钢铁冶金考试重点

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钢铁冶金2考试重点1、钢和铁的区别？纯铁（Pureiron）：含碳量0.02%以下钢（Steel）：含碳量0.02～2.0%（一般在1.5%以下）生(铸)铁（iron）：含碳量2.0%以上（一般在2.5~4.0%）2、现代炼钢的基本方法？现代冶炼法：高炉＋转炉＋连铸；废钢＋电炉＋连铸3、AOD和VOD的区别与共同点：VOD的基本功能：吹氧脱碳、去碳保铬、吹氧升温、真空脱气、造渣、脱氧、脱硫、去夹杂VOD的优缺点：优点：由于在真空条件下很容易将钢中的C、N降到很低的水平，因此VOD法更适合生产C、N、O含量极低的超纯不锈钢和合金。缺点：设备复杂；冶炼费用高；脱碳速度慢，生产效率低。AOD：该工艺是把电炉初炼好的钢水倒入AOD炉，用一定比例的O2和Ar的混合气体从炉下部侧壁吹入炉内，在O2-Ar气泡表面进行脱碳反应。由于Ar对所生成的CO的稀释作用降低了气泡内的Pco，因此促进了脱碳，防止了铬的氧化。此时钢水的[C]、[Cr]含量与温度之间的平衡关系为：7、以间接氧化为主的原因：（1）氧流是集中于作用区附近而不是高度分散在熔池中；（2）氧流直接作用区附近温度高，Si和Mn对氧的亲和力减弱；（3）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FetO。8、脱碳反应产物CO在炼钢过程中具有多方面的作用：（1）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；（2）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；（3）上浮的CO气体有利于去除钢中气体和夹杂物；（4）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。9、脱碳反应的热力学条件：（1）增大f[C]有利于脱碳；（2）增加[O]有利于脱碳；（3）降低气相PCO有利于脱碳；（4）提高温度有利于脱碳。10、有利于[Mn]氧化反应因素：（1）提高[Mn]的活度；（2）提高渣中(FeO)的活度；（3）降低渣中(MnO)13的活度；（4）较低温度C%?Cr%PcoK11、有利于脱P的工艺条件：（1）降低温度（2）不锈钢在冶炼过程中，钢水的[C]、[Cr]含量与温度提高炉渣碱度，（3）增加炉渣氧化铁活度，（4）增加渣量（5）增加P活度系数。?Cr?13800lg???8.76【P的危害】：冷脆；调质钢的回火脆性；热加工CT之间的平衡关系为：性；焊接性能等。4、炼钢工艺过程12、有利于脱S的因素：传统冶炼工艺(三段工艺)：熔化期、氧化期、还原期（1）提高温度；（2）提高S的活度；（3）提高炉现代冶炼工艺(二段工艺)：熔化期、氧化 期渣氧离子活度；（4）降低炉渣硫离子的活度；（5）操作步骤：补炉、装料（配料）、熔化期、氧化降低氧的活度。期、出钢【S的危害】热加工性(红脆)；降低低温韧性；焊接（1）长流程：即“提取”流程，选矿—烧结—高炉性能；抗氢致裂纹性能；各向异性。—铁水预处理—转炉—精炼—连铸—轧钢；13、有利于[Si]氧化反应因素：（2）短流程：即“循环”流程，废钢—电炉—精炼（1）提高[Si]的活度；（2）降低渣中(SiO2)的活度；—连铸—轧钢。（3）较低温度。5、炼钢的基本任务：脱碳；脱磷；脱硫；脱氮、氢；14、氧对钢性能的影响：脱氧与去除非金属夹杂物；合金化；升温；凝固成钢中原溶解的绝大部分氧以铁氧化物、氧硫化物等微型；废钢、炉渣返回利用；回收煤气、蒸汽等。细夹杂物形式在奥氏体或铁素体晶界处富集存在；6、杂质的氧化方式：在钢的加工和使用过程容易成为晶界开裂的起点，导（1）直接氧化：气体氧直接同铁液中的杂质进行反致钢材发生脆性破坏；应。钢中氧含量增加降低钢材的延性、冲击韧性和抗疲劳（2）间接氧化：气体氧优先同铁发生反应，生成FetO破坏性能，提高钢材的韧－脆转换温度，降低钢材的以后再同其它杂质进行反应；气体氧溶解于铁液中耐腐蚀性能等。[O]，[O]再同其它杂质进行反应。????1/815、脱氧的必要性：氧气炼钢临近结束时，钢液实际处于“过度氧化” 状态，Fe＋[O]＝FeOα铁中氧的溶解度仅3~4ppm，钢液中溶解氧在凝固及随后的冷却过程几乎全部要从Fe中析出。氧属于偏析倾向严重的元素，固体铁中析出的氧绝大多数以铁的氧化物、氧硫化物或其它类型的非金属夹杂物存在于固态铁的晶界处。钢中原溶解的绝大部分氧以铁氧化物、氧硫化物等微细夹杂物形式在奥氏体或铁素体晶界处富集存在；在钢的加工和使用过程容易成为晶界开裂的起点，导致钢材发生脆性破坏；钢中氧含量增加降低钢材的延性、冲击韧性和抗疲劳破坏性能，提高钢材的韧－脆转换温度，降低钢材的耐腐蚀性能等。16、钢液的三种脱氧方法及优缺点：（1）【沉淀脱氧】优点：反应速度快，操作简便，成本较低；缺点：部分脱氧产物会滞留在钢中，从而程度不同地造成钢水污染，降低钢的纯净度。（2）【扩散脱氧】是向炉渣中加入碳粉、硅铁粉、铝粉等脱氧剂，降低炉渣的FeO含量；扩散脱氧的优点是脱氧产物不玷污钢液，缺点是脱氧速度较慢。（3）【真空脱氧】是指将钢液置于真空条件下，通过降低CO气体分压，促使钢液内[C]－[O]反应继续进行，利用[C]－[O]反应达到脱氧的目的；真空脱氧方法的最大特点是脱氧产物CO几乎全部可由钢液排除，不玷污钢液；钢液温度降低较大，且投资和生产成本较高。17、三次脱氧产物：【一次脱氧产物】：加入脱氧元素，立即发生脱氧反应生成的脱氧产物； 【二次脱氧产物】：随着温度下降，平衡发生移动，脱氧反应得以继续进行，由此生成的脱氧产物；【三次脱氧产物】：钢液凝固时，有固—液两相区仍可以继续进行脱氧反应，由此生成的。18、复合脱氧定义：用含有两种或两种以上脱氧元素的铁合金对钢液进行的脱氧称为复合脱氧；【复合脱氧能理强的原因】：复合脱氧的实质是用两种或两种以上的脱氧元素同时同钢液中溶解的氧发生反应，并使它们的脱氧产物彼此结合成互溶体或化合物以降低脱氧产物的活度；由于脱氧产物活度降低，使钢液[O]含量降低；与单独元素脱氧相比，多数情况下，复合脱氧能够提高脱氧元素的脱氧能力。19、脱氧产物的长大：（1）扩散长大；（2）不同尺寸脱氧产物间的扩散长大；（3）由于上浮速度差而碰撞凝集长大；（4）由于钢液运动而碰撞凝集长大。20、钢中夹杂物的分类：（1）根据夹杂物变形情况，将其分为脆性夹杂物、塑性夹杂物、点状不变形夹杂物和半塑形夹杂物。（2）按化学组成成分，可分为：【氧化物】，包括简单氧化物和复杂氧化物-简单氧化物有FeO、Al2O3、CaO、Fe2O3等，复杂的氧化物夹有MnO·FeO·Al2O3、mCaO·nAl2O3等；【硫化物】，如CaS、FeS、MnS等，其中以MnS为主；【氮化物】，如AlN、TiN、VN等；【磷化物】，如Fe3P等；【碳化物】，如Fe3C、MnC等。（3）按照尺寸差异将夹杂物分为三类：超显微夹杂物（粒径<1μm）；显微夹杂物（粒径在1μm~100μm之间）；大型夹杂物（粒径>100μm）； 国标GB/T10561-2005，按照夹杂物的形态和分布分为：A、B、C、D和Ds五大类：①A类（硫化物类），具有高的延展性、较宽范围形态比，一般端部呈圆角；②B类（氧化铝类），大多数没有变形，带角的，形态比较小（一般＜3μm），黑色或带蓝色的颗粒；③C类（硅酸盐类），具有较高的延展性、较宽范围形态比（一般≥3），呈黑色或者深灰色，一般端部呈锐角；④D类（球状氧化物类），不变形，形态比小（一般＜3μm），黑色或带蓝色的、无规则分布的颗粒；⑤Ds类（单颗粒球状类），圆形或近似圆形，直径大于等于13μm的单颗粒夹杂物。21、夹杂物的评价指标：含量，尺寸，分布，评级方法。22、夹杂物上浮去除：（1）精炼：底吹气体促进上浮；（2）中间包：控流装置延长上浮时间；（3）结晶器：控制流动、促进夹杂物上浮。气泡促进夹杂物去除原理：【气泡粘附去除】夹杂物和【气泡尾流去除】夹杂物是冶金过程中气泡上浮去除夹杂物的主要方式。【气泡碰撞吸附】夹杂物可分为三个步骤：1、气泡运动上浮接近粒子。区域A之外的粒子随羽流溜走2、气泡和粒子发生碰撞吸附。气泡和夹杂物碰撞发生粘附3、粒子随着气泡上浮。随着气泡旋转运动上浮，过程中可能脱落。2/823、夹杂物的变性处理： 有时即使夹杂物去除效果比较明显，但存在的夹杂物由于其形态和自身性质等原因，也会严重影响钢的性能。为了最大程度上防止对产品有坏影响的夹杂物残留在钢中，还需要把他们改变为对产品性能危害小或无害的夹杂物，即夹杂物的形态控制。改变氧化铝的形态，原则上有两个途径，即向钢中加Ca或者加入CaO基的合成渣。有时即使夹杂物去除效果比较明显，但存在的夹杂物由于其形态和自身性质等原因，也会严重影响钢的性能。为了最大程度上防止对产品有坏影响的夹杂物残留在钢中，还需要把他们改变为对产品性能危害小或无害的夹杂物，即夹杂物的形态控制。改变氧化铝的形态，原则上有两个途径，即向钢中加Ca或者加入CaO基的合成渣。24、转炉的主要设备：烟气净化系统，转炉本体，出钢、出渣系统，渣料系统，氧枪系统，主原料装入系统，倾动系统。25、氧气转炉炼钢，顶底复吹特点：【顶吹转炉】：炉渣FetO含量高；吹炼前期、中期能够较好地脱磷；搅拌差，反应距平衡远。【底吹转炉】；搅拌强、脱碳快、喷溅少；渣中FetO低，吹炼前期基本不能脱磷。【顶底复吹转炉】：成渣较底吹转炉好；搅拌较顶吹转炉强；反应平衡程度高；大多数大中型转炉采用了复吹炉炼钢。26、转炉的炉型：按金属熔池形状的不同，转炉炉型可分为筒球型、锥球型和截锥型三种.。转炉炉型参数：转炉的公称容量；炉型主要参数； 炉容比；高宽比；炉型主要尺寸；熔池部分尺寸；炉身部分尺寸；炉帽部分尺寸；出钢口部分尺寸；炉衬部分。转炉吹炼工艺主要包括：装入制度、供氧制度、造渣制度、温度控制、终点控制和出钢、脱氧及合金化制度。27、转炉烟尘的特征：(1)来源：火点高温下铁、铁氧化物的蒸发；散装料粉尘、喷溅渣粒等；(2)未燃法烟尘为黑色，FeO含量60%以上；(3)燃烧法烟尘为红棕色，Fe2O3量90%以上;(4)5~10?m的尘粒为灰尘；0.3~3?m的固体微粒为烟，液体微粒为雾；(5)燃烧法尘粒接近雾，较难清除；未燃法烟尘接近灰尘，容易清除；(6)烟尘量约为金属装入量的0.8~1.3%，标态含尘量为80~120g/m3。28、转炉烟气的特征：(1)熔池碳氧反应生成CO、CO2(2)部分CO和吸入空气反应生成CO2(3)吹炼过程成分发生变化(4)处理方法不同，成分不同(5)处理方法不同，温度不同。未燃法14000C~16000C；燃烧法18000C~24000C(6)处理方法不同，烟气量不同；未燃法60~80m3/t；燃烧法为未燃法的4~6倍(7)处理方法不同，发热值不同；未燃法7745.95~10048.8kJ/m3；燃烧法只有物理热29 、转炉吹炼操作步骤：溅渣补炉——装废钢——兑铁水——吹炼开始——加入渣料——吹炼结束——测温取样——合金化——出钢——渣调整.30、电弧炉炼钢的特点:(1)热源为电能（清洁、温度高、容易控制）(2)炼钢主原料为废钢(3)流程短。31、电弧炉的主要设备：电气设备机械设备除尘系统辅助设备。电弧炉（简称EAF）炼钢是以电能作为热源的炼钢方法，它是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助电弧辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属炉料和炉渣，冶炼出各种成分和温度合格的钢水和合金的一种炼钢方法。32、泡沫渣的形成操作及影响因素：A.影响泡沫渣的因素（1）吹氧量（2）熔池含碳量（3）炉渣的物理性能(粘度、表面张力)（4）炉渣的化学性能(FeO、碱度)（5）熔池温度（6）渣量B.控制CO气体发生量、渣中FeO含量和炉渣碱度，控制适宜的渣中FeO含量(20%左右)、碱度(2左右)和具有一定表观粘度的炉渣，渣量和气体量足够时，就能形成良好的泡沫渣。脱硅过程中，产物之一的CO进入熔渣中，呈弥散状分散成微小气泡，使熔渣的体积膨胀，形成有分隔开的、密集排列的蜂窝气孔的结构，即泡沫渣。泡沫渣形成的条件：①内因：渣的性质：表面张力（σ）、粘度（η）；②外因：有搅拌的气体；产生（通常是CO气）。49、氧化物冶金：在钢中弥散的细小氧化物，成为析出核心，利用该类粒子细化晶粒，改善组织的方法称为氧化物冶金。3/8 33、炉外精炼的五种基本手段：渣洗，真空处理，搅拌，加热，喂丝。炉外精炼定义：将传统工艺流程中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），成分及温度的调整和均匀化等任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行。因此，炉外精炼也称为二次精炼或钢包冶金。34、铁水预处理：“三脱”（脱硫、脱硅、脱磷）.。铁水预处理定义是指铁水进入炼钢炉之前为除去或提取某种成分而进行的处理过程。铁水预处理的意义：（1）将“相互矛盾”的冶金反应分别处理，提高反应效率；（2）减轻转炉冶炼负荷，缩短转炉冶炼周期；（3）生产超低硫、超低磷钢种；（4）工序间衔接、匹配优化；（5）减少炉渣、烟尘等排放。35、预处理脱S的方法：（1）KR搅拌法【脱S效率高，脱S剂耗量少，金属耗损地】（2）喷粉脱硫法【优点：装置较简单；反应界面（表面积）大；能够降低Mg、苏打等挥发损失。缺点：铁水搅拌强度不足；“顶渣”脱硫利用率不够。】（3）顶喷法36、铁水预处理脱硅的必要性：（1）减少转炉炼钢的炉渣量（2）为铁水预处理脱磷创造条件；（3）在低碱度下脱Si，成本低。37、脱硅剂的组成：氧化剂+熔剂。38、预脱Si处理方法：（1）炉前铁水沟连续脱硅法【优点：不另占用处理时间，处理能力大，温度下降较少；缺点：脱硅剂利用率低，炉前工作条件差。】（2 ）喷吹脱硅法【优点：脱硅剂利用率高，处理能力大，工作条件较好；缺点：脱硅处理需另占一定时间，铁水温降较大，设备投资费用多。】39、铁水预处理脱磷的优势（1）反应温度低，易于脱磷；（2）铁水中C含量高，提高了磷的活度，有利于脱磷；（3）渣量小，可以控制较低的渣中FeO含量，脱磷成本低。40、脱磷剂的组成：固定剂+氧化剂+助熔剂41、脱P剂有两种：苏打系脱P剂：1）脱磷效率较高；2）但苏打粉会大量挥发，钠的损失严重；石灰系脱P剂：1）脱磷效果好；2）价格便宜，成本低。42、预处理脱P方法：（1）喷吹法处理方法：利用载流气体将脱磷剂吹入铁水；脱磷设备：混铁车、铁水罐或专门的脱磷炉；喷枪：与脱硫枪相近。（2）H炉铁水预处理炉反应容积大；充分发挥顶渣的作用，可以短时间内实现脱P任务，还可以脱S、脱Si。44、炉外精炼的五种基本手段：渣洗，真空处理，搅拌，加热，喂丝。炉外精炼定义：将传统工艺流程中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），成分及温度的调整和均匀化等任务，部分或全部地移到钢包或其他容器中进行。因此，炉外精炼也称为二次精炼或钢包冶金。46、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：也是增大强度、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。47、钢的分类（1）按化学成分分类：碳素钢（根据碳含量的高低又可分成低碳钢、中碳钢，高碳钢）和合金钢（根据钢中合金元素含量的多少分为低合金钢，中合金钢和高合金钢）（2）按冶炼方法和质量水平分类：A、按炼钢炉设备不同可分为转炉钢、电炉钢、平炉钢。B、按脱氧程度不同可分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢。C、按质量水平不同可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。按用途分为三大类：结构钢【碳素结构钢和合金结构钢】，工具钢【碳素工具钢和合金工具钢及高速钢】，特殊性能钢【轴承钢、不锈钢、弹簧钢、高温合金钢】48、底吹搅拌的好处改善钢——渣反应提高熔池成分和温度的均匀性加速电弧向熔池的传热促进促进脱p和脱o反应，可冶炼C<0.04%的钢种能更有效的排渣进行无渣出钢操作，有利于清洁钢的生产4/850、无渣出钢：偏心炉底出钢的好处：可无渣出钢、留钢操作；倾动角度小，可大面积采用水冷炉壁，从而提高能量输入功率，提高生产率；倾动结构简单，短网长度减少，减少电损失；电极受的弯曲负荷减小，减少电极折断危险。钢水流程短，温降和吸气量减少； 出钢时钢包底部加入合金或渣料，防止钢水对包底的冲刷，同时垂直向下的钢流不会冲刷包壁，提高钢包寿命；51、写出固体氧化剂（FeO）与脱硅的反应式，预脱硅的处理方法有哪些？答：当向铁水中加入固体氧化剂时56、阐述钢液真空处理的作用、原理及工艺答：【1】真空处理的作用：是减少和控制钢水中气体含量的最主要手段，同时还具有脱碳、脱氧、分离夹杂物、调整钢水成分和控制钢水温度的功能。冶炼过程中强烈的惰性气体搅拌和熔池反应确保钢一渣间的反应，实现钢液脱硫;通过喂丝处理，还可以对硫化物夹杂作变形处理【2】真空冶金原理：（1）压力对化学平衡的影响；（2）真空下碳还原固体金属氧化物；（3）钢液的真空脱碳、脱氧【3】工艺过程：需要处理的钢液在电弧炉或转炉内冶炼，炉内预脱氧，并造流动性良好的还原渣，24[Si]?Fe2O3(S)?(SiO2)?Fe33出钢温度比不处理时高10～20℃，然后出钢。将钢包座入真空室内，接通吹氩管吹氩搅拌，测温取样，[Si]?2(FeO)?(SiO2)?2Fe再盖上真空盖，启动真空泵，大约5min内可达到工52、预脱硅处理的方法：（1）炉前铁水沟连续脱硅作真空度（67～133.3Pa以上），在真空下保持法【优点：不另占用处理时间，处理能力大，温度下10～15min左右，达到脱气、去夹杂、均匀成分和温降较少；缺点：脱硅剂利用率低，炉前工作条件差。】度的作用，整个精炼时间约30min ，吹氩搅拌贯穿整（2）喷吹脱硅法【优点：脱硅剂利用率高，处理能个精炼过程。力大，工作条件较好；缺点：脱硅处理需另占一定时57、阐述二次精炼的主要理论基础以及在二次精炼中间，铁水温降较大，设备投资费用多。】的应用55、论述现代钢铁冶炼过程中进行铁水预处理和炉答：炉外精炼的理论基础：主要内容外精炼的必要性。【1】渣洗：通过在专门的炼渣炉中熔炼，出钢时钢答：铁水预处理技术对于优化钢铁冶金工艺、提高钢液与炉渣混合，实现脱硫及脱氧去夹杂功能。的质量、发展优质钢种、提高钢铁企业的综合效益起【2】真空处理：脱气（N2、H2等）；脱氧并去除夹着重要作用。已经发展成钢铁冶炼过程中不可缺少的杂物；真空脱碳。工序。【3】搅拌：均匀钢液成分和温度；控制冶金反应；铁水预处理的优越性：（1）满足用户对超低硫、磷促进夹杂物聚集和上浮。钢需求，发展高附加值钢种；（2）减轻高炉脱硫负【4】加热：减少钢液热损失。担，放宽对硫的限制，提高产量，降低焦比。【5】喂丝：改善冶金过程；提高钢的纯净度，优化铁水预处理的意义：（1）将“相互矛盾”的冶金反产品的使用性能；降低处理成本等。应分别处理，提高反应效率；（2）减轻转炉冶炼负二次精炼中的作用：【1】挡渣：?防止渣从初炼炉荷，缩短转炉冶炼周期；（3 ）生产超低硫、超低磷流出：挡渣塞等；留钢操作；?除渣：倒包；撇渣；钢种；（4）工序间衔接、匹配优化；（5）减少炉渣、真空除渣【2】加热：?电弧加热；?铝－氧加热；?烟尘等排放。氧－燃加热【3】真空脱气分为三类：?钢流脱气；炉外精炼基本任务：降低钢中氧、硫、氢、氮和非?钢包脱气；?循环脱气【4】搅拌：?气体搅拌；金属夹杂物含量，改变夹杂物形态；深脱碳；微调合?电磁搅拌；?机械搅【5】喷粉和喂线：?喷粉是金成分；调整钢水温度。以惰性气体作载气用喷枪向液态金属中喷入特定粉炉外精练技术的意义：（1）优化钢水的温度和成分，剂的精炼工艺；?喂线是在喷粉的基础上于20世纪满足了连铸工艺的要求；（2）优化钢铁生产流程，80年代初期开发出来的。它是将各类金属元素及附提高钢铁生产的节奏；（3）优化产品结构，提高产加料制成的粉剂，按一定配比用薄带钢包覆，做成各品附加值和企业利润。种大小断面的线，由喂线机根据工艺需要按一定的速度将其插入到钢包底部附近的钢水中。5/86、什么是过剩氧？实际熔池的[O]含量与碳—氧化学平衡的[O]含量之差称为过剩氧：过剩氧的大小与脱碳反应动力学有关1）脱碳速度快，低2）熔池搅拌强，低3）低吹、顶吹复吹转炉炼钢低10、脱碳过程为三个阶段:（1）吹炼初期以硅的氧化为主，脱碳速度较小；（C)碳化钙系脱硫剂 优点：碳化钙价格便宜，所有喷吹设备简单，在高温下脱硫效率相对较高。缺点：1）碳化钙粉需要在惰性气体保护下运输；2）碳化钙用量大、渣量大、铁损大；3）对低温贴水脱硫效率低；4）有石墨碳析出，有CO、C2H2逸出，污染环境；5）易吸水，不易保存。（D）镁系脱硫剂*工业应用的镁系脱硫剂：镁焦、镁合金、覆膜镁粒和覆膜混合镁粒；*镁的脱硫机理：（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。钢中夹杂物的来源：*镁脱硫剂的优点：1）脱硫能力强、脱硫效率高2）用量少、渣量少、铁损少3）脱硫设备投资低*镁脱硫剂的缺点：1）价格高2）易蒸发48、四种脱硫剂：6/843、LF、RH、VOD、AOD的原理、功能及工艺过程。【1】LF炉的主要功能：（1）加热钢水，调节钢水温度；（2）合金微调，确保钢水成分；（3）造渣精炼，提高钢水纯净度；（4）造渣精炼，促进夹杂物变性；（5）优化工艺流程，保证多炉连浇。LF炉精炼操作及过程：LF精炼的主要操作包括：(1) 根据钢中酸溶铝的要求及钢液中的溶解氧含量，确定加铝量的喂铝线操作；(2)考虑埋弧加热、脱硫、吸附夹杂物的造渣制度；(3)考虑防止吸气、卷渣以及加快夹杂物去除的吹氩搅拌处理；(4)考虑温度目标控制的电弧加热；(5)考虑最低成本的钢液成分微调；【2】VOD的基本功能：（1）吹氧脱碳（2）去碳保铬（3）吹氧升温（4）真空脱气（5）造渣、脱氧、脱硫、去夹杂。VOD的冶炼工艺：钢包接通氩气放入真空罐，吹氩；→测温，测自由空间→盖上钢包盖，真空罐盖→抽真空，吹氧气（预吹、主吹、缓吹）→停氧，测温，加渣料、合金料、脱氧剂→解除真空，测温，停氩，出罐。VOD的优缺点：优点：由于在真空条件下很容易将钢中的C、N降到很低的水平，因此VOD法更适合生产C、N、O含量极低的超纯不锈钢和合金。缺点：设备复杂；冶炼费用高；脱碳速度慢，生产效率低。【54、VD的主要功能和工艺过程是什么？答：主要功能：①有效的脱气，减少[H]、[N]；②通过吹Ar使夹杂物聚集上浮脱氧；③通过[C]+[O]={CO}去除[O]；④通过合金微调及吹Ar控制化学成分和温度；⑤通过碱性顶渣去[S]工艺过程：需要处理的钢液在电弧炉或转炉内冶炼，炉内预脱氧，并造流动性良好的还原渣，出钢温度比不处理时高10～20℃，然后出钢。将钢包座入真空室内，接通吹氩管吹氩搅拌，测温取样，再盖上真空盖，启动真空泵，大约5min内可达到工作真空度（67～133.3Pa以上），在真空下保持10～15min 左右，达到脱气、去夹杂、均匀成分和温度的作用，整个精炼时间约30min，吹氩搅拌贯穿整个精炼过程。】【3】RH炉生产工艺原理：当真空室抽真空后，插入管插入钢液中，Ar经钢液加热膨胀，形成向上流动的气泡，使上升管内的钢液随之上升进入真空室。气泡在真空室下突然膨胀，使钢液溅成极细微粒呈喷泉状，增加了钢液与真空接触面积，使钢液充分脱气。脱气后的钢液汇集在真空室底部，在密度差的作用下不断地从下降管回到钢包中。如此循环多次，达到精炼钢液的目的。RH主要冶金功能：脱碳（最主要的）脱硫脱气（最原始的）脱氧、去夹杂。RH工艺过程：钢水即将到达前，关闭主真空阀为真空泵的提前启动作好准备。盛有钢水的钢包座落于钢包台车上，并启动前级真空泵进行预抽。钢包台车运行到处理工位正下方，将环流气体由氮气切换到氩气。启动液压顶升机构，将钢包顶升到预定高度，打开主真空阀，钢水即进入真空槽，形成环流。测温取样及定氧，根据测定结果决定是否进行“先行处理”。先行处理即正规处理以外的预备性处理。如钢水温度过低，可先行化学升温；钢水含氧过高，可先行加Al处理；钢水含碳过低可先行加碳处理等。先行处理后须再次测温取样以确认先行处理的结果。【4】AOD工艺原理：该工艺是把电炉初炼好的钢水倒入AOD炉，用一定比例的O2和Ar的混合气体从炉下部侧壁吹入炉内，在O2-Ar气泡表面进行脱碳反应。由于Ar对所生成的CO的稀释作用降低了气泡内的Pco，因此促进了脱碳，防止了铬的氧化。此时钢水的[C]、[Cr]含量与温度之间的平衡关系为：AOD 工艺过程：AOD法一般为电炉－－AOD炉双联工艺：电炉冶炼完毕→用钢包将钢水倒入AOD炉→脱碳脱碳期吹入氧氩混合气体的比例一般分为如下阶段：第一阶段：O2:Ar(N2)=3:1，将C氧化到0.25%左右；第二阶段：O2:Ar=2:1或1:1，将C氧化到0.1%左右；第三阶段：O2:Ar=1:3，将C氧化到0.03%左右；最后阶段：纯氩吹几分钟，使溶解在钢水中的氧继续脱碳。→进入还原期（加脱氧剂和石灰造渣材料，纯吹氩3-5min）→调整温度、成分合适，即可出钢。58、阐述RH的工艺过程答：钢水即将到达前，关闭主真空阀为真空泵的提前启动作好准备。盛有钢水的钢包座落于钢包台车上，并启动前级真空泵进行预抽。钢包台车运行到处理工位正下方，将环流气体由氮气切换到氩气。启动液压顶升机构，将钢包顶升到预定高度，打开主真空阀，钢水即进入真空槽，形成环流。测温取样及定氧，根据测定结果决定是否进行“先行7/8处理”。先行处理即正规处理以外的预备性处理。如钢水温度过低，可先行化学升温；钢水含氧过高，可先行加Al处理；钢水含碳过低可先行加碳处理等。先行处理后须再次测温取样以确认先行处理的结果。53、LF炉主要功能是什么？LF炉脱硫的原理是什么？答：LF炉的主要功能：（1）加热钢水，调节钢水温度；（2）合金微调，确保钢水成分；（3）造渣精炼，提高钢水纯净度；（4）造渣精炼，促进夹杂物变性；（5）优化工艺流程，保证多炉连浇。LF 炉脱硫的原理：（三高一低：高温，高碱度，高渣量，低氧化亚铁含量）LF精炼渣中不稳定氧化物越低，脱硫效果越好；初始硫含量越高，精炼终了硫含量也越高，增加精炼时间有利于脱硫。渣量越大，渣流动性越好，脱硫效果越好。45、LF炉精炼工艺技术7个过程：各工艺过程简述如下：1）钢包吹氩。钢包吹氩从出钢开始，一直到钢包吊往LF等待工位。此阶段吹氩搅拌的冶金目的包括：(1)促进出钢加入的合金与造渣剂的熔化溶；(2)均匀熔池温度；(3)去除出钢过程的脱氧产物；(4)加强渣、钢混合，降低钢液中的硫含量。2）钢包到LF等待工位。钢包到LF等待工位后，接通吹氩管，这时吹氩要保证合适的吹氩量，以避免钢液面裸露，同时保证不要把钢渣溅出钢包。如果出钢量过大或下渣较多，应倒出一部分钢液或下渣。如果渣面吹不开，就要瞬间增大压力吹氩或用事故氩枪吹氩，吹开多孔砖。如果还吹不开，就要进行倒包处理。对于生产铝脱氧的高质量钢，最好在等待工位喂铝，尽早把钢液中的溶解氧全部变成氧化物夹杂，为夹杂物的去除提供较长的时间，降低钢液中的全氧量。3）造渣。钢包到加热位置，当要从料仓加料时，应增加氩气流量，吹开渣面，把造渣料加到裸露的钢液面上。在加热的同时处理渣，加入石灰和Al2O3，甚至加入CaC2、SiC或铝粒进行渣脱氧，加热3—5min 后，通过渣门观察渣的情况，应保证渣的流动性好。渣太稠，则多加铝矾土或萤石；渣太稀，则加入石灰。取渣样判断脱氧情况（凝固时呈灰白色，表示渣脱氧良好；渣发黑，加铝粒或其他脱氧剂继续降低渣中的氧）。4）钢包取样。加热及处理渣后(渣基本变白)，测温取第一样。5）加入合金、均匀化及调整温度。根据出钢加入的合金量及钢包第一样分析结果，确定加入的合金量以达到成品钢要求的成分。加入的合金应按预定的合金收得率改变钢液成分，如果钢液成分未能按加入的合金数量而改变，说明钢液脱氧不完全，需要用铝线等脱氧剂脱氧以确保合金元素的最佳收得率。加入合金后，继续加热并搅拌5min以确保加入的合金溶解，如果没有得到预期的钢液成分，必须加入新合金，以满足钢种的成分要求。铝随着精炼过程的进行而减少，如果铝迅速降低，表明铝氧化速率很高，这时应补喂铝，降低钢中的溶解氧，保证钢液中铝的稳定性。脱硫是钢包炉工艺的重要功能，脱硫的最佳条件是保证高的碱度及熔池温度高于1580℃。对于生产含硫的钢种，由于精炼过程深脱氧及造渣，硫含量降到了较低的水平，所以必须在钢包处理末期通过喂硫线控制钢中硫含量。6）夹杂物变性处理。最后一次加料后，吹氩搅拌3～6min。吹氩搅拌时间太短不能均匀成分与温度；太长会产生熔池的二次氧化。钢液成分合格后，喂入硅钙线或铁钙线进行夹杂物变性操作。钢的洁净度取决于脱氧产物及其他夹杂物如何被渣吸收，而可浇注性则取决于未被渣吸收的夹杂物的钙处理。要获得高洁净度及良好的浇注性能，最佳条件是钢液在符合成分、流动性好并不打破渣层下，喂入合适的硅钙线或铁钙线吹氩搅拌。最后加入一次合金后应吹氩搅拌5min，再喂线。7 ）停氩，钢包吊往连铸。喂入硅钙线或铁钙线后弱吹氩搅拌时间应大于5min，测温，取样分析最终钢液成分。之后钢包车开出加热工位，加入钢包发热剂或覆盖剂(如果进行VD处理，不加钢包发热剂或覆盖剂)，取掉吹氩管停止吹氩，并吊往连铸台浇注或进行VD处理。10、反应物[C]和[O]向反应区的扩散是否为脱碳反应限制性环节？答：1）反应界面（气泡表面）处反应物浓度很低；2）熔池内部[C]、[O]浓度较旗袍表面高得多；3）由于存在浓度梯度，[C]和[O]向反应界面扩散；[C]和[O]的扩撒，哪一个是反应的限制性环节？1）[C]高[O]低时，[O]的扩撒为限制性环节；2）[C]低[O]高时，[C]的扩撒为限制性环节。8/8