1、 钢和生铁的区别??
答:C?2.11%的Fe-C合金为钢;C?>?1.2%的钢很少实用;还含Si、Mn等合金元素及杂质。生铁硬而脆,冷热加工性能差,必须经再次冶炼才能得到良好的金属特性;钢的韧性、塑性均优于生铁,硬度小于生铁
长流程:以铁矿石为原料,煤炭为能源-高炉-铁水预处理-转炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢 短流程:以废钢为原料,电为能源-电炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧钢 2、炼钢的基本任务??
答:钢铁冶金的任务是由生产过程碳、氧位变化决定的。炼钢的基本任务分为脱碳,脱磷,脱硫,脱氧,脱氮、氢等,去除非金属夹杂物,合金化,升温(1200°C→1700°C),凝固成型,废钢、炉渣返回利用,回收煤气、蒸汽等。
高炉——分离脉石,还原铁矿石 铁水预处理——脱S,Si,P 转炉——脱碳,升温 炉外精炼——去杂质,合金化 ?3、钢中合金元素的作用??
答:C:控制钢材强度、硬度的重要元素,每1%[C]可增加抗拉强度约980MPa;Si:增大强度、硬度的元素,每1%[Si]可增加抗拉强度约98MPa;Mn:增加淬透性,提高韧性,降低S的危害等;Al:细化钢材组织,控制冷轧钢板退火织构;Nb:细化钢材组织,增加强度、韧性等;V:细化钢材组织,增加强度、韧性等;Cr:增加强度、硬度、耐腐蚀性能。 4、钢中非金属夹杂物来源??
答:
5、主要炼钢工艺流程??答:炒钢→坩埚熔炼等→平炉炼钢→电弧炉炼钢→氧气顶吹转炉炼钢→氧气底吹转炉和顶底复吹炼钢。主要生产工艺为转炉炼钢工艺和电炉炼钢工艺。与电炉相比,氧气顶吹转炉炼钢生产率高,对铁水成分适应性强,废钢使用量高,可生产低S、低P、低N的杂质钢,可生产几乎所有主要钢品种。顶底复吹工艺过氧化程度低,熔池搅拌好,金属-渣反应快,控制灵活,成渣快。
?现代炼钢流程:炼铁,炼钢(铁水预处理、炼钢、炉外精炼),连铸,轧钢,主要产品。
6、铁的氧化和熔池的基本传氧方式??
答:火点区:氧流穿入熔池某一深度并构成火焰状作用区(火点区)。
吹氧炼钢的特点:熔池在氧流作用下形成的强烈运动和高度弥散的气体-熔渣-金属乳化相,是吹氧炼钢的特点。乳化可以极大地增加渣-铁间接触面积,因而可以加快渣-铁间反应。? 乳化:在氧流强冲击和熔池沸腾作用下,部分金属微小液滴弥散在熔渣中;乳化的程度和熔渣粘度、表面张力等性质有关。乳化可极大增加渣-铁接触面积,因而可加快渣-铁间反应。?
杂质的氧化方式:?直接氧化:气体氧直接同铁液中的杂质进行反应。?
间接氧化:气体氧优先同铁发生反应,待生成FexO以后再同其他杂质进行反应。?
????氧气转炉炼钢以间接氧化为主:氧流是集中于作用区附近而不是高度分散在熔池中;氧流直接作用区附近温度高,Si和Mn对氧的亲和力减弱;从反应动力学角度来看,C向氧气泡表面传质的速度比反应速度慢,在氧气同熔池接触的表面上大量存在的是铁原子,所以首先应当同Fe结合成FeO。 ?7、脱碳反应??
答:脱碳的重要性:反应热升温钢水;影响生产率;影响炉渣氧化性;影响钢[O]含量。?
脱碳产物CO的作用:从熔池排出CO气体产生沸腾现象,使熔池受到激烈地搅动,起到均匀熔池成分和温度的作用;大量的CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气一渣一金属三相乳化的重要原因;上浮的CO气体有利于清除钢中气体和夹杂物;在氧气转炉中,排出CO气体的不均匀性和由它造成的熔池上涨往往是产生喷溅的主要原因。?
“C-O”关系:
脱碳反应的热力学条件:增大f[C]有利于脱碳;增加[O]有利于脱碳;降低气相PCO有利于脱碳;提高温度有利于脱碳。 8、脱碳反应动力学??
答:限制性环节:C高O低时,O的扩散为限制性环节;C低O高时,C的扩散为限制性环节。?
?脱碳过程:1.吹炼初期以硅的氧化为主,脱碳速度较小;?
2.吹炼中期,脱碳速度几乎为定值;?
3.吹炼后期,随金属中含碳量的减少,脱碳速度降低。
9、硅的氧化反应??
答:脱硅的作用:硅高,增加渣量,需多加石灰提高炉渣碱度,影响前期脱磷,影响炉龄,增加氧气消耗,降低金属收得率;硅低,渣量少,石灰用量少,氧气消耗低,金属收得率提高。?
有利于[Si]氧化反应因素:
[Si]的氧化反应对炼钢过程的影响:热效应;影响脱碳、脱磷反应;影响渣量。 10、锰的氧化与还原??
答:有利于[Mn]氧化反应因素:
有利于[Mn]氧化的因素:提高[Mn]的活度;提高渣中的(FeO)活度;降低(MnO)活度;较低温度。
温度对脱锰反应的影响:初期温度低,渣中MnO活度低,大量Mn氧化;中后期温度升高、渣中FeO含量降低,碱度提高,炉渣中部分MnO被还原;末期炉渣FeO含量增高,Mn重新被氧化。 11、脱磷反应??
答:有利于脱磷的工艺条件:降低温度;提高炉渣碱度;增加炉渣氧化铁活度;增加渣量;增加[P]活度系数。?
炉渣的重要性:通过造碱性炉渣能够降低P2O5的活度系数,同时,碱度CaO/SiO2越高,磷分配比越大,有利于脱磷;渣量增大有利于脱磷。?
回磷的原因:吹炼中期炉渣“反干”,炉渣FexO含量减少(炼钢过程);出钢带渣量多,炉渣碱度降低,[O]含氧量降低(脱氧过程)。? 回磷的解决措施:高磷铁水吹炼过程中采用“倒包”方法。?吹炼高磷铁水技术:利用“后吹”脱磷;“双渣”工艺。? 超低磷冶炼工艺技术:采用铁水“三脱”预处理;采用氧气转炉进行脱磷预处理;转炉铁水脱磷工艺。
12、脱硫的方法及工艺:?
方法:KR(机械搅拌)脱硫;喷粉脱硫。?
工艺:LF炉精炼脱硫渣系;真空喷粉钢水脱硫(铁水预处理-BOF-LF-RH-CC工艺;铁水预处理-BOF-真空喷粉精炼-CC工艺);V-KIP工艺;RH喷粉脱硫;RH-PB工艺;RH顶喷粉脱硫;IR-UT工艺。?