钢铁厂设计原理(炼钢部分习题)

冶金工程专业炼钢厂设计试题姓名：得分：一、判断题：（每题1分，共15分）1．由于铁水中铁含量最高，因此铁氧化是转炉炼钢的主要热源。

( )答案：×2．公称吨位越大的转炉炉容比可以小些，公称吨位小的炉容化要稍大些。

( )答案：√3．吨位越大的转炉，其供氧强度也越大。

( )答案：×4．转炉吹炼中出现大喷时应立即降枪抑制喷溅。

( )答案：×5．氧枪是由喷头、枪身和枪尾三部分组成。

( )答案：√6．对于采用镁碳砖的转炉，炉衬砖的脱碳是炉衬损坏的首要原因。

脱碳后的炉衬砖受到熔渣的化学侵蚀是炉衬破损的另一个重要原因。

( )答案：√7.连铸的主要优点是节能，生产率高，金属浪费小。

(√)8.立弯式铸机与立式铸机相比，机身高度降低，可以节省投资。

(√)9.>弧形连铸机的高度主要取决于所浇铸坯的大小。

(×)10．炉渣氧化能力是指炉渣向熔池传氧的能力。

( )答案：√11．钢液的熔点随钢中元素含量的增加而增高。

( )答案：×12．硅能使钢的延伸率，断面收缩率降低，但使钢的冲击韧性提高。

( )答案：×13．氧气顶吹转炉操作中，采用低枪位比高枪位操作的成渣速度要快。

( )答案：×14．由于脱磷反应主要在冶炼前期进行，所以低碱度有利于脱磷反应的进行。

( )答案：×15．钢水在真空处理后，真空系统破空时可以直接使用空气。

( )答案：×二、填空题（每题2分，共30分）1．转炉炼钢前期脱磷与后期脱磷的共同点是( )。

答案：高FeO炉渣2．结晶器振动的主要参数为( )、频率。

答案：振幅3．控制钢水终点碳含量的方法有拉碳法、( )和增碳法三种。

答案：高拉补吹法4．( )是炉渣的主要动力学性质，过粘的炉渣去除磷硫慢，且降低钢水收得率，过稀的炉渣会加剧炉衬侵蚀。

答案：粘度5．硫在钢中存在可以改善钢的( )性能。

答案：切削6．目前烟气净化的方式有( )和未燃法两种。

钢厂考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10题）1. 钢厂中常用的炼钢方法是什么？A. 电炉炼钢B. 转炉炼钢C. 平炉炼钢D. 感应炉炼钢答案：B2. 钢厂中，下列哪种设备用于将铁矿石转化为铁水？A. 高炉B. 转炉C. 电炉D. 连铸机答案：A3. 钢厂中，下列哪种元素是钢中的主要合金元素？A. 碳B. 硅C. 锰D. 所有以上选项答案：D4. 钢厂中，下列哪种设备用于将钢水连续铸成钢坯？A. 高炉B. 转炉C. 连铸机D. 轧机5. 钢厂中，下列哪种工艺用于提高钢的强度和硬度？A. 淬火B. 退火C. 正火D. 回火答案：A6. 钢厂中，下列哪种设备用于轧制钢坯成各种形状的钢材？A. 连铸机B. 轧机C. 电炉D. 高炉答案：B7. 钢厂中，下列哪种检测方法用于评估钢材的内部缺陷？A. 磁粉检测B. 超声波检测C. 射线检测D. 所有以上选项答案：D8. 钢厂中，下列哪种元素的加入可以提高钢的耐腐蚀性？A. 碳B. 铬C. 镍D. 锰答案：B9. 钢厂中，下列哪种设备用于将钢水进行脱氧处理？B. 电炉C. 精炼炉D. 连铸机答案：C10. 钢厂中，下列哪种工艺用于改善钢的塑性和韧性？A. 淬火B. 退火C. 正火D. 回火答案：D二、多项选择题（每题3分，共5题）1. 钢厂中，下列哪些元素是钢中常见的杂质元素？A. 硅B. 硫C. 磷D. 氮答案：B、C、D2. 钢厂中，下列哪些设备用于钢的热处理？A. 退火炉B. 正火炉C. 淬火炉D. 回火炉答案：A、B、C、D3. 钢厂中，下列哪些因素会影响钢的机械性能？A. 碳含量B. 合金元素C. 热处理工艺D. 冷却速度答案：A、B、C、D4. 钢厂中，下列哪些检测方法用于评估钢材的表面缺陷？A. 磁粉检测B. 渗透检测C. 超声波检测D. 射线检测答案：A、B5. 钢厂中，下列哪些工艺用于提高钢的硬度？A. 淬火B. 退火C. 正火D. 回火答案：A三、判断题（每题1分，共5题）1. 钢厂中，高炉是用于将铁矿石转化为铁水的主要设备。

7--1炼钢的基本任务是什么,通过哪些手段实现炼钢的基本任务：四脱脱碳,氧,磷,硫；两去去气和去夹杂；两调整调整成分和温度,采用的主要技术手段为：供氧,造渣,升温,加脱氧剂和合金化操作7--2磷和硫对钢产生哪些危害磷：引起钢的冷脆,钢的塑性和冲击韧性降低,降低钢的表面张力,并使钢的焊接性能与冷弯性能变差;硫：使钢的热加红性能变坏,引起钢的热脆性;降低钢的焊接性能,引起高温龟裂;硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素;7--3实际生产中为什么要将ωMn/ ωS作为一个指标进行控制答：答：Mn在钢的凝固范围内生成MnS和少量FeS;这样可有效防止钢热加工过程中的热脆,故在实际生产中将ωMn/ωS比作为一个指标进行控制,提高ωMn/ωS,可以提高钢的延展性,当ωMn/ωS≧7时不产生热脆;7—4氢和氮对钢产生那些危害氢在固态钢中溶解度很小,在钢水凝固和冷却过程中,氢会和一氧化碳,氮气等气体一起析出,形成皮下气泡中心缩孔,疏松,造成白点和发纹;钢热加工过程中,钢中还有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成发裂,进而引起钢材的强度,塑性,冲击韧性的降低,即发生“氢脆”现象;钢中的氮是以氮化物的形式存在,他对钢质量的影响体现出双重性;氮含量高的钢种长时间放置,将会变脆,这一现象称为“老化”或“时效”原因是钢中氮化物的析出速度很慢,逐渐改变着钢的性能;低碳钢产生的脆性比磷还严重;钢中氮含量高时,在２５０—４５０摄氏温度范围,其表面发蓝,钢的刚度升高,冲击韧性降低,称之为“蓝脆”;氮含量增加,钢的焊接性能变坏;7--5钢中的夹杂物是如何产生的,对钢的性能产生哪些影响答：①冶炼和浇注过程中,带入钢液中的炉渣和耐火材料及钢液被大气氧化所形成的氧化产物;②脱氧的脱氧产物;③随着钢液温度的降低,S、O、N等杂质元素的溶解度下降,于是这些不溶解的杂质元素就呈非金属化合物在钢中沉淀;④凝固过程中因溶解度降低、偏析而发生反应的产物;钢中非金属夹杂物的存在通常被认为是有害的;主要表现对钢的强度、延性、韧性、疲劳等诸方面的影响;7—7钢的力学性能指标有哪些,其含义是什么钢材常见的力学性能通俗解释归为四项,即：强度、硬度、塑性、韧性;简单的可这样解释：强度,是指材料抵抗变形或断裂的能力;有二种：屈服强度σb、抗拉强度σs;强度指标是衡量结构钢的重要指标,强度越高说明钢材承受的力也叫载荷越大；硬度,是指材料表面抵抗硬物压人的能力;常见有三种:布氏硬度HBS、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV;硬度是衡量钢材表面变形能力的指标,硬度越高,说明钢的耐磨性越好；即不容易磨损；塑性,是指材料产生变形而不断裂的能力;有两种表示方法：伸长率δ、断面收缩率ψ;塑性是衡量钢材成型能力的指标,塑性越高,说明钢材的延展性越好,即容易拉丝或轧板；韧性也叫冲击韧性,是指材料抵抗冲击变形的能力,表示方法为冲击值αk;冲击韧性是衡量钢材抗冲击能力的指标,数值越高,说明钢材抵抗运动载荷的能力越强;一般情况下,强度低的钢材,硬度也低,塑性和韧性就高,例如钢板、型材,就是由强度较低的钢材生产的；而强度较高的钢材,硬度也高,但塑性和韧性就差,例如生产机械零件的中碳钢、高碳钢,就很少看到轧成板或拉成丝;7—8钢按用途可分为哪几类1 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢;2 结构钢a.机械制造用钢：a调质结构钢；b表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；易切结构钢；d冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢;b.弹簧钢c.轴承钢3 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢;4 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢;5 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等;8--1熔渣在炼钢中的作用体现在哪些方面答：①去除铁水和钢水中的磷、硫等有害元素,同时能将铁和其它有用元素的损失控制最低；②保护钢液不过度氧化,不吸收有害气体,保温,减少有益元素烧损；③防止热量散失,以保证钢的冶炼温度；④吸收钢液中上浮的夹杂物及反应产物;8--2什么是熔渣的氧化性,在炼钢过程中熔渣的氧化性是如何体现的熔渣的氧化性也称炉渣的氧化能力,是指在一定的温度下,单位时间内熔渣向钢液供氧的数量;炉渣的氧化性在炼钢过程中的作用体现在对炉渣自身、对铁水和对炼钢操作工艺影响三个方面;1、影响化渣速度,渣中的FeO能促进石灰溶解,加速化渣,改善钢铁反应动力学条件,加速传质过程；影响熔渣粘度；影响熔渣向熔池传氧;2、影响钢水含氧量,当钢水含碳量相同时,钢水氧化性强,则钢水含碳量高；影响钢水脱磷,熔渣氧化性强,有利于脱磷;3、影响铁合金收得率,氧化性强,降低铁合金收得率；影响炉衬寿命,熔渣氧化性强,炉衬寿命降低；影响金属收得率,氧化性强金属收得率低;8--3炼钢过程残余锰的含义是什么,钢液中残余锰有何作用答：简单的说就是在一炉钢水吹炼到终点时,钢水中会有一定含量的锰;残锰的作用： 1防止钢液的过氧化,或避免钢液中含过多的过剩氧,以提高脱氧合金的收得率,减少钢液中氧化物夹杂;2可作为钢液温度高低的标态3节约Fe-Mn合金的用量8—5炼钢过程的碳氧化反应的作用是什么,脱碳速度如何表达作用：①加大钢-渣界面,加快反应的进行；②搅拌熔池均匀成分和温度；③有利于非金属夹杂物的上浮和有害气体的排出；④放热升温;脱碳速率表达式：-dωc%/dt=kωc%;c8—6什么是磷的分配系数和炉渣磷熔,影响炼钢过程脱磷的因素有哪些8—7什么是硫容,影响炼钢过程脱硫的因素有哪些8—8钢液的脱氧方式有哪几种,各有什么特点答：按脱氧原理分：脱氧方法有三种,即沉淀脱氧法,扩散脱氧法和真空脱氧法;沉淀脱氧法：又叫直接脱氧;把块状脱氧剂加入到钢液中,脱氧元素在钢液内部与钢中氧直接反应,生成的脱氧产物上浮进入渣中的脱氧方法称为沉淀脱氧;特点：在钢液内部进行,脱氧速度快；但生成的脱氧产物有可能难以完全上浮而成为钢中非金属夹杂;扩散脱氧法：又叫间接脱氧;将粉状的脱氧剂如C粉﹑Fe-Si粉﹑CaSi粉﹑Al粉加到炉渣中,降低炉渣中的氧含量,使钢液中的氧向炉渣中扩散,从而达到降低钢液中氧含量的一种脱氧方法;特点：在渣中进行,钢液中的氧需要向渣中转移,故脱氧速度慢,脱氧时间长；但脱氧产物在渣相内形成,不在钢中生成非金属夹杂物;真空脱氧法：是利用降低系统的压力来降低钢液中氧含量的脱氧方法;只适用于脱氧产物为气体的脱氧反应如C----O反应;常用于炉外精炼特点：脱氧产物为气体,易于排除,不会对钢造成非金属夹杂的污染,故这种脱氧方法的钢液洁净度高；但需要有专门的真空设备;8—9什么是较为活泼的金属在炼钢过程中的转变温度,金属铬在不锈钢冶炼中如何保证其不被氧化当温度大于转变温度时,金属与氧的结合能力比碳与氧的结合能力差,当温度小于转变温度时,则相反;脱碳保铬9-1 转炉和电炉用的原材料各有哪些答：转炉：铁水生铁,废钢,铁合金,造渣剂,冷却剂,增碳剂,燃料和氧化剂;电炉：废钢,生铁,造渣剂,冷却剂,增碳剂,燃料和氧化剂;9-2 转炉炼钢对铁水成分和温度有何要求1成分：Si为%%、Mn为%%、 P≤%、S≤%;2带渣量：进入转炉的铁水要求带渣量不得超过%;3温度：我国炼钢规定入炉铁水温度应大于1250℃,并且要相对稳定;9—3什么是活性石灰,它有哪些特点答：通常把在1050℃-1150℃温度下,在回转窑或新型竖窖内焙烧的石灰叫活性石灰;它具有高反应能力,体积密度小,孔隙度高,比表面积大晶粒细小等特点;9—4萤石在炼钢中起什么作用答：加速石灰溶解,迅速改善炉渣流动性;10-1氧气顶吹转炉冶炼过程中元素的氧化、炉渣成分和温度的变化体现出什么样的特征答：元素变化：吹炼初期,Si、Mn大量氧化,随着吹炼的进行,由于石灰的溶解,2FeOSiO2转变为2CaOSiO2Si被氧化至很低程度;而吹炼后期,炉温上升MnO被还原,Mn含量上升;CPS均在吹炼中期,氧化脱去速度最快;炉渣成分变化：枪位低时,FeO降低,矿石多时,FeO增高,脱碳速度高时,FeO低,吹炼初期,由于Si的氧化炉渣碱度不高,但随着石灰的溶解直至吹炼结束,炉渣碱度均呈上升;温度变化：入炉铁水1300℃左右；吹炼前期结束：1500℃左右；吹炼中期：1500℃-1550℃；吹炼后期：1650℃-1680℃.10—2什么是转炉的炉容比,确定装入量应考虑哪些因素装入量指炼一炉钢时铁水和废钢的装入数量;炉容比：它是指炉内自有空间的容积与金属装入量之比,通常在０．７—１．０波动,我国转炉炉容比一般在０．７５.熔池深度：：合适的熔池深度应大于顶枪氧气射流对熔池的最大穿透深度,以保证生产安全,炉底寿命和冶炼效果;炉子附属设备：应与钢包容量,浇注吊车起重能力,转炉倾动力矩大小,连铸机的操作等相适应;10-3 供氧制度的含义是什么,氧枪的枪位对熔池中的冶金过程产生哪些影响供氧制度：确定合理的喷头结构、供氧强度、氧压和枪位控制;氧枪的枪位的影响：枪位低,氧气射流对熔池的冲击力大,冲击深度深,炉内反应速度快,产生大量CO2使熔池内部搅拌充分,降低了熔渣中的全铁含量;枪位高反之;10-4 转炉的成渣过程有何特点,成渣速度主要受哪些因素的影响,如何提高成渣速度吹炼初期：炉渣主要来自于铁水中的硅、锰、铁的氧化物,碱度逐渐得到提高;吹炼中期：FeO含量逐渐降低,石灰熔化速度有所减缓,炉渣泡沫化程度迅速提高;吹炼末期：脱碳速度下降,渣中FeO含量再次升高,石灰加快熔化,熔池中乳化和泡沫现象趋于减弱和消失; 成渣速度主要受石灰熔化速度的影响改变石灰本身的质量,铁水的成分,适当的采取高枪位,加入助溶剂;10—5造渣的方法有哪几种,各有什么特点答：有三种;单渣法,工艺比较简单,吹炼时间短,劳动条件好,易于实现自动控制；双渣法,双渣操作脱磷效率可达95%以上,脱硫效率约60%左右,操作的关键是决定合适的放渣时间；双渣留渣法,此法的优点是可加速下炉吹炼前期初期渣的形成;10—6什么是终点控制,终点的标志是什么答：终点控制是转炉吹炼末期的重要操作,主要指终点温度和和成分的控制;达到终点的表现为：①钢中碳含量达到所炼钢种要求的范围；②钢中P、S含量低于规定下限要求一定范围；③出钢温度保证能顺利进行精炼和浇铸；④达到钢种要求控制的含氧量;10-7 什么是溅渣护炉,其操作有什么要求利用MgO含量到达饱和或者过饱和的炼钢终点渣,通过高压氮气的吹溅,使其在炉衬表面形成一层高熔点的熔渣层,并与炉衬很好的粘接;要求：调整好熔渣成分,留渣量要合适,控制溅渣枪位,控制氮气的压力与流量,保证溅渣时间;10-8 底吹氧气转炉炼钢法与顶吹氧气转炉炼钢法相比体现出哪些工艺特征优点：金属收得率高,铁锰、铝合金消耗量降低,脱氧剂和石灰消耗量降低,氧耗降低,烟尘和喷溅少,脱碳速度快、冶炼周期短、生产率高,废钢比增加,搅拌能力大、氮含量低; 缺点：炉龄较低,氧化铁含量少、化渣比较困难、脱磷效果不如顶吹,钢中氢含量较高; 10-10 顶底复合吹炼工艺与顶吹工艺相比有哪些特点成渣速度快,金属收得率高,脱硫条件好,钢水锰、磷含量高,钢水氧含量低,渣中FeO 含量低;答：①成渣速度快,需要的时间比顶吹转炉短；②渣中∑FeO含量从吹炼初期到中期逐渐降低,中期变化平稳,后期稍有升高；③顶底复吹工艺比顶吹工艺的脱氮效率高；④出钢前钢水中的残锰比顶吹转炉高；⑤脱磷率、脱硫率比顶吹转炉高；⑥石灰单耗低,渣量少,能形成高碱度氧化性炉渣,提前脱磷,直接拉碳;11—1何为“短流程”,它具有哪些优点,电炉炼钢工艺路线的“三位一体”,“四个一”指什么答：废钢—电炉炼钢流程,其流程短,设备布置、工艺衔接紧凑,投入产出快,故称为“短优点：投资少,建设周期短,生产能耗低,操作成本低,劳动效率高,占地面积小,环境污染小;“三位一体”：电炉冶炼—炉外精炼—连铸“四个一”：电炉—炉外精炼—连铸—连轧11-4 传统电炉氧化法冶炼过程包括哪几个阶段,其中熔化、氧化、还原各期的主要任务传统6阶段：补炉、装料、熔化、氧化、还原、出钢;熔化：熔化块状炉料,加热到氧化温度；提前造渣,早期去磷；减小钢液吸气与挥发;氧化：继续脱磷到要求—脱磷；脱碳至规格下限—脱碳；去除气、去夹杂—二去；提高钢液温度—升温;还原：脱氧至要求—脱氧；脱硫至一定值—脱硫；调整成分—合金化；调整温度—调温; 11—5试述现代电炉炼钢工艺操作特点;答：配以炉外精炼,电炉采用留钢留渣操作,达到快速熔化与升温操作,脱磷操作,脱碳操作,合金化,良好的温度控制,泡沫渣操作;11-8 氧-燃烧嘴主要解决什么问题在尽可能短的时间内将废钢熔化并使钢液温度达到出钢温度;11—10废钢预热节能技术有哪几种说出其设备特点和节能效果;答：有四种;双壳电炉法：两个炉体一套供电系统,提高变压器的时间利用率,缩短冶炼时间,可回收废气带走热量的30%以上节电40~50kWh/t；竖窑式电炉：竖炉炉体为椭圆形,在炉体相当炉顶第四孔的位置配置一竖窑烟道,并与熔化室连通,节能效果明显,可回收废气带走热量的60%~70%,节电60~80kWh/t；炉料连续预热电炉：由炉料连续输送系统,废钢预热系统,电炉熔炼系统,燃烧室及余热回收系统等四部分组成,降低电耗60～100kWh/t;11-11 电炉炼钢采取无渣出钢的意义是什么,渣、钢分离技术有哪些,偏心炉底出钢电炉的优点有哪些氧化性的炉渣带入钢包精炼过程将会使精炼过程中钢液增磷,降低脱氧、脱硫能力,降低合金回收率以及影响吹氩效果与真空度等;低位,偏心炉底,偏位炉底,侧面炉底,水平,滑阀等出钢法;优点：出钢倾动角度的减少：简化电炉倾动结构；降低短网的阻抗；增加水冷炉壁使用面积,提高炉体寿命;留钢留渣操作：无渣出钢,改善钢质,有利于精炼操作；留钢留渣,有利电炉冶炼、节能; 炉底部出钢：降低出钢温度,节约电耗；减少二次氧化,提高钢的质量；提高钢包寿命; 12—1比较传统炼钢流程和现代炼钢流程,指出传统炼钢流程的特点,试述钢水二次精炼的优越性;答：传统炼钢流程的缺点：低效率,高成本,钢种质量低,合格率低,冶炼时间长,环境污染严重,工艺控制难于掌控;二次精炼的优越性：提高钢的质量,扩大品种,缩短冶炼时间,提高生产率,调节炼钢炉与连铸的生产节奏,降低炼钢成本,提高经济效益;12-2 试述钢水二次精炼的手段及达到的目的;基本手段有搅拌、真空、添加精炼剂、加热、渣洗、喷吹及喂丝等几种;当前各种炉外精炼方法也都是这些基本手段的不同组合;目的：脱碳、脱气H、N、CO、脱氧、脱硫、去除夹杂物、控制夹杂物的形态、调整成分及温度;12-3 什么是铁水预处理,铁水预处理的种类有哪些铁水兑入炼钢炉之前,对其进行脱除杂质元素或从铁水中回收有价值元素的一种铁水处普通铁水预处理：脱硅、脱硫、脱磷三脱特殊铁水预处理：提钒、提铌、提钨等12-4 为什么铁水预脱磷前必须进行铁水预脱硅铁水中硅的氧势比鳞的氧势低,当脱磷过程中加入氧化剂后,硅与氧的结合能力远远大于磷,所以硅比磷先氧化;为了减少脱磷剂用量、提高脱磷效率,开发了铁水预脱硅技术; 12—5简单分析金属镁预脱硫的基本原理;1金属镁溶于铁水：Mg固——Mg液——Mg气——Mg溶于铁水2高温下,镁和s有强亲和能力,铁水中Mg和气态的镁都能与铁水中的硫迅速反应生成固态的硫化镁,反应生成的硫化镁再铁水温度下是固态的并进入渣中;12-6 如何实现铁水同时脱磷、脱硫喷吹石灰粉剂,可以在铁水罐中不同部位造成不同氧势,喷嘴及氧枪附近氧势高,可以脱磷；灌底、内衬及渣铁界面氧势低,有利于脱硫;12—7钢水二次精炼的主要方法有哪些答：二次精炼又称炉外精炼,LF法、RH法、VD法、VOD法、AOD法;12-8 LE电炉主要有哪些冶金功能钢水升温、调温及保温功能；强化脱氧、脱硫功能；合金微调功能;12-9 RH真空处理的工作原理及冶金功能是什么原理：脱气室下部设有与其相通的两根循环流管,脱气处理时将将环流管插入钢液,靠脱气室抽真空的压差使钢液由管子进入脱气室,同时上升管中吹入驱动气体氩气,利用气泡泵原理引导钢水通过脱气室和下降管产生循环运动,并在脱气室内脱除气体;功能：真空脱碳；真空脱气；脱硫；脱磷；升温；均匀钢水温度；均匀钢水成分和去除夹杂物;12—10试述不锈钢炉外精炼的种类,AOD与VOD法各自的特点,解释“降碳保铬”的含义; 13—1连铸与模铸相比体现出那些优越性1、成材率高；2、节约能源；3、减少劳动强度；4、改善劳动环境；5、生产效率高;13—3如何确定液相穴深度和冶金长度液相穴深度L液是指从结晶器液面开始到铸坯中心液相凝固终了的长度,也称为液心长度;根据最大拉速确定的液相穴深度为冶金长度L冶;冶金长度是连铸机的重要结构参数,决定着连铸机的生产能力,也决定了铸机半径或高度,对二次冷却区和矫直区结构以及铸坯的质量都会产生重要影响;13-4 中间包冶金的含义是什么中间包,位于钢包与结晶器之间,起着减压、稳流、去渣、储钢、分流等作用;现代连铸的应用和发展过程中,中间包的作用越来越重要,其内涵不断扩大,从而形成了一个独特领域;13-6 “负滑脱”的含义是什么,浇注速度提高后可采取哪些措施来解决坯壳与结晶器壁的粘接问题含义：振动过程中结晶器下行速度大于拉坯速度措施：使用新型保护渣,采用非正弦振动;13-8 什么是凝固偏析,生产工艺中可采取哪些措施来控制偏析的产生凝固结构中溶质浓度分布不均匀,最先凝固的部分溶质含量较低,而最后凝固的部分溶质含量则很高;措施：增加钢液冷凝速度；合适的铸坯断面；采用各种方法控制钢液的流动；工艺因素；降低钢液中S、P含量；电磁搅拌；凝固末端的轻压下技术;13-11连铸坯产生内部裂纹的根本原因是什么,有哪些具体措施可以减少因应力造成的裂纹从结晶器下口拉出带液芯的铸坯,在弯曲、矫直和压辊的压力作用下,由于凝固前沿薄弱的固液界面上沿一次树晶或等轴晶界裂开;采用压缩浇注技术、采用多点矫直技术、连续矫直技术；二冷区压辊辊距要合适、对弧要准；二冷区冷却水分配要适当,保持铸坯表面温度均匀；拉辊的压下量要合适;应力集中合理的陪睡和合适的冷却制度,以使铸呸的表面温度避开高温下的脆性区间,冷却要均匀,防止回热;13—13什么是浇注温度,如何确定连铸的浇注温度是指中间包内的钢水温度;浇注温度Tc由下式确定：Tc=Tl+△TTl——钢水的液相线温度;它取决于钢水所含元素的性质和含量;可根据铁与各元素间相图或查有关手册进行计算；△T——钢水过热度;该值要根据浇注的钢种、铸坯断面、生产实际条件等多种因素确定;一般取值范围为5—40℃,钢水流动性好、浇注过程温降小、铸坯断面大则取下限,反之亦然;如高碳钢小方坯连铸,可取15—25℃,不锈钢小方坯连铸则应取25—35℃;13-14 连铸保护渣的冶金功能是什么,其在结晶器中体现出什么样的结构特征功能：绝热保温；隔绝空气；吸收非金属夹杂物,净化钢液；在铸坯凝固坯壳与结晶器内壁之间形成融化渣膜；改善了结晶器与坯壳间的传热;保护渣有三层结构：液渣层、烧结层、粉渣层;形成的渣膜也为三层：冷凝式呈玻璃态或极细晶粒固体层、中间液体-晶体共存层、凝固坯壳侧液态层;。

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”。

炼钢设计原理课程思考题第一章炼钢设计原理概述1 建设项目的设计按照项目的性质可分为哪几类？2 建设项目从计划建设到建成投产，一般都要经过哪几个阶段？需要哪几道审批项目手续？3 建设项目的前期设计和工程设计的主要任务？4 可行性研究的主要内容？5 初步设计的目的？第二章炼钢过程的物料平衡与热平衡计算1 转炉炼钢石灰加入量的计算（不加废钢的条件下，以100kg铁水为基础）？炉渣量的计算？2 转炉炼钢热平衡计算的热收入项包括哪几项？其中哪些占主要部分，约占热收入的比例，影响其大小的主要参数？3转炉炼钢的热支出包括哪些项？4 转炉炼钢常用的冷却剂为哪几种？第三章氧气顶吹转炉设计1转炉公称容量一般有哪几种表示方法？2 转炉炉型的定义？3 氧气顶吹氧气转炉炉型种类有哪几种？4炉型主要参数主要参数主要包括哪些？5转炉炉容比的概念？6转炉炉容比过小和过大有什么危害？7影响转炉炉容比大小的因素？一般炉容比的大小？8 转炉高宽比过大过小的危害？正常取值范围？9 熔池直径和熔池深度的概念？10 为什么要选择合适的炉口直径比？合适的炉口直径比为多少？11 转炉出钢口设置在转炉什么部位？为什么？第四章转炉氧枪设计1氧枪由哪三部分组成？2 氧枪喷头内孔为何种形状？主要功能是什么？3氧枪喷孔尺寸主要包括哪些参数？4根据氧枪喷孔出口马赫数M与滞止氧压、出口流速之间的关系，说明如何确定合适的喷孔出口马赫数M。

5 氧枪结构尺寸一定情况下，说明使用的氧压偏离设计氧压时对出口的氧气射流的影响？6 氧枪喷头喉口直径计算需要确定哪些参数？7 氧枪有哪些操作点？其标高确定的原则？8 氧枪升降机构和更换装置应具有哪些特性？9 氧枪升降机构设有哪些安全连锁装置？第五章转炉烟气净化与回收系统1 转炉炉气与烟气有何区别？转炉炉气是一种________、____________、__________的高温气体。

2 影响炉气量的主要因素是什么？3 最大炉气量出现在何时？4 BOF炼钢过程中产生的高温炉气有哪两种处理方法？5空气燃烧系数6 说明未燃法控制空气吸入量的措施。

试题一、填空题1、钢是指以铁为主要元素，含碳量一般在套^_以下，并含有其它元素的可变形的铁碳合金。

2、为了去除钢液中的磷、硫，需向炉内加入石灰，造高碱度炉渣，往往使炉渣变粘稠，加入萤石就可以稀释炉渣，但丕隆低炉渣碱度。

3•电炉耐材喷补的原则是罐补,热补薄补）。

4、炼钢造渣的目的:去除磷硫、减少喷溅、保护炉衬、减少终点氧。

5、真空脱气过程的限制性环节是:气体在钢液中的扩散。

6、渣洗的最大缺点是:效果不稳定。

7、炼钢工艺分为:熔化期,氧化期和还原期。

8、夹杂物变性处理中，使用Ca处理A12O3夹杂物9、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。

10、炉外精炼中，气液界的主要来源包括：吹氩、CO汽泡、吹氧和熔体表面。

11、向镇静钢中加Al是为了保证完全脱氧和细化晶粒。

12、为了向连铸提供合格钢水，炼钢要严格控制钢水成份，特别是钢中硫、磷.和气体及非金属夹杂物—定要尽可能控制到最底水平，以提高钢水的清洁度。

13、工业用钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢二大类。

；14、钢中产生白点缺陷的内在原因是钢中含氢。

15、Mn/Si比大于3.0时，钢水的脱氧生成物为液态的硅酸锰，可改善钢水流动性，保证连铸进行。

16、氧化期的主要任务是去磷、脱碳去气去夹杂、升温，同时为放钢做好准备17、影响炉料熔化的因素有钢液温度、造渣制度、布料情况、钢中溶解等。

18、CaO%和SiO2%之比称为炉渣的碱度。

19、电弧炉冶炼的主要方法有氧化法、不氧化法和返回吹氧法。

20、废钢中不得混有密闭容器、易燃物和毒品，以保证生产安全。

21、金属材料的化学性能是指金属材料抵抗周围介质侵蚀的能力，包括耐腐蚀性和热稳定性等。

22、炉底自下而上由:绝热层、保护层、工作层、二部分组成。

23、炉壁结构由里向外:绝热层、保温层、工作层三部分组成。

24、泡沫渣的控制，良好的泡沫渣是通过控制CO气体的发生量，渣中FeO含量和炉渣碱度来实现的。

有效利用系数：每昼夜生铁的产量与高炉有效容积之比；即没昼夜1m 3有效容积的生铁产量。

2、焦比：每昼夜焦炭消耗量与每昼夜生铁产量之比，即冶炼每吨生铁消耗焦炭量。

3、冶炼强度：每昼夜1m ³有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜焦炭消耗量与有效容积之比。

4、拉坯速度：是以连铸机每一流每分钟拉出铸坯的长度来表示m/min ，也可以用浇注速度表示，指每一流每分钟浇注钢水的重量t/min 或kg/min 。

5、炉容比：指转炉有效容积Vt 与公称容量T 之比值Vt/T(m 3/t)。

氧流量：单位时间通过氧枪的氧量。

6、高炉有效容积和有效高度：高炉大钟下降位置的下缘到铁口中心线间的距离为高炉有效高度，对于无钟炉顶为流槽最低位置的下缘到铁口中心线之间距离；在有效高度范围内，炉型说包括的空间为高炉有效容积。

7、供氧强度：单位时间每吨钢的供氧量。

8、设计炉型：在给定条件下，通过经验公式或统计规律所得的炉型。

合理炉型：在现有条件下（原燃料条件，冶炼条件）能使高炉获得较好的冶炼指标的炉型。

操作炉型：高炉在冶炼过程中炉衬不断被侵蚀，炉室扩大，高炉内部各部分的尺寸均会发生变化的炉型。

10、冷却设备：炉底炉缸用光面冷却壁，镶砖冷却壁用于炉腹、炉腰和炉身下部。

炉喉用炉喉钢砖。

上料方式包括料车和胶带。

12、台数：凡共用一个盛钢桶浇注一根或同时浇注几根铸坯的一套连铸装置称为一台连铸机。

机数：凡是具有独立的传动和工作系统，当它机出故障时仍可以独立进行正常工作的一组设备系统。

流数：每台连铸机同时浇注的铸坯根数。

13、休风率：日历时间减去计划大、中修时间为高炉的作业时间。

凡其他因故休风，其休风时间占作业时间的百分比叫休风率。

1、高炉炉衬破损机理： 高温渣铁的渗透和侵蚀，渣中FeO 、MnO 、CaO 和砖中SiO 2作用，形成低熔点化合物，使得砖衬表面软熔，在液态铁渣和煤气流的冲刷下而脱落，液态铁，重金属及碱金属的渗透，是炉缸炉底破损的重要原因；高温和热震破损，炉内温度经常波动，由于温度梯度产生的热效应超过砖衬的强度极限，砖即裂开；炉料和煤气流的摩擦冲刷及煤气碳素沉积的破坏作用，碳素沉积的破坏作用反应在整个高炉炉衬、炉腰和炉身中下部较为严重；碱金属及其他有害元素的破坏作用，碱金属和锌的氧化物与炉衬中Al 2O 3、SiO 2反应形成低熔点的铝硅酸盐，炉衬软熔并被冲刷而破坏，炉底侵蚀：高温，高压下渣铁的渗透及重金属的渗透；高温下的化学侵蚀；渣铁的机械冲刷；高温热应力的作用。

炼钢设计原理课程思考题2015氧气顶吹转炉设计转炉公称容量一般用炉役期的平均出钢量表示。

转炉炉型：指转炉炉膛的几何形状，亦指由耐火材料砌成的炉衬内形。

氧气顶吹氧气转炉炉型有三种炉型：筒球型，锥球型和截锥型。

转炉的帽锥角：指炉帽锥与炉身交接处，炉帽与炉子水平线之间的夹角。

转炉三种炉型及特点？1）筒球形炉型：形状简单，砌砖简便，炉壳易制造，在相同熔池直径D和熔池深度h下，与其他两种炉型笔，此炉型熔池的容积大，金属装入量大，形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。

2）锥球形炉型（橄榄型）：与同容量的其他炉型比，在相同熔池深度h下，反映面积大，有利于钢、渣间反应，适用于吹炼高磷铁水。

熔池形状比较符合钢、渣环流的要求，熔池侵蚀均匀，熔池深度变化小，新炉炉型接近于停炉后残余炉衬的轮廓，炉型上下对称，空炉重心接近于炉体的几何重心位置，使得转炉的倾动力矩小。

3）截锥形炉型：形状简单，炉底砌筑简便，其形状基本上满足炼钢反映的要求，与同容量的其他炉型比，在熔池直径相同情况下，熔池最深，适用于小型转炉。

转炉熔池直径：熔池处于平静状态时金属液面的直径。

转炉熔池深度：熔池处于平静状态时金属液面到炉底的深度。

均衡炉衬砌筑：根据不同部位的侵蚀情况，使用不同材质的耐火材料和砌成不同厚度的炉衬，使之各部位的砌蚀基本均匀，又叫均衡砌炉或平衡炉衬。

铁水比：指铁水占钢铁料的比例 7、废钢比：指废钢占钢铁料的比例。

炉型主要参数包括：炉容比（V/T）,高宽比（H/D）,熔池深度直径比（h/D）,炉口直径比（d0/D）,帽锥角（θ）,出钢口参数（dT,β,LT）转炉炉容比V/T：指新炉时转炉的炉膛有效容积（V）与公称容积（T）的比值（m3/T）转炉炉容比过小和过大有什么危害？炉容比过小（即反应空间小）：A 因为反应空间过小，满足不了冶炼反应所需要的空间，容易喷溅和溢渣，金属收得率η金降低，操作困难，工人劳动强度增加。

B 加剧钢，渣对炉衬的冲刷侵蚀，使得炉龄降低。

炼钢设计原理课试题库一、填空题（每空1分）；1.公称容量小于30吨的转炉采用炉型；2.已建成转炉的炉容比V/T波动在～范围内；3.如果高宽比H/D小于就得不到防止炉渣喷溅的起码高度；4.设计部门推荐炉口直径比d0/D在～范围内选择；5.帽锥角θ的推荐值为～度；6.目前，转炉炉衬工作层多使用砖；7.氧枪喷头一般用加工而成，目前多采用型；8.喷头出口马赫数M一般应选定在左右；9.炉膛压力P应为+；周；10.合适的喷孔夹角α应为～之间，喷孔间距A应为～d出=～；11.三孔喷头的喷管流量系数Cd12.氧枪冷却水的进水速度V为～m/s，回水速度Vp为～m/s；j13.选择枪身各层套管壁厚的总原则是最厚，次之，最薄；14.氧气在中心氧管内的流速应为～m/S；15.氧气在中心氧管壁厚一般为～mm；16.氧枪在炉内不被烧坏的条件是≤；17.工业三废排放标准规定，≥12吨转炉排放烟气的含尘浓度≤g/Nm3烟气；18.一般未燃法除尘控制空气过剩系数为；19.转炉的最大炉气量出现在；20.湿法烟气净化分三步进行，即、和；21.一文热平衡计算的目的是为了确定，二文热平衡计算的目的是为了确定；22.溢流文氏管的除尘效率为左右，可调喉口文氏管的除尘效率为；23.选择除尘系统风机时要满足系统和的要求；24.当选定电炉炉坡倾角为45度时，一般D/H为较合适；25.电极心圆直径d三极心D；26.连铸机的冶金长度应液芯长度；27.连铸机的冷却区总长度必须铸坯的液芯长度；28.混铁炉的作用是并铁水成分和温度；29.混铁车的作用是并铁水；30.炉子跨的高度决定于天车轨面标高；31.当采用混铁车向转炉供应铁水时，加料跨标高决定于；32.一般小方坯连铸机的中心距以为宜；33.中间罐的修砌面积为m3/万吨钢；34.转炉最大炉气量出现在炉役期的一炉钢冶炼期;35.宽厚比≥的为板坯,断面≤的为小方坯;36.工业三废排放标准规定, ≥12吨转炉烟尘排放浓度≯ mg/Nm ;37.转炉设置水冷炉口的作用是和；38.已建成转炉的炉容比V/T都波动在之间；39.如果转炉H/D小于就得不到防止喷溅的起码高度；40.当采用混铁车向转炉供应铁水时，加料跨标高决定于；二、解释名词定义（每小题2分）1.物料平衡;2.热平衡;3.转炉公称容量；4.转炉炉型；5.转炉熔池直径;6.转炉熔池深度;7.炉容比;8.均衡炉衬砌筑；9.拉坯速度;10.喷孔夹角;11.炉气;12.烟气;13.含湿量；14.含湿量限度;15.空气过剩系数;16.冶金长度（不带液芯拉矫）;17.液芯长度;18.连铸机的曲率半径；19.连铸机的流数；20.供氧强度;21.氧流量；22.电炉熔池;23.电极心园直径;24.喷孔间距;25.连铸机台数;26.连铸机的总高度；27.全湿法除尘;28.干法除尘;29.转炉出钢口角度;30.未燃法除尘;31.燃烧法除尘;32.转炉出钢口角度β;33.喷孔间距;34.连铸机台数;35.电炉炉坡倾角;36.铸坯断面的公称尺寸；37.全正力矩原则;38.正负力矩原则;39.偏离工作状态工作三、简答下列问题(每小题5分)1.转炉锥球型炉型的特点?2.转炉筒球型炉型的特点?3.转炉截锥型炉型的特点?4.进行物料平衡和热平衡的意义？5.多孔喷头的特点?6.采用溢流水箱的作用？7.调节二文喉口流通面积的作用?8.电炉45度炉坡倾角的作用?9.可燃气体爆炸的条件?10.弧形连铸机的主要特点?11.确定连铸机的曲率半径时应考虑哪些因素?12.电炉45度炉坡倾角的作用?13.集中称量与分散称量各自的特点？14.冶金长度与液芯长度的关系？15.高位料仓的作用？16.为什么炉口过大会出钢困难？17.转炉对炉衬的材质的性能要求？18.水冷炉口有几种形式？19.减小出钢口角度有什么好处？20.托圈承受哪几种力？21.耳轴和托圈是如何连接的？22.影响最大烟气量的因素有哪些？23.转炉烟气有什么不同于其他废气的特点？24.防止烟气爆炸应注意哪些事项？25.防止煤气中毒应注意哪些事项？26.为什么斜烟道又叫循环冷却烟道？27.文氏管的降温原理？28.文氏管的除尘原理？29.为什么把一文叫做降温文氏管，二文叫做除尘文氏管？30.为什么二文要采用调径文氏管？31.文氏管使用的喷嘴有几种形式？32.确定喉口直径有什么意义？33.多孔喷头有什么特点？34.为什么冷却水要从内层管进从外层管出？35.氧枪的喷孔夹角过大过小有什么害处？36.为什么喷孔的扩张角不宜太大？37.为什么喷孔的收缩角不宜太小？38.选择炉型时应考虑哪些基本原则？39.炉壳的作用？40.电炉设计应考虑哪些原则？41.转炉炼钢对喷头有什么要求？四、试述下列问题(每题10分)1.影响炉容比(V/T)大小的因素有哪些?如何影响?2.未燃法除尘的优缺点?3.燃烧法和未然法除尘的优缺点比较？4.转炉在车间如何定位?5.设计喷头时为什么要把马赫数M定在2.0左右?6.确定连铸机的曲率半径时应考虑哪些因素?7.混铁炉供应铁水的特点？8.混铁车供应铁水的特点?9.什么叫转炉的倾动力矩及其计算的目的？10.什么是转炉的帽锥角？帽锥角过大过小有什么不好？11.水冷炉口有什么作用？12.顶底复吹转炉炉型有什么特点？13.出钢口应出在什么位置？为什么？14.转炉转动速度有几种？为什么？15.为什么喷孔的扩张角不宜太大？五、计算题(每题10分)1.已知某厂30t转炉的吹氧时间14分钟,老炉比新炉多产钢系数B=20%,金属消耗系数η=1.14,设K=2.0,试计算熔池直径?2.已知某厂30t转炉采用三孔氧枪，吨钢耗氧量为54Nm3/t,吹氧时间14分钟,设P0＝8.1Kg/cm2,T=290K,喷管流量系数CD=0.92,试计算:(1)氧流量?(2)喉口直径?3．已知某厂30吨转炉的铁水最大装入量32吨,铁水含碳4.0%，终点钢水含碳0.10%;吹氧时间t=12分钟，最大脱碳速度vc =0.36%，炉气中含CO=86%，CO2=10%，采用空气过剩系数 ＝0.08的未然法除尘，设含湿量限度d=0.03Kg/Nm3(干),试求:①最大炉气量V=?②干烟气量V=？③湿烟气量V湿=？4．已知条件：30t电弧炉的钢液比重7.0t/m3,渣量为钢液量的7％。