三、论述题1. 什么是活性石灰,活性石灰有哪些特点,使用活性石灰有什么好处?
通常把在1050~1150℃温度下,在回转窑或新型竖窑(套筒窑)内焙烧的石灰,即具有高反应能力的体积密度小、气孔率高、比表面积大、晶粒细小的优质石灰称为活性石灰,也称软烧石灰。
活性石灰的水活性度大于310mL,体积密度小,约为1.7~2.0/cm3,气孔率高达40%以上,比表面积为0.5~1.3cm3/g;晶粒细小,溶解速度快,反应能力强。使用活性石灰能减少石灰、萤石消耗量和转炉渣量,有利于提高脱硫、脱磷效果,减少转炉热损失和对炉衬的蚀损,在石灰表面也很难形成致密的硅酸二钙硬壳,有利于加速石灰的渣化。
2. 与顶吹氧气转炉相比顶底复合吹炼对钢中气体含量有何影响?
复合吹炼工艺从炉底吹入少量气体,如氧气、氮气、氩气以及CO、CO2气体,此外,喷嘴冷却介质的裂解产生氢气,氩气、CO、CO2气体不溶于钢中,氧、氢、氮气都能部分溶于钢中。复吹工艺对气体在钢中含量的影响如下:
(1)吹炼末期熔池的搅拌较之顶吹有显著的加强,碳氧化反应速度较高,渣中。FeO含量较低,相应使钢中氧含量降低,这对改善钢的质量有好处。
(2)氮在钢中的含量取决于气相中氮的分压力,在吹炼过程中,则主要取决于脱碳速度,强烈脱碳反应所产生的CO气泡,使钢中氮含量保持在较低水平上。在底部吹氮搅拌熔池工艺中,脱氮速度增加,使钢中氮含量与顶吹相比无明显差别,但在吹炼末期,碳氧反应速度已大为降低,钢液将大量吸收氮,使钢中氮含量明显增加,即便是底吹气量很小,仍使钢中氮含量超过顶吹钢。因此,不宜采用全程吹氮工艺,一般应在终点前.5min用氩气切换,清扫钢中的氮。
(3)底吹氧所用的冷却介质裂解产生的氢气,将有少量溶于钢液中,如不采取措施,将使钢中氢含量有较大的增加。为减少钢中氢含量,在操作上应注意减少后吹时间,控制炉温不要过高,并应在终点前1~2min时吹氩气,以清扫钢中的氢。吹炼终点时用氩气切换的方法,无论是对于减少钢中氮、氧或是氢都有好处,因而是一项必需措施,氮在钢中的活度较小,而氢的活度较大,所以用氩气清扫氮的时间要比清扫氢的时间长一些。
3. 高效连铸对钢水质量有哪些要求?
高效连铸与普通连铸相比对钢水的要求更加严格,主要体现在以下几个方面:
(1)温度:与常规连铸相比,高效连铸钢水在结晶器内停留时间缩短1/3~1/4,为获得同样厚度的坯壳,除了进一步强化结晶器冷却能力外,保证低温钢液是必需的浇铸条件,高温钢水还会加剧二次氧化及对包衬的腐蚀。但过低的温度也会引起质量缺陷。低温铸注并严格控制温度是实现高效连铸的前提。
(2)化学成分:高效连铸要求严格控制钢水化学成分,如多炉连浇,各炉间碳含量的差别要求小于0.02%,锰硅比和硫、磷含量要求严格控制在要求的范围之内。
(3)洁净度:随着市场对钢质量的要求越来越高,对钢的洁净度提出了更高的要求。如韩国浦项深冲磷钢中磷、硫、氧、氮、氢五大元素总含量已降至0.008%。钢水洁净度不仅体现在冶炼方面,洁净浇铸过程中的钢水保护也是实现高效连铸的重要保证。
4. 一炉钢的吹炼一般分为哪几个阶段,各阶段的脱碳反应有何规律?
一炉钢的吹炼一般根据熔池脱碳特点可分为吹炼初期、中期和末期三个阶段。如图所示,第一阶段的脱碳速度随吹炼时间增加几乎成直线增加。虽然这时金属中碳含量很高,有利于碳的氧化反应,但由于吹炼初期熔池温度较低,铁水中硅锰和少量铁的氧化优先于碳的氧化,因此碳的氧化速度尽管随吹炼时间几乎成直线增加,可碳的氧化速度还是很小。随着硅锰含量的下降和熔池温度的升高,脱碳反应加剧进入吹炼中期,此时脱碳反应速度基本恒定,这是因为熔池温度升高时,碳的氧化速度显著增大,其脱碳速度几乎只取决于供氧强度。当碳的含量降到一定程度后,碳的扩散速度下降了,成为反应的控制环节。特别是当碳含量降至0.20%以下后,碳的氧化速度急剧下降,这时碳的氧化速度与吹炼初期相似,但取决于碳的浓度和扩散速度,并与碳含量成正比。
5. “钢包大翻”的原因是什么,有哪些预防措施?
在钢包较深处,成团合金裹渣未熔化,当合金熔开时,有可能是合金所含水分形成的蒸汽或是钙形成的钙蒸气,在高温下急剧膨胀,推开钢水向外排出;也有可能因为其他原因发生突发性反应,急剧产生大量气体,引起“钢包大翻”。预防措施如下:
(1)出钢脱氧合金化时,出钢前不得将合金加在钢包包底或出钢过程不要加入大量合金;
(2)维护好出钢口,不得使用大出钢口出钢;
(3)合金溜槽位置合适,合金应加到钢流冲击区;
(4)避免钢包包底渣过多;
(5)避免使用黏有高合金钢的钢包出钢;
(6)在终点碳低时,不要先加增碳剂增碳;
(7)提高终点碳,减少低碳出钢;
(8)出钢过程采用钢包底吹氩搅拌。
四、计算题1. 某炼钢厂有20t氧气顶吹转炉3座,某月生产30天共计生产钢80000t,其中合格钢产量为79680t,求该月转炉利用系数是多少?
转炉利用系数=合格钢产量/(公称吨位×转炉数×生产天数)
=79680/(20×3×30)
=44.27t/t
答:该月转炉利用系数是44.27t/t。
2. 已知炉渣成分为:w(CaO)=52%,w(SiO
2)=17%,w(MgO)=4%,w(FeO)=0.5%。试精确计算炉渣碱度。(小数点后保留二位小数)
解:碱度R=w(CaO+MgO+FeO)/w(SiO2)=56.5%/17%=3.32
答:炉渣碱度为3.32。
3. 一炉钢水重量估计为40t,钢液中锰含量为0.35%,加锰铁计算锰含量为0.6%,实际分析锰含量为0.55%,求钢液实际重量是多少?
钢液实际重量=
答:实际钢液重量为50t。