張 宇

(東北特鋼集團北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾161041)

國內(nèi)很多企業(yè)的轉(zhuǎn)爐都使用電石脫氧，并作為科技成果推廣。作者針對某煉鋼廠自1997年投產(chǎn)以來，在鋼水終脫氧劑的使用上先后經(jīng)歷過硅鋁鐵、硅鋁鋇和硅鋁鋇鈣等過程相關(guān)數(shù)據(jù)進行了分析研究。這一企業(yè)通常采用硅鋁鋇作為鋼水終脫氧劑，硅鐵和錳鐵作為合金化材料。這種脫氧及合金化方式，受鋼水終點［C］、出鋼溫度及下渣量等影響，造成鋼中［Si］、［Mn］成分波動大，合金元素回收率不穩(wěn)定;并且當(dāng)脫氧劑用量加大時，脫氧后的鋼水中酸溶鋁超過一定程度(Als＞0.006%)時，將導(dǎo)致生成固態(tài)Al2O3簇狀夾雜物，鋼水粘度增大，夾雜物增多且不易上浮排除，最終導(dǎo)致中包水口結(jié)瘤。為此，煉鋼廠對原有的脫氧工藝進行優(yōu)化，成功地開發(fā)以使用鈣系脫氧劑為主的終脫氧工藝，有效地解決了上述問題。

1 電石脫氧的應(yīng)用

作者考證:這一企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼終脫氧劑只用Ca系一種，噸鋼使用量為1.2kg，出鋼前一次性加入鋼包內(nèi)，出鋼過程中加鐵合金進行脫氧合金化。鋼水經(jīng)底吹氬(或氮氣)攪拌均勻，鎮(zhèn)靜一段時間后送往連鑄。但對于北滿特鋼而言，Ca系脫氧劑只選擇CaC2，并放到轉(zhuǎn)爐出鋼時加入，尤其是軸承鋼更應(yīng)該在出鋼時加入，不允許在LF爐使用。

Ca作為第二主族元素，反應(yīng)性很強，有相當(dāng)強的脫氧能力，但Ca在鐵液中的溶解度很小，1600℃時為0.032%，在固體鐵中幾乎不溶解;同時Ca的蒸氣壓非常大，在1600℃時為1.98個大氣壓。因此，僅用單一的Ca作為脫氧劑消耗太大，在經(jīng)濟上不合理，為了提高Ca脫氧效率，需提高Ca在鐵中的溶解度，C、Si、Al等元素效果很好，而C的作用又最大，每1%C可提高Ca的溶解度一倍。

2 電石脫氧的優(yōu)點

使用鈣系脫氧劑來優(yōu)化脫氧工藝后，錳鐵和硅鐵回收率與使用硅鋁鋇脫氧相比較分別提高了5.11%和2.72%。同樣，脫氧脫硫也能達(dá)到很好的效果。與原脫氧工藝相比，使用鈣系脫氧劑來優(yōu)化脫氧工藝后有以下幾個方面的優(yōu)點:

(1)因Ca脫氧能力比鋁強，因此脫氧效果更好，脫氧產(chǎn)物:

既節(jié)約了一定的石灰渣料，也通過C0氣泡的上浮，進一步去除N、H氣體。還可以提高合金Mn等元素回收率。

(2)可改善鋼水流動性，有效去除鋼中夾雜物，提高鋼水純凈度，防止中包水口結(jié)瘤;

(3)生產(chǎn)中碳低合金鋼時，有較小的增碳效果;

(4)使用Ca系脫氧劑取代硅鋁鋇作終脫氧劑，會使鋼材力學(xué)性能如屈服強度、抗拉強度有一定幅度的提高。轉(zhuǎn)爐出鋼使用主要將過高的溶解氧去除一部分，形成產(chǎn)物更利于夾雜物去除，是脫氧工藝的進步，在生產(chǎn)中切實可行。

3 電石的化學(xué)性質(zhì)

電石的分子式為CaC2，分子量為64.10，工業(yè)品是灰色，黃褐色或黑色固體，含碳化鈣較高的呈紫色。碳化鈣新斷裂面有光澤，暴露在空氣中因吸收水分失去光澤呈灰白色。相對密度2.22(18℃)。工業(yè)品一般含電石80%。熔點2300℃。能導(dǎo)電，純度越高導(dǎo)電越易?；瘜W(xué)性質(zhì)非常活潑，能與許多氣體、溶液在適當(dāng)溫度下發(fā)生反應(yīng)。遇水激烈分解產(chǎn)生乙炔氣和氫氧化鈣，并放出大量的熱。與氯、氯化氫，硫、磷、乙醇等在高溫下均能發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)。

4 電石的包裝儲運

包裝儲運:用壁厚不少于1mm的鐵桶包裝，有100kg或200kg裝。鐵桶側(cè)面用油漆標(biāo)明“電石避免水火”字樣。電石應(yīng)儲存于干燥、陰涼、通風(fēng)的庫房，與可燃物品及強酸類要隔離。

5 毒性防護

毒性防護:電石粉末有刺激性，觸及皮膚上的汗液生成Ca(OH)2，灼傷皮膚，直至皮膚潰爛。吸入體內(nèi)能傷害人的呼吸系統(tǒng)。在工作中要戴風(fēng)鏡、口罩和手套。搬運時和入庫前都要把桶內(nèi)氣體放完。并嚴(yán)禁滾桶、重放、碰撞以防引起火花、造成爆炸。消防禁止用水，只可用砂或二氧化碳滅火，也可用干燥碳酸鈉(純堿粉)滅火。

6 電石在各種情況下的化學(xué)反應(yīng)

(1)電石遇水發(fā)生劇烈反應(yīng):

當(dāng)使用飽和的食鹽水時，反應(yīng)會變得慢一些。

(2)電石可以脫去一些結(jié)晶水化物中的水。

(3)電石和鹵素的反應(yīng)比較有特色，如:液溴與電石常溫反應(yīng)

(4)電石與氮氣在1100度反應(yīng)

(5)電石與氧氣共熱

7 結(jié)論

(1)電石是一種很好的脫氧劑，在使用中應(yīng)注意其本身特性。

(2)此工藝在出鋼合金化過程中能充分脫除鋼中氧，并能提高合金元素回收率。