钢，当使用氧化性火焰预热时，这些残钢的表面会被氧化，而在下一炉精炼时，这些被氧化的残钢就成为精炼钢液二次氧化氧的来源之一。 （4）火焰中的水蒸气分压将会高于正常情况下的水蒸气分压，特别是燃烧含有碳氢化合物的燃料时，这样将增大被精炼钢液增氢的可能性。 （5)燃料燃烧之后的大量烟气（燃烧产物），使得这种加热方法不便于与其他精炼手段（特别是真空）配合使用。 13.钢的真空脱气分类：钢流脱气、钢包脱气、循环脱气。 壹
填空 1、钢材在服役过程中的破坏有延性破坏和脆性破坏两种类型。 2、RH真空室的加热方法有煤气烧嘴加热法和石墨电极加热法。 3、搅拌的方法主要有电磁搅拌和吹气搅拌。 4、渣洗的目的是脱氧、脱硫和去除非金属夹杂。 5、预熔渣的生产方法有竖炉法和电熔法。 6.为了充分发挥吹氩搅拌的作用，透气砖应安装在钢包底部半径中心位置。 7.钢水在还原气氛下精炼有利于脱硫。 8.钢水中喂入硅钙线是为了对夹杂物进行改性处理。 9.工艺规定，吹氩站加入小废钢后吹氩时间应在3分钟以上。 10.钢水在吹氩站加入500Kg小废钢，带来的钢水温降为5℃左右。 11、钢包吹氩的方式有顶吹方式和底吹方式。 12、真空处理的目的包括真空氧脱碳、控制浇注温度、化学加热和脱气。 13、钢中的气体杂质主要是指氮气、化学加热和脱气。 14、稀土在钢中的作用主要为净化、变质和合金化。 15.LF炉精炼渣中通常都含有CaF2，其作用是提高钢渣流动性。 判断 1、（×）钢包吹氩过程中氩气的流量越大越好。 2、（√）钢中磷会降低钢的焊接性能。 3、（√）做好出钢时的挡渣操作是发挥精炼渣精炼作用的基本前提。 4、（×）挡渣球的密度要小于炉渣而大于钢水。 5、（√）当采用CaO-Al2O3 渣系进行渣洗时，CaO是反应物，其它为调节成分、降低熔点。 6、（√）炼铁的主要方法是高炉炼铁。 7、（×）采用真空碳脱氧可以将钢中Al2O3、SiO2等夹杂物中氧去。 8、（√）降低氮、氢在气相中的分压，可达到降低钢中氢、氮的目的。 9、（×）动力学研究化学反应能否进行的。 10、（√）钢中的锰可以提高钢的强度。 11、（×）真空碳脱氧过程中CO的长大和上浮是限制性环节。 12、（√）精炼炉内的真空度主要是根据钢液脱氢的要求来确定。 13、（×）铝-氧加热法的优点是生产过程中不产生烟气。 14、（×）固体合成渣包括机械混合渣、烧结渣和预熔渣。 15、（×）温度越高，越有利于碳氧反应进行，越容易提高钢的纯净度。 选择 1、向钢水中喷入CaO粉可以起到（B）作用。 A.脱氧 B.脱硫 C.加热钢水
湖南工业大学试题 2007 年~ 2008 年第 2 学期 课程名称：炉外精炼新技术专业年级：冶金工程2005级 考生学号：考生姓名： 试卷类型：A卷■B卷□考试方式: 开卷□闭卷■…………………………………………………………………………………………………………………………… 一、填空题（30分=15分×2） 1、VAD的完整拼写为Vacuum Arc Degassing；AOD的完整拼写为Argon Oxygen Decarburization 。 2、真空脱气过程的限制性环节是气体在钢液中的扩散。 3、渣洗的最大的缺点是效果不稳定（重现性差）。 4、炉外精炼中，气液界面的主要来源包括吹氩、_ CO气泡、吹氧和熔体表面。 5、LF电弧加热速率的特点：通电后，缓慢升温1~2℃/min，逐渐趋于平均值3~4℃/min。 6、RH工艺处理容量的下限为_30吨 7、LF炉吹氩制度中，钢包到位后，采用中等吹氩量均匀钢液成分和温度；化渣和加合金采用大吹氩量；通电加热时采用小吹氩量。 8、AOD精炼工艺分为氧化期、还原期和精炼期。（注意顺序） 9、AOH没有像CAS-OB得到广泛使用的原因是产物去除困难 10、夹杂物变性处理中，使用Ca处理Al2O3_夹杂物。 二、名词解释（20分=4分×5） 1、炉外精炼 2、活性缝隙 3、抽引比 4、粉气流的经济流速 5、循环流量 1、炉外精炼：将常规炼钢炉的炼钢任务部分或全部地移到钢包或其它容器中进行。 2、活性缝隙：能够作为C-O反应新相生成核心的缝隙。 3、抽引比：单位体积流量的气体，可以提升的钢液的体积。 4、粉气流的经济流速：能保证粉气流基本上均匀、稳定的最小流速。 5、循环流量：单位时间内通过真空室的钢液量。 三、简答题（35分=7分×5） 1、炉外精炼中包含哪些精炼手段及这些精炼手段的功能、代表工艺(至少2种)。 答：精炼手段包括： 1）渣洗。功能：脱硫、脱氧、去夹杂。代表工艺：同炉渣洗、异炉渣洗；（1.5分） 2）真空。功能：脱气、脱氧、脱碳。代表工艺：VD、RH；（1.5分） 3）搅拌。功能：均匀成分和温度、净化钢液、促进其它冶金反应。代表工艺：除了渣洗外所有精炼工艺。（1.5分） 4）加热。功能：调温、保证精炼时间。代表工艺：LF、CAS-OB；（1.5分） 5）喷吹。功能：高效加入反应剂。代表工艺：SL、WF。（1分） 2、真空下，为什么碳的实际脱氧能力远没有热力学计算的大？ 答：1）碳氧反应未达到平衡；（2分） 2）反应区的压力大于真空度；（2分） 3）真空下，碳脱化合物中的氧困难；（1.5分） 4）耐材、炉渣、夹杂中氧化物可能向钢液供氧。（1.5分）
炉外精炼问答题提纲（结合参考书及课堂笔记）- 1.炉外精炼的目的、任务及功能有哪些？ 答：1）目的：在真空、惰性气氛或可控气氛的条件下进行深脱碳、脱硫、脱氧、除气、调整成分（微合金化）和调整温度并使其均匀化，去除夹杂物，改变夹杂物形态和组成等。2）炉外精炼的任务： ⑴钢水成分和温度的均匀化；⑵精确控制钢水成分和温度；⑶脱氧、脱硫、脱磷、脱碳；⑷去除钢中气体（氢氮）及夹杂；⑸夹杂物形态控制。 或炉外精炼可以完成下列任务： （1）降低钢中的硫、氧、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的机械性能； （2）深脱碳，在特定条件下把碳降到极低含量，满足低碳和超低碳钢的要求； （3）微调合金成分，将成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，降低合金消耗，提高合金元素收得率；将钢水温度调整到浇铸所需要的范围内，减少包内钢水的温度梯度。）炉外精炼设备具备以下功能： ①熔池搅拌功能，均匀钢水成分和温度，促进夹杂物上浮和钢渣反应； ②钢水升温和控温功能，精确控制钢水温度，最大限度地减小包内钢水的温度梯度； ③精炼功能，包括脱气、脱碳、脱硫、去除夹杂和夹杂物变性处理等； ④合金化功能，对钢水实现窄成分控制，并使其分布均匀； ⑤生产调节功能，均衡炼钢—连铸生产。 2.简述RH脱气过程： 答：插入管插到钢液内，启动真空泵;随着压力的降低，钢液沿着两根插入管上升;向一根插入管1/3处吹入驱动气体；由于高温和低压的作用，气体的膨胀功推动钢液在上升管中快速提升，钢液呈喷泉状进入真空室；钢中气体在真空环境下被脱除；脱气后的钢液，在重力的作用下，经下降管返回钢包；不断循环若干次，以达到去气目的。 3.炉外精炼的搅拌方式有几种？工艺上有何不同特点？ 答：两种：吹氩搅拌和电磁搅拌 ⑴吹氩搅拌： 优点： ①气体入口正上方，流速最高，搅拌强烈（搅拌强度大），不受处理容量限制； ②促使夹杂物上浮（能去夹杂），能脱气； ③设备投资较低。 局限性： ①对大钢包（300～350t）包底四周有低流速的“死点”－死区（有死角），难以有效控制； ②夹杂物的上浮排出不好（强烈的搅拌不利于上浮，且顶渣卷入或冲刷炉衬耐材，产生 新夹杂源，喷口上方搅拌强烈，顶渣影响较大），可能回磷、有二次氧化； ③电弧加热会增碳（增碳倾向较大），不适于超低碳钢的精炼； ④降温程度较大（气体带走一部分，主要为液面搅动强烈，增加热辐射）。 ⑵电磁搅拌： 优点： ①搅拌强度比吹氩搅拌小，包内各点比前者搅拌均匀些、较弱些、无死角，且易控，可靠性较强； ②夹杂物的上浮排出较好，回磷少、二次氧化少，适于纯洁度要求很高的钢； ③电弧加热增碳少； ④降温较小。 ⑤运行操作简单、运行费用低（不考虑设备折旧和备品备件）。
1 概述 1 名词解释：长流程短流程炉外精炼 长流程:以氧气转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企业生产流程 短流程:以电炉炼钢工艺为中心的小钢厂生产流程 炉外精炼:凡是在熔炼炉（如转炉、电炉）以外进行的，旨在进一步扩大品种提高钢的质量、降低钢的成本所采用的冶金过程统称为炉外精炼。 2 转炉炼钢和电弧炉炼钢的不足之处有哪些？（07级A） 电炉炼钢的不足 (1)还原渣有较强的脱硫能力，但炉内渣钢接触面积太小，脱硫能力不能充分利用。氧化期出钢［S］0.02%～0.04% (2)在氧化期H降低到2.5～3ppm，在还原期又回升至5～7ppm (3)在还原期O≤80ppm，终脱氧后O≤30ppm，出钢过程100～200ppm (4)不能充分发挥超高功率电弧炉的作用 转炉炼钢的不足 (1)温度成分不均匀 (2)一般出钢［C］≥0.04%，很难将［C］控制在≤0.02%下出钢 (3)一般出钢［O］≥500ppm，出钢合金化后［O］≥100ppm (4)脱硫率为30%左右； 若铁水［S］≤0.03%，出钢［S］≤0.02%； 若铁水［S］0.002-0.005%，出钢［S］0.004-0.007% (5)脱磷率≥90%，终点［P］0.005-0.015%，出钢过程中回磷 (6)氧化性渣FeO≥15% 3 炉外精炼的作用和地位？经济合理性有哪些？ 作用和地位： 1 提高质量扩大品种的主要手段 2 优化冶金生产流程，提高生产效率节能降耗降低成本主要方法 3 炼钢－炉外精炼－连铸－热装轧制工序衔接 炉外精炼的经济合理性 1 提高初炼炉的生产率 2 缩短生产周期 3 降低产品成本 4 产品质量提高 炉外精炼的任务？炉外精炼的三个特点? 对精炼手段的有哪些要求?（07级A 炉外精炼的任务 1 钢水成分和温度的均匀化 2 精确控制钢水成分和温度 3 脱氧脱硫脱磷脱碳 4 去除钢中气体（氢氮）及夹杂物 5 夹杂物形态控制 炉外精炼的三个特点 1 二次精炼 2 创造较好的冶金反应的动力学条件 3 二次精炼的容器具有浇注的功能
炉外精炼复习题答案完 整版 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
1 概述 1 名词解释：长流程短流程炉外精炼 长流程:以氧气转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企业生产流程 短流程:以电炉炼钢工艺为中心的小钢厂生产流程 炉外精炼:凡是在熔炼炉（如转炉、电炉）以外进行的，旨在进一步扩大品种提高钢的质量、降低钢的成本所采用的冶金过程统称为炉外精炼。 2 转炉炼钢和电弧炉炼钢的不足之处有哪些（07级A） 电炉炼钢的不足 (1)还原渣有较强的脱硫能力，但炉内渣钢接触面积太小，脱硫能力不能充分利用。氧化期出钢［S］%～% (2)在氧化期H降低到～3ppm，在还原期又回升至5～7ppm (3)在还原期O≤80ppm，终脱氧后O≤30ppm，出钢过程100～200ppm (4)不能充分发挥超高功率电弧炉的作用 转炉炼钢的不足 (1)温度成分不均匀 (2)一般出钢［C］≥%，很难将［C］控制在≤%下出钢 (3)一般出钢［O］≥500ppm，出钢合金化后［O］≥100ppm (4)脱硫率为30%左右； 若铁水［S］≤%，出钢［S］≤%； 若铁水［S］，出钢［S］脱磷率≥90%，终点［P］，出钢过程中回磷 (6)氧化性渣FeO≥15% 3 炉外精炼的作用和地位经济合理性有哪些
作用和地位： 1 提高质量扩大品种的主要手段 2 优化冶金生产流程，提高生产效率节能降耗降低成本主要方法 3 炼钢－炉外精炼－连铸－热装轧制工序衔接 炉外精炼的经济合理性 1 提高初炼炉的生产率 2 缩短生产周期 3 降低产品成本 4 产品质量提高 炉外精炼的任务炉外精炼的三个特点对精炼手段的有哪些要求（07级A 炉外精炼的任务 1 钢水成分和温度的均匀化 2 精确控制钢水成分和温度 3 脱氧脱硫脱磷脱碳 4 去除钢中气体（氢氮）及夹杂物 5 夹杂物形态控制 炉外精炼的三个特点 1 二次精炼 2 创造较好的冶金反应的动力学条件 3 二次精炼的容器具有浇注的功能 对精炼手段的要求 1 独立性
1炉外精炼的主要目的和任务? ①降低钢中O.S.H.N.和非金属夹杂物的含量，改变夹杂物的形态，以提高钢的纯净度，改善钢的机械性 能②脱C满足低C钢的要求③微调合金成分把合金成分控制在很窄的范围内并使其分布均匀尽量降低合金的消耗以提高合金收得率④调整钢液温度到浇注所要求的温度范围内最大限度的减小包内的温度梯度 2炉外精炼的技术特点 ⑴二次精炼⑵创造良好的冶金动力条件⑶二次精炼容器具有浇注功能 3炉外精炼的手段：渣洗真空搅拌加热喷吹 4 C O反应的步骤⑴溶解在钢液内的C和O通过扩散边界层迁移到钢液和气相得相界面⑵在气液相界面上进行化学反应生成CO气体⑶反应产物CO脱离相界面进入气相⑷CO气泡长大和上浮并通过钢液排除 5脱气反应的步骤 ⑴通过扩散或对流钢液中的溶解气体原子迁移到气液相界面⑵气体原子由溶解状态变为表面吸附状态⑶表面吸附的气体原子彼此相互作用生成气体分子⑷气体分子从钢液表面脱离⑸气体分子扩散进入气相并被真空泵抽出 6脱N效果不好的原因 N的扩散系数比H小扩散速度慢氮化物分解压极低 7钢液滴流脱气法的原理及问题 原理：是钢液以流束状注入置于真空室内的容器中由于真空室压力急剧降低使流股松散膨胀并散开成一定角度以滴状降落脱气表面积增大有利于气体的溢出 问题：钢液温降较大小容量钢包尤为突出为保证充分脱气和合格的浇注温度钢液过热100℃左右 8 DH法脱气工作原理 ⑴吸嘴插入钢液内⑵启动真空泵钢液上升到真空室内的压差高度⑶钢包下降或是真空室提升⑷处理后钢液密度大，沉降到钢包底部⑸当钢包提升或真空室下降时又有一批钢液进入真空室脱气，直至处理结束为止。 9 DH法的主要优缺点 优点：进入真空室内的钢液由于气相压力的降低激烈的沸腾，脱气表面积增大，脱气效果好，适用于大量钢液的脱气处理，可用较小的真空室处理大吨位的钢液，对真空室进行烧烤加热，因此处理过程中滤降小。由于激烈沸腾还具有较大的脱C能力，合金通过真空室加入，提高合金收得率。 缺点：设备比较复杂，成本高 10钢液真空循环原理（RH） (1)将真空室下部的两根浸管插入钢液内100-150mm的深度启动真空泵抽真空钢液使从两根浸管中上升到压差相等的高度(2)从上升管吹入驱动气体，产生小气泡核形成循环(3)气泡进入真空室后炸裂成无数小液滴，是脱气面积大大增加，加速了脱气过程（4）脱气后的钢液汇集到真空室的底部，经下降管返回到钢包内。未经脱气的钢液有不断从上升管进入真空室脱气，周而复始，形成连续过程。 11处理容量V：是指被处理的钢液量 12处理时间于哪些因素有关? 处理时间决定于脱气时的平均降温速度而平均速度主要与处理容量钢包（800摄氏度）和真空室（1400摄氏度）的预热温度处理时加入添加剂的种类和数量以及渣层厚度包衬材料的导热率的因素 13循环因数U：是指处理过程中循环钢液的当量次数即通过真空室的钢液总量与处理容量之比U=wt/v 11真空冶金的一般规律--压力对化学平衡的影响? 当反应生成物为气相时，减少系统的压力可以使化学平衡向着增加气体物质的方向移动，也就是说真空可以使已经达到平衡的脱气，脱C和脱O反应继续进行，从而提高钢液的质量。在冶金过程中，应用真空技术时，只有当反应过程中有气相参加并且反应且生成物的气体摩尔数大于反应物中的气体摩尔数时才有可能引起平衡的移动。 12真空下碳还原固体金属氧化物能力的提高：真空状态下碳和氧的亲和力随气相压力的降低而增加，使碳的还原还能力大大提高，因此可以得到含碳很低的金属和铁合金 13真空下脱C和O的热力学：[c]+[o]=CO(g) lgk=lgPco/a(c)a(o) a(c)a(o)=Pco/k 即[%C][%O]=Pco/K 所以Pco=[%c][%o]k 熔池中C.O关系 14为什么在气液相界面上面有效? 因为在气液相界面上脱O产物CO能从液面上去除到气相中，此时反应邀平衡受气相中Pco的影响 15钢中气体：指溶解在钢中的H和N KH=0.0027 KN=0.040 [%H]=KH(PH2)1/2 [%N]=KN(PN2)1/2 16真空度：是指RH处理的真空室内可以达到并且保持的最小的压力 17本处理：本是指在高真空（气压不大于0.27KPa）下，以去除钢液中H.O（脱氧产物）为目的真空脱气处理，一般本处理的脱率在50%左右最大可达70% 18 RH轻处理：利用RH的搅拌，脱C功能在低真空条件下，对未脱氧钢液进行短时间处理，同时使钢液温度、成分调节到适于连续铸钢的工艺要求 产品：准沸腾钢对应浇注方式 19 RH的发展：RH→RH-O→RH-OB→RH-KTB(RH-FMB)等 20（1）RH-O真空吹氧技术。功能强制脱碳用于冶炼低碳不锈钢（2）RH-OB真空吹氧技术。冶炼超低碳钢、不锈钢。弱点：喷嘴寿命低，降低了设备的作业率，喷溅严重结瘤(3)RH-IJ RH喷粉技术脱S脱H脱C 减少非金属夹杂物和调整成分(4)RH-PB喷粉技术(5)RH-KTB真空喷粉技术（6）真空顶喷粉技术（7）RH-MFB 多功能喷粉技术 21钢包吹氩的作用：（1）驱动钢液自下而上运动，均匀钢液的成分和温度（2）脱气：氩气泡上升过程中吸附钢液中溶解的气体H和N（3）粘附非金属夹杂物并排出 22吹氩压力：理想的吹氩压力应该使氩气泡能遍布整个钢包，氩气泡在钢液内存均匀分布 23吹氩方式（1）顶吹方式：在线吹氩，缩短时间效果不如底吹（2）底吹方式：吹的过程中不能中止，一直贯穿整个过程 24 VD真空吹氩脱气。手段：真空搅拌。完成的功能任务：吹氩搅拌增大钢与真空的接触面积，很强的脱H、N能力，同时上浮的氩气泡还能粘附非金属夹杂物，促使夹杂物从钢液内排除，使钢的纯净度提高，消除钢的白点和发纹缺陷 缺点：缺少加热手段，不能造新渣脱硫造新渣 25 CAS密封吹氩微调合金成分 基本功能：）均匀和调整钢液成分和温度）提高合金收得率）净化钢液、去除夹杂物 精炼工艺过程）大量底吹氩）降下隔离罩，罩住该无渣区域）罩内呈密封状态、惰性气氛 26 CAS-OB为了快速补偿CAS法处理过理过程中的温降，在隔离罩内增设了一支吹氧枪对钢液进行吹氧，同时向钢液内加入铝或硅铁，利用加入的铝或硅铁与氧反应所放出的热量直接加热钢液 目的：是对转炉钢液进行快速升温，补偿法工序的温降，为中间包内的钢液提供准确的目标温度，使转炉和连铸协调配合 27隔离罩的作用：）隔开浮渣在钢液表面造成的无渣亮面并提供加入微调合金空间，形成保护区和为加热钢液提供货学反应空间）也是有一般烟罩的作用，借以收集和排出烟气 特点：1）为锥形体）材质三氧化二铝2）寿命一百次左右3）罩住气泡区 28 CAS-OB的特点：在吹氧的同时，不断通过隔离罩向钢液内加入铝或硅铁，利用铝或硅铁氧化的化学热对钢液加热，吹氧时有少量的Mn C Fe元素被氧化，升温速度为5--10摄氏度/s，当出钢温度低时或浇注时，经吹氧处理，可以不回炉再冶炼 29 CAS-OB法钢液的热调温目的：为了转炉与连铸更好地协调配合，钢包处理暂起缓冲作用，为连铸中间包内的钢液提供准确的目标温度而创造条件，由于表现了过程中加热，有助于降低转炉的出钢温度，提高炉龄和钢液质量，并且可以协调转炉与连铸的生产，提高生产率。利用加入的铝或硅铁与氧的反应所放出的热量直接加热钢液操作方便，且成本低，效率高 30IR-UT带有增加温度能力的喷吹精炼 31钢包冶金站采用上部敞口式隔离罩，它与采用的上部封闭的隔离罩相比的优点：1）可使整个设备的高度降低2）喂线可在隔离罩内进行，免除与表面渣的反应3）在钢液处理过程中容易观察和调整各项操作如 吹氧搅拌合金化及隔离罩内耐火材料的侵蚀等 32 IR-UT的特点法取消了包底的多孔透气砖，改底吹氩为顶吹氩，可以有力的搅拌钢液，促使钢液温度和成分均匀 14钢包炉通常都具有真空搅拌加热等三种以上的精炼手段 15钢包炉在精炼功能方面的特点⑴有良好的脱气条件真空搅拌⑵能够准确的调整钢液温度⑶钢液的成分均匀稳定⑷可以加渣料造还原渣精炼充分的脱氧脱硫精炼低硫钢种⑸优越的合金化条件 16钢包炉精炼法的任务 脱碳脱氧脱气脱硫提高纯净度合金化 17典型的三种ASEA-SKF V AD LF(v) 手段都是真空加热搅拌 18 ASEA-SKF钢包加热电磁搅拌精炼法 ⑴功能电磁搅拌真空脱气和电弧加热⑵任务可以进行脱气脱氧脱碳脱硫加热去除夹杂物调整合金成分等操作⑶实现方式①真空密封炉盖和抽真空系统②加热电弧加热系统③搅拌水冷电磁感应搅拌器即变频器⑷ASEA-SKF 钢包同时兼有钢包真空脱气设备和精炼炉的作用与普通钢包相似钢包外壳形状为无锥度的柱形为采用圆锥形钢包势必将搅拌器也要制成圆锥形结果使制造困难以及带来其他不利之处⑸优点①提高钢的质量②提高产量③扩大品种④降低成本⑤可以根据精炼的目的不同而选择不同的操作工艺缺点①采用电磁搅拌搅拌器设计复杂价格昂贵②应用起来比吹Ar费用高③工艺处理周期长 19 V AD真空电弧加热脱气法 ⑴功能真空脱气真空下电弧加热吹Ar搅拌多种冶金功能⑵任务造渣脱硫脱氧去夹杂脱H脱N 合金化⒀实现方式①真空真空系统②加热电弧加热③搅拌吹Ar⑷与ASEA-SKF法不同的是①用Ar气搅拌更激烈②真空盖上设有可在真空下添加合金即溶剂的双钟式漏斗以便连续加料时不破坏真空度 20 LF（v）钢包炉精炼法 ⑴功能LF炉内还原性气氛低吹Ar气搅拌石墨电极埋弧加热在高碱度和成渣精炼微调合金成分⑵任务脱气脱硫脱氧去夹杂加热钢液微调成分等⑶实现方式①真空脱气系统②加热电弧加热③搅拌吹Ar⑷如何实现还原性气氛①水冷炉盖与密封橡胶圈的作用可以起到隔离空气的密封作用②还原性渣以及加热时石墨电极与渣中的氧化铁氧化锰三氧化二铬等氧化物作用生成一氧化碳气体增加炉气的还原性③石墨电极与包中的氧气反应生成一氧化碳阻止炉气种的氧向金属传递保证了精炼时炉内的还原气氛⑸LF炉盖得作用钢包口密封保持炉内强还原性气氛防止钢包散热提高加热效率⑹埋弧加热的作用散热少减少电弧光对炉衬热辐射和侵蚀并可稳定电流⑺高碱度合成渣精炼的作用降低钢中氧硫和非金属夹杂物的含量⑻LF应用广泛的原因①Ar气搅拌成本低效果好②设备简单可以满足精炼的需要⑼LFV通常由座包工位加热工位真空工位组成⑽LFV的精炼工艺①基本精炼工艺纯净刚生产不造渣②特殊精炼工艺超纯净刚造渣③普通精炼工艺一般要求的低合金钢无真空不造渣④真空吹氧脱碳工艺低碳和超低碳不锈钢 21电弧炉返回吹氧法的特点以不锈钢为原料高温吹氧碳氧化铬不氧化 22脱碳保铬对铬含量的要求理论要求在12%以上常见在13%以上 23脱碳保铬的途径⑴提高温度提高熔池温度使K增加即可使平衡的C含量降低⑵降低Pco在一定铬含量下降低Pco使平衡的C含量降低所达到的脱碳保铬效果比升温更好 24降低Pco的方法 ⑴真空法利用真空使Pco大大降低进行脱C保铬⑵稀释法吹入Ar气N气和水蒸气等稀释气体来降低Pco 进行脱碳保铬如AOD CLU法 选择性氧化确切的说是氧化程度的选择高铬钢液脱碳时一氧化碳的生成部位熔池内部熔池表面和悬空液滴熔池理想状态熔池内部脱碳的比例越小表面和悬空液滴所脱碳的比例越大钢液最终含碳量越低 7影响脱碳速度的限制环节：（1）高碳区供氧量（2）低碳区碳在钢内的扩散 8 VOD方法的特点真空吹氧脱碳 向处于真空室内的不锈钢进行顶吹氧和底吹氩气搅拌精炼，达到脱碳保铬的目的 9 VOD的设备构成：钢包、真空罐、抽真空系统、吹氧系统、吹氩系统、自动加料系统、测温取样装置、过程控制装置等 10 VOD基本功能 具有吹O脱C升温氩气搅拌真空脱气造渣合金化等冶金功能适用于不锈钢工业纯铁精密合金高温合金结构钢的冶炼尤其是超低C 不锈钢和合金结构钢的冶炼尤其是超低C不锈钢和合金的冶炼 11 AOD ：氩氧精炼法（1）设备：由炉体，倾动机构，氩氧枪，测温装置，气体混合调节装置，除尘设备，加料设备等组成，⑵功能，精炼效果脱硫，由于加入石灰石硅铁可造高碱度渣，又有强力的氩气搅拌，可深脱硫，能力超过电炉白渣法冶炼，脱氢，吹入氩气搅拌也有明显的脱氢效果，脱氮，比电炉钢低，脱氧搅拌时促使氧化物分离上浮，去夹杂物，刚中氧化物夹杂易于分离上浮，纯净度高，⑶优缺点，优点：1可大量使用廉价的高碳铬铁及碳素废钢来配料，降低了原料成本，2采用电炉和AOD炉双联生产不锈钢，生产能力提高，3AOD设备简单投资低，4过程控制比较简单，工艺容易掌握5刚的质量高，缺点：1由于氩气消耗量大，因而操作费用高，2炉龄比较低，耐火材料消耗高，生产成本高，⑷AOD比VOD发展快的原因：1AOD 在原料选择生产成本和生产率方面都比VOD优越，2AOD能快速处理高碳钢液，3AOD的铬收得率高，锤炼过程比较容易实现计算机的自动控制 12喷射冶金：根据流化态和气力输送原理用氩气或其他的气体做载体，将不同类型的粉剂（多为含钙物质）吹入钢液或铁水中进行精炼的一种冶金方法， 13喷射冶金可完成的任务：钢液的脱S脱O脱P去除夹杂，改变夹杂物形态，调温，控制微量元素和合金化等，铁水脱S，脱SI脱P预处理 14喷射冶金的系统设备的组成：储料仓，喷粉罐，输送管道，流量监测和控制系统，喷枪及其操作系统组成，核心设备：喷粉灌 15喷粉灌的结构形式：气压式流态化式振动式 16典型的喷粉灌有如下三种基本形式：1平床式喷粉灌{平床流化下出料}2平床式喷粉灌{平床流化上出料}3锥体流化段喷粉灌 17 典型的喷粉系统：TN法SL法系统 18 TN法的特点：1设备简单分配容器较小2分配器上设上下两个出料口根据粉剂特性不同采用不同的出料方式3备用包盖以防止喷溅和减少散热损失4喷枪用砖衬保护喷吹时喷枪插入钢液深部用N气做载流气体 19SL的特点：分配器内采用微孔尼龙套或其他弥散孔透气材料组成流态化段流化床的面积较小主要集中左下段锥口接近出口部位局部流态化得效果较好利用分配系和孰料管道内的压差将粉料从分配器内喷出喷枪由特殊钢管外套高铝质耐火材料组成 20 与TN相比喷粉系统中设有回收站其作用是冷态调试以预选各种喷吹参数时可回收粉料当跟换粉料时可用次罐回收分配器中的剩余粉料 21喷射冶金的应用：1铁水的脱S P Si 等预处理2电炉炼钢过程中炉内喷吹氧化期强化脱P 还原期加速脱S 缩短冶炼时间减低电耗3将易氧化元素粉剂用Ar气做载体喷入钢液内可提高合金元素的利用率减少烧损稳定钢液成分4高Cr钢液的脱P5夹杂物形态的控制6喷粉增C 22流态化：向固体微粒床层中通入气体或是液体是床层具有类似流体的某些特性的过程 固定床：颗粒固定不动 临界流化态床：颗粒刚刚可以自由移动 散失流态化床层：流速稍大于流态化速度或颗粒较细时 聚式流化床层：床层中的空隙度随着位置和时间变化颗粒分为群体而湍动 气力输送：使粉剂悬浮于气流中通过管道输送粉剂出喷粉罐到钢液之间的运动
1概述 1名词解释：长流程短流程炉外精炼 长流程：以氧气转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企业生产流程 短流程:以电炉炼钢工艺为中心的小钢厂生产流程 炉外精炼：凡是在熔炼炉(如转炉、电炉)以外进行的，旨在进一步扩大品种提高钢的质量、降 低钢的成本所采用的冶金过程统称为炉外精炼。 2转炉炼钢和电弧炉炼钢的不足之处有哪些？( 07级A 电炉炼钢的不足 (1)还原渣有较强的脱硫能力，但炉内渣钢接触面积太小，脱硫能力不能充分利用。 氧化期出钢［S］ 0.02%?0.04% ⑵在氧化期H降低到2.5?3ppm在还原期又回升至5?7ppm ⑶在还原期O< 80ppm终脱氧后O< 30ppm出钢过程100?200ppm (4)不能充分发挥超高功率电弧炉的作用 转炉炼钢的不足 (1)温度成分不均匀(2) 一般出钢］C］> 0.04%，很难将］C］控制在W 0.02%下出钢
⑶一般出钢］Oi> 500ppm出钢合金化后［O］ > 100ppm (4)脱硫率为30%左右； 若铁水［S］< 0.03%，出钢［S］< 0.02%; 若铁水［S］0.002-0.005%，出钢［S］0.004-0.007% ⑸ 脱磷率》90% 终点］P］0.005-0.015%，出钢过程中回磷 (6)氧化性渣FeO> 15% 3炉外精炼的作用和地位？经济合理性有哪些？作用和地位： 1提高质量扩大品种的主要手段 2优化冶金生产流程，提高生产效率节能降耗降低成本主要方法 3炼钢－炉外精炼－连铸－热装轧制工序衔接炉外精炼的经济合理性 1提高初炼炉的生产率 2缩短生产周期 3降低产品成本 4产品质量提高 炉外精炼的任务？炉外精炼的三个特点? 对精炼手段的有哪些要求? （07 级A 炉外精炼的任务
一、理论基础 所谓炉外精炼，就是将在转炉或电炉内初炼的钢液倒入钢包或专用容器内进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属夹杂物和调整钢液成分及温度以达到进一步冶炼目的的炼钢工艺，即将在常规炼钢炉中完成的精炼任务，如去除杂质(包括不需要的元素、气体和夹杂)、调整和均匀成分和温度的任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行，变一步炼钢法为二步炼钢，即把传统的炼钢过程分为初炼和精炼两步进行。国外也称之为 二次精炼(Secondary Refining)、 二次炼钢(Secondary steelmaking)、 钢包冶金(Ladle Metallurgy)。 炉外精炼可以完成下列任务： ①降低钢中氧、硫、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的性能。 ②深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。 ③微调合金成分，使其分布均匀，降低合金的消耗，以提高合金收得率。 ④调整钢水温度到浇注所要求的范围内，减小包内钢水的温度梯度。 ①渣洗：将事先配好(在专门炼渣炉中熔炼)的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲 击作用，使钢液与合成渣充分混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。 合成渣洗的主要目的是降低钢中的氧、硫和非金属夹杂物含量，可以把W[O]降到 0.002%、W[S]降至0.005%。 1．工艺流程：渣料加入钢包底→挡渣出钢→吹氩、喂线→浇铸 2．加入量：控制在0.3~0.5%即可保证一定的脱硫率且不会因合成渣的大量加入而使出钢温降增大，确保浇铸顺利。 3．操作要求： （1）合成渣应预热以充分去除渣中水分； （2）采用挡渣出钢技术，做到少下渣或不下渣； （3）做到红包出钢且钢包干净，无残钢残渣； （4）出钢后进行吹氩处理。 4.合成渣冶金效果： (1)脱硫 脱硫反应式：[S]+（CaO）=[O]+（CaS） 平衡常数K= [O](CaS)/ [S] (CaO) 由于合成渣中有较高的CaO，出钢过程深度脱氧，挡渣出钢，出钢过程吹氩充分搅拌，有利于上式反应的进行，因而有较好的脱硫效果，脱硫率可达20~30%。 钢中氧含量低，则能溶解的硫也低，故高碳钢、低合金锰钢采用合成渣脱硫率高于低碳钢脱硫。 (2)降低非金属氧化物夹杂含量。 采用合成渣洗工艺，钢中夹杂物大幅度降低，提高了钢质。 (3)出钢温降情况。采用合成渣工艺相应要提高出钢温度。 (4)钢中氢的变化 合成渣使用前采用预热手段，确保水分小于0.5%，则不会导致钢水增氢 ②真空：将钢液置于真空室内，由于真空作用使反应向生成气相方向移动，达到脱 气、脱氧、脱碳等目的。真空是炉外精炼中广泛应用的一种手段。
一、判断题 ④1.锰铁合金化学成分是FeMn。 (√) ④2.钢包吹氩过程中氩气的流量越大越好。 (×) ③3.钢中磷会降低钢的焊接性能。 (√) ③4. CaO粉剂容易吸潮。 (√) ④5.钢包吹氩过程中加入小块废钢是为了调整钢水的成分。 (×) ③6.转炉炼钢是炼钢主要方法之一。 (√) ②8.LF炉钢水升温法是一种物理加热法。 (√) ③9.脱硫有利条件是高温、高碱度、低FeO。 (√) ③10.脱氧能力从大到小是Al, Mn, Si。 (×) ③11.涟钢RH喷粉所用的载气为氮气。 (×) ③13.钢中的硫会使钢产生热脆性。 (√) ②14.铝在钢中有细化晶粒作用。 (√) ③16.磷总是钢中有害元素。 (×) ③17.正常情况下喷粉处理过程中途不能停止喷粉，以防止堵塞喷枪。(√) ②18.电弧是一种气体放电现象。 (√) ④19．电极在运输过程中应避免受潮和碰伤。 (√) ③20.钢包精炼炉中气氛是氧化性气氛。 (×) ③21.我厂LF炉钢包车是液压驱动。 (×) ③22.脱氧方式有扩散脱氧和沉淀脱氧两种。 (√) ③23.氩气是一种无色、无味、无毒，参与钢、渣化学反应的惰性气体。(×) ④24.钢中的磷可使钢产生冷脆性。 (×) ①25.硫在钢和渣中分配系数Ls =[S]/(S)。 (×) ④26.炼铁的主要方法是高炉炼铁。 (√) ③27.RH脱氮效果强于脱氢。 (×) ④28.降低氮、氢在气相中的分压，可达到降低钢中氢、氮的目的。(√) ③30.钢中的锰可以提高钢的强度。 (√)
①31.精炼渣中配入碳粉，是为了造还原性气氛。 (×) ③32.我厂RH真空泵系统由六级蒸汽喷射泵组成。 (×) ④33.炉渣碱度愈高，对脱磷愈有利。 (×) ②35.气粉比是输送粉料的重量与输送气体的体积之比。(×) ③36. RH循环流量与吹入气体流量、浸渍管内径有关。(√) ③39.喷吹粉剂的输送特性要求粉剂的水平方向输送沉降速度要小。(√) ②40. LF炉氢主要来自气相中的水份。 (×) ③42.钢包衬砖一般采用粘土质耐火材料。 (×) ④43.采用真空碳脱氧可以将钢中Al2O3、SiO2等夹杂物中的氧去除。(×) ③44.真空泵冷凝水温度过高会使真空泵抽气能力下降。 (√) ②45. RH循环系数是指脱气过程中通过脱气室的总钢液量与处理容量之比。(√) ④46.喷粉采用高纯氩气作载流气。 (√) ④47.钢包吹氩是为了降低钢水温度。 (×) ③48.向钢水中喷入CaO粉剂可起到脱硫的作用。 (√) 二、单选 ④1.硅铁合金的化学符号是 A 。 A FeSi B FeMn C SiFe ③2.向钢水中喷入CaO粉可以起到 B 作用。 A脱氧 B脱硫 C加热钢水 ③3.按国家安全标准规定，厂内氧气管道应涂 B 。A黄色 B浅蓝色 C白色 ①4.钢包钢水测温热电偶的材质可以是 A 。 A铂铑—铂 B镍铬—康铜 C镍铬—镍硅 ③5.钢包内渣的碱度通常表示为 B 。 A (MgO)/(SiO2) B (CaO)/(SiO2) C [CaO]/[SiO2] ②6.钢和生铁含碳量的界限是 B 。 A 0.77% B 2.1% C 2.5% ④7.转炉出钢带入钢包的渣量过大时，容易造成钢水 A 。A回磷 B回硅 C回碳 ③8.向钢水中喂入CaSi线可使钢水 C 。 A 脱碳 B脱氢 C改善夹杂物形式 ③10.喷粉系统的供粉能力与 B 无关系。 A 喉口与喷枪出口直径 B钢水量 C 输送管道的长度、直径③11.喷粉处理时，引射气流量下降，压力增高说明 B 。A喷枪熔断 B喷枪堵塞 C喷粉罐喉口堵塞
所谓炉外精炼，就是把常规炼钢炉初炼的钢液倒入钢包或专用容器内，进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属杂物并调整钢液成分及温度，以达到进一步冶炼目的的炼钢工艺。炉外精炼的任务： 1、降低钢中氧、硫、氢、氮和非金属杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的力学性能。 2、深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。 3、微调合金成分，把合金成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，尽量降低合金的消耗，提高合金的收得率。 4、调整钢液温度到浇筑所要求的温度范围内，最大限度地减小包内钢液的温度梯度。 5、作为炼钢与连铸的缓冲，提高炼钢车间的整体效率。炉外精炼设备的功能有：熔池搅拌功能、钢水升温和控温功能、精炼功能、合金化功能、生产调节功能。炉外精炼法所采用的精炼手段与功能：书上炉外精炼P4 目前合成渣系主要是CaO-Al2O3碱性渣系，化学成分大致为：50%~55%CaO、40%~45% Al2O3、≤5% SiO2、＜1% FeO。（选择题）保护渣的基本成分是由CaO-SiO2-Al2O3系组成的。要求渣洗完成的精炼任务决定了渣洗所用的熔渣都是高碱度（R＞2）、低w（FeO），一般w（FeO）＜1%。搅拌的方法有：气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌和重力引起的搅拌，其中气体搅拌用得最多，电磁搅拌次之。钢包吹氩的主要作用有：调温、混匀、净化。炉外精炼过程中，加热的主要方法是电弧加热，以及后来发展起来的化学加热，即所谓的化学热法。炉外精炼所用的真空只对脱气、碳脱氧、脱碳、去夹杂等反应产生较为明显的影响。决定脱气效果的是传质系数和比表面积。 13钢液脱氮效果差的原因：1、氮的扩散系数低，而且氮的原子半径较大，所以真空处理时，脱氮速度缓慢。 2、气-钢表面积大部分被钢中表面活性元素硫、氧所吸附，因此氮的扩散速率小，氮在钢中溶解度高。 3、大气含氮78%，钢液易吸氮，钢中氮与合金元素生成氮化物处于溶解状态。所以钢液脱氮实际效果很差。真空下碳的脱氧能力为什么达不到热力学计算的平均值？1）碳氧反应未达到平衡； 2）反应区的压力大于真空度； 3）真空下，碳脱化合物中的氧困难；4）耐材、炉渣、夹杂中氧化物可能向钢液供氧。脱碳保铬的途径有：1、提高温度 2、降低PCO（降低PCO的方法有：真空法、稀释法、二者组合）稀土在钢中的主要作用为：净化、变质和合金化三大作用。承轴钢不宜钙处理的原因：mCaO〃nAl2O3相比Al2O3对承轴钢疲劳寿命的危害更大。RH的基本原理：脱气时将浸入管（上升管、下降管）插入钢水中，当真空室抽真空后钢液从两根管子内上升到压差高度。根据气力提升泵的原理，从上升管下部约1/3处向钢液吹氩等驱动气体，使上升管的钢液内产生大量气泡核，钢液中的气体就会向氩气泡扩散，同时气泡在高温与低压的作用下，迅速膨胀，使其密度下降。于是钢液溅成极细微粒呈喷泉状以约5m/s的速度喷入真空室，钢液得到充分脱气。脱气后由于钢液密度相对较大而沿下降管流回钢包。RH的主要设备：①真空室； ②浸入管（上升管、下降管）；③真空排气管道；④合金料仓；⑤循环流动用吹氩装置；⑥钢包（或真空室）升降装置；⑦真空室预热装置。 RH工艺参数：处理容量、脱气时间、循环流量、循环系数、真空度。LF精炼手段：电弧加热、造高碱度还原渣LF的精炼功能： 1、埋弧加热功能 2、惰性气体保护功能 3、惰性气体搅拌功能 4、碱性白渣下精炼钢液的氩气吹炼简称AOD（氩气-氧气-脱碳），主要用于不锈钢的炉外冶炼上。VAD法的缺点：电极密封问题难以解决是它的致命缺点，这个缺点导致VAD法不能得到很快的发展。VOD法适合于生产C、N、O含量极低的超纯不锈钢和合金。AOD法与VOD法相比较：因为AOD法虽然在非真空下冶炼，但操作自由，所以较多的钢厂选择了AOD法。投资较少的LF发展最快，RH循环脱气装置精炼的钢水质量最具保证。LF得到发展的原因：LF的设备与操作简单得多，而且投资几乎为AOD和ASEA-SKF法的一半。洁净钢：指钢中非金属夹杂物（氧化物、硫化物）进行严格控制的钢种。纯净钢：指除对钢中非金属夹杂物严格控制外，钢中其他杂质元素含量也少的钢种。纯净钢的生产主要集中在两方面： 1、尽量减少钢中杂质元素的含量； 2、严格控制钢中的夹杂物，暴多夹杂物的数量、尺寸、分布、形状、类型。硫是管线钢中影响钢的抗HIC能力和抗SSCC能力的主要元素。