3-40  什么是转炉炼钢的物料平衡与热平衡，物料平衡与热平衡计算的原理是什么，物料平衡与热平衡计算有什么意义?

物料平衡是炼钢过程中加入炉内参与炼钢过程的全部物料与炼钢过程的产物之间的平衡关系。热平衡是炼钢过程的热量来源与支出之间的平衡关系。

通过物料平衡和热平衡的计算，结合炼钢生产的实践，可以确定许多重要的工艺参数。对于指导生产和分析、研究、改进冶炼工艺、设计炼钢车间、选用炼钢设备以及实现炼钢过程的自动控制都具有重要意义。

3-41  出钢温度是怎样确定的?

出钢温度首先取决于所炼钢种的凝固温度。而凝固温度要根据钢种的化学成分而定。

钢液的凝固温度计算有多种经验公式，目前常用的凝固温度计算公式是

3-42  什么是冷却剂的冷却效应，各冷却剂之间的冷却效应值是怎样换算的?

在一定条件下，加入1kg冷却剂所消耗的热量就是该冷却剂的冷却效应。

冷却剂吸收的热量包括冷却剂提高温度所消耗的物理热和参加化学反应消耗的化学热两个部分。

Q冷=Q物+Q化

Q物取决于冷却剂的性质以及出钢温度。Q化不仅与冷却剂本身的成分和性质有关，还与冷却剂在熔池内参加的化学反应有关。在不同条件下，同一冷却剂可以有不同的冷却效应。

3-43  吹炼过程中怎样控制和调整熔池温度?

在吹炼过程中，可根据炉口火焰特征和参考氧枪冷却水进出水温度差判断熔池的温度。过程温度的控制首先应根据终点温度的要求，确定冷却剂加入总量，然后在一定时间内分批加入。废钢是在开吹前一次加入。铁矿石和氧化铁皮又能起到助熔剂的作用，可随造渣材料同时加入。若发现熔池温度不合要求，凭经验数据加入提温剂或冷却剂加以调整。

3-44  由于铁水因素的变动，如何调整冷却剂用量?

计算废钢加入量应考虑以下因素。

(1)由于铁水成分变化引起废钢加入量的变化。

(2)由于铁水温度变化引起废钢加入量的变化。

(3)由于铁水加入量变化引起废钢加入量的变化。

(4)目标停吹温度变化引起废钢加入量的变化。

除上述情况以外，还有其他情况下温度控制应当修正值，如铁水入炉后等待吹炼、终点停吹等待出钢、钢包粘钢等。在出钢前若发现温度过高或过低时，应及时在炉内处理，决不能轻易出钢。

3-45  什么是终点控制，终点的标志是什么?

终点控制主要是指终点温度和成分的控制。对转炉终点的精确控制不仅要保证终点碳、温度的精确命中，确保S、P成分达到出钢要求，而且要求控制尽可能低的钢水氧含量〔O〕

转炉兑入铁水后，通过供氧、造渣等操作，经过一系列物理化学反应，而达到该钢种所要求的成分和温度的时刻，称为“终点”。

到达终点的具体标志如下。

(1)钢中碳含量达到所炼钢种要求的控制范围；

(2)钢中P、S含量低于规定下限要求的一定范围；

(3)出钢温度保证能顺利进行精炼和浇注；

(4)达到钢种要求控制的氧含量。    ’

3-46  什么叫终点控制的“双命中”，后吹有什么危害?

通常把吹炼中钢水的碳含量和温度达到吹炼目标要求的时刻，停止吹氧操作称做“一次拉碳”。一次拉碳钢水中碳含量或温度达到目标要求称为命中，碳含量和温度同时达到目标要求范围叫“双命中”。

所以准确拉碳，减少后吹，提高终点命中率是终点控制的基本要求。采用计算机动态控制炼钢，终点命中率可达90％以上，控制精度ω[c]为�0.015％，温度t为�12℃，而靠经验炼钢，终点命中率只有60％左右。由于终点命中率大幅度提高，因此钢水中气体含量低，钢水质量得到改善。

一次拉碳未达到控制的目标值需要进行补吹，补吹也称为后吹。拉碳碳含量偏高、拉碳硫、磷含量偏高或者拉碳温度偏低均需要补吹。因此，后吹是对未命中目标进行处理的手段。后吹会给转炉冶炼造成如下严重危害。

(1)钢水碳含量降低，钢中氧含量升高，从而钢中夹杂物增多，降低了钢水纯净度，影响钢的质量。

(2)渣中TFe增高、降低炉衬寿命。

(3)增加了金属铁的氧化，降低钢水收得率，使钢铁料消耗增加。

(4)延长了吹炼时间，降低转炉生产率。

(5)增加了铁合金和增碳剂消耗量，氧气利用率降低，成本增加。

3-47  终点碳控制有哪些方法，各有什么优缺点？

终点碳控制的方法有：一次拉碳操作、低碳低磷增碳操作和高拉碳低氧操作。

A一次拉碳操作

根据终点碳和温度的要求进行吹炼，终点碳和温度同时达到目标时提枪，这种操作称为一次拉碳。一次拉碳要求操作技术水平高，其优点是可以消除后吹的危害。

B低碳低磷操作

终点碳的控制目标是根据终点钢中硫、磷含量情况而确定，只有在低碳状况下炉渣才更利于充分脱磷；由于碳含量低，在出钢过程必须进行增碳，到精炼工序再微调成分以达到最终目标成分要求。

除超低碳钢种外的所有钢种，终点均控制在ω〔c〕=0.05％～0.08％，然后根据钢种规格要求加入增碳剂。

这种操作的优点是

(1)只有终点碳低时，熔渣TFe含量高，脱磷效率才可能提高。

(2)操作简单，生产率高。

(3)操作稳定，易于实现自动控制。

(4)废钢比高。

C  高拉碳低氧操作

高拉碳的优点是终渣氧化铁含量低、金属收得率高、氧气消耗低、合金收得率高、钢水气体含量少。但高拉碳法终渣氧化铁含量较低，除磷有困难；同时，在中、高碳范围拉碳终点的命中率也较低，通常须等成分确定是否补吹。因此，要根据成品磷的要求，决定高拉碳范围，既能保证终点钢水氧含量低，又能达到成品磷的要求，并减少增碳量。

3-48  如何判断终点钢水中的碳含量?

现代炼钢是通过副枪探头测定碳含量，或对烟道中炉气连续检测分析预报终点碳。如尚未使用副枪和炉气分析预报等动态控制手段，仍然需要凭经验入工判断终点。用红外碳硫分析仪、直读光谱仪分析成分决定出钢。人工凭经验判断终点碳的方法如下。

A  看火焰

转炉内碳氧化在炉口形成了火焰。炉口火焰的颜色、亮度、形状、长度随炉内脱碳量和速度有规律地变化，所以能够从火焰的外观来推断炉内的碳含量。

在吹炼前期碳氧化量少温度低，所以炉口火焰短，颜色呈暗红色；吹炼中期碳开始激烈氧化，火焰白亮，长度增加，也显得有力；当碳含量进一步降低到0.20％左右时，由于脱碳速度明显减慢，这时火焰要收缩、发软、打晃，看起来火焰也稀薄些。炼钢工根据自己的具体体验可以把握住拉碳时机。

B  看火花

在炉口有炉气带出的金属小粒，遇到空气后被氧化，产生火花。碳含量越高(ω〔c〕>1.0%)火花呈火球状和羽毛状，火花弹跳有力；随碳含量的逐渐降低火花依次爆裂成多叉、三叉、二叉，弹跳力也随之减弱；当碳ω〔c〕<0.10％时，火花几乎消失，跳出来的均是小火星和流线。

C  取钢样

在正常吹炼条件下，吹炼终点拉碳后取钢样，将样勺表面的覆盖渣拨开，根据钢水沸腾情况可判断终点碳含量。

ω〔c〕=0.3％～0.4％时：火花分叉较多且碳花密集，弹跳有力，射程较远。

ω〔c〕=0.18％一0。25％时：火花分叉较清晰，一般分为4～5叉，弧度较大。

ω〔c〕=0.12％～0.16％时：碳花较稀，分叉明晰可辨，分为3～4叉，落地呈“鸡爪”状，跳出的碳花弧度较小，多呈直线状。

ω〔c〕<0.10％时：碳花弹跳无力，基本不分叉，呈球状颗粒。

ω〔c〕再低时，火花呈麦芒状，短而无力，随风飘摇。

同样，由于钢水的碳含量不同，在样模内的碳氧反应和凝固也有区别，因此可以根据凝固后钢样表面出现结膜和毛刺，凭经验判断碳含量。

此外还可以用吹炼一炉钢的供氧时间和氧气消耗量作为拉碳的参考。

同时采用红外碳硫分析仪、直读光谱仪等成分的快速测定手段验证经验判断的准确性。

3-49  红外碳硫分析仪的工作原理是怎样的?

红外碳硫分析仪是利用被测气体CO2和SO2对红外线具有选择吸收的原理进行气体定量分析的仪器。试样在瓷性坩埚中，通入氧气经高频感应加热燃烧，试样中的碳和硫氧化生成CO2、SO2。经氧气载流送入检测单元，CO2、SO2吸收红外能量，因而检测单元接受的能量减少，根据红外能量的衰减变化与被测气体浓度间的关系可以确定被测气体的浓度，进而求出试样中C、S元素的含量，分析结果以质量分数直接显示。

3-50  终点温度过高或过低如何调整?

发现终点温度高于目标值，补救的办法是向炉内加冷却剂(铁矿石或生白云石)，根据冷却剂的冷却效应确定用量。加入大量冷却剂后要降枪点吹，以防渣料结团和炉内温度不均匀。当终点碳含量高、温度也高时，用铁矿石调温；如终点温度高、碳含量不高时，可用生白云石或石灰石调温。用矿石调温应注意防止炉口冒烟，影响环境。

吹炼终点温度过低，若终点碳在钢种目标值的上限，可采用补吹提温。若终点碳低，通常的办法是向炉内加硅铁或焦炭，补吹提温。根据钢种成分碳含量要求，在钢包内进行增碳。用硅铁提温应根据硅铁含硅量补加石灰，同时考虑补加石灰对炉温的影响；用焦炭提温应考虑其对钢水的增硫量。

来源：钢铁技术网