[问答题,简答题] 影响转炉炼钢终点温度的因素有哪些?
[问答题,简答题] 影响转炉炼钢终点温度的因素有哪些?
题目解答
答案
(1)、铁水成分。 (2)、铁水温度。 (3)、铁水装入量。 (4)、炉龄。 (5)、终点碳含量。 (6)、炉与炉的时间间隔。
解析
本题考查转炉炼钢过程中影响终点温度的因素相关知识。解题思路是从转炉炼钢的整个工艺流程出发,分析各个环节中可能对最终钢水温度产生影响的因素。
1. 铁水成分
铁水中不同元素的含量会影响炼钢过程中的化学反应热。例如,铁水中的硅(Si)、锰(Mn)等元素在氧化过程中会放出大量的热,其化学反应式如下:
- 硅的氧化:$Si + O_{2}=SiO_{2}$,$\Delta H=-859.4\ kJ/mol$
- 锰的氧化:$Mn + \frac{1}{2}O_{2}=MnO$,$\Delta H=-280.3\ kJ/mol$
铁水成分不同,这些元素的氧化程度和放热量就不同,从而影响终点温度。
2. 铁水温度
铁水本身的温度是炼钢过程热量的重要来源之一。初始铁水温度高,带入炉内的热量就多,在炼钢过程中就不需要额外加入过多的热量来达到终点温度;反之,初始铁水温度低,就需要更多的热量补充,否则终点温度可能达不到要求。
3. 铁水装入量
铁水装入量的多少会影响炉内的热平衡。装入量多,炉内的物质总量增加,需要更多的热量来加热和进行化学反应;同时,装入量多也会影响炉内的传热和传质过程,进而影响终点温度。
4. 炉龄
随着炉龄的增加,炉衬的侵蚀程度会加剧。炉衬侵蚀后,炉壁的保温性能下降,热量散失增加。而且炉衬的侵蚀还可能影响炉内的气流分布和化学反应的进行,从而对终点温度产生影响。
5. 终点碳含量
终点碳含量与炼钢过程中的脱碳反应密切相关。脱碳反应是一个吸热反应,其反应式为:$C + O_{2}=CO_{2}$,$\Delta H=-393.5\ kJ/mol$。终点碳含量不同,脱碳反应的程度和吸热量就不同,进而影响终点温度。
6. 炉与炉的时间间隔
炉与炉的时间间隔会影响炉衬的温度和状态。如果时间间隔短,炉衬还没有充分冷却,炉内的热量相对较多;反之,如果时间间隔长,炉衬冷却程度大,炉内热量散失多,在开始下一次炼钢时就需要更多的热量来升温,从而影响终点温度。