煉鋼部分 習(xí)題答案

千里之行，始于足下讓知識(shí)帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦煉鋼部分習(xí)題答案冶金學(xué)煉鋼部分習(xí)題答案

課后思量題—1(1)

1、簡述現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)所采納的煉鋼生產(chǎn)流程。(1)

2、煉鋼的基本任務(wù)是什么，通過哪些手段實(shí)現(xiàn)？(1)

3、鋼鐵的分類，按化學(xué)成分、用途鋼的分類？(1)

課后思量題—2(2)

4、熔渣在煉鋼中的主要作用，熔渣的組成與分類。(2)

5、熔渣的物理性質(zhì)有哪些，主要影響因素？(3)

6、熔渣的化學(xué)性質(zhì)主要有哪些？什么是熔渣的氧化性，如何表示？(3)

課后思量題—3(4)

7、鋼液的物理性質(zhì)主要有哪些，溫度、成分有何影響？(4)

8、煉鋼過程中殘錳有什么作用?(5)

課后思量題—1

1、簡述現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)所采納的煉鋼生產(chǎn)流程。

目前基本形成了兩類：

（1）以鐵礦石、煤炭為源頭的“高爐—轉(zhuǎn)爐煉鋼流程”

（2）以廢鋼、電力為源頭的“廢鋼—電爐煉鋼流程”

煉鋼生產(chǎn)流程：

高爐——鐵水預(yù)處理——轉(zhuǎn)爐煉鋼——爐外精煉——連鑄——軋鋼

電爐煉鋼——爐外精煉——連鑄——軋鋼

2、煉鋼的基本任務(wù)是什么，通過哪些手段實(shí)現(xiàn)？

煉鋼的基本任務(wù)是是：脫磷、脫碳、脫氧、脫硫，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調(diào)節(jié)成分。

歸納為：“四脫”（碳、磷、氧和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調(diào)節(jié)”（成分和溫度）。

采納的主要技術(shù)手段為：供氧（脫C、脫P(yáng)），造渣（脫P(yáng)、脫O、脫S），加熱（調(diào)溫），加脫氧劑（脫O）和合金化操作（調(diào)成分）。

3、鋼鐵的分類，按化學(xué)成分、用途鋼的分類？

（1）按化學(xué)成分按是否加入合金元素分：碳素鋼和合金鋼兩大類。

碳素鋼以碳元素為主，除脫氧及保證鋼的性能而加入一定量硅（普通≤0.40%）和錳（普通≤0.80%）等合金元素外，不含其他合金元素的鋼。按照鋼中碳元素總含量的多少，可分為低（≤0.25）、中（0.25~0.6）、高（≥0.6）碳鋼。

合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上，為改善鋼的性能而特意加入一定量的合金元素的鋼（對(duì)硅、錳含量超過脫氧的需要而作為合金化目的加入的鋼種，也列入合金鋼一類）。

依鋼中合金元素總含量的多少，可分為低、中、高合金鋼：

低合金鋼∑i＜5％；中合金鋼∑i=5％～10％；高合金鋼∑i＞10％。

（2）按用途可分為三大類：結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼，特別性能鋼

結(jié)構(gòu)鋼：是目前生產(chǎn)最多、使用最廣的鋼種，它包括碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，主要用于創(chuàng)造機(jī)器和結(jié)構(gòu)的零件及建造工程用的金屬結(jié)構(gòu)等。

工具鋼：按照工具用途不同可分為刃具鋼、模具鋼與量具鋼，包括碳素工具鋼、合金工具鋼及高速鋼。

特別性能鋼：指的是具有特別化學(xué)性能或力學(xué)性能的鋼，如軸承鋼、不銹鋼、彈簧鋼、高溫合金鋼等。

課后思量題—2

4、熔渣在煉鋼中的主要作用，熔渣的組成與分類。

1)熔渣在冶煉過程中起分別雜質(zhì)，完成氧化、還原精煉等作用，主要作用如下：

（1）去除鐵水和鋼水中的磷、硫等有害元素；

（2）參加熔池傳氧，靠氧化渣供氧、還原渣除氧；

（3）保溫，防止鋼液吸氣（H、N），防止鋼液過度氧化以及削減有益元素?zé)龘p；（4）汲取鋼液中上浮非金屬夾雜物及反應(yīng)產(chǎn)物；

（5）電弧爐過程，熔渣穩(wěn)定電弧燃燒，提高爐子熱效率、庇護(hù)爐襯；電渣爐過程，熔渣作為發(fā)熱體為冶煉提供所需熱源。

熔渣的不利作用:

（1）熔渣可以侵蝕和沖刷爐襯，尤其是低堿度熔渣，降低爐襯使用壽命

（2）熔渣可帶走大量的熱，增強(qiáng)能量消耗。

（3）熔渣中夾裹小顆粒金屬及未被還原的金屬氧化物，降低金屬的回收率。2)熔渣的組成，以氧化物為主有：

CaOMnOFeOMgOFe2O3Al2O3SiO2P2O5……

堿性————中性——酸性

這些自由氧化物本身熔點(diǎn)都很高，如CaO2570，SiO21710℃，在煉鋼溫度（1600℃）難以熔化，但它們之間能互相化合，生成低熔點(diǎn)復(fù)雜化合物。

3）熔渣的分類

按照熔渣的組成及性質(zhì)不同，可將它們分為：堿性渣與酸性渣，氧化渣與還有渣。

堿性渣以堿性氧化物CaO為主，它可以去除磷、硫有害元素

酸性渣以酸性氧化物SiO2為主，它不能去除磷、硫有害元素

氧化渣爐渣具有氧化能力，F(xiàn)eO含量高（15％～25％），能向鋼液中供氧還原渣爐渣具有還原能力，F(xiàn)eO含量低（0.5％～1.0％），能汲取鋼液中氧

5、熔渣的物理性質(zhì)有哪些，主要影響因素？

主要有熔點(diǎn)、黏度、密度及表面張力等。

（1）熔渣的熔點(diǎn)

熔渣的熔點(diǎn)是指固態(tài)渣徹低改變?yōu)閯蚍Q液態(tài)或液態(tài)渣冷卻時(shí)開頭析出固相的溫度。它是確定冶煉、澆鑄溫度依據(jù)。

與成分及其含量有關(guān)，普通說來，雜質(zhì)降低純物質(zhì)熔點(diǎn)，但當(dāng)熔渣中高熔點(diǎn)組元增強(qiáng)時(shí)，熔點(diǎn)提高。

（2）熔渣的黏度

熔渣黏度是十分重要的物理性質(zhì)，它直接關(guān)系到熔渣的流淌性，它對(duì)元素的蔓延、渣-鋼間反應(yīng)、氣體逸出、熱量傳遞，鐵損及爐襯壽命等均有很大的影響。熔渣的黏度與熔渣的成分、溫度、未熔質(zhì)點(diǎn)的數(shù)量及塊度有關(guān)，凡是加入能降低熔渣熔點(diǎn)的成分（如CaF2）、提高熔池溫度、削減未熔質(zhì)點(diǎn)數(shù)量及塊度，均能改善熔渣的流淌性

（3）熔渣的密度

熔渣的密度打算熔渣所占的體積，也影響鋼液液滴在渣中的沉降速度。與成分和溫度有關(guān)

（4）熔渣的表面張力

使液體表面自動(dòng)縮小的力稱為液體的表面張力，熔渣的表面張力主要影響渣-鋼間的物理化學(xué)反應(yīng)及熔渣對(duì)夾雜物的吸附等。

熔渣表面張力受渣組成和溫度影響：

渣組成影響：SiO2、P2O5（酸性氧化物）增強(qiáng)，降低FeO熔體的表面張力；Al2O3則相反，可提高表面張力；當(dāng)加入CaO、MnO（堿性氧化物）時(shí)，開頭降低表面張力，之后逐漸增強(qiáng)表面張力，緣由是復(fù)合陰離子在相界面的吸附量發(fā)生了變化。

溫度影響：對(duì)于單一氧化物的熔渣，普通是隨著溫度的上升而降低；對(duì)于復(fù)雜多元的熔渣，因?yàn)闇囟鹊纳仙鹪某煞旨皾舛葎蚍Q性轉(zhuǎn)變，使對(duì)表面張力的影響不確定；

6、熔渣的化學(xué)性質(zhì)主要有哪些？什么是熔渣的氧化性，如何表示？熔渣的化學(xué)性質(zhì)主要有熔渣的堿度、熔渣的氧化性、熔渣的還原性。

熔渣的氧化性也稱熔渣的氧化能力，指熔渣向金屬熔池供氧的能力，即指在一定的溫度下，單位時(shí)光內(nèi)熔渣向鋼液供氧的數(shù)量，它是熔渣一個(gè)重要的化學(xué)性質(zhì)。

熔渣的氧化能力表示辦法有三種：

（1）（%FeO）即直接用渣中氧化亞鐵含量表示氧化能力，忽視高價(jià)鐵的氧化物（Fe2O3）的傳氧作用；

（2）∑（%FeO）即總氧化亞鐵含量法，它是將渣中高價(jià)鐵的氧化物（Fe2O3）也折合成FeO來考慮折合辦法有兩種：全氧折合法與全鐵折合法，分離如下：全氧法：（按質(zhì)量換算的）

全鐵法：（3）α（FeO）即氧化亞鐵的活度

()()32%35.1%)(%OFeFeOFeO+=∑()()

32%90.0%)(%OFeFeOFeO+=∑

用渣中氧化亞鐵的活度來代替濃度，即渣中真正參與反應(yīng)的那部分氧化亞鐵的濃度（有效濃度），是最確切的表示法。

α（FeO）＝[%O]/[%O]飽和（[%O]是鐵液中的濃度）

課后思量題—3

7、鋼液的物理性質(zhì)主要有哪些，溫度、成分有何影響？

主要包括密度、熔點(diǎn)、黏度、表面張力及導(dǎo)熱能力。

1）鋼液的密度

密度是鋼液的重要物理性質(zhì)之一，對(duì)討論鋼液的結(jié)構(gòu)、黏度、表面張力，以及分析鋼液與爐渣（包括非金屬夾雜）的分別、上浮等有重要意義。

單位體積鋼（或鋼液）所具有的質(zhì)量稱為密度。

影響因素主要有溫度和化學(xué)成分

溫度影響總的說來，隨著溫度上升，鋼液的體積增強(qiáng)（原子間距增大）、密度降低。

成分影響成分對(duì)鋼液密度的影響比較復(fù)雜，普通認(rèn)為，碳、硅、錳、磷、硫、鋁、鉻等元素可使純鐵密度減小，其中碳的影響顯然；而密度大的元素鎢、鎳、銅等元素可使純鐵密度增大，其中鎢的影響最大。

2）鋼的熔點(diǎn)

鋼的熔點(diǎn)是確定冶煉和澆鑄溫度的重要參數(shù)，鋼的熔點(diǎn)指鋼徹低改變成均一液體狀態(tài)時(shí)的溫度，或是冷凝時(shí)開頭析出固體的溫度。

熔點(diǎn)大小主要受化學(xué)成分的影響。純鐵的熔點(diǎn)約為1538℃（或1536℃），當(dāng)某元素溶入后，純鐵原子之間的作用力削弱，鐵的熔點(diǎn)就降低（雜質(zhì)降低熔點(diǎn)）。降低的程度取決于加入元素的濃度、原子量和凝固時(shí)該元素在熔體與析出的固體之間的分配。

3）鋼液的黏度

它對(duì)冶煉溫度參數(shù)的制定、元素的蔓延、非金屬夾雜物的上浮和藹體的去除，以及鋼的凝固結(jié)晶都有很大影響。

影響鋼液黏度因素主要是溫度和成分。

溫度影響：隨溫度上升黏度降低，即流淌性變好。這是因?yàn)闇囟壬仙撘好芏冉档汀⒃娱g距離增大、互相吸引力減小。

成分影響成分對(duì)鋼液黏度影響比較復(fù)雜！

普通說來碳含量增強(qiáng)，密度降低、黏度降低。

硅、錳、鎳能使鋼的熔點(diǎn)降低，所以含量增強(qiáng)，鋼液黏度降低，尤其含量很高時(shí)，降低更顯著。

鈦、鎢、釩、鉬、鉻含量增強(qiáng)則使鋼液的黏度增強(qiáng)，因這些元素易生成高熔點(diǎn)、體積大的各種碳化物。

鋼液中非金屬夾雜物含量增強(qiáng)，鋼液黏度增強(qiáng)，流淌性變差。

4）鋼液的表面張力

使鋼液表面產(chǎn)生自動(dòng)縮小的力稱為鋼液的表面張力，鋼液的表面張力對(duì)新相的生成、相間反應(yīng)、渣鋼分別、鋼液對(duì)耐火材料的侵蝕等有著重要影響。

影響鋼液表面張力的因素?zé)o數(shù)，主要有溫度、成分及鋼液接觸物，其中影響最大的還是鋼液成分。

溫度影響

對(duì)于普通液體溫度上升、表面張力削減，但對(duì)于碳素鋼液來說，表面張力是隨著的溫度上升而增大。

成分影響

1550℃時(shí)，純鐵液的σ約為1.7～1.9N/m。溶質(zhì)元素對(duì)純鐵液σ的影響程度取決于它的性質(zhì)與鐵的差別大小。

5）鋼的導(dǎo)熱能力

鋼的導(dǎo)熱能力可用導(dǎo)熱系數(shù)或熱導(dǎo)率來表示，指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1℃,在1s內(nèi)，通過1m2面積傳遞的熱量，用λ表示，單位為W/m·℃。

影響因素主要有鋼液的成分、溫度、組織、非金屬夾雜物含量以及鋼中晶粒的細(xì)化程度等。

成分影響：通常鋼中元素含量越多，鋼的導(dǎo)熱能力就越低。

溫度影響：各種鋼的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化邏輯不一樣，800℃以下碳鋼隨溫度的上升而下降，800℃