爐外精煉工(中高級(jí))考試題庫(含答案)一、選擇題1.鋼包吹氬攪拌鋼水的目的下列說法不正確的是（）。A.均勻鋼水溫度B.均勻鋼水成分C.提高合金收得率D.增加鋼中氣體含量答案：D。鋼包吹氬攪拌鋼水可均勻鋼水溫度和成分，促進(jìn)夾雜物上浮，提高合金收得率，而不是增加鋼中氣體含量，相反還可去除部分氣體。2.下列哪種精煉方法主要用于深脫碳（）。A.LFB.VDC.RHD.CASOB答案：C。RH法利用真空條件，可實(shí)現(xiàn)鋼水的深脫碳。LF主要是加熱、精煉脫硫等；VD主要是真空脫氣；CASOB主要是成分微調(diào)及升溫。3.精煉渣的堿度是指（）。A.CaO/SiO?B.SiO?/CaOC.Al?O?/CaOD.CaO/Al?O?答案：A。精煉渣堿度通常用渣中CaO與SiO?的質(zhì)量比來表示，即CaO/SiO?。4.鋼中氫含量過高易產(chǎn)生（）缺陷。A.白點(diǎn)B.裂紋C.氣孔D.以上都是答案：D。鋼中氫含量過高會(huì)導(dǎo)致白點(diǎn)、裂紋、氣孔等多種缺陷，嚴(yán)重影響鋼材質(zhì)量。5.下列合金元素中，脫氧能力最強(qiáng)的是（）。A.SiB.MnC.AlD.Fe答案：C。在常見合金元素中，Al的脫氧能力最強(qiáng)，其次是Si、Mn，F(xiàn)e一般不用于脫氧。二、判斷題1.爐外精煉可以完全替代轉(zhuǎn)爐或電爐的煉鋼過程。（）答案：錯(cuò)誤。爐外精煉是煉鋼過程的重要補(bǔ)充和優(yōu)化環(huán)節(jié)，但不能完全替代轉(zhuǎn)爐或電爐的煉鋼過程，它主要是對(duì)初煉鋼水進(jìn)行進(jìn)一步精煉處理。2.提高精煉渣的堿度一定能提高脫硫效果。（）答案：錯(cuò)誤。一般情況下提高精煉渣堿度有利于脫硫，但堿度過高可能會(huì)使渣的黏度增大等，反而不利于脫硫，還需要綜合考慮渣的流動(dòng)性等其他因素。3.鋼包底吹氬時(shí)，氬氣流量越大越好。（）答案：錯(cuò)誤。氬氣流量過大可能會(huì)導(dǎo)致鋼水噴濺，增加鋼水的二次氧化，還可能使鋼中夾雜物難以充分上浮，應(yīng)根據(jù)鋼包容量、鋼水狀況等合理控制氬氣流量。4.RH精煉過程中，循環(huán)流量越大，精煉效果越好。（）答案：正確。RH精煉中，較大的循環(huán)流量可使鋼水在真空室內(nèi)充分反應(yīng)，加快脫氣、脫碳等反應(yīng)速度，提高精煉效果。5.精煉過程中加入的合金越多，鋼的質(zhì)量就越好。（）答案：錯(cuò)誤。合金加入量應(yīng)根據(jù)鋼種的成分要求合理控制，加入過多合金不僅會(huì)增加成本，還可能導(dǎo)致成分超標(biāo)，影響鋼的質(zhì)量。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述爐外精煉的主要作用。答：爐外精煉的主要作用包括：調(diào)整鋼水成分和溫度：精確控制鋼中合金元素的含量，將鋼水溫度調(diào)整到合適的澆鑄范圍。去除雜質(zhì)：去除鋼水中的氣體（如氫、氮等）和夾雜物，提高鋼的純凈度。脫硫、脫磷：進(jìn)一步降低鋼中的硫、磷含量，改善鋼的性能。均勻鋼水成分和溫度：通過攪拌等手段使鋼水成分和溫度均勻分布，提高鋼的質(zhì)量穩(wěn)定性。改變夾雜物形態(tài)：使夾雜物球化、細(xì)化，改善鋼的加工性能和使用性能。2.說明LF精煉的工藝流程。答：LF精煉的工藝流程如下：鋼包吊運(yùn)至LF精煉工位，接通電極進(jìn)行加熱，提高鋼水溫度。向鋼包內(nèi)加入造渣材料，形成具有良好脫硫、吸附夾雜物等性能的精煉渣。通過鋼包底吹氬攪拌鋼水，促進(jìn)鋼渣反應(yīng)和成分、溫度均勻化。根據(jù)鋼種要求，向鋼水中加入合金進(jìn)行成分微調(diào)。在精煉過程中，不斷取樣分析鋼水成分和溫度，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整操作參數(shù)。精煉結(jié)束后，將鋼包吊運(yùn)至連鑄或模鑄等下一道工序。3.分析RH精煉過程中脫碳的原理。答：RH精煉脫碳原理基于以下幾點(diǎn)：真空條件：RH裝置提供高真空環(huán)境，降低了鋼水中CO的分壓。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡原理，碳氧反應(yīng)〔C〕+〔O〕=CO（g），當(dāng)CO分壓降低時(shí)，反應(yīng)向右進(jìn)行，促進(jìn)碳的氧化。循環(huán)流動(dòng)：鋼水通過上升管和下降管在真空室與鋼包之間循環(huán)流動(dòng)。在真空室內(nèi)，鋼水暴露在高真空環(huán)境中，碳氧反應(yīng)加速進(jìn)行。同時(shí)，循環(huán)流動(dòng)使鋼水中的碳不斷補(bǔ)充到反應(yīng)界面，保證脫碳反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。氧的供應(yīng)：在脫碳過程中，鋼水中本身含有一定量的溶解氧，同時(shí)也可根據(jù)需要向鋼水中吹入適量的氧氣，提供碳氧化所需的氧源，進(jìn)一步促進(jìn)脫碳反應(yīng)。4.如何控制精煉渣的性能？答：控制精煉渣性能可從以下幾個(gè)方面入手：成分控制：合理選擇造渣材料，調(diào)整渣中CaO、SiO?、Al?O?、MgO等成分的比例。例如，提高CaO含量可提高堿度，有利于脫硫；適當(dāng)?shù)腁l?O?含量可改善渣的流動(dòng)性。溫度控制：保持合適的精煉溫度，使精煉渣具有良好的流動(dòng)性。溫度過低，渣的黏度增大，不利于鋼渣反應(yīng)；溫度過高，會(huì)增加能源消耗和耐火材料的侵蝕。攪拌控制：通過底吹氬等攪拌方式，促進(jìn)鋼渣之間的物質(zhì)交換，使渣的成分均勻，提高渣的精煉效果。同時(shí)，攪拌還可使渣更好地吸附夾雜物。加料順序和速度：合理控制造渣材料和合金的加料順序和速度。先加入造渣材料形成基本渣系，再根據(jù)需要加入合金進(jìn)行成分調(diào)整，避免加料不當(dāng)影響渣的性能。5.簡(jiǎn)述精煉過程中防止鋼水二次氧化的措施。答：防止鋼水二次氧化的措施有：保護(hù)澆注：在鋼水從鋼包到中間包、中間包到結(jié)晶器的過程中，采用保護(hù)套管、長(zhǎng)水口、浸入式水口等進(jìn)行密封保護(hù)，防止空氣與鋼水接觸。鋼包覆蓋劑：在鋼包內(nèi)加入覆蓋劑，覆蓋在鋼水表面，隔絕空氣，減少鋼水與空氣的接觸面積。精煉過程密封：確保精煉設(shè)備（如LF、RH等）的密封性，防止外界空氣進(jìn)入。在LF精煉時(shí)，保持爐蓋密封良好；在RH精煉時(shí)，保證真空系統(tǒng)的密封性。底吹氬控制：合理控制底吹氬流量和壓力，避免氬氣攪拌過于劇烈導(dǎo)致鋼水暴露在空氣中。同時(shí)，氬氣應(yīng)保持純凈，防止帶入雜質(zhì)和氧氣?？刂凭珶挱h(huán)境：保持精煉車間的清潔，減少灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入鋼水。在精煉操作過程中，避免不必要的開口操作，減少空氣進(jìn)入的機(jī)會(huì)。四、計(jì)算題1.已知鋼水重量為100t，初始碳含量為0.2%，目標(biāo)碳含量為0.05%，若采用吹氧脫碳，碳氧化成CO，求理論上需要消耗的氧氣量（假設(shè)碳全部氧化成CO）。解：首先計(jì)算需要脫除的碳的質(zhì)量：鋼水中初始碳的質(zhì)量\(m_{C1}=100\times10^{3}\times0.2\%=200kg\)目標(biāo)碳的質(zhì)量\(m_{C2}=100\times10^{3}\times0.05\%=50kg\)需要脫除的碳的質(zhì)量\(\Deltam_{C}=m_{C1}m_{C2}=20050=150kg\)碳氧化成CO的化學(xué)反應(yīng)方程式為：\(C+\frac{1}{2}O_{2}=CO\)碳的摩爾質(zhì)量\(M_{C}=12g/mol\)，氧氣的摩爾質(zhì)量\(M_{O?}=32g/mol\)從反應(yīng)式可知，1mol的C與0.5mol的\(O?\)反應(yīng)。\(n_{C}=\frac{\Deltam_{C}}{M_{C}}=\frac{150\times10^{3}}{12}=12500mol\)則需要氧氣的物質(zhì)的量\(n_{O?}=0.5n_{C}=0.5\times12500=6250mol\)需要氧氣的質(zhì)量\(m_{O?}=n_{O?}\timesM_{O?}=6250\times32=200000g=200kg\)答：理論上需要消耗的氧氣量為200kg。2.某鋼種要求成品中錳含量為1.2%，鋼水重量為80t，初始錳含量為0.2%，采用金屬錳（含錳98%）進(jìn)行合金化，計(jì)算需要加入的金屬錳的量（不考慮錳的燒損）。解：設(shè)需要加入的金屬錳的量為\(x\)kg。鋼水中初始錳的質(zhì)量\(m_{Mn1}=80\times10^{3}\times0.2\%=160kg\)加入金屬錳中錳的質(zhì)量\(m_{Mn2}=x\times98\%\)成品鋼水中錳的總質(zhì)量\(m_{Mn總}=(80\times10^{3}+x)\times1.2\%\)根據(jù)錳的質(zhì)量守恒可得：\(m_{Mn1}+m_{Mn2}=m_{Mn總}\)即\