中职《转炉炼钢操作》项目6 冶炼操作 测试题(答案版)

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中职《转炉炼钢操作》项目6 冶炼操作 测试题(答案版)

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1.名词解释
单渣法 双渣法 双渣留渣法 供氧量 供氧强度 枪位 恒压变枪操作 冷却效应 出钢温度 一次拉碳法 高拉补吹法 增碳法

2.造渣方法如何选用 采用双渣法时何时倒渣为好
在生产中,一般根据铁水成分和所炼钢种来确定造渣方法,包括单渣法、双渣法和双渣留渣法及喷吹石灰粉法,选择的依据是原材料的成分和所炼钢种。
3.石灰用量如何计算 生产中造渣料数量和加入时机如何确定
石灰加入量计算公式
铁水含ω[ P]<0.30%时:
②铁水含ω[P]>0.30%:
备注:冶金石灰(CaO%)有效 按75%计算,活性石灰(CaO%)有效按90%计算。 在实际操作中,常用经验公式计算石灰加入量,即:
石灰加入量=100×(Si%+P%)
吹炼前期 转炉渣料一般分为两批加入。第一批几乎在降枪吹氧的同时加入,数量约为全程渣料的1/2。
吹炼中期 随着铁水中硅、锰氧化的基本结束,炉温逐步升高,石灰进一步熔化,并出现碳氧化火焰,开始进入吹炼中期,此时可以开始加入第二批渣料。第二批渣料一般分成几小批,数次加入,最后一小批必须在终点前3~4 min加完。具体批数和每批加入量由摇炉工视冶炼实际情况而定。
吹炼末期 此期脱碳反应速度下降,三相乳化现象减弱,温度升高较快,石灰继续熔化。
4.影响石灰溶解的因素有哪些
炉渣成分,温度,搅拌力度,石灰质量。
5.何为泡沫渣 炉渣严重泡沫化的原因是什么
有大量微小气泡存在的熔渣呈泡沫状,这样的渣子称之为泡沫渣。
(1)进入熔渣的气体量 这是熔渣泡沫化的外部条件,单位时间内进入炉渣的气体越多,炉渣的泡沫化程度越高,例如吹炼中期脱碳速度快,产生气体量大,容易出现炉渣严重泡沫化现象。
(2)熔渣本身的发泡性即气体在渣中的存留时间 这是熔渣泡沫化的内部条件,它取决于熔渣的黏度和表面张力。炉渣的表面张力愈小,其表面积就愈易增大即小气泡愈易进入而使之发泡;增大炉渣的粘度,将增加气泡合并长大及从渣中逸出的阻力,渣中气泡的稳定性增加。
6.什么叫炉渣碱度 石头渣 玻璃渣
表示符号 R(或B),常用CaO和SiO2含量的比值来表示:
R =(%CaO)/(%SiO2)R =1.3~1.5,称为低碱度渣;
R =1.8~2.0,称为中碱度渣; R≥2.5,称为高碱度渣。
顶吹转炉冶炼过程中R值通常波动在1.5~4.0范围内。
7.炼钢炉渣有何作用
炼钢过程中熔渣的主要作用
(1)通过调整炉渣的成分、性质和数量,来控制钢液中各元素的氧化还原反应过程,如 脱碳、脱磷、脱氧、脱硫等。
(2)吸收金属液中的非金属夹杂物。
(3)覆盖在钢液上面,可减少热损失,防止钢液吸收气体。
(4)能吸收铁的蒸发物,能吸收转炉氧流下的反射铁粒,可稳定电弧炉的电弧。
(5)冲刷和侵蚀炉衬,好的炉渣能减轻这种不良影响,延长炉衬寿命。 由此可以看出,造好渣是实现炼钢生产优质、高产、低消耗的重要保证。因此实际生产中常讲,炼钢就是炼渣。
8.分析转炉吹炼中“两高两低”枪位控制原则的原因。
高枪位主要是化渣,但是对熔池冲击不够,达不到反映的效果。
前期要化好渣子才能脱好P,所以要先高枪位,渣子化好之后,然后下枪吹炼,到吹炼中期,炉渣会返干,就需要提高枪位,待渣子化好之后再下枪。
9.铁水温度及成分变化时枪位应如何调节
1.铁水温度 若遇铁水温度偏低,应先压枪提温,而后再提枪化渣,以防渣中的(FeO)积聚引发大喷,即采用低—高—低枪位操作。
2.铁水成分 铁水硅、磷高时,若采用双渣操作,可先低枪位脱硅、磷,倒掉酸性渣;若单渣操作,由于石灰加入量大,应较高枪位化渣。铁水含锰高时,有利于化渣,枪位则可适当低些。
10.枪位对炼钢有哪三大影响
1.枪位与熔池搅拌的关系
枪位越低,熔池内部搅拌得越充分。枪位越高,对熔池内部的搅动相对减弱,渣中的(FeO)含量有所增加。
2.枪位与渣中(FeO)含量的关系
渣中(FeO)含量不仅对脱磷、脱碳有直接关系,而且对喷溅、吹损、溅渣护炉效果、炉龄等指标都有重要影响。在某种程度上,氧气顶吹转炉的氧枪操作,就是通过改变枪位来调节和控制熔渣中有合适的(FeO)含量,以满足吹炼各期的需要。如果(FeO)控制不当,会给吹炼带来困难,如化渣太晚,严重“返干”;或化渣太早,喷溅厉害。在吹炼中为了提高渣中的(FeO)含量,往往适当地提高喷枪高度;为了降低渣中的(FeO)含量,则采用低枪位操作。
3.枪位与熔池温度的关系
枪位对熔池的影响是通过炉内化学反应速度来体现的。枪位低时,对熔池搅拌作用强烈,氧气、炉渣、金属液接触密切,化学反应速度快,冶炼时间短,热损失部分减少,则熔池升温速度加快,温度较高;枪位高时,反应速度缓慢,冶炼时间长,热损失部分增加,因而熔池升温速度慢,温度较低,因此,在铁水温度低时,可适当采用低枪位操作,以利于熔池迅速升温。
11.三期吹炼过程中枪位是如何控制的
(1)前期高枪位化渣但应防喷溅 吹炼前期,铁水中的硅迅速氧化,渣中的(SiO2)较高而熔池的温度尚低,为了加速头批渣料的熔化(尽早去P并减轻炉衬侵蚀),除加适量萤石或氧化铁皮助熔外应采用较高的枪位,保证渣中的(FeO);当然,枪位亦不可过高,以防发生喷溅,合适的枪位是使液面到达炉口而又不溢出。主要特点:硅、锰氧化,温度较低,此时要加入大量石灰尽快形成碱度不低于1.5~1.7的炉渣。枪位:高枪位,使渣中∑(FeO)稳定在25%左右。
(2)中期低枪位脱碳但应防返干 吹炼中期,主要是脱碳,枪位应低些。但此时不仅吹入的氧几乎全部用于碳的氧化,而且渣中的(FeO)也被大量消耗,易出现“返干”现象而影响 S、P的去除,故不应太低,使渣中的(FeO)保持在10%~15%以上。
(3)后期提枪调渣控终点 主要任务: ①调整好炉渣的氧化性和流动性,继续去磷。 ②通过高温,高碱度的炉渣去除钢液中的硫。 ③准确控制终点。 枪位:先提枪化渣,而接近终点时再适当降枪。
(4)终点前点吹破坏泡沫渣 接近终点时,降枪点吹一下,均匀钢液的成分和温度,同时降低炉渣的氧化铁含量并破坏泡沫渣,以提高金属和合金的收得率。
12.温度调整中应注意哪些问题
(1)吹炼过程中渣料、矿石的加入批量不可过大,并应选择合理的加入时间,以免引起熔池温度波动过大。
(2)要保持合理的枪位控制曲线和复吹供气制度,终点前枪位应稳定。
(3)要了解枪位高低对熔池过程温度的影响,熟练地进行调节枪位的操作,有效地控制过程温度。
(4)第二批渣料的加入时间一定要适宜。
(5)冷却剂的加入量要适宜。
(6)转炉炼钢所使用的众多冷却剂中,最好使用废钢,但除装炉时外在冶炼过程中难以用废钢实行降温,在冶炼过程中一般用铁矿石或氧化铁皮来使熔池降温。
13.三期的炉温如何判断及调整
(1)吹炼初期 如果碳火焰上来的早(之前是硅、锰氧化的火焰,发红),表明炉内温度已较高,头批渣料也已化好,可适当提前加入二批渣料;反之,若碳火焰迟迟上不来,说明开吹以来温度一直偏低,则应适当压枪,加强各元素的氧化,提高熔池温度,而后再加二批渣料。
(2)吹炼中期 可据炉口火焰的亮度及冷却水(氧枪进出水)的温差来判断炉内温度的高低,若熔池温度偏高,可加少量矿石;反之,压枪提温,一般可挽回10~20℃。
(3)吹炼末期 接近终点(据耗氧量及吹氧时间判断)时,停吹测温,并进行相应调整:若温高,加石灰降之;若温低,加Fe-Si并点吹提之。
14.转炉炼钢的主要热源有哪些
氧气转炉炼钢的热量来源主要是铁水的物理热和化学热。物理热是指铁水带入的热量,它与铁水温度有直接关系,化学热是铁水中各元素氧化后放出的热量,它与铁水化学成分直接相关。
15.影响终点温度的因素有哪些
(1)铁水成分(2)铁水温度 (3)铁水装入量
(4)炉龄 (5)终点碳含量(6)炉与炉的间隔时间
(7)枪位 (8)喷溅 (9)石灰用量 (10)出钢温度
16.常见有哪几种冷却剂
17.摇炉操作的原则是什么
(1)每班接班必须确认设备及联锁条件正常。
(2)炉前必须确认氧枪提出炉口。
(3)倒渣或出钢过程中密切注意转炉倾动情况,严禁离开摇炉室。
(4)倾动出现故障应及时处理,严禁封点操作。
(5)炉内出现积水时严禁摇炉操作。
转炉倾动操作时应遵循以下原则:
启动时:“零位—慢速—快速”(出钢结束例外,采用零位—快速);
停止时:“快速—慢速—零位”。
18.转炉吹炼终点的条件是什么
(1)钢中含碳量和其他有要求的元素,达到所炼钢种应控制范围。
(2)钢水温度符合所炼钢种规定,能保证铸锭或拉坯。
(3)钢中杂质含量低于所炼钢种要求下限的一定范围之内。
(4)满足一些特殊要求,如沸腾钢,钢水应有一定的氧化性。
(5)终点渣要有适当碱度和氧化性.
19.挡渣出钢的目的是什么 目前多采用何种挡渣方法 各起什么作用
挡渣出钢是在转炉冶炼终点要求少渣或无渣出钢,其目的是有利于准确控制钢水成分,有效地减少回磷,提高合金元素吸收率,减少合金消耗;对于采用钢包作为炉外精炼容器来说,利于降低钢包耐火材料侵蚀明显地提高钢包寿命;也提高了转炉出钢口耐火材料的寿命。
目前有挡渣球、挡渣帽、挡渣塞、U型虹吸出钢口、气动 挡渣等多种方式。
(1)挡渣帽
用途:减少出钢时的前期下渣(转炉出钢时,浮在钢液面上的炉渣将首先流经出钢口,事先将挡渣帽置于出钢口内,挡住炉渣,随后而至的钢液将其冲掉或熔化而进入钢包)。
(2)挡渣球
作用:减少出钢时的后期下渣(出钢结束时,正好座在出钢口上挡住炉渣)。
(3)气动挡渣 气动挡渣原理:气动挡渣是一个不依靠密封面的挡渣方法,它从炉体外面将强气流吹入出钢口,从而堵住渣流。
20.转炉人工取样的要求有哪些
满:样瓢内钢水占瓢内体积至少2/3以上。
准:取样位置要准确,要求尽量取到熔池中间,炉渣以下一定深度的钢水。
深:样瓢取样深度以钢水面位置为准,取熔池深度的1/3~1/2处的钢水才有代表性。
快:整个取样过程动作要连贯、迅速,否则样瓢受热时间长,易弯曲甚至熔化。
盖:钢样上面要有较厚渣层覆盖,以免钢水降温或被氧化而影响成分。
稳:从炉内取出钢样一直到操作完毕,动作要稳,不碰撞,不泼出钢水。
总之,要把碳拉准应掌握几个关键问题,最主要的是温度控制要合适,因为温度合适,化渣及喷枪控制等一系列的操作都比较稳定,这样容易进行终点判断和把碳拉准。枪位应尽量稳定,确保化好渣后再降枪,使火焰稳定,准确拉碳。
21.钢流和渣流的区别有哪些
1.颜色上
(1)钢流颜色 白、亮。
(2)渣流颜色 暗、红。
2.形状上
(1)钢流形状 稳、重。
(2)渣流形状 轻、飘。
22.常见终点碳的判断方法有哪些 如何根据钢液火花来估碳
拉碳补吹法 一吹到底增碳法
取一勺钢水,拨开表面渣子(也可缓慢倾倒于干净的钢板上),火花蹦跳有力且 开叉多为碳高;火花蹦跳短而无力且开叉又少为碳低。
看火花估碳还要结合冶炼时间,供氧强度,炉口火焰等因素联系起来判断。
23.正确的出钢方法是什么
出钢摇炉过程中快速通过前、后下渣区。另外出钢过程中在大炉口不下渣的前提下,尽量使转炉向下倾动,将下渣量减至最少。尽量采用挡渣出钢的措施。
24.炉温高低的表现有哪些 怎样根据炉口火焰判断冶炼终点温度
若炉膛白亮、渣面上有火焰和气泡冒出,泡沫渣向外涌动,表明炉温较高;反之,若渣面暗红,没有火焰冒出,则炉温较低。
25.终点温度过高或过低如何调整
(1)发现终点温度高于目标值,补救的办法是向炉内加冷却剂(铁矿石或生白云石),根据冷却剂的冷却效应确定用量。加入大量冷却剂后要降枪点吹,以防渣料结团 和炉内温度不均匀。当终点碳含量高,温度也高时,用铁矿石调温;如终点温度高,碳含量不高时,可用生白云石或石灰石调温。用矿石调温应注意防止炉口冒烟,影响环境。
(2)吹炼终点温度过低,若终点碳在钢种目标值的上限,可采用补吹提温。若终点碳低,通常的办法是向炉内加硅铁或焦炭,补吹提温。根据钢种成分碳含量要求,在钢包内进行增碳。用硅铁提温应根据硅铁含硅量补加石灰,同时考虑补加石灰对炉温的影响;用焦炭提温应考虑其对钢水的增硫量。
26.合金加入量如何计算
27.一般钢种的脱氧合金化如何进行 操作要点是什么
一、包内脱氧合金化操作
目前冶炼普碳钢和低合金钢时可以采用包内脱氧合金化,即在出钢过程中将全部合金加入到钢包内,同时完成脱氧与合金化两项任务。此法操作简单,转炉的生产率高,炉衬寿命长,而且合金元素收得率高;但钢中残留的夹杂较多,炉后配以吹氩装置后这一情况大为改善。
(1)合金应在出钢1/4时开始加,出钢3/4时加完,并加在钢流的冲击处,以利于合金的 熔化和均匀。
(2)出钢过程中尽量减少下渣,并向包内加适量石灰,以减少“回磷”和提高合金的收得率。
二、包内脱氧精炼炉内合金化
1.真空炉内脱氧合金化的操作要点
W、Ni、Cr、Mo等难熔合金应在真空处理开始时加入,以保证其熔化和均匀,并降低气体含量;而对于B、Ti、V、RE等贵重的合金元素应在处理后期加入,以减少挥发损失。
2.操作要求
(1)掌握所炼钢种的终点成分规程要求及该炉吹炼终点各元素的实际含量。
(2)了解所加铁合金的主要元素成分。
(3)根据熔池实际情况确定合金元素回收率。
(4)根据原材料及冶炼情况正确估计钢水量。
28.脱氧合金化的目的是什么
达到精炼钢水的要求,并且降低铁合金消耗,降低炼钢成本
29.脱氧合金化的方法有哪几种
包内脱氧合金化,包内脱氧精炼炉内合金化
30.简述脱氧合金化的区别与联系。
二者都是向钢液加入铁合金,同时加入钢液的脱氧剂必然会有部分溶于钢液而起合金化的作用;加入钢液的合金元素,因其与氧的亲和力大于铁也势必有一部分被氧化而起脱氧作用。转炉的脱氧与合金化的操作常常是同时进行的。
区别:合金元素的价格通常较高,希望尽量少氧化;脱氧元素则比较便宜,先加入,让其充分脱氧以免后加入的合金元素氧化。
通常,锰铁及硅铁既作为脱氧剂使用,又是合金化元素。有些合金只是作为脱氧剂使用,如硅钙合金,硅铝合金及铝等。冶炼含铝的钢种,铝也是合金化元素。另有一些合金只 用于合金化,如铬铁、铌铁,钒铁、钨铁、钼铁等。在一般情况下,脱氧与合金化的操作是同时进行的。
31.如何提高合金元素的收得率
1.钢水氧化性 钢水氧化性越强,吸收率越低,反之则高。钢水氧化性主要取决于钢水含碳量,所以,终点碳的高低是影响元素吸收率的主要因素。
2.终渣的FeO含量 当渣中FeO高,一部分合金元素将被炉渣中氧化铁所氧化,则吸收率低,反之则高。
3.终点钢水的残余锰量 钢水残锰量高,不仅可以减少锰铁的加入量,而且一般余锰高,钢水含氧量降低,使合金元素吸收率提高。
4.钢水成分 钢水成分不同,合金元素的吸收率不同,成品钢规格中合金元素含量越高,则合金加入量就越大,吸收率可提高。
5.合金的加入次序 不同合金其脱氧能力不同,加入次序不同,吸收率也不同。对于同样的钢种,合金元素先加入钢水时,吸收率就低,后加入时则高。如果先加入部分金属铝预脱氧,再加入合金元素则吸收率就高。
6.采用几种合金脱氧时 强脱氧剂用量越大,弱脱氧元素吸收率就低。
7.钢水氧化性 吹炼低碳钢时,钢水氧化性高,合金元素烧损多,如果钢水温度高,则吸收率低。
8.出钢情况 出钢时,出钢口或炉口下渣过早,下渣量越多,渣中(FeO)含量越高,则合金元素吸收率 降低越明显。出钢时钢流细小而且发散,增加钢水的二次氧化,因此吸收率就低。
9.铁合金块度 铁合金块度合适。
32.我国典型复吹工艺有哪几种
(1)顶部吹氧,底部供入惰性气体,顶部加入石灰块。常用气体主要有:Ar、N2、CO2。供气量:顶吹氧的供氧强度基本不变;底吹气体的强度一般在0.10~0.30 m3/t·min。
(2)顶部吹氧90%~95%,底部供氧5%~10%,顶部加块状石灰(底部供气小于20%)。
(3)顶部吹氧70%~80%,底部吹氧20%~30%,底部吹石灰粉。
(4)顶部吹氧60%~80%,底部吹氧20%~40%,底部吹石灰粉,底部喷入燃料。
(5)底部供氧100%,底吹石灰粉,附加氧,顶/底喷吹石灰粉。
33.与顶吹比,复吹在供氧上有什么特点
所谓顶底复合吹炼工艺,对氧气顶吹转炉而言,就是除了从原有的顶部氧气喷枪保持一定距离向金属熔池喷吹氧气外,为了强化对金属熔池的搅拌,还通过炉底向金属熔池喷吹一定量的气体,以加快冶金反应,并使之趋近于平衡状态。从转炉底部吹入适量的惰性气体进行搅拌,可改善转炉冶炼过程的冶金条件,减少吹损,提高金属收得率,降低原材料消耗,提高生产效率,兼具顶吹转炉的优点。
34.钢包吹氩的目的是什么
(1)无论顶吹还是底吹氩均可搅拌钢液,使钢液成分和温度得以均匀。
(2)降低夹杂物含量,主要原因是:
①搅拌加速了夹杂物的上浮速度,有利于去除夹杂。
②搅拌促进氩气泡和夹杂物的接触,气泡能吸附夹杂,使夹杂物随气泡上浮进入渣中。
③搅拌加剧夹杂物碰撞,使其颗粒变大,加快了其上浮速度。
(3)去除氧、氢、氮等气体
35.简述钢包顶吹氩的工艺步骤和注意事项。
操作步骤
(1)钢包车进入吹氩工位。若直接在线上的钢包车上吹氩,则在出钢完毕将钢包车开至吹氩位置;若吹氩站设在其他地点,则需吊钢包至吹氩站,定位后进行吹氩。
(2)注意吹氩操作区内应无人员站立。
(3)观察总管氩气压力是否符合要求(≥1MPa)。
(4)拧开针型阀,先开氩气压力至0.05MPa,再将吹氩管插入钢液。
(5)吹氩管插入钢液深度视钢包高度而定,一般要求氩枪喷嘴离钢包底的间距为200~300mm。
(6)调节针型阀,使氩枪工作压力处于0.15~0.30MPa,注意观察钢液面翻动情况,要求轻度翻动,渣面不大翻,钢液基本不裸露。
(7)吹氩时间≥2分钟。吹氩时观察氩气流量,防止氩气管堵塞。
(8)吹氩结束提起吹氩管,待吹氩管离开液面15秒后,拧紧针型阀门关闭氩气。
(9)钢包车离开吹氩工位。
注意事项
(1)吹氩时必须先开氩气,再降吹氩管;吹氩结束后先提吹氩管,再关闭氩气,否则吹氩管易堵塞。
(2)降下吹氩管吹氩时会发生喷溅,所以吹氩前要确保吹氩区周围无人。
(3)吹氩时要密切注意钢液面翻动情况,要求渣面不大翻,钢液基本不裸露。
(4)吹氩中要观察氩气流量,防止吹氩管堵塞。

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