钢铁冶金2考试重点

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1、1 / 81、钢和铁的区别？纯铁（ Pure iron）：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2.54.0% ）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

2、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：coPCrKC43%1%不锈钢在冶炼过程中，钢水的C 、Cr 含量与温度之间的平衡关系为：76.813800lg TCCr4、炼钢工艺过程传统冶炼工艺 ( 三段工艺 ) ：熔化期、 氧化期、 还原期现代冶炼工艺 ( 二段工艺 ) ：熔化期、氧化期操作步骤 ：补炉、装料（配料）、熔化期、氧化期、出钢（ 1）长流程

3、 ：即“提取”流程，选矿烧结高炉铁水预处理转炉精炼连铸轧钢；（ 2）短流程 ：即“循环”流程，废钢电炉精炼连铸轧钢。5、炼钢的基本任务：脱碳；脱磷；脱硫；脱氮、氢；脱氧与去除非金属夹杂物；合金化；升温；凝固成型；废钢、炉渣返回利用；回收煤气、蒸汽等。6、杂质的氧化方式：（1）直接氧化：气体氧直接同铁液中的杂质进行反应。（2） 间接氧化：气体氧优先同铁发生反应，生成 FetO以后再同其它杂质进行反应；气体氧溶解于铁液中O，O 再同其它杂质进行反应。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）

4、 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 fC 有利于脱碳；（ 2）增加 O 有利于脱碳；

5、（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)的活度；（ 4） 较低温度11、有利于脱P 的工艺条件 ：（ 1）降低温度（ 2）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。【P 的危害】：冷脆；调质钢的回火脆性；热加工性；焊接性能等。12、有利于脱S的因素： （1）提高温度；（2）提高 S的活度；（ 3）提高炉渣氧离子活度；（4）降低炉渣硫离子的活度；（5）降低氧的活度。【S的危害】 热加工性(红脆 )；降低低温韧性

6、； 焊接性能；抗氢致裂纹性能；各向异性。13、有利于 Si氧化反应因素：（1）提高 Si 的活度；（ 2）降低渣中 (SiO2) 的活度；（3）较低温度。14、氧对钢性能的影响：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。2 / 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，FeO FeO 铁中氧的溶解度仅34 ppm， 钢液中溶解氧在凝固及随后的冷却过

7、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

8、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

9、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

10、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MnOFeOAl2O3 、mCaOnAl2O3 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100 m ）；国标GB/T 10561-2005 ， 按照夹杂物的形态和分布分为： A、B、C、D 和 Ds 五大类：A 类（硫

11、化物类），具有高的延展性、较宽范围形态比，一般端部呈圆角； B 类（氧化铝类），大多数没有变形，带角的，形态比较小（一般3 m ），黑色或带蓝色的颗粒； C 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； D 类（球状氧化物类），不变形，形态比小（一般 3 m ），黑色或带蓝色的、无规则分布的颗粒； Ds 类（单颗粒球状类），圆形或近似圆形，直径大于等于13 m 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

12、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。3 / 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

13、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

14、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

15、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) 510m的尘粒为灰尘；0.33 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 0.81.3%，标态含尘量为80120g/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14000C16000C；燃烧法180

16、00C24000C (6)处理方法不同， 烟气量不同； 未燃法 6080m3/t；燃烧法为未燃法的46 倍(7) 处 理 方 法 不 同 ， 发 热 值 不 同 ； 未 燃 法7745.9510048.8kJ/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