冶2007-1、2班《炼钢工艺学》复习题（详见课本和笔记）2010.7.8 （授课教师：刘宇雁）
1. 铁水预处理的“三脱”是指脱硅、脱磷、脱硫。
2. ( 如S 、P 、Si 等) 或提取/ 回收某种有益成分(如V 、Nb 等) 的处理过程。或铁水在兑入转炉之前进行的脱硫、脱磷或脱硅操作。
3. 铁水预处理目的及意义：主要是使其中硫、硅、磷含量降低到所要求范围，以简化炼钢过程，提高钢的质量。
⑪有效提高铁水质量；⑫减轻炼钢负担；
⑬为优化炼钢工艺，提高钢材质量创造良好条件；
⑭对特殊铁水预处理而言，可有效回收利用有益元素，实现综合利用。
4. 铁水预脱硅技术的目的：
⑪减少转炉石灰耗量（硅氧化形成的SiO 2大大降低渣的碱度），减少渣量和铁损，改善操作和提高炼钢经济技术指标。
⑫铁水预脱P 的需要，可减少脱磷剂用量、提高脱磷、脱S 效率。
当铁水[Si]＞0.15%时，脱磷剂用量急剧增大。因此，脱磷处理前需将铁水含[Si]脱至＜0.15％，这个值远远低于高炉铁水的硅含量，也就是说，只有当铁水中的硅大部分氧化后，磷才能被迅速氧化去除。所以脱磷前必须先脱硅。
铁水预脱P 的最佳[Si]初始：
①苏打脱P ：[Si]初始
②石灰熔剂脱P ：[Si]初始 0.10～0.15%
⑬对含V 或Nb 等特殊铁水，预脱Si 可为富集V 2O 5和Nb 2O 5等创造条件。
5. 铁水预脱硫技术迅速发展的原因：
⑪用户对钢的品种和质量要求提高。
⑫连铸技术的发展要求钢中硫含量进一步降低，否则连铸坯容易产生内裂，铁水脱硫可满足冶炼低硫钢和超低硫钢种的要求。
⑬铁水中碳、硅、磷等元素的含量高，可提高硫在铁水中的活度系数，而有利于脱硫，同时铁水中的氧含量低，没有强烈的氧化性气氛，有利于直接使用一些强脱硫剂，如电石（CaC2）、金属镁等；故铁水脱硫效率高。
⑭铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。其费用比值为：
高炉脱硫：铁水预处理脱硫：转炉：炉外精炼=2.6：1：16.9：6.10
⑮降低炼铁和炼钢炉脱硫负担; 有利于降低消耗和成本，并增加产量。
⑯提高炼铁和炼钢经济技术指标；有效提高钢铁企业铁、钢、材的综合经济效益。 全程脱硫：高炉－铁水炉外－炼钢炉(－精炼炉) →实现铁水深度脱硫，经济有效生产超低S 高级优质钢；
⑰提高钢质、扩大品种、优化工艺（改善转炉炼钢操作）；
6. 铁水预脱硫优点（铁水脱硫条件比钢水脱硫优越的主要原因）
用优质铁水炼钢，是提高产品质量、扩大品种、增加效益和增强产品市场竞争力的重要条件之一，也是生产低硫洁净钢的基础。铁水炉外脱硫有利于提高炼铁、炼钢技术经济指标。通过比较各种脱硫工艺，铁水脱硫预处理工艺有如下优点： ⑪铁水中[C]、[Si]较高，fs ↑，提高硫的反应能力；
⑫铁水中[O]较低，提高渣铁之间的硫分配比（Ls ↑），脱硫效率高；
⑬搅拌充分，脱硫剂利用率高，脱硫速度快；
⑭铁水脱硫可提高炼铁炼钢的生产能力、节约工序能源、降低成本。
⑮故铁水脱硫费用费用比其他工序低。
7. 铁水预脱硫技术的发展：铁水炉外脱硫技术在20世纪60年代氧气顶吹转炉炼钢工艺发展后得到迅速推广，在国外已趋成熟，在实际生产中大量应用，处理工艺方法约数十种之多。先后发明的工艺大致可分为分批处理法和连续处理法两大类，其中分批处理法又可分为铺撒法/投入法(含倒包法) 、机械搅拌法、吹气搅拌法、喷射法、镁脱硫法等。目前常用的方法有喷吹法和KR 机械搅拌法。
8. 铁水脱硫预处理的工艺方法：⑪投掷（入）法：将脱硫剂投入铁水中。⑫喷吹法：将脱硫剂喷入铁水中。⑬搅拌法（KR 法）：将通过中空机械搅拌器向铁水内加入脱硫剂，搅拌脱硫。
9. 常用铁水预脱硫剂有石灰、碳化钙、苏打、金属镁及复合脱硫剂等。
10. 提高铁水脱硫效果的措施：
1）热力学条件。
⑪fs ↑（[C]↑、[Si]↑）；⑫降低氧位，即[O]↓、（O ）↓（加入铝）
⑬脱硫剂用量↑（同时生产费用↑）；⑭控制好温度。
2）动力学条件。
⑪根据铁水条件及钢种要求，选择适当主脱硫剂。即要满足脱硫要求，又要尽量降低脱硫成本且操作方便。脱硫要求一般时（轻脱硫），脱硫剂组成以石灰粉为主；生产低硫生铁时，以电石粉为主（深脱硫）。
⑫添加适当促进剂。⑬适当减小脱硫剂粒度，增大反应界面，加快脱硫速度；
⑭强化熔池搅拌，增加逗留时间，减小扩散边界层厚度，提高混匀搅拌效率，均可加快脱硫反应速度；
⑮控制好温度。提高铁水温度，增大硫的传质系数；
⑯选择适当的喷吹参数，以取得最佳喷吹效果。
11. 选择脱硫方法的原则（铁水脱硫方案的选择）
⑪铁水条件供应条件；⑫冶炼钢种要求；
⑬处理规模（处理能力，作业率）、工艺流程（铁水运输方式）及总图布置（布置位置）；⑭脱硫效率及脱硫剂消耗；⑮处理成本（设备和基建费用）；
⑯铁水温降；⑰预留铁水三脱的可能性；⑱环境污染
12. 转炉的内衬由绝热层/隔热层、永久层、工作层组成。
13. 和磨损、耐材的高温溶解、高温溶液渗透、高温下气体挥发。
14. 炼钢的基本任务：调整”（调整温度和成分）。
15. 炼钢生产中熔渣的主要作用（有利作用）：
⑪通过调整熔渣成分氧化还原钢液，使钢液中硅、锰、铬等元素氧化或还原的硫、磷、氧等元素；⑫吸收钢液中的非金属夹杂物；⑬防止炉衬的过分侵蚀；⑭覆盖钢液，减少散热和防止二次氧化和吸氢。
其他作用：在不同炼钢方法中，熔渣还有其独特的作用。如：
①氧气顶吹转炉炼钢过程→熔渣－钢液滴－气泡形成高度的乳化相→钢渣接触面积↑ →加速吹炼过程。
②电弧炉炼钢时→稳弧（稳定电弧燃烧）和传热→良好的泡沫渣能包围住弧光→弧光对炉衬的辐射侵蚀↓
③电渣重熔时→作电阻发热体→可重熔和精炼金属（电渣炉）
④出钢时→钢液的二次氧化↓
⑤浇注时→作保护渣，可减少氧化，防止散热，并改善铸坯表面质量等。 2－
不利作用：
①侵蚀耐火材料，降低炉衬寿命，特别是低碱度熔渣对炉衬的侵蚀更为严重。 ②熔渣中夹带小颗粒金属及未被还原的金属氧化物，降低了金属的回收率。 ③严重泡沫化熔渣会引起喷溅。（转炉）
16. 熔渣的氧化性（熔渣的氧化能力）：是指在一定的温度下，单位时间内熔渣向钢液供氧的数量（在单位时间内从渣相向金属相供氧的数量）；通常用渣中氧化铁含量的多少表示熔渣氧化能力的强弱。生产中常用渣中∑(%FeO)表示渣的氧化性。
17. 熔渣氧化性对操作过程有何影响？如①杂质的去除程度；②钢水含氧量；③石灰溶化速度；④熔渣的泡沫程度；⑤喷溅；⑥炉衬寿命；⑦金属和铁合金的收得率。
18. 熔渣与熔融金属之间应有足够大的表面张力，以有助于渣壳分离，防止熔渣卷入金属内；而熔渣与非金属夹杂物之间的表面张力越小越好，以利于熔渣对非金属夹杂物的浸润、吸附和溶解。
19. 氧化脱磷的有利条件：
⑪较高的炉渣碱度（3～4）；⑫氧化铁较高（15％～20％）；
⑬良好流动性熔渣；⑭充分的熔池搅拌；⑮适当的温度（1450～1550℃）；
⑯渣量要大，可利用多次放渣和造新渣去磷。
20. 炼钢脱磷、脱硫的有利条件有哪些？
答：1）脱磷反应：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P 2O 5)+5[Fe]
脱磷有利条件：高碱度、高（FeO ）/氧化性、良好流动性熔渣、充分的熔池搅拌、适当的温度和大渣量。
2）脱硫的有利条件：高温、高碱度、低氧化铁（FeO ），良好流动性熔渣、充分的熔池搅拌和大渣量。
21. 回磷：就是磷从熔渣中又返回到钢中，也是脱磷的逆向反应；或成品钢中磷含量高于终点磷含量也属回磷现象。
22. 减少回磷的措施：
⑪冶炼中期，保持∑(FeO)＞10％，防止因炉渣“返干”而产生的回磷；控制终点温度不要过高，并调整好炉渣成分，使炉渣碱度保持在较高水平。
⑫出钢时，①适当提高脱氧前的炉渣碱度；②挡渣出钢，尽量避免下渣；
⑬出钢后，向钢包渣面加一定量石灰，增加炉渣碱度；脱氧合金化时，尽可能采取钢包脱氧，而不采取炉内脱氧。
23. 碳氧浓度积：在一定的温度和压力下钢液中的碳氧反应达到平衡时，碳和氧的质量百分浓度之积是一个常数。
24. 脱碳反应对炼钢过程的作用/碳氧化在炼钢中的作用：
①脱碳，将熔池中的碳氧化脱除至所炼钢种的终点要求；
②放热升温，加速传质传热；③均匀熔池成分、温度；
④加大钢－渣界面，加速反应的进行，也有利于熔渣的形成；
⑤去气去夹杂（有利于非金属夹杂的上浮和有害气体的排出）。
⑥爆发性的脱碳反应会造成喷溅。
25. 碳氧反应发生的必要条件是：必须存在过剩氧，即[O]实际＞[O]平衡。
26. 钢中氧的危害性主要表现在以下方面（1）产生夹杂；（2）形成气泡；（3）加剧硫的危害。
27. 脱氧任务：
⑪按钢种要求降低钢液中溶解的氧；⑫排除脱氧产物；⑬控制残留夹杂的形态和分布。
28. 沉淀脱氧：将块状脱氧剂沉入钢液中，熔化、溶解后与钢中氧反应生成稳定的氧化
物并上浮进入炉渣，以降低钢中氧的脱氧方法。
29. 促使脱氧产物上浮的措施：
⑪上浮速度↑；⑫形成液态的脱氧产物。⑬形成与钢液间界面张力大的脱氧产物。
30. 合金元素加入一般的原则：
⑪脱氧元素先加，合金化元素后加；
⑫脱氧能力较强、且比较贵重的合金，应在钢水脱氧良好的情况下加入，以提高合金的收得率。⑬熔点高，不易氧化的元素，可加在炉内。
31. 氧气顶吹转炉设备除转炉外还包括供氧、供料、废气处理及回收系统等附属系统。
32. 按金属熔池（炉底）形状转炉炉型可分为：筒球型、锥球型、截锥型。
33. 烟气净化回收装置：目前主要有湿法（OG 法）和干法（LT 法）两种除尘方式。（原始含尘量100～150g/Nm降至＜100mg/Nm，排放标准）
34. 转炉的烟尘排放浓度环保要求：随着工业和科学技术的发展，环境保护问题越来越引起人们的重视，根据《工业三废排放标准》规定，大于12吨的转炉的烟尘排放浓度≯150mg ／Nm 3（烟气），小于12吨转炉的烟尘排放浓度＜200mg ／Nm 3（烟气）。而烟气的实际烟尘浓度为80～150g ／Nm 3（烟气），高出国家规定排放标准的上千倍，所以转炉烟气必须进行净化处理后方可排放。
35. 采用炉烟气净化回收系统条件：
CO ：50～70%，O 2：＜1~2%，≥100t 转炉，要求实现负能炼钢。
36. 对铁水温度的要求：高（≥1250℃）且稳定。
37. 炼钢对废钢的基本要求：
(1)废钢表面应清洁干燥（清洁、少锈、无混杂）。
(2)废钢中不得混有铁合金（有害的残余金属元素如铜、锌、铅、锡、锑、砷等；部分合金结构钢中五害元素为Pb 、As 、Sb 、Bi 、Sn ，对优质合金结构钢，五害元素含量应分别控制在≯0.02％。）。
(3)废钢中不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。以保证安全生产。
(4)废钢要有明确的化学成分；废钢中有用的合金元素应尽可能在冶炼过程中回收利用；对有害元素含量应限制在一定范围以内。
(5)不同性质的废钢分类存放。
(6)废钢要有合适的块度和外形尺寸。
38.
39. 电弧炉内热兑铁水一般为20%～30%。
40. 因生铁中含碳及杂质较高，炉料中生铁块配比通常为10％～25％，最高≯30％。
41.
42. 石灰的活性：石灰与熔渣的反应能力称石灰的活性，也称水活度是石灰反应能力的标志，是衡量石灰在渣中溶解速度的指标，也是衡量石灰质量的重要参数。石灰的晶粒越小（界面多）、气孔率越高，其在渣中的溶解速度越快，即活性越好。
43. 氧气复吹转炉炼钢工艺五大操作制度包括：①装入制度；②供氧制度；③造渣制度；④温度制度；⑤终点控制与出钢合金化。
44. 装入制度主要内容：确定装入量、装入方法、废钢比及装料顺序四个问题。
45.
46. 将一个炉役分成若干阶段，每个阶段的装入量不变叫做定量装入法。
47. 在确定各阶段的装入量时应考虑的三个主要因素：
⑪合适的炉容比；⑫合适的熔池深度；⑬炉子附属设备的匹配。
48. 炉容比（V/T）：有效容积(转炉内自由空间的容积) 与金属装入量之比（0.8～1.0）。 33
49. 供氧制度主要内容：确定合理的喷头结构、供氧强度、氧压和枪位控制。
50. 三种。
51. 枪位：氧枪喷头端面到静止熔池液面的距离。
52. 硬吹：吹炼过程中，采用低枪位或高氧压的吹氧操作称为“硬吹”。
53. 恒压变枪“高一低一高一低”的四段式氧枪操作要点：在铁水温度较高或渣料集中
在吹炼前期加入时可采用这种枪位操作。⑪开吹时采用高枪位化渣，使渣中含（FeO ）量达25～30％，促进石灰熔化，尽快形成具有一定碱度的炉渣，增大前期脱磷和脱硫效率，同时也避免酸性渣对炉衬的侵蚀。⑫在炉渣化好后降枪脱碳。⑬为避免在碳氧化剧烈反应期出现返干现象，适时提高枪位，使渣中（FeO ）保持在10～15％，以利磷、硫继续去除。⑭在接近终点时再降枪加强熔池搅拌，继续脱碳和均匀熔池成分和温度，降低终渣（FeO ）含量。
54. 造渣制度主要内容：根据原料条件和冶炼的钢种确定合适的造渣方法、渣料的种类、
造渣材料的加入时间和加入数量及快速成渣的措施。
55.
56. 转炉冶炼过程中主要成渣途径（详见课本）：
⑪钙质成渣途径，通常采用低枪位操作。
⑫铁质成渣途径，通常采用高枪位操作。
57. 泡沫渣：氧气射流与熔池作用，形成气—渣—金属三相乳浊液，气泡体积超出熔渣体积的数倍或数十倍，故称为泡沫渣。
58. 影响石灰溶解速度的因素主要有（详见课本）：
①石灰本身质量；②铁水成分；③炉渣成分（(FeO)、（MnO) 、SiO 2）；④供氧操作。
59.
60. 在操作中防止喷溅的基本措施：控制好熔池温度及渣中(FeO)含量。
61. 温度制度主要内容：⑪准确控制终点温度；⑫恰当控制冶炼过程温度。
62. 温度控制包括过程温度和终点温度的控制。
63.
64. 达到终点的具体标志为：
⑪钢中碳达到所炼钢种要求的控制范围；⑫钢中S 、P 低于规定下限要求一定范围； ⑬出钢温度保证能顺利进行精炼和浇铸；⑭达到钢种要求控制的氧含量。
65. 法有拉碳法和增碳法；自动控制法（控制技术）有静态控制、动态控制及全自动控制。
66. 法。或根据终点碳和温度的要求进行吹炼，终点碳和温度同时达到目标时提枪停吹的操作方法。或熔池中含碳量达到出钢要求时停止吹氧，即吹炼终点符合终点的具体目标，不需要再专门向熔池中追加增碳剂增碳的操作方法。
主要优点：⑪终渣（∑FeO ）含量较低，金属收得率高，且有利于延长炉衬寿命； ⑫终点钢液的含氧低，脱氧剂用量少，终点钢水含锰量较高, 而且钢中的非金属夹杂物少；⑬冶炼时间短，氧气消耗少。
工艺关键：吹炼过程中及时、准确地判断或测定熔池的温度和含碳量努力提高一次命中率。其中一次拉碳法要求终点碳和温度同时达到目标值，否则需补吹或增碳。该法要求操作技术水平高。
67. 0.08%的钢种（除超低碳钢种外的所有钢种），均吹到
[C]=0.05%～0.06%提枪，按钢种要求加入增碳剂的方法。或吹炼平均含碳量大于
0.08%的钢种时，一律将钢液的碳脱至0.05%～0.06%时停吹, 按照所炼钢种的规格，在钢包内增碳（出钢时包内增碳至钢种规格要求）的操作方法。
主要优点：⑪终点容易命中，省去了拉碳法终点前倒炉取样及校正成分和温度的补吹时间，因而生产率较高；⑫终渣的（∑FeO ）含量高，化渣好，去磷率高，而且有利于减轻喷溅和提高供氧强度；⑬热量收入多，可以增加废钢的用量。⑭操作稳定，易于实现自动控制。
工艺关键：应寻求含硫低、灰分少和干燥的纯度较高的增碳剂，否则会污染钢液。
68. 静态控制指冶炼前计算机根据原料条件和吹炼终点钢水温度及成分进行装料计算，并按照计算的结果进行吹炼，吹炼过程中不进行任何修正的控制方法。
69. 动态控制指冶炼中计算机根据其检测系统提供的信息及时修正操作参数，使冶炼过程顺利到达终点的控制方法。
或转炉炼钢的动态控制是在静态控制基础上，应用副枪等测试手段，将吹炼过程中金属成分、温度及熔渣状况等有关变量随时间变化的动态信息传送给计算机，依据所测得的信息对吹冻参数及时修正，达到预定的吹炼目标。
70. 动态控制通常采用两种方法： ⑪副枪动态控制技术:在吹炼接近终点时(供O 2量达85%左右) ，插入副枪测定熔池[C]和温度，校正静态模型的计算误差并计算达到终点所需的O 2量和冷却剂加入量。 ⑫炉气分析动态控制技术:通过连续检测炉口逸出的炉气成分，计算熔池瞬时脱C 速度和Si 、Mn 、P 氧化速度，进行动态连续校正，提高控制精度和命中率。
71. 液面高度渣层厚度，并提取钢样和渣样。测试副枪能进行测温、取样、定碳、定氧和测液面高度等。
72. ⑪副枪操作流程：枪指令给出探头→传送探头→把持器夹住探头→装头器立起→
装头→检查接点是否导电→下枪测定→枪升起拔起探头→锯断回收试样。
⑫副枪测定周期：100s
⑬副枪应用范围：＞100t 转炉（副枪和氧枪中心距～1100mm ）
⑭冶炼终点命中率：采用副枪后，转炉冶炼终点命中率达85～90%。
73. 出钢操作关键：红（烘）包出钢、保持适宜出钢时间、当渣出钢。
74. 转炉出钢挡渣的目的是有利于准确控制钢液成分，减少钢水回磷，降低钢中夹杂物含量。目前采用的挡渣法有：挡渣球法、挡渣塞法、气动挡渣器法等。
75. 钢液的合金化：为了冶炼出具有所需性能的成品钢，在冶炼过程中加入各种合金，
使钢液的化学成分符合钢种规格要求的工艺操作。
76. 复吹转炉按吹炼工艺及冶炼目的不同，主要分为四种类型：
①底部搅拌型/加强搅拌型（顶吹氧、底吹惰性气体的复吹工艺）：顶吹氧气，底吹搅拌用气如Ar 、N 2、CO 2、CO 等。底吹目的：加强对熔池的搅拌，缩短冶炼时间。代表方法：LBE 、LD-KG 、LD-OTB 、NK-CB 、LD-AB 等。
②顶底吹氧型/强化冶炼型（顶、底复合吹氧工艺）：顶底同时供氧。底吹目的：加强对熔池搅拌，同时增大供氧强度以促进炉内的脱碳反应。代表方法：BSC-BAP 、LD-OB 、LD-HC 、STB 、STB-P 等。
③喷吹石灰型（底吹氧喷熔剂工艺）：在顶底复合吹氧的基础上，以底吹氧气作为载流喷吹石灰粉。目的：加速成渣，强化去硫、去磷过程。代表方法：K-BOP ④喷吹燃料型/增加废钢用量型：在顶底复合吹氧的基础上，以氧气作为载流喷吹煤粉、燃油或燃气等燃料。目的：引入外来热源，以增加废钢比。代表方法：KMS 法、KS 法。
国内目前的复吹转炉大多属于底吹搅拌型。
77. 对底部供气元件的要求：⑪满足吹炼工艺的气量调节要求；⑫满足分散、细流、均匀、稳定的供气要求；⑬安全可靠；⑭希望具有与炉衬同步的使用寿命。
78. 型三类（详见课本）。
79. 复吹转炉少渣冶炼的冶金特性：
⑪还原性功能。吹入的锰矿粉，可利用渣量少，∑(FeO)低，熔池温度高的特点，使MnO 直接还原，回收锰矿中的Mn ，从而提高钢液中锰含量。
⑫钢中的氢明显减少。由于散装料及铁合金消耗量减少，少渣精炼时钢水和炉渣的氢含量明显减少
⑬铁损明显减少。由于渣量减少，渣带走的铁损明显减少。
80. 转炉溅渣技术是近年来开发的一种提高炉龄的新技术。它是在20世纪70年代广泛应用过的、向炉渣中加入含MgO 的造渣剂造黏渣挂渣护炉技术的基础上，利用氧枪喷吹高压氮气，在2～4min 内将出钢后留在炉内的残余炉渣喷溅涂敷在整个转炉内衬表面上，形成炉渣保护层的护炉技术。该项技术可以大幅度提高转炉炉龄，且投资少、工艺简单、经济效益显著。
溅渣护炉技术的基本原理，是在转炉出钢后，调整余留终点渣成分，利用MgO 含量达到饱和或过饱和的终点渣，通过高压氮气的吹溅，在炉衬表面形成一层与炉衬很好烧结附着的高熔点溅渣层。这个溅渣层耐蚀性较好，并可减轻炼钢过程对炉衬的机械冲刷，从而保护了炉衬砖，减缓其损坏程度，使得炉衬寿命得以提高。 或利用高速氮气射流冲击熔渣液面，将MgO 饱和的高碱度炉渣喷溅涂敷在炉衬表面，形成一层具有一定耐火度的溅渣层，达到保护炉衬，提高炉衬使用寿命的目的。或指转炉出钢后，在炉内留有适当的炉渣，然后插入喷枪，籍以向炉内吹入高压氮气，使炉渣飞溅，覆盖到炉壁上，经冷却、凝固并形成具有一定耐火度的渣层，从而保护了原有炉衬，延长了转炉寿命。或溅渣护炉目前是生产中的常规操作。它是利用MgO 含量达到饱和或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，并很好地与炉衬粘结。通过溅渣形成的溅渣层，其耐蚀性较好，同时可抑制炉衬砖表面的氧化脱碳，又能减轻高温熔渣对炉衬砖的侵蚀冲刷，从而保护炉衬，提高炉衬使用寿命。（总结选择一种解释）
81. 简述转炉冶炼一炉钢的过程。
答：顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成：
⑪上炉出钢、溅渣护炉、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理； ⑫倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；
⑬降枪开吹，同时加入第一批渣料（在供氧开吹的同时，加入第一批渣料），加入量相当于全炉总渣量的2/3（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min 后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）；
⑭开吹4-6分钟后(3～5min 后) ，第一批渣料化好，再加入第二批渣料继续吹炼（相当于全炉渣料总加入量的1/3）。如果炉内化渣不好，则允许加入第三批萤石渣料（必要时可在开吹后的第10～12min 加入炉内）。随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min 后火焰微弱，停吹。
⑮倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；
即当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样，测定钢水温度，取样快速分析[C]、[S]、[P]的含量，当温度和成分符合要求时，即可倾动转炉
出钢。
⑯出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。
即当钢水流出总量的1/4时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧和合金化，由此一炉钢冶炼完毕（合金应在出钢1/3时开始加，出钢2/3时加完，并加在钢流的冲击处，以利于合金的熔化和均匀。）
82. 倾动机构、电极升降机构及炉盖提升旋转机构等构成。电弧炉的电气设备包括主电路设备和控制设备。
⑪主电路系统：由高压电缆至电极的电路。即由高压线直接供给电炉专用变压器，然 后输送到电弧炉，称之为主电路。
①任务：将高压电转变为低压大电流，作为电源输给电弧炉，并以电弧的形式将电
能转变为热能。
②组成：高压电源→隔离开关→高压断路器→电抗器→电炉变压器→低压短网
→电极（电弧）
⑫控制系统（电极升降自动调节系统）：由全厂的变电所供电给其他设备，如电极升降装置等。
任务：根据冶炼要求，通过调整电极和炉料之间的电弧长度，调解电弧电流和电压
的大小。
83.
84. 槽式出钢炉体后倾角为42°～45°；偏心底出钢为12°～15°，EBT 电炉炉内留钢量一 般控制在10％～15％；水冷炉壁布置在距渣线200～300mm 以上的炉壁上, 占炉壁 面积的80～85％。
85.
冶炼中有氧化期，能去碳、脱磷、去除气体和夹杂，氧化法是最主要的炼钢方法。 传统电弧炉氧化法冶炼可分为补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期和出钢等阶段。现代电弧炉取消还原期。
86. 配料的主要任务：确定炉料的化学成分及其配比，以保证冶炼钢种的化学成分。
配料原则：合理利用返回料，尽量采用便宜的合金，尽可能减少原材料的消耗。一般钢种主要是配好碳，对于高合金钢还要配好主要合金元素。
87.
88. 熔化期的特点是什么？缩短熔化期的措施有哪些？
答：1）熔化期的特点：
①熔化时间占总冶炼时间的1/2左右；②耗电量占总电耗的2/3左右。
2）缩短熔化期的措施：
①提高变压器输出功率；②快速补炉合理装料；③吹氧助熔；④燃－氧助熔； ⑤炉料预热；⑥热装双联；⑦减少热损失等。
89. 还原期的主要任务是脱氧、脱硫、调整成分及合金化、调整温度。
90.
91. 炉壁“热点”问题可通过水冷炉壁、造泡沫渣等手段基本解决，“冷点”问题可通过吹氧助熔、氧－燃助熔等手段基本解决。
92. 现代电弧炉炼钢工艺的主要特点：
①工艺优化：随着冶金技术的不断发展，电弧炉炼钢法逐步由电炉独立冶炼发展成电弧炉－炉外精炼双联的两步炼钢工艺，由熔氧期取代了“老三期”，即在电弧炉内完成熔化、氧化甚至只完成熔化、升温任务，然后将初炼钢液倒入精炼炉内，由精炼炉
完成脱氧、脱硫及合金化等任务，使电炉炼钢工艺变成废钢预热—UHP 电炉—炉外精炼配合连铸或连轧高效节能的短流程”。
②功能分化：在现代生产流程中，电弧炉除向大型化、超高功率化、机械化、自动化及计算机过程控制化发展外；其冶金功能也逐步分化，由炉内向炉外转移即电弧炉主要作为熔化废钢及脱磷的初炼炉，其他精炼工作由精炼设备来完成，而熔化废钢的部分工作由废钢预热装置及吹氧和氧燃烧嘴等“间接能源”承担，即增加除电能以外的其他能源及利用电弧炉废气余热加快废钢的熔化。
93. 现代电炉炼钢技术（详见课本） ⑪超高功率电炉。
超高功率：是指单位时间输入到电炉中的能量比普通电弧炉大2～3倍。其优点是： ①大大缩短了熔化时间，提高了生产率；
②改善了热效率，进一步降低了电耗；
③使用大电流短电弧，热量集中，电弧稳定，对电网的影响小等。
⑫偏心底出钢(EBT)电炉。
将传统电炉的出钢槽改成出钢箱，出钢口在出钢箱底部垂直向下，出钢口下部设有开闭机构，出钢箱顶部中央设有塞盖，便于出钢口的填料与维护。EBT 电炉的优点：
①出钢倾角减少至15°～20°，实现了无渣出钢。简化了电炉倾动结构，降低了短网的阻抗，增加了水冷炉壁使用面积，提高了炉体寿命。
②留钢留渣操作，无渣出钢，有利于精炼操作及节能。
③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。 ⑬废钢预热节能技术。
20世纪末，人们全面开发了电炉炼钢节能技术。电炉炼钢产生的高温废气温度约1200～1400℃，烟气的热量可占到电弧炉热量总收入的20%左右，利用高温废气对废钢进行预热从而达到降低电耗的目的。目前废钢预热方法主要有:连续电弧炉、双壳电炉、竖式电炉。 ⑭直流电弧炉技术。
按电流特性，电弧炉可分为交流和直流电弧炉。
①交流电弧炉以三相交流电作电源，利用电流通过3根石墨电极与金属料之间产生电弧的高温来加热、熔化炉料。
②直流电弧炉是将高压交流电经变压、整流后转变成稳定的直流电作电源，采用单根顶电极和炉底底电极。
直流电弧炉的发展已有近百年历史，发展非常缓慢，主要是由于整流技术没有过关。到20世纪80年代，大容量可控硅技术的发展，推动了直流电弧炉迅速发展。 交流电弧炉超高功率化后可加速废钢熔化，缩短熔化时间，改善热效率和总效率。但随着电炉功率越来越高，同时也出现了电弧稳定性差、电源闪烁、炉壁热点等问题，从而使直流电弧炉得到了发展。
直流电弧炉与交流电弧炉相比具有如下优点：
①石墨电极消耗大幅度降低；
②电能消耗降低。与相同条件的交流电弧炉相比，直流电弧炉可节约电能约 5%～10%；
③对电网的干扰和冲击小，电压闪烁降低了50%左右；
④炉衬寿命提高，耐火材料消耗降低，可节约30%；
⑤噪声降低10～15dB ；⑥电磁搅拌力强，钢液成分及温度均匀。
⑮高阻抗电弧炉。
为了保证电弧的稳定连续燃烧和限制短路电流，要求电炉回路中具有一定的电抗。高阻抗电弧炉，即通过提高电炉装置的电抗，使回路的电抗值提高到原来的两倍左右, 这种高阻抗电弧炉更适合长弧供电，其电耗和电极消耗降低，电弧稳定性高，电压闪烁减少。
94. 现代电炉炼钢相关技术。以下这些技术装备已成为电弧炉的最基本配置： ①高变压器容量（已高达1100KV·A/t）
②长弧泡沫渣技术
③二次燃烧技术
④水冷炉壁（盖）
⑤强化用氧和氧燃烧嘴（总耗氧量＞30Nm /t）
⑥无渣出钢技术（偏心底出钢）
⑦炉外精炼
⑧废钢预热技术
⑨降低电极消耗（电极水冷技术/水冷复合电极）
⑩吹氧喷碳
⑾喷补机械
⑿直接导电电极臂
⒀智能电弧炉（计算机自动控制）、三铁芯变压器、控制闪烁的功率补偿器等等。
95. 电弧炉变压器额定功率划分标准：1981年，国际钢铁协会按电弧炉的额定容量分类，对于50t 以上的电弧炉，按变压器单位功率水平（变压器的额定功率（KV·A ）与电弧炉的额定容量（t ）或实际平均出钢量（t ）之比）表示：
①100～200 kV·A/t 低功率电弧炉；
②200～400 kV·A/t 中等功率电弧炉；
③400～700 kV·A/t 高功率电弧炉；
④700～1000 kV·A/t 超高功率 (UHP：Ultra High Power)电弧炉；
⑤ ＞1000 kV·A/t 超超高功率(SUHP)电弧炉。
96. 直流电弧炉炉底电极按导电和水冷方式不同，触片风冷式、导电/耐火材料风冷式；水冷式钢柱式四种类型。
97. 电弧炉的三级除尘方式为炉顶第四孔（二孔）排烟法＋密闭罩（狗窝）＋车间屋顶大罩（排烟罩）；烟气净化设备以滤（布）袋除尘器）应用最广。
98. 炉外精炼基本手段有钢液搅拌、真空脱气、合成渣洗、喷粉精炼、钢水加热。
99. 炉外精炼的主要作用：
⑪提高质量扩大品种的主要手段；⑫优化冶金生产流程，提高生产效率节能降耗降低成本的主要方法；⑬炼钢—炉外精炼—连铸—热装轧制工序衔接。
100. 炉外精炼可完成的主要任务：
⑪钢水成分和温度的均匀化；⑫精确控制钢水成分和温度；⑬脱氧、脱硫、脱磷、脱碳；⑭去除钢中气体（氢、氮）；⑮去除夹杂物和夹杂物形态控制。
101. 评价连铸坯质量的四项指标有几何形状、表面质量、内部组织致密性、钢的清洁性。 或⑪连铸坯的纯净度。⑫连铸坯的表面质量。⑬连铸坯的内部质量。
⑭连铸坯的外观性质。
102实现热装和直接轧制的技术关键包括无缺陷铸坯生产技术、高温连铸坯生产技术、提高铸坯直送率技术。
103. 连铸的优越性有：①简化生产工序；②提高金属收得率；③降低能源消耗； 3
④铸坯质量好；⑤生产过程易于实现自动化，劳动条件好。
104. 简述连铸机浇铸工艺过程及主要设备组成。
答：1）工艺：合格的钢水→钢包回转台→中间包→结晶器→二冷区→拉坯矫直机
→切割机→铸坯。
简述连铸生产过程：钢液进入钢包→经过二次精炼→运到连铸机上方→打开钢包底部水口→钢液进入中间包内→打开中间包水口→钢液流到结晶器（引锭杆封堵结晶器底部）→在结晶器里钢液凝固成坯壳→当坯壳到达一定厚度时→启动拉坯机和结晶器振动装置→带有液芯的铸坯进入弧形局段→进行二次冷却（带有喷嘴的雾化器喷出雾化水强制冷却）→矫直铸坯→切割铸坯→拉到指定地点。
2）主要设备：钢包回转台，中间包及运载小车，结晶器及振动装置，二冷支导装置；拉矫机、引锭杆、脱锭及引锭杆存放装置，火焰切割装置与机械剪切机。 105. 连铸机主要设备组成及作用如下：
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冶2007-1、2班《炼钢工艺学》复习题（详见课本和笔记）2010.7.8 （授课教师：刘宇雁）
1. 铁水预处理的“三脱”是指脱硅、脱磷、脱硫。
2. ( 如S 、P 、Si 等) 或提取/ 回收某种有益成分(如V 、Nb 等) 的处理过程。或铁水在兑入转炉之前进行的脱硫、脱磷或脱硅操作。
3. 铁水预处理目的及意义：主要是使其中硫、硅、磷含量降低到所要求范围，以简化炼钢过程，提高钢的质量。
⑪有效提高铁水质量；⑫减轻炼钢负担；
⑬为优化炼钢工艺，提高钢材质量创造良好条件；
⑭对特殊铁水预处理而言，可有效回收利用有益元素，实现综合利用。
4. 铁水预脱硅技术的目的：
⑪减少转炉石灰耗量（硅氧化形成的SiO 2大大降低渣的碱度），减少渣量和铁损，改善操作和提高炼钢经济技术指标。
⑫铁水预脱P 的需要，可减少脱磷剂用量、提高脱磷、脱S 效率。
当铁水[Si]＞0.15%时，脱磷剂用量急剧增大。因此，脱磷处理前需将铁水含[Si]脱至＜0.15％，这个值远远低于高炉铁水的硅含量，也就是说，只有当铁水中的硅大部分氧化后，磷才能被迅速氧化去除。所以脱磷前必须先脱硅。
铁水预脱P 的最佳[Si]初始：
①苏打脱P ：[Si]初始
②石灰熔剂脱P ：[Si]初始 0.10～0.15%
⑬对含V 或Nb 等特殊铁水，预脱Si 可为富集V 2O 5和Nb 2O 5等创造条件。
5. 铁水预脱硫技术迅速发展的原因：
⑪用户对钢的品种和质量要求提高。
⑫连铸技术的发展要求钢中硫含量进一步降低，否则连铸坯容易产生内裂，铁水脱硫可满足冶炼低硫钢和超低硫钢种的要求。
⑬铁水中碳、硅、磷等元素的含量高，可提高硫在铁水中的活度系数，而有利于脱硫，同时铁水中的氧含量低，没有强烈的氧化性气氛，有利于直接使用一些强脱硫剂，如电石（CaC2）、金属镁等；故铁水脱硫效率高。
⑭铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。其费用比值为：
高炉脱硫：铁水预处理脱硫：转炉：炉外精炼=2.6：1：16.9：6.10
⑮降低炼铁和炼钢炉脱硫负担; 有利于降低消耗和成本，并增加产量。
⑯提高炼铁和炼钢经济技术指标；有效提高钢铁企业铁、钢、材的综合经济效益。 全程脱硫：高炉－铁水炉外－炼钢炉(－精炼炉) →实现铁水深度脱硫，经济有效生产超低S 高级优质钢；
⑰提高钢质、扩大品种、优化工艺（改善转炉炼钢操作）；
6. 铁水预脱硫优点（铁水脱硫条件比钢水脱硫优越的主要原因）
用优质铁水炼钢，是提高产品质量、扩大品种、增加效益和增强产品市场竞争力的重要条件之一，也是生产低硫洁净钢的基础。铁水炉外脱硫有利于提高炼铁、炼钢技术经济指标。通过比较各种脱硫工艺，铁水脱硫预处理工艺有如下优点： ⑪铁水中[C]、[Si]较高，fs ↑，提高硫的反应能力；
⑫铁水中[O]较低，提高渣铁之间的硫分配比（Ls ↑），脱硫效率高；
⑬搅拌充分，脱硫剂利用率高，脱硫速度快；
⑭铁水脱硫可提高炼铁炼钢的生产能力、节约工序能源、降低成本。
⑮故铁水脱硫费用费用比其他工序低。
7. 铁水预脱硫技术的发展：铁水炉外脱硫技术在20世纪60年代氧气顶吹转炉炼钢工艺发展后得到迅速推广，在国外已趋成熟，在实际生产中大量应用，处理工艺方法约数十种之多。先后发明的工艺大致可分为分批处理法和连续处理法两大类，其中分批处理法又可分为铺撒法/投入法(含倒包法) 、机械搅拌法、吹气搅拌法、喷射法、镁脱硫法等。目前常用的方法有喷吹法和KR 机械搅拌法。
8. 铁水脱硫预处理的工艺方法：⑪投掷（入）法：将脱硫剂投入铁水中。⑫喷吹法：将脱硫剂喷入铁水中。⑬搅拌法（KR 法）：将通过中空机械搅拌器向铁水内加入脱硫剂，搅拌脱硫。
9. 常用铁水预脱硫剂有石灰、碳化钙、苏打、金属镁及复合脱硫剂等。
10. 提高铁水脱硫效果的措施：
1）热力学条件。
⑪fs ↑（[C]↑、[Si]↑）；⑫降低氧位，即[O]↓、（O ）↓（加入铝）
⑬脱硫剂用量↑（同时生产费用↑）；⑭控制好温度。
2）动力学条件。
⑪根据铁水条件及钢种要求，选择适当主脱硫剂。即要满足脱硫要求，又要尽量降低脱硫成本且操作方便。脱硫要求一般时（轻脱硫），脱硫剂组成以石灰粉为主；生产低硫生铁时，以电石粉为主（深脱硫）。
⑫添加适当促进剂。⑬适当减小脱硫剂粒度，增大反应界面，加快脱硫速度；
⑭强化熔池搅拌，增加逗留时间，减小扩散边界层厚度，提高混匀搅拌效率，均可加快脱硫反应速度；
⑮控制好温度。提高铁水温度，增大硫的传质系数；
⑯选择适当的喷吹参数，以取得最佳喷吹效果。
11. 选择脱硫方法的原则（铁水脱硫方案的选择）
⑪铁水条件供应条件；⑫冶炼钢种要求；
⑬处理规模（处理能力，作业率）、工艺流程（铁水运输方式）及总图布置（布置位置）；⑭脱硫效率及脱硫剂消耗；⑮处理成本（设备和基建费用）；
⑯铁水温降；⑰预留铁水三脱的可能性；⑱环境污染
12. 转炉的内衬由绝热层/隔热层、永久层、工作层组成。
13. 和磨损、耐材的高温溶解、高温溶液渗透、高温下气体挥发。
14. 炼钢的基本任务：调整”（调整温度和成分）。
15. 炼钢生产中熔渣的主要作用（有利作用）：
⑪通过调整熔渣成分氧化还原钢液，使钢液中硅、锰、铬等元素氧化或还原的硫、磷、氧等元素；⑫吸收钢液中的非金属夹杂物；⑬防止炉衬的过分侵蚀；⑭覆盖钢液，减少散热和防止二次氧化和吸氢。
其他作用：在不同炼钢方法中，熔渣还有其独特的作用。如：
①氧气顶吹转炉炼钢过程→熔渣－钢液滴－气泡形成高度的乳化相→钢渣接触面积↑ →加速吹炼过程。
②电弧炉炼钢时→稳弧（稳定电弧燃烧）和传热→良好的泡沫渣能包围住弧光→弧光对炉衬的辐射侵蚀↓
③电渣重熔时→作电阻发热体→可重熔和精炼金属（电渣炉）
④出钢时→钢液的二次氧化↓
⑤浇注时→作保护渣，可减少氧化，防止散热，并改善铸坯表面质量等。 2－
不利作用：
①侵蚀耐火材料，降低炉衬寿命，特别是低碱度熔渣对炉衬的侵蚀更为严重。 ②熔渣中夹带小颗粒金属及未被还原的金属氧化物，降低了金属的回收率。 ③严重泡沫化熔渣会引起喷溅。（转炉）
16. 熔渣的氧化性（熔渣的氧化能力）：是指在一定的温度下，单位时间内熔渣向钢液供氧的数量（在单位时间内从渣相向金属相供氧的数量）；通常用渣中氧化铁含量的多少表示熔渣氧化能力的强弱。生产中常用渣中∑(%FeO)表示渣的氧化性。
17. 熔渣氧化性对操作过程有何影响？如①杂质的去除程度；②钢水含氧量；③石灰溶化速度；④熔渣的泡沫程度；⑤喷溅；⑥炉衬寿命；⑦金属和铁合金的收得率。
18. 熔渣与熔融金属之间应有足够大的表面张力，以有助于渣壳分离，防止熔渣卷入金属内；而熔渣与非金属夹杂物之间的表面张力越小越好，以利于熔渣对非金属夹杂物的浸润、吸附和溶解。
19. 氧化脱磷的有利条件：
⑪较高的炉渣碱度（3～4）；⑫氧化铁较高（15％～20％）；
⑬良好流动性熔渣；⑭充分的熔池搅拌；⑮适当的温度（1450～1550℃）；
⑯渣量要大，可利用多次放渣和造新渣去磷。
20. 炼钢脱磷、脱硫的有利条件有哪些？
答：1）脱磷反应：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P 2O 5)+5[Fe]
脱磷有利条件：高碱度、高（FeO ）/氧化性、良好流动性熔渣、充分的熔池搅拌、适当的温度和大渣量。
2）脱硫的有利条件：高温、高碱度、低氧化铁（FeO ），良好流动性熔渣、充分的熔池搅拌和大渣量。
21. 回磷：就是磷从熔渣中又返回到钢中，也是脱磷的逆向反应；或成品钢中磷含量高于终点磷含量也属回磷现象。
22. 减少回磷的措施：
⑪冶炼中期，保持∑(FeO)＞10％，防止因炉渣“返干”而产生的回磷；控制终点温度不要过高，并调整好炉渣成分，使炉渣碱度保持在较高水平。
⑫出钢时，①适当提高脱氧前的炉渣碱度；②挡渣出钢，尽量避免下渣；
⑬出钢后，向钢包渣面加一定量石灰，增加炉渣碱度；脱氧合金化时，尽可能采取钢包脱氧，而不采取炉内脱氧。
23. 碳氧浓度积：在一定的温度和压力下钢液中的碳氧反应达到平衡时，碳和氧的质量百分浓度之积是一个常数。
24. 脱碳反应对炼钢过程的作用/碳氧化在炼钢中的作用：
①脱碳，将熔池中的碳氧化脱除至所炼钢种的终点要求；
②放热升温，加速传质传热；③均匀熔池成分、温度；
④加大钢－渣界面，加速反应的进行，也有利于熔渣的形成；
⑤去气去夹杂（有利于非金属夹杂的上浮和有害气体的排出）。
⑥爆发性的脱碳反应会造成喷溅。
25. 碳氧反应发生的必要条件是：必须存在过剩氧，即[O]实际＞[O]平衡。
26. 钢中氧的危害性主要表现在以下方面（1）产生夹杂；（2）形成气泡；（3）加剧硫的危害。
27. 脱氧任务：
⑪按钢种要求降低钢液中溶解的氧；⑫排除脱氧产物；⑬控制残留夹杂的形态和分布。
28. 沉淀脱氧：将块状脱氧剂沉入钢液中，熔化、溶解后与钢中氧反应生成稳定的氧化
物并上浮进入炉渣，以降低钢中氧的脱氧方法。
29. 促使脱氧产物上浮的措施：
⑪上浮速度↑；⑫形成液态的脱氧产物。⑬形成与钢液间界面张力大的脱氧产物。
30. 合金元素加入一般的原则：
⑪脱氧元素先加，合金化元素后加；
⑫脱氧能力较强、且比较贵重的合金，应在钢水脱氧良好的情况下加入，以提高合金的收得率。⑬熔点高，不易氧化的元素，可加在炉内。
31. 氧气顶吹转炉设备除转炉外还包括供氧、供料、废气处理及回收系统等附属系统。
32. 按金属熔池（炉底）形状转炉炉型可分为：筒球型、锥球型、截锥型。
33. 烟气净化回收装置：目前主要有湿法（OG 法）和干法（LT 法）两种除尘方式。（原始含尘量100～150g/Nm降至＜100mg/Nm，排放标准）
34. 转炉的烟尘排放浓度环保要求：随着工业和科学技术的发展，环境保护问题越来越引起人们的重视，根据《工业三废排放标准》规定，大于12吨的转炉的烟尘排放浓度≯150mg ／Nm 3（烟气），小于12吨转炉的烟尘排放浓度＜200mg ／Nm 3（烟气）。而烟气的实际烟尘浓度为80～150g ／Nm 3（烟气），高出国家规定排放标准的上千倍，所以转炉烟气必须进行净化处理后方可排放。
35. 采用炉烟气净化回收系统条件：
CO ：50～70%，O 2：＜1~2%，≥100t 转炉，要求实现负能炼钢。
36. 对铁水温度的要求：高（≥1250℃）且稳定。
37. 炼钢对废钢的基本要求：
(1)废钢表面应清洁干燥（清洁、少锈、无混杂）。
(2)废钢中不得混有铁合金（有害的残余金属元素如铜、锌、铅、锡、锑、砷等；部分合金结构钢中五害元素为Pb 、As 、Sb 、Bi 、Sn ，对优质合金结构钢，五害元素含量应分别控制在≯0.02％。）。
(3)废钢中不得混有封闭器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。以保证安全生产。
(4)废钢要有明确的化学成分；废钢中有用的合金元素应尽可能在冶炼过程中回收利用；对有害元素含量应限制在一定范围以内。
(5)不同性质的废钢分类存放。
(6)废钢要有合适的块度和外形尺寸。
38.
39. 电弧炉内热兑铁水一般为20%～30%。
40. 因生铁中含碳及杂质较高，炉料中生铁块配比通常为10％～25％，最高≯30％。
41.
42. 石灰的活性：石灰与熔渣的反应能力称石灰的活性，也称水活度是石灰反应能力的标志，是衡量石灰在渣中溶解速度的指标，也是衡量石灰质量的重要参数。石灰的晶粒越小（界面多）、气孔率越高，其在渣中的溶解速度越快，即活性越好。
43. 氧气复吹转炉炼钢工艺五大操作制度包括：①装入制度；②供氧制度；③造渣制度；④温度制度；⑤终点控制与出钢合金化。
44. 装入制度主要内容：确定装入量、装入方法、废钢比及装料顺序四个问题。
45.
46. 将一个炉役分成若干阶段，每个阶段的装入量不变叫做定量装入法。
47. 在确定各阶段的装入量时应考虑的三个主要因素：
⑪合适的炉容比；⑫合适的熔池深度；⑬炉子附属设备的匹配。
48. 炉容比（V/T）：有效容积(转炉内自由空间的容积) 与金属装入量之比（0.8～1.0）。 33
49. 供氧制度主要内容：确定合理的喷头结构、供氧强度、氧压和枪位控制。
50. 三种。
51. 枪位：氧枪喷头端面到静止熔池液面的距离。
52. 硬吹：吹炼过程中，采用低枪位或高氧压的吹氧操作称为“硬吹”。
53. 恒压变枪“高一低一高一低”的四段式氧枪操作要点：在铁水温度较高或渣料集中
在吹炼前期加入时可采用这种枪位操作。⑪开吹时采用高枪位化渣，使渣中含（FeO ）量达25～30％，促进石灰熔化，尽快形成具有一定碱度的炉渣，增大前期脱磷和脱硫效率，同时也避免酸性渣对炉衬的侵蚀。⑫在炉渣化好后降枪脱碳。⑬为避免在碳氧化剧烈反应期出现返干现象，适时提高枪位，使渣中（FeO ）保持在10～15％，以利磷、硫继续去除。⑭在接近终点时再降枪加强熔池搅拌，继续脱碳和均匀熔池成分和温度，降低终渣（FeO ）含量。
54. 造渣制度主要内容：根据原料条件和冶炼的钢种确定合适的造渣方法、渣料的种类、
造渣材料的加入时间和加入数量及快速成渣的措施。
55.
56. 转炉冶炼过程中主要成渣途径（详见课本）：
⑪钙质成渣途径，通常采用低枪位操作。
⑫铁质成渣途径，通常采用高枪位操作。
57. 泡沫渣：氧气射流与熔池作用，形成气—渣—金属三相乳浊液，气泡体积超出熔渣体积的数倍或数十倍，故称为泡沫渣。
58. 影响石灰溶解速度的因素主要有（详见课本）：
①石灰本身质量；②铁水成分；③炉渣成分（(FeO)、（MnO) 、SiO 2）；④供氧操作。
59.
60. 在操作中防止喷溅的基本措施：控制好熔池温度及渣中(FeO)含量。
61. 温度制度主要内容：⑪准确控制终点温度；⑫恰当控制冶炼过程温度。
62. 温度控制包括过程温度和终点温度的控制。
63.
64. 达到终点的具体标志为：
⑪钢中碳达到所炼钢种要求的控制范围；⑫钢中S 、P 低于规定下限要求一定范围； ⑬出钢温度保证能顺利进行精炼和浇铸；⑭达到钢种要求控制的氧含量。
65. 法有拉碳法和增碳法；自动控制法（控制技术）有静态控制、动态控制及全自动控制。
66. 法。或根据终点碳和温度的要求进行吹炼，终点碳和温度同时达到目标时提枪停吹的操作方法。或熔池中含碳量达到出钢要求时停止吹氧，即吹炼终点符合终点的具体目标，不需要再专门向熔池中追加增碳剂增碳的操作方法。
主要优点：⑪终渣（∑FeO ）含量较低，金属收得率高，且有利于延长炉衬寿命； ⑫终点钢液的含氧低，脱氧剂用量少，终点钢水含锰量较高, 而且钢中的非金属夹杂物少；⑬冶炼时间短，氧气消耗少。
工艺关键：吹炼过程中及时、准确地判断或测定熔池的温度和含碳量努力提高一次命中率。其中一次拉碳法要求终点碳和温度同时达到目标值，否则需补吹或增碳。该法要求操作技术水平高。
67. 0.08%的钢种（除超低碳钢种外的所有钢种），均吹到
[C]=0.05%～0.06%提枪，按钢种要求加入增碳剂的方法。或吹炼平均含碳量大于
0.08%的钢种时，一律将钢液的碳脱至0.05%～0.06%时停吹, 按照所炼钢种的规格，在钢包内增碳（出钢时包内增碳至钢种规格要求）的操作方法。
主要优点：⑪终点容易命中，省去了拉碳法终点前倒炉取样及校正成分和温度的补吹时间，因而生产率较高；⑫终渣的（∑FeO ）含量高，化渣好，去磷率高，而且有利于减轻喷溅和提高供氧强度；⑬热量收入多，可以增加废钢的用量。⑭操作稳定，易于实现自动控制。
工艺关键：应寻求含硫低、灰分少和干燥的纯度较高的增碳剂，否则会污染钢液。
68. 静态控制指冶炼前计算机根据原料条件和吹炼终点钢水温度及成分进行装料计算，并按照计算的结果进行吹炼，吹炼过程中不进行任何修正的控制方法。
69. 动态控制指冶炼中计算机根据其检测系统提供的信息及时修正操作参数，使冶炼过程顺利到达终点的控制方法。
或转炉炼钢的动态控制是在静态控制基础上，应用副枪等测试手段，将吹炼过程中金属成分、温度及熔渣状况等有关变量随时间变化的动态信息传送给计算机，依据所测得的信息对吹冻参数及时修正，达到预定的吹炼目标。
70. 动态控制通常采用两种方法： ⑪副枪动态控制技术:在吹炼接近终点时(供O 2量达85%左右) ，插入副枪测定熔池[C]和温度，校正静态模型的计算误差并计算达到终点所需的O 2量和冷却剂加入量。 ⑫炉气分析动态控制技术:通过连续检测炉口逸出的炉气成分，计算熔池瞬时脱C 速度和Si 、Mn 、P 氧化速度，进行动态连续校正，提高控制精度和命中率。
71. 液面高度渣层厚度，并提取钢样和渣样。测试副枪能进行测温、取样、定碳、定氧和测液面高度等。
72. ⑪副枪操作流程：枪指令给出探头→传送探头→把持器夹住探头→装头器立起→
装头→检查接点是否导电→下枪测定→枪升起拔起探头→锯断回收试样。
⑫副枪测定周期：100s
⑬副枪应用范围：＞100t 转炉（副枪和氧枪中心距～1100mm ）
⑭冶炼终点命中率：采用副枪后，转炉冶炼终点命中率达85～90%。
73. 出钢操作关键：红（烘）包出钢、保持适宜出钢时间、当渣出钢。
74. 转炉出钢挡渣的目的是有利于准确控制钢液成分，减少钢水回磷，降低钢中夹杂物含量。目前采用的挡渣法有：挡渣球法、挡渣塞法、气动挡渣器法等。
75. 钢液的合金化：为了冶炼出具有所需性能的成品钢，在冶炼过程中加入各种合金，
使钢液的化学成分符合钢种规格要求的工艺操作。
76. 复吹转炉按吹炼工艺及冶炼目的不同，主要分为四种类型：
①底部搅拌型/加强搅拌型（顶吹氧、底吹惰性气体的复吹工艺）：顶吹氧气，底吹搅拌用气如Ar 、N 2、CO 2、CO 等。底吹目的：加强对熔池的搅拌，缩短冶炼时间。代表方法：LBE 、LD-KG 、LD-OTB 、NK-CB 、LD-AB 等。
②顶底吹氧型/强化冶炼型（顶、底复合吹氧工艺）：顶底同时供氧。底吹目的：加强对熔池搅拌，同时增大供氧强度以促进炉内的脱碳反应。代表方法：BSC-BAP 、LD-OB 、LD-HC 、STB 、STB-P 等。
③喷吹石灰型（底吹氧喷熔剂工艺）：在顶底复合吹氧的基础上，以底吹氧气作为载流喷吹石灰粉。目的：加速成渣，强化去硫、去磷过程。代表方法：K-BOP ④喷吹燃料型/增加废钢用量型：在顶底复合吹氧的基础上，以氧气作为载流喷吹煤粉、燃油或燃气等燃料。目的：引入外来热源，以增加废钢比。代表方法：KMS 法、KS 法。
国内目前的复吹转炉大多属于底吹搅拌型。
77. 对底部供气元件的要求：⑪满足吹炼工艺的气量调节要求；⑫满足分散、细流、均匀、稳定的供气要求；⑬安全可靠；⑭希望具有与炉衬同步的使用寿命。
78. 型三类（详见课本）。
79. 复吹转炉少渣冶炼的冶金特性：
⑪还原性功能。吹入的锰矿粉，可利用渣量少，∑(FeO)低，熔池温度高的特点，使MnO 直接还原，回收锰矿中的Mn ，从而提高钢液中锰含量。
⑫钢中的氢明显减少。由于散装料及铁合金消耗量减少，少渣精炼时钢水和炉渣的氢含量明显减少
⑬铁损明显减少。由于渣量减少，渣带走的铁损明显减少。
80. 转炉溅渣技术是近年来开发的一种提高炉龄的新技术。它是在20世纪70年代广泛应用过的、向炉渣中加入含MgO 的造渣剂造黏渣挂渣护炉技术的基础上，利用氧枪喷吹高压氮气，在2～4min 内将出钢后留在炉内的残余炉渣喷溅涂敷在整个转炉内衬表面上，形成炉渣保护层的护炉技术。该项技术可以大幅度提高转炉炉龄，且投资少、工艺简单、经济效益显著。
溅渣护炉技术的基本原理，是在转炉出钢后，调整余留终点渣成分，利用MgO 含量达到饱和或过饱和的终点渣，通过高压氮气的吹溅，在炉衬表面形成一层与炉衬很好烧结附着的高熔点溅渣层。这个溅渣层耐蚀性较好，并可减轻炼钢过程对炉衬的机械冲刷，从而保护了炉衬砖，减缓其损坏程度，使得炉衬寿命得以提高。 或利用高速氮气射流冲击熔渣液面，将MgO 饱和的高碱度炉渣喷溅涂敷在炉衬表面，形成一层具有一定耐火度的溅渣层，达到保护炉衬，提高炉衬使用寿命的目的。或指转炉出钢后，在炉内留有适当的炉渣，然后插入喷枪，籍以向炉内吹入高压氮气，使炉渣飞溅，覆盖到炉壁上，经冷却、凝固并形成具有一定耐火度的渣层，从而保护了原有炉衬，延长了转炉寿命。或溅渣护炉目前是生产中的常规操作。它是利用MgO 含量达到饱和或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，并很好地与炉衬粘结。通过溅渣形成的溅渣层，其耐蚀性较好，同时可抑制炉衬砖表面的氧化脱碳，又能减轻高温熔渣对炉衬砖的侵蚀冲刷，从而保护炉衬，提高炉衬使用寿命。（总结选择一种解释）
81. 简述转炉冶炼一炉钢的过程。
答：顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成：
⑪上炉出钢、溅渣护炉、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理； ⑫倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；
⑬降枪开吹，同时加入第一批渣料（在供氧开吹的同时，加入第一批渣料），加入量相当于全炉总渣量的2/3（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min 后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）；
⑭开吹4-6分钟后(3～5min 后) ，第一批渣料化好，再加入第二批渣料继续吹炼（相当于全炉渣料总加入量的1/3）。如果炉内化渣不好，则允许加入第三批萤石渣料（必要时可在开吹后的第10～12min 加入炉内）。随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min 后火焰微弱，停吹。
⑮倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；
即当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样，测定钢水温度，取样快速分析[C]、[S]、[P]的含量，当温度和成分符合要求时，即可倾动转炉
出钢。
⑯出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。
即当钢水流出总量的1/4时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧和合金化，由此一炉钢冶炼完毕（合金应在出钢1/3时开始加，出钢2/3时加完，并加在钢流的冲击处，以利于合金的熔化和均匀。）
82. 倾动机构、电极升降机构及炉盖提升旋转机构等构成。电弧炉的电气设备包括主电路设备和控制设备。
⑪主电路系统：由高压电缆至电极的电路。即由高压线直接供给电炉专用变压器，然 后输送到电弧炉，称之为主电路。
①任务：将高压电转变为低压大电流，作为电源输给电弧炉，并以电弧的形式将电
能转变为热能。
②组成：高压电源→隔离开关→高压断路器→电抗器→电炉变压器→低压短网
→电极（电弧）
⑫控制系统（电极升降自动调节系统）：由全厂的变电所供电给其他设备，如电极升降装置等。
任务：根据冶炼要求，通过调整电极和炉料之间的电弧长度，调解电弧电流和电压
的大小。
83.
84. 槽式出钢炉体后倾角为42°～45°；偏心底出钢为12°～15°，EBT 电炉炉内留钢量一 般控制在10％～15％；水冷炉壁布置在距渣线200～300mm 以上的炉壁上, 占炉壁 面积的80～85％。
85.
冶炼中有氧化期，能去碳、脱磷、去除气体和夹杂，氧化法是最主要的炼钢方法。 传统电弧炉氧化法冶炼可分为补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期和出钢等阶段。现代电弧炉取消还原期。
86. 配料的主要任务：确定炉料的化学成分及其配比，以保证冶炼钢种的化学成分。
配料原则：合理利用返回料，尽量采用便宜的合金，尽可能减少原材料的消耗。一般钢种主要是配好碳，对于高合金钢还要配好主要合金元素。
87.
88. 熔化期的特点是什么？缩短熔化期的措施有哪些？
答：1）熔化期的特点：
①熔化时间占总冶炼时间的1/2左右；②耗电量占总电耗的2/3左右。
2）缩短熔化期的措施：
①提高变压器输出功率；②快速补炉合理装料；③吹氧助熔；④燃－氧助熔； ⑤炉料预热；⑥热装双联；⑦减少热损失等。
89. 还原期的主要任务是脱氧、脱硫、调整成分及合金化、调整温度。
90.
91. 炉壁“热点”问题可通过水冷炉壁、造泡沫渣等手段基本解决，“冷点”问题可通过吹氧助熔、氧－燃助熔等手段基本解决。
92. 现代电弧炉炼钢工艺的主要特点：
①工艺优化：随着冶金技术的不断发展，电弧炉炼钢法逐步由电炉独立冶炼发展成电弧炉－炉外精炼双联的两步炼钢工艺，由熔氧期取代了“老三期”，即在电弧炉内完成熔化、氧化甚至只完成熔化、升温任务，然后将初炼钢液倒入精炼炉内，由精炼炉
完成脱氧、脱硫及合金化等任务，使电炉炼钢工艺变成废钢预热—UHP 电炉—炉外精炼配合连铸或连轧高效节能的短流程”。
②功能分化：在现代生产流程中，电弧炉除向大型化、超高功率化、机械化、自动化及计算机过程控制化发展外；其冶金功能也逐步分化，由炉内向炉外转移即电弧炉主要作为熔化废钢及脱磷的初炼炉，其他精炼工作由精炼设备来完成，而熔化废钢的部分工作由废钢预热装置及吹氧和氧燃烧嘴等“间接能源”承担，即增加除电能以外的其他能源及利用电弧炉废气余热加快废钢的熔化。
93. 现代电炉炼钢技术（详见课本） ⑪超高功率电炉。
超高功率：是指单位时间输入到电炉中的能量比普通电弧炉大2～3倍。其优点是： ①大大缩短了熔化时间，提高了生产率；
②改善了热效率，进一步降低了电耗；
③使用大电流短电弧，热量集中，电弧稳定，对电网的影响小等。
⑫偏心底出钢(EBT)电炉。
将传统电炉的出钢槽改成出钢箱，出钢口在出钢箱底部垂直向下，出钢口下部设有开闭机构，出钢箱顶部中央设有塞盖，便于出钢口的填料与维护。EBT 电炉的优点：
①出钢倾角减少至15°～20°，实现了无渣出钢。简化了电炉倾动结构，降低了短网的阻抗，增加了水冷炉壁使用面积，提高了炉体寿命。
②留钢留渣操作，无渣出钢，有利于精炼操作及节能。
③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。 ⑬废钢预热节能技术。
20世纪末，人们全面开发了电炉炼钢节能技术。电炉炼钢产生的高温废气温度约1200～1400℃，烟气的热量可占到电弧炉热量总收入的20%左右，利用高温废气对废钢进行预热从而达到降低电耗的目的。目前废钢预热方法主要有:连续电弧炉、双壳电炉、竖式电炉。 ⑭直流电弧炉技术。
按电流特性，电弧炉可分为交流和直流电弧炉。
①交流电弧炉以三相交流电作电源，利用电流通过3根石墨电极与金属料之间产生电弧的高温来加热、熔化炉料。
②直流电弧炉是将高压交流电经变压、整流后转变成稳定的直流电作电源，采用单根顶电极和炉底底电极。
直流电弧炉的发展已有近百年历史，发展非常缓慢，主要是由于整流技术没有过关。到20世纪80年代，大容量可控硅技术的发展，推动了直流电弧炉迅速发展。 交流电弧炉超高功率化后可加速废钢熔化，缩短熔化时间，改善热效率和总效率。但随着电炉功率越来越高，同时也出现了电弧稳定性差、电源闪烁、炉壁热点等问题，从而使直流电弧炉得到了发展。
直流电弧炉与交流电弧炉相比具有如下优点：
①石墨电极消耗大幅度降低；
②电能消耗降低。与相同条件的交流电弧炉相比，直流电弧炉可节约电能约 5%～10%；
③对电网的干扰和冲击小，电压闪烁降低了50%左右；
④炉衬寿命提高，耐火材料消耗降低，可节约30%；
⑤噪声降低10～15dB ；⑥电磁搅拌力强，钢液成分及温度均匀。
⑮高阻抗电弧炉。
为了保证电弧的稳定连续燃烧和限制短路电流，要求电炉回路中具有一定的电抗。高阻抗电弧炉，即通过提高电炉装置的电抗，使回路的电抗值提高到原来的两倍左右, 这种高阻抗电弧炉更适合长弧供电，其电耗和电极消耗降低，电弧稳定性高，电压闪烁减少。
94. 现代电炉炼钢相关技术。以下这些技术装备已成为电弧炉的最基本配置： ①高变压器容量（已高达1100KV·A/t）
②长弧泡沫渣技术
③二次燃烧技术
④水冷炉壁（盖）
⑤强化用氧和氧燃烧嘴（总耗氧量＞30Nm /t）
⑥无渣出钢技术（偏心底出钢）
⑦炉外精炼
⑧废钢预热技术
⑨降低电极消耗（电极水冷技术/水冷复合电极）
⑩吹氧喷碳
⑾喷补机械
⑿直接导电电极臂
⒀智能电弧炉（计算机自动控制）、三铁芯变压器、控制闪烁的功率补偿器等等。
95. 电弧炉变压器额定功率划分标准：1981年，国际钢铁协会按电弧炉的额定容量分类，对于50t 以上的电弧炉，按变压器单位功率水平（变压器的额定功率（KV·A ）与电弧炉的额定容量（t ）或实际平均出钢量（t ）之比）表示：
①100～200 kV·A/t 低功率电弧炉；
②200～400 kV·A/t 中等功率电弧炉；
③400～700 kV·A/t 高功率电弧炉；
④700～1000 kV·A/t 超高功率 (UHP：Ultra High Power)电弧炉；
⑤ ＞1000 kV·A/t 超超高功率(SUHP)电弧炉。
96. 直流电弧炉炉底电极按导电和水冷方式不同，触片风冷式、导电/耐火材料风冷式；水冷式钢柱式四种类型。
97. 电弧炉的三级除尘方式为炉顶第四孔（二孔）排烟法＋密闭罩（狗窝）＋车间屋顶大罩（排烟罩）；烟气净化设备以滤（布）袋除尘器）应用最广。
98. 炉外精炼基本手段有钢液搅拌、真空脱气、合成渣洗、喷粉精炼、钢水加热。
99. 炉外精炼的主要作用：
⑪提高质量扩大品种的主要手段；⑫优化冶金生产流程，提高生产效率节能降耗降低成本的主要方法；⑬炼钢—炉外精炼—连铸—热装轧制工序衔接。
100. 炉外精炼可完成的主要任务：
⑪钢水成分和温度的均匀化；⑫精确控制钢水成分和温度；⑬脱氧、脱硫、脱磷、脱碳；⑭去除钢中气体（氢、氮）；⑮去除夹杂物和夹杂物形态控制。
101. 评价连铸坯质量的四项指标有几何形状、表面质量、内部组织致密性、钢的清洁性。 或⑪连铸坯的纯净度。⑫连铸坯的表面质量。⑬连铸坯的内部质量。
⑭连铸坯的外观性质。
102实现热装和直接轧制的技术关键包括无缺陷铸坯生产技术、高温连铸坯生产技术、提高铸坯直送率技术。
103. 连铸的优越性有：①简化生产工序；②提高金属收得率；③降低能源消耗； 3
④铸坯质量好；⑤生产过程易于实现自动化，劳动条件好。
104. 简述连铸机浇铸工艺过程及主要设备组成。
答：1）工艺：合格的钢水→钢包回转台→中间包→结晶器→二冷区→拉坯矫直机
→切割机→铸坯。
简述连铸生产过程：钢液进入钢包→经过二次精炼→运到连铸机上方→打开钢包底部水口→钢液进入中间包内→打开中间包水口→钢液流到结晶器（引锭杆封堵结晶器底部）→在结晶器里钢液凝固成坯壳→当坯壳到达一定厚度时→启动拉坯机和结晶器振动装置→带有液芯的铸坯进入弧形局段→进行二次冷却（带有喷嘴的雾化器喷出雾化水强制冷却）→矫直铸坯→切割铸坯→拉到指定地点。
2）主要设备：钢包回转台，中间包及运载小车，结晶器及振动装置，二冷支导装置；拉矫机、引锭杆、脱锭及引锭杆存放装置，火焰切割装置与机械剪切机。 105. 连铸机主要设备组成及作用如下：
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