轉(zhuǎn)爐煉鋼試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，脫碳反應(yīng)的主要氧化劑是（）。A.鐵礦石B.氧氣C.石灰石D.白云石2.轉(zhuǎn)爐爐渣的主要成分是（）。A.CaO、SiO?、FeOB.CaO、Al?O?、MgOC.SiO?、Fe?O?、P?O?D.CaF?、MnO、TiO?3.轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，前期脫碳速率較慢的主要原因是（）。A.溫度低，反應(yīng)動力學(xué)條件差B.氧氣流量不足C.渣量過大D.鐵水硅含量低4.轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度控制的關(guān)鍵階段是（）。A.吹煉前期B.吹煉中期C.吹煉后期D.出鋼階段5.轉(zhuǎn)爐煉鋼中，常用的脫氧劑是（）。A.硅鐵、錳鐵、鋁B.石灰石、白云石C.螢石、硅石D.鐵礦石、氧化鐵皮6.轉(zhuǎn)爐造渣時(shí)，加入白云石的主要目的是（）。A.提高渣堿度B.降低渣熔點(diǎn)C.保護(hù)爐襯D.促進(jìn)脫磷7.轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，“返干”現(xiàn)象是指（）。A.爐渣過稀，流動性過好B.爐渣變稠，甚至出現(xiàn)固體顆粒C.鋼水溫度急劇下降D.氧氣流量突然增大8.轉(zhuǎn)爐吹煉的主要階段是（）。A.硅錳氧化期→碳氧化期→磷硫氧化期B.碳氧化期→硅錳氧化期→磷硫氧化期C.磷硫氧化期→硅錳氧化期→碳氧化期D.硅錳氧化期→磷硫氧化期→碳氧化期9.轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)判斷時(shí)，“拉碳法”的核心是（）。A.控制終點(diǎn)碳含量B.控制終點(diǎn)溫度C.控制渣中FeO含量D.控制鋼水氧含量10.頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中，底吹氣體常用的是（）。A.O?、N?B.Ar、CO?C.N?、ArD.CO、H?二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，錯選、漏選均不得分）1.轉(zhuǎn)爐供氧制度的主要參數(shù)包括（）。A.氧氣流量B.氧槍槍位C.吹氧時(shí)間D.氧氣純度2.轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制的主要指標(biāo)有（）。A.鋼水成分（C、P、S等）B.鋼水溫度C.渣中FeO含量D.爐襯侵蝕程度3.轉(zhuǎn)爐爐渣在煉鋼中的作用包括（）。A.脫磷、脫硫B.減少鋼水散熱C.防止鋼水氧化D.吸收鋼中夾雜物4.轉(zhuǎn)爐噴濺的主要類型有（）。A.爆發(fā)性噴濺B.泡沫渣噴濺C.金屬噴濺D.渣層噴濺5.轉(zhuǎn)爐合金化時(shí)，加入合金的原則包括（）。A.脫氧劑先加，合金劑后加B.熔點(diǎn)高的合金先加C.易氧化的合金后加D.所有合金同時(shí)加入三、填空題（每空1分，共20分）1.轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧、合金化和__________。2.轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度的常用范圍是__________m3/(t·min)。3.轉(zhuǎn)爐爐渣的堿度（R）定義為__________與__________的質(zhì)量百分比之比。4.轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，硅氧化反應(yīng)的主要產(chǎn)物是__________（化學(xué)式）。5.終點(diǎn)碳氧積（[C][O]）的經(jīng)驗(yàn)值約為__________（25℃，1atm）。6.頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中，底吹氣體流量一般占總供氣量的__________%。7.鐵水預(yù)處理脫硫常用的脫硫劑是__________（至少寫出2種）。8.轉(zhuǎn)爐吹煉中期的主要反應(yīng)是__________氧化。9.氧槍槍位過高會導(dǎo)致__________，槍位過低會導(dǎo)致__________。10.轉(zhuǎn)爐補(bǔ)吹會增加鋼中__________含量，降低爐齡。11.轉(zhuǎn)爐爐齡是指__________。12.轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)，鋼包內(nèi)加入合成渣的主要目的是__________。四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐相對于純頂吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)。2.爐渣在轉(zhuǎn)爐煉鋼中的主要作用有哪些？3.為什么轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度需要嚴(yán)格控制？溫度過高或過低會導(dǎo)致哪些問題？4.鐵水預(yù)處理（“三脫”）的目的是什么？常用的預(yù)處理工藝有哪些？5.轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，如何預(yù)防噴濺的發(fā)生？五、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某轉(zhuǎn)爐冶煉Q235鋼，鐵水成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：C4.2%、Si0.8%、Mn0.5%；鋼水成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：C0.18%、Si0.02%、Mn0.35%。假設(shè)元素氧化的燒損率為：C98%、Si95%、Mn85%，計(jì)算每噸鋼水的氧氣消耗量（O?密度取1.429kg/m3，原子量：C=12，O=16，Si=28，Mn=55）。2.某轉(zhuǎn)爐出鋼量為120t，目標(biāo)鋼水硅含量為0.25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），鋼水原始硅含量為0.02%。采用含硅75%的硅鐵合金（硅回收率90%），計(jì)算需要加入的硅鐵量（結(jié)果保留2位小數(shù)）。3.某轉(zhuǎn)爐鐵水裝入量為100t，鐵水中Si含量為0.6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），假設(shè)全部Si氧化為SiO?（SiO?密度2.2g/cm3），爐渣堿度R=3.0（R=CaO/SiO?），計(jì)算需要加入的石灰量（石灰中CaO含量為85%，雜質(zhì)不參與反應(yīng)，結(jié)果保留整數(shù)）。六、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)時(shí)，鋼水溫度為1580℃（目標(biāo)溫度1620℃），碳含量為0.25%（目標(biāo)碳含量0.18%）。分析導(dǎo)致該現(xiàn)象的可能原因，并提出調(diào)整措施。2.某轉(zhuǎn)爐吹煉過程中發(fā)生嚴(yán)重泡沫渣噴濺，爐口大量渣鐵混合物噴出。分析噴濺的主要原因，并說明應(yīng)采取的應(yīng)急處理措施。答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.B（轉(zhuǎn)爐煉鋼以氧氣為主要氧化劑，直接吹入熔池參與反應(yīng)）2.A（爐渣主要成分為CaO（脫磷）、SiO?（硅氧化產(chǎn)物）、FeO（供氧產(chǎn)物））3.A（前期溫度低，碳氧反應(yīng)動力學(xué)條件差，脫碳速率慢）4.C（后期通過調(diào)整槍位和供氧控制終點(diǎn)溫度）5.A（硅鐵、錳鐵、鋁是常用脫氧劑，與氧結(jié)合生成穩(wěn)定氧化物）6.C（白云石含MgO，可提高爐渣中MgO含量，減少爐襯侵蝕）7.B（返干是由于渣中FeO降低，爐渣變稠甚至出現(xiàn)固體顆粒）8.A（吹煉順序：硅錳先氧化（放熱升溫）→碳劇烈氧化（主反應(yīng)）→磷硫后期脫除）9.A（拉碳法通過控制終點(diǎn)碳含量減少后吹，提高鋼水質(zhì)量）10.C（底吹常用惰性氣體N?、Ar，避免鋼水過氧化）二、多項(xiàng)選擇題1.ABC（供氧制度包括流量、槍位、時(shí)間，純度一般固定）2.AB（終點(diǎn)控制核心是成分和溫度，渣中FeO和爐襯侵蝕是輔助指標(biāo)）3.ABD（爐渣不能防止鋼水氧化，反而通過FeO參與氧化反應(yīng)）4.AB（噴濺主要分為爆發(fā)性（碳氧反應(yīng)劇烈）和泡沫渣（渣層厚）噴濺）5.ABC（脫氧劑先加（優(yōu)先脫氧），高熔點(diǎn)合金先加（充分熔化），易氧化合金后加（減少燒損））三、填空題1.升溫；2.3.5~4.5；3.CaO含量、SiO?含量；4.SiO?；5.0.0025；6.5~15；7.石灰（CaO）、電石（CaC?）、鎂粉（Mg）；8.碳；9.渣中FeO升高（或化渣不良）、熔池?cái)嚢杓訌?qiáng)（或爐底侵蝕）；10.氧（或夾雜物）；11.轉(zhuǎn)爐從開爐到停爐的總出鋼爐數(shù)；12.吸附夾雜物（或脫氧、脫硫）四、簡答題1.頂?shù)讖?fù)吹優(yōu)點(diǎn)：①底吹氣體加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，改善動力學(xué)條件，提高脫碳、脫磷效率；②降低渣中FeO含量，減少金屬損失；③終點(diǎn)碳氧積更低，鋼水氧含量低，脫氧劑消耗少；④溫度均勻性好，終點(diǎn)溫度控制更穩(wěn)定；⑤延長爐齡（渣中MgO飽和，減少爐襯侵蝕）。2.爐渣作用：①脫磷、脫硫（通過CaO與P?O?、S反應(yīng)生成穩(wěn)定化合物）；②保護(hù)鋼水（隔絕空氣，減少二次氧化）；③吸收鋼中夾雜物（液態(tài)渣吸附固態(tài)夾雜）；④控制熱量（爐渣熱容大，調(diào)節(jié)熔池溫度）；⑤促進(jìn)反應(yīng)（提供反應(yīng)界面，如FeO參與氧化反應(yīng)）。3.終點(diǎn)溫度控制原因：溫度是煉鋼反應(yīng)的關(guān)鍵熱力學(xué)條件，直接影響元素氧化、爐渣熔化、鋼水流動性及后續(xù)連鑄工藝。溫度過高：①爐襯侵蝕加劇，爐齡降低；②鋼水氧含量高，脫氧劑消耗增加；③連鑄時(shí)易出現(xiàn)漏鋼或鑄坯裂紋。溫度過低：①爐渣流動性差，脫磷、脫硫不徹底；②鋼水黏度大，夾雜物難以上浮；③連鑄時(shí)結(jié)晶器內(nèi)鋼水凝固過快，導(dǎo)致表面缺陷。4.鐵水預(yù)處理目的：①降低轉(zhuǎn)爐負(fù)擔(dān)（減少轉(zhuǎn)爐脫磷、脫硫時(shí)間）；②提高鋼水質(zhì)量（深脫磷、脫硫）；③擴(kuò)大品種（滿足低磷、低硫鋼需求）；④降低成本（預(yù)處理劑比轉(zhuǎn)爐造渣劑更高效）。常用工藝：①脫硫：機(jī)械攪拌法（KR法）、噴吹法（CaO+Mg粉）；②脫磷：轉(zhuǎn)爐法（預(yù)處理轉(zhuǎn)爐）、鋼包法（加入氧化劑+CaO）；③脫硅：高爐出鐵場噴吹氧化劑（如鐵礦石、氧化鐵皮）。5.噴濺預(yù)防措施：①控制供氧制度（前期低槍位化渣，中期穩(wěn)定槍位避免碳氧反應(yīng)劇烈）；②調(diào)整渣料加入（分批加入石灰，避免集中加入導(dǎo)致渣層過厚）；③控制鐵水成分（避免硅、碳含量過高）；④監(jiān)測爐渣狀態(tài)（通過火焰、爐口壓力判斷泡沫渣厚度）；⑤加入消泡劑（如少量鐵礦石或氧化鐵皮，降低渣中FeO，抑制泡沫）。五、計(jì)算題1.解：（1）C氧化量：(4.2%0.18%)×98%=4.02%×0.98=3.9396%C氧化反應(yīng)：C+O?=CO?（假設(shè)完全氧化為CO?），1molC消耗1molO?，質(zhì)量比C:O?=12:32=3:8C氧化耗氧：(3.9396kg/t)×(8/3)=10.5056kg/t（2）Si氧化量：(0.8%0.02%)×95%=0.78%×0.95=0.741%Si氧化反應(yīng)：Si+O?=SiO?，1molSi消耗1molO?，質(zhì)量比Si:O?=28:32=7:8Si氧化耗氧：(0.741kg/t)×(8/7)=0.8469kg/t（3）Mn氧化量：(0.5%0.35%)×85%=0.15%×0.85=0.1275%Mn氧化反應(yīng)：2Mn+O?=2MnO，2molMn消耗1molO?，質(zhì)量比Mn:O?=(2×55):32=110:32=55:16Mn氧化耗氧：(0.1275kg/t)×(16/55)=0.0373kg/t總耗氧量：10.5056+0.8469+0.0373=11.39kg/tO?體積：11.39kg/t÷1.429kg/m3≈7.97m3/t答案：約7.97m3/t2.解：需增加的Si量：120t×(0.25%0.02%)=120×0.23%=0.276t=276kg硅鐵中Si的有效量：75%×90%=67.5%硅鐵加入量：276kg÷67.5%≈408.89kg答案：約408.89kg3.解：Si氧化生成SiO?量：100t×0.6%×(SiO?/Si)=100×0.6%×(60/28)≈1.2857t爐渣中CaO需求：R×SiO?量=3.0×1.2857t≈3.8571t石灰中CaO含量85%，故石灰量：3.8571t÷85%≈4.54t≈4540kg答案：約4540kg六、綜合分析題1.原因分析：①供氧不足：吹氧時(shí)間短或氧氣流量低，碳氧化不充分；②冷卻劑加入過多：如鐵礦石、廢鋼加入量超過計(jì)算值，導(dǎo)致熔池降溫；③鐵水成分波動：鐵水初始碳含量低或硅含量低（硅氧化放熱少）；④槍位控制不當(dāng)：后期槍位過高，熔池?cái)嚢枞?，碳氧反?yīng)速率低；⑤終點(diǎn)判斷失誤：未準(zhǔn)確判斷碳含量，提前停吹。調(diào)整措施：①補(bǔ)吹調(diào)整：適當(dāng)提高槍位（增加渣中FeO，促進(jìn)碳氧化），延長吹氧時(shí)間，同時(shí)加入少量鋁?；蚬梃F（發(fā)熱劑）升溫；②出鋼后處理：鋼包內(nèi)加入硅鈣鋇等發(fā)熱合金（利用氧化放熱），或采用LF爐加熱升溫；③優(yōu)化前期操作：下次吹煉時(shí)減少冷卻劑加入量，提高前期供氧強(qiáng)度（低槍位化渣），確保中期碳劇烈氧化放熱；④加強(qiáng)成分預(yù)判：吹煉前檢測鐵水成分，調(diào)整冷卻劑加入量（如鐵水硅低時(shí)減少廢鋼）。2.噴濺原因：①泡沫渣過厚：爐渣中FeO含量高（前期槍位過高），導(dǎo)致渣層發(fā)泡，氣體排出受阻；②碳氧反應(yīng)劇烈：中期溫度驟升，碳氧化速率突然增大，CO氣體大量析出，推動渣層噴濺；③鐵水硅含量過高：硅氧化生成大量SiO?，爐渣黏度增加，泡沫穩(wěn)定性增強(qiáng)；④渣料加入不當(dāng)：石灰集中加入，渣層快速增厚，氣體無法及時(shí)排出