小,同时温度低,要注意适时降枪;(8)补炉后炉衬温度低,要及时降枪,控制渣中全铁量,以免喷溅;(9)留渣操作时,兑铁前必须采取冷疑熔渣措施。 吹炼过程一旦发生喷溅不要轻易降枪,应适当提枪,加少许渣料。
在炉温很高时,可以在提枪的同时加入一些石灰,稠化熔渣,也可加抑制剂;也可降低氧流量。
111.铁水脱硫的主要方法有哪些,铁水脱硫技术的发展趋势是怎样的?
答案:迄今为止,入们已开发出多种铁水脱硫的方法,其中主要方法有:投入脱硫法、铁水容器转动搅拌脱硫法、搅拌器转动搅拌脱硫法和喷吹脱硫法等。 (1)投入法。该法不需要特殊设备,操作简单,但脱硫效果不稳定,产生的烟气污染环境。
(2)铁水容器搅拌脱硫法。该法主要包括转鼓法和摇包法,均有好的脱硫效果,该法容器转动笨重,动力消耗高,包衬寿命低,使用较少。 (3)采用搅拌器的机械搅拌法。如KR法即属于此类。
KR搅拌法由于搅拌能力强和脱硫前后能充分的扒渣,可将硫含量脱至很低,其缺点是设备复杂,铁水温降大。
(4)喷吹法。此法是用喷枪以惰性气体为载体,将脱硫剂与气体混合吹入铁水深部,以搅动铁水与脱硫剂充分混合的脱硫方法。该法可以在鱼雷罐车(混铁车)或铁水包内处理铁水。铁水包喷吹法目前已被广泛应用。
喷吹脱硫法具有脱硫反应速度快、效率高、操作灵活方便,处理铁水量大,设备投资少等优点。因而,它已成为铁水脱硫的主要方法。 铁水脱硫技术的发展趋势如下: (1)采用全量铁水脱硫工艺; (2)趋向在铁水包内预脱硫; (3)脱硫方法以喷吹法为主;
(4)用金属镁做脱硫剂的趋势不断扩大。
112.氧气顶吹转炉的传氧载体有哪些?
氧气顶吹转炉内存在着直接传氧与间接传氧两种途径。直接传氧是氧气被钢液直接吸收,其反应过程是:[Pe]+1/2{O2}=[FeO],[FeO]=[Fe]+[O];间接传氧是氧气通过熔渣传人金属液中,其反应式为(FeO)=[FeO]、[FeO]=[Pe]十[O]。氧气顶吹转炉传氧以间接传氧为主。
氧气顶吹转炉的传氧载体有以下几种。
(1)金属液滴传氧。氧流与金属熔池相互作用,形成许多金属小液滴。被氧化形成带有富氧薄膜的金属液滴,大部分又返回熔池成为氧的主要传递者;熔池中的金属几乎都经历液滴形式,有的甚至多次经历液滴形式,金属液滴比表面积大,反应速度很快。
(2)乳化液传氧。氧流与熔池相互作用,形成气—渣—金属的三相乳化液,极大地增加了接触界面,加快了传氧过程。
(3)熔渣传氧。熔池表面的金属液被大量氧化,而形成高氧化铁熔渣,这样的熔渣是传氧的良好载体。
(4)铁矿石传氧。铁矿石的主要成分是Fe2O3、Fe3O4,在炉内分解并吸收热量,也是熔池氧的传递者。
顶吹转炉的传氧主要靠金属液滴和乳化液进行,所以冶炼速度快,周期短。
113.在碱性操作条件下吹炼终了时,钢液中为什么会有“余锰”(含量),余锰(含量)高低受哪些因素影响?
与硅相似,锰也很容易被氧化,反应式为: [Mn]+1/2{O2}=(MnO)(放热) [Mn]十(FeO)=(MnO)+[Fe](放热) [Mn]+[O]二(MnO)(放热)
锰的氧化产物是碱性氧化物,在吹炼前期所形成的(MnO·SiO2),随着渣中CaO含量的增加,会发生(MnO·SiO2)+2(CaO)=(2CaO·SiO2)+(MnO)反应,(MnO)呈自由状态,吹炼后期炉温升高后,(MnO)被还原,即:(MnO)+[C]=[Mn]+{CO}或(MnO)+[Fe]=(FeO)十[Mn]吹炼终了时,钢中的锰含量也称余锰或残锰。 根据化学平衡移动的原理,影响余锰量的因素有: (1)炉温高利于(MnO)的还原,余锰含量高。
(2)碱度升高,可提高自由(MnO)浓度,余锰量增高。
(3)降低熔渣中(FeO)含量,可提高余锰含量。因此钢中碳含量高、减少补吹、降低平均枪位、有复吹,余锰含量都会增高。
(4)铁水中锰含量高,单渣操作,钢中余锰也会高些。
114.泡沫渣是怎样形成的,它对吹炼有什么影响,如何控制泡沫渣?
答案:在吹炼过程中,由于氧流与熔池的相互作用,形成了气—熔渣—金属液密切混合的三相乳化液。分散在炉渣中的小气泡的总体积,往往超过熔渣本身的体积。熔渣成为薄膜,将气泡包住并使其隔开,引起熔渣发泡膨胀,形成泡沫渣。正常泡沫渣的厚度经常在1~2m乃至3m。
由于炉内的乳化现象,大大发展了气—熔渣—金属液的界面,加快了炉内化学反应速度。从而达到了良好的吹炼效果。倘若控制不当,严重的泡沫渣也会导致事故。
在吹炼初期,炉渣碱度低,并含有一定量的FeO、SiO2、P2O5等成分,主要是这些表面活性物质稳定了气泡。
在吹炼中期,碳激烈氧化产生大量的CO气体,由于炉渣碱度提高,形成了硅酸盐及磷酸盐等高熔点矿物,表面活性物质减少,稳定气泡主要是固体悬浮微粒。此时如果能控制得当,避免或减轻熔渣返干现象,就能得到合适的泡沫渣。 在吹炼后期,脱碳速度降低,只要熔渣碱度不过高,稳定泡沫的因素就大大减弱了,一般不会产生严重的泡沫渣。
在吹炼过程中,氧压低,枪位过高,渣中(TFe)大量增加,会促进泡沫渣的发展,严重时还会产生泡沫性喷溅或溢渣。相反,枪位过低,尤其是在碳氧化激烈的中期,(TFe)含量低,又会导致熔渣的返干而造成金属喷溅。所以,只有控制得当,才能够保持正常的泡沫渣。
115.边缘气流发展的症状及调节措施。 答:边缘气流发展的症状:
⑴风压偏低,风量和透气性指数相应增大,风压易突然升高而造成悬料; ⑵炉顶和炉喉温度升高,波动范围增大,曲线变宽;
⑶炉顶压力频繁出现高压尖峰,炉身静压力升高,料速不均,边缘下料快; ⑷炉喉煤气五点取样CO2曲线边缘降低,中心升高,曲线最高点向中心移动,混
合煤气CO2降低。炉喉十字测温边缘升高,中心降低; ⑸炉腰、炉身冷却设备水温差升高;
⑹风口明亮,个别风口时有大块生降,严重时风口有涌渣现象或自动灌渣; ⑺渣铁温度不足,上渣热,下渣偏凉;
⑻铁水温度先凉后热,铁水成分高硅高硫。 边缘气流发展的调节:
⑴采取加重边缘,疏通中心中心的装料制度;
⑵批重过大时可适当缩小矿石批重,适当控制料层厚度;
⑶炉况顺行时可适当增加风量和喷煤量,但压差不得超过规定范围; ⑷炉况不顺时可临时堵1~2个风口,或缩小风口直径;
⑸检查大钟或旋转溜槽是否有磨漏现象,若已磨漏应及时更换。
116.为什么炼钢要进行脱氧?
答案:氧在固体钢中的溶解度比在液体钢中小得多。
(1)在钢水凝固过程中,氧将逐步以FeO形态析出,分布在晶界上,降低钢的塑性及其它机械性能。
(2)钢液在凝固过程中,随着氧溶解度的降低,超过碳氧平衡值的过剩氧就会与碳起反应,生成CO气泡。
(3)凝固过程中的氧会加剧钢中硫的热脆危害。
117.降低钢中气体含量的措施有哪些?
答案:(1)从气体来源上,要降低炉料及造渣材料中的气体含量,减少合金中的含气量,主要方法是采用烘烤措施,可以减少钢中氢气含量。此外氧气厂在制氧过程和氧气管道输送过程中要提高氧气纯度,司以减少钢中氮气含量。(2)确定合理的冶炼工艺和浇注工艺,主要是加入覆盖剂,实行大包保护浇注等。(3)浇注设备如钢水包、中间包、水口等要干燥烘烤,以避免钢水吸潮,增加氢气含量。(4)采用脱气处理工艺,如吹氩处理、真空脱气等。
118.什么叫复合脱氧?它有哪些优点?
答案:沉淀脱氧时同时向钢中加入两种或两种以上脱氧元素叫复合脱氧。
复合脱氧的优点是:(1)可以提高脱氧元素的脱氧能力,因此复合脱氧比单一元素脱氧更彻底;(2)倘若脱氧元素的成分比例得当,有利于生成液态的脱氧产物,便于产物的分离与上浮,可降低钢中夹杂物含量,提高钢质量;(3)有利于提高易挥发元素在钢中的溶解度,减少元素的损失,提高脱氧元素的脱氧效率。
119.溅渣护炉工艺操作要点是什么?
答案:溅渣用终点熔渣要“溅得起、粘得住、耐侵蚀”。为此要:
(1)调整熔渣成分,控制终渣合适的(MgO)和(TFe)含量。调渣剂就是MgO质材料,常用的有轻烧白云石、生白云石、轻烧菱镁球、菱镁矿等。 (2)合适的留渣量,在确保炉衬内表面形成足够厚度的溅渣层后,还要留有满足对装料侧和出钢侧进行倒炉挂渣的需用量。
(3)溅渣枪位,最好使用溅渣专用枪,控制在吹炼时最低枪位溅渣。 (4)氮气的压力与流量,根据转炉吨位大小应控制合适的氮压与流量。 (5)溅渣时间,一般在3min左右。
必须注意:氮气压力低于规定值,或炉内有未出净的余钢液时不得溅渣。
120.试论钢的微合金化是中国打开钢铁强国之门的钥匙? 答案:微合金化钢(亦称高强度低合金钢)是采用现代冶金生产工艺生产出的高技术含量、高附加值产品,是国民经济建设中用量最大、用途最广的钢铁材料。它的强度高、韧性好,可以为用户节能节材降成本。如在建筑和基础设施建设用钢中,采用微合金钢可以节约20%~30%的钢材,节省15%的施工时间和20%加工费用。
西方工业发达国家,发展工业走的是微合金化钢的道路。自20世纪70年代以来,时世界范围内以数百亿美元的科技投入,开展对微合金钢的品种开发,使微合金技术成为20世纪冶金内技术发展中最具影响力的成就之一。
西方各工业发达国家微合金钢产量的比例逐年上升,以1998年为例,美国、日本微合金化钢的产量占总产量的9.2%、8.3%,而中国则为3%,由此可见,差距十分明显。
近10多年以来,我国许多普钢企业都把发展微合金化钢作为企业钢材品种结构调整的主要内容和首要工作来抓。微合金化的钢材的研究和开发,已为国内许多钢铁企业带来生机,带来了市场竞争力的提高和更多的经济效益。
我国的钢铁工业要想赶超世界先进水平,只有坚定不移地走微合金化钢的道路。
121.如何提高SPHD钢的命中率?如何降低SPHD钢中的N含量? 答案:提高SPHD钢命中率的主要措施: 转炉工序:
①对入炉铁水进行预处理,保证入炉前铁水[S]≤0.020%。脱S后扒净铁水渣; ②采用优质原材料,纯净的废钢,优质铁块;
③稳定装入量,吹炼过程全程化渣,提前化渣,终渣R控制在3.0以上,保证终点一次到位,避免多次拉碳,使终点成份控制在:C≤0.04%,S≤0.018%,P≤0.015%;
④出钢时间控制在5分钟以上,不足时立即修补出钢口; ⑤出钢时采用挡渣机挡渣,严格控制下渣量,避免下渣。出钢过程控制吹氩强度,避免钢水裸露。 精炼工序:
1、采用优质莹石化渣,减少原材料中的硅含量;
2、钢包进站后铝线一次性喂足,保证S含量一次达到目标要求,缩短冶炼周期,减少Si的还原,造成成份超标; 3、保静吹时间8分钟以上。
连铸工序:采用低C覆盖剂,避免钢水增碳。 降低SPHD钢中N含量: 转炉工序:
①转炉提高铁水比,减少废钢量;
②吹炼过程全程化渣,保证终点一次到位,减少拉碳次数。吹炼后期使用轻烧白云石或铁皮,使炉渣泡沫化,减少后期吸氮;
③严格执行复吹的N、Ar切换制度,保证后期全程吹氩;
④转炉采用弱脱氧出钢,钢包氧位控制在100~200ppm之间;
⑤出钢过程出钢时采用挡渣机挡渣,严格控制下渣量,避免下渣。出钢过程控制
吹氩强度,避免钢水裸露;
⑥加强对出钢口的维护,保证钢流园整。 精炼工序:
①精炼全程避免强搅拌,减少钢水裸漏造成增氮;
②钢包进站后铝线一次性喂足,保证S含量一次达到目标要求,缩短冶炼周期。 连铸工序:
①大包长水口采用氩封保护浇铸,避免吸氮;
②浇铸过程中使用中包覆盖剂,避免钢水裸露吸氮。
122.炉渣熔化温度与熔化性温度的概念对高炉操作的指导意义。
答案:1)炉渣熔化温度影响炉内成渣带的位置,因而影响高炉的透气性; 2)炉渣熔化温度影响炉缸的热量;
3)炉渣熔化温度决定了炉渣熔化的难易程度,影响炉渣的流动性; 4)炉渣熔化性温度的高低决定了炉渣能否从炉缸顺利排出; 5)两则者对生铁的质量都有影响; 6)两者都能影响高炉的顺行。
123.温度﹤570℃时,分别用CO和C还原Fe2O3的特点。 (一)用CO作还原剂
1)逐级反应生成Fe。是放热反应。
3)反应物和生成物均有气相。还原剂为气体。 (二)用C作还原剂
1)逐级还原成Fe2O3吸热反应。3)反应物没有气相,生成物有气相。4)还原剂为固体。
124.分析高炉上部炉墙结厚与下部炉墙结厚的原因。 一)上部结厚
1)原燃料粉末多,低温还原粉化;2)亏料线作业频繁;3)煤气流控制不合理,高温区上移;4)布料不均匀;5)风口进风不均匀;6)原料中K、Na、F等原素及化合物影响。 二)下部结厚
1)炉温波动大;2)炉渣,碱度波动大;3)操作制度使软融带根部反复变化; 4)冷却强度过大;5)冷却器漏水;6)炉渣中其它成分的影响
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