炼钢炼铁考试

一高炉有效容积利用系数：

有效容积利用系数

式中：

P－生铁日产量，

Vμ－高炉有效容积，m3； 

可见，利用系数愈大，生铁产量愈高，高炉的生产率也就愈高。P(生铁日产量)和利用系数都是生产率指标。对一定容积的高炉，随P成正比地增加。对不同容积高炉，P无可比性，而利用系数可比

二综合焦比：

焦比（K）  是生产1吨生铁所消耗的焦炭重量。显然，焦比愈低愈好。

式中：Q－每日消耗焦炭量，kg/d。

简答题

1简述在高炉条件下铁氧化物还原的一般规律

2何为供氧制度的两种操作方式

两种操作方式：

软吹：低压、高位，吹入的氧在渣层中，渣中FeO升高、有利于脱磷；

硬吹：高压低位(与软吹相反)，脱P不好，但脱C好，穿透能力强，脱C反应激烈 。

3转炉喷溅分几类，在操作中防止喷溅的措施

转炉喷溅分：爆发性喷溅、金属喷溅及泡沫渣喷溅

⏹控制渣量

⏹吹氧脱碳的温度控制

⏹控制位，保证渣中FeO在一定范围(15－20％)

⏹保持合适的炉容比

4转炉冶炼的五大制度

⏹转炉冶炼五大制度

    装料制度

    供氧制度

    造渣制度

    温度制度

    终点控制及合金化制度

5顶底复吹转炉工艺特点

⏹完全依靠铁水氧化带来的化学热及物理热;

⏹生产率高（冶炼时间在20分钟以内）；

⏹质量好（*气体含量少：（因为CO的反应搅拌，将N、 H除去）可以生产超纯净钢,有害成份（S、P、N、H、O）〈80ppm； 

⏹冶炼成本低，耐火材料用量比平炉及电炉用量低；

⏹原材料适应性强，高P、低P都可以。 

6高炉装料制度的调查主要影响高炉行程中哪些现象

它是炉料装入炉内方式的总称。它决定着炉料在炉内分布的状况。由于不同炉料对煤气流阻力的差异，因此炉料在横断面上的分布状况对煤气流在炉子上部的分布有重大影响，从而对炉料下降状况，煤气利用程度，乃至软熔带的位置和形状产生影响。

7铁矿石的质量评价主要包括哪几方面，并谈一谈对高炉冶炼的影响

铁矿石质量直接影响高炉冶炼效果，必须严格要求。通常从以下几方面评价：

1.矿石品位（含铁品位）

品位即铁矿石的含铁量，它决定着矿石的开采价值和入炉前的处理工艺。入炉品位愈高，愈有利于降低焦比和提高产量，从而提高经济效益。经验表明，若矿石含铁量提高1%，则焦比降低%，产量增加3%。因为品位提高，意味着酸性脉石大幅度减少，冶炼时可少加石灰石造渣，因而渣量大大减少，既节省热量，又促进炉况顺行。例如鞍山地区的酸性贫铁矿，含铁30%，SiO2 50%，富选后精矿品位达到60%，SiO2降低到14%；含铁量提高一倍，SiO2降低近3/4。而生产1t生铁的渣量和熔剂用量减少到原来的1/8。可见提高品位对冶炼的影响是很大的。

2．脉石成分及分布

脉石中含有碱性脉石，如CaO、MgO；有酸性脉石，如SiO2、Al2O3。一般铁矿石含酸性脉石者居多，即其中SiO2高，需加入相当数量的石灰石造成碱度（CaO/SiO2）为1.0左右的炉渣，以满足冶炼工艺的需求。因此希望酸性脉石含量愈少愈好。而含CaO高的碱性脉石则具有较高的冶炼价值。如某铁矿成分（%）为Fe 45.30，CaO 10.05，MgO 3.34，SiO2 11.20。自然碱度（CaO/SiO2）=0.9，（CaO+MgO）/SiO2=1.2，接近炉渣碱度的正常范围，属自熔性富矿。

若考虑MgO则为52.3％。脉石中的MgO还有改善炉渣性能的作用，但这类矿石不多见。脉石中的Al2O3含量也应控制，若Al2O3含量过高，使炉渣中Al2O3浓度超过22~25%时，炉渣难熔而不易流动，使冶炼造成困难。印度塔塔钢铁公司（TISCO）矿石中Al2O3高，炉渣中Al2O3含量高达25%左右，因此采取提高MgO的含量来解决炉渣流动性的问题 

3．有害杂质的含量

有害杂质通常指S、P、Pb、Zn、As等，它们的含量愈低愈好。Cu有时为害，有时为益，视具体情况而定。表2-2 为入炉铁矿石有害杂质的界限含量。

             表2-2 入炉铁矿石有害杂质的界限含量（%）

硫是对钢铁危害大的元素，它使钢材具有热脆性。

磷是钢材中的有害成分，使钢具有冷脆性。

矿石中的磷在选矿和烧结过程中不易除去，在高炉冶炼过程磷几乎全部进入生铁。因此，生铁含磷量决定于矿石含磷量，要求铁矿石含磷愈低愈好。

4有益元素

铁矿石中常共生有Mn、Cr、Ni、Co、V、Ti、Mo；包头白云鄂博铁矿还含有Nb、Ta及稀土元素Ce、La等。这些元素有改善钢铁性能的作用，故称有益元素。

当它们在矿石中的含量（%）达到一定数值时，如Mn≥5、Cr≥0.06、Ni≥0.2，Co≥0.03，V≥0.1~0.15，Mo≥0.3，Cu≥0.3，则称为复合矿石，经济价值很大，应考虑综合利用。

5矿石的还原性

6矿石的高温性能

7矿石化学成分的稳定性

8何谓上部调节和下部调节，各起什么作用，为何二者要相互结合

利用装料制度的变化以调节炉况被称为一部调节。

送风制度是指通过风口向高炉内鼓送具有一定能量的风的各种控制参数的总称。它包括风量、风温、风压、风中含氧、湿分、喷吹燃料以及风口直径、风口中心线与水平的倾角，风口端伸入炉内的长度等等。由此确定两个重要参数：风速和鼓风动能。调节上述诸参数以及喷吹量常被称为下部调节。

下部调节是通过 上述诸参数的变动来控制风口燃烧带状况和煤气流的初始分布。与上部调节相配合是控制炉况顺行、煤气流合理分布和提高煤气利用的关键。一般来说，下部调节的效果较上部调节快。因此它是生产者常用的调节手段。

9结合高炉纵剖面图说明各区域的主要反应和主要特征

1.2.3 高炉内主要区域

将正在运行中的高炉突然停炉并进行解剖分析，结构表明，根据物料存在形态的不同，可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣体聚集区（图1-3）。 

各区内进行的主要反应及特征分别为：

块状带：炉料中水分蒸发及受热分解，铁矿石还原，炉料与煤气热交换；焦炭与矿石层状交替分布，呈固体状态；以气固相反应为主。

软熔带：炉料在该区域软化，在下部边界开始熔融滴落；主要进行直接还原反应，初渣形成

滴落带：滴落的液态渣铁与煤气及固体碳之间进行多种复杂的化学反应。

回旋区：喷入的燃料与热风发生燃烧反应，产生高热煤气，是炉内温度最高的区域。

渣铁聚集区：在渣铁层间的交界面及铁滴穿过渣层时发生渣金反应。

10焦碳在高炉冶炼中的作用及高炉冶炼对焦C的质量要求

11高风温对高炉冶炼的影响

降低高炉的焦比和燃料比的措施—提高风温

鼓风带入高炉的热量100%被利用。提高风温是最有效、最经济的节能措施，同时高风温还是大喷吹煤量的必要条件。国际上先进高炉的风温是1200--1300℃，而2002年，我国54家大中型钢铁企业中风温>1200℃的仅宝钢一家，风温在1100～1200℃之间的仅有4家，风温<1100℃的有49家，其中<1000℃的有19家，差距仍很大。现在我们有些厂家的精料水平已经和发达国家接近了，已经和国内的宝钢接近了，但一比焦比和燃料比却还差一大截，原因之一就是风温太低。国际上的风温是1200～1300℃，国内一些钢铁厂是1000℃多一点，甚至不到1000℃，仅此一项就使焦比或燃料比高30～40kg。 

12炼钢的主要任务

去除杂质；调整钢的成分；浇注成内外部质量好的钢锭和钢坯。

13炼钢时常用的三种造渣方法并简述其特点

⏹单渣法：铁水Si、P低，或冶炼要求低。

⏹双渣法：铁水Si、P高，或冶炼要求高。

⏹留渣法：利用终渣的热及FeO，为下炉准备

14高炉操作制度，炉型分几部分

高炉操作制度是对炉况有决定性影响的一系列工艺参数的集合。包括装料制度、送风制度、造渣制度及热制度。