馮曉劍

摘要：在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中，氧的產(chǎn)生是不可避免的，我們首先應(yīng)了解氧對(duì)煉鋼生產(chǎn)和鋼產(chǎn)品質(zhì)量的危害，掌握各種脫氧方法，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)脫氧處理工藝的改進(jìn)和利用，才能有效提高對(duì)鋼液脫氧處理的效果。在保證鋼產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本，使煉鋼生產(chǎn)可以有序、高效地進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧技術(shù)在煉鋼企業(yè)中應(yīng)用比較多，能夠極大的改善成鋼的品質(zhì)，通過(guò)對(duì)氧氣含量的控制保證鋼質(zhì)量達(dá)到客戶(hù)需求。本文講述了影響煉鋼質(zhì)量的因素以及氧氣在其中的危害，同時(shí)詳細(xì)介紹了煉鋼生產(chǎn)中轉(zhuǎn)爐煉鋼的脫氧工藝技術(shù)，以供同業(yè)者參考。

關(guān)鍵詞：煉鋼生產(chǎn);轉(zhuǎn)爐煉鋼;脫氧工藝

1引言

近些年，煉鋼生產(chǎn)工藝普遍，煉鋼企業(yè)也不斷增多，鋼鐵市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈。各煉鋼企業(yè)開(kāi)始不斷提高企業(yè)煉鋼水平，以期待通過(guò)高技術(shù)高質(zhì)量形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，他們?cè)诓粩嗟母倪M(jìn)工藝措施來(lái)提高鋼產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)降低成本增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。很長(zhǎng)一段時(shí)間里，煉鋼技術(shù)得不到提高，解決不了鋼內(nèi)部組織松散、大量氣孔等質(zhì)量問(wèn)題，后來(lái)發(fā)現(xiàn)是高含量的氧氣導(dǎo)致的，轉(zhuǎn)爐脫氧技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，巧妙的去除了鋼液中的氧氣，大幅度提升了鋼產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)減少?gòu)U品率使投資成本降低。鋼產(chǎn)品生產(chǎn)變的高效高質(zhì)量，為我國(guó)的建設(shè)和人們的日常應(yīng)用提供了極大的便利。

2煉鋼過(guò)程影響質(zhì)量因素

對(duì)煉鋼質(zhì)量形成影響的因素有很多，各個(gè)環(huán)節(jié)稍有不慎，都可能會(huì)影響最終煉鋼結(jié)果，因此對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的原材料都需要仔細(xì)檢查、認(rèn)真核對(duì)，同時(shí)檢查操作規(guī)程的正確性以及操作設(shè)備的使用情況。在煉鋼過(guò)程中，鋼爐的選擇比較重要，原材料中夾雜的各類(lèi)雜質(zhì)也會(huì)是鋼質(zhì)量有影響，轉(zhuǎn)爐中的氧含量和鋼液的處理都會(huì)直接影響最終產(chǎn)品，尤其是氧氣含量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致整批鋼材報(bào)廢，因此有效控制鋼液中的氧氣含量就是對(duì)鋼質(zhì)量最好的控制。

3氧氣在煉鋼中的產(chǎn)生和危害

氧氣通常是非金屬夾雜物或者溶解氧的形式存在于鋼液中，原材料中會(huì)存在一定的氧含量，在煉鋼過(guò)程中也會(huì)造成氧含量的增加。煉鋼的原材料存在許多雜質(zhì)，煉鋼過(guò)程中需要將這些雜質(zhì)去除，通常使用的方法都是加入氧氣使其形成氧化物沉淀，然后將其析出。在這個(gè)過(guò)程中，氧氣就會(huì)殘留到鋼液中。

隨著其他雜質(zhì)的清除，鋼液中氧含量明顯增多，氧含量的增高使得鋼液冷凝固時(shí)，與其中鐵元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成FeO，這種物質(zhì)存在于鋼液中，使得凝固出的組織不符合要求，鋼的整體塑形變差、易斷裂，并且鋼會(huì)更容易氧化銹蝕。鋼液中過(guò)多的氧氣還會(huì)與其中的其他物質(zhì)元素發(fā)生反應(yīng)，形成各類(lèi)氧化物雜質(zhì)，使鋼本身力學(xué)性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。另外氧元素還會(huì)與鋼中的碳發(fā)生反應(yīng)，形成一氧化碳?xì)馀菔贡砻娣序v。氧含量的多少產(chǎn)生的沸騰效果不同，越多的氧就會(huì)導(dǎo)致更劇烈的沸騰現(xiàn)象，有時(shí)會(huì)達(dá)到沸騰鋼的程度，這些CO氣泡會(huì)使成鋼組織松散，剛度和強(qiáng)度下降。由此可知，脫氧技術(shù)對(duì)煉鋼非常重要，使氧氣含量降低到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，控制其產(chǎn)生CO量及其他氧化物雜質(zhì)，保證鋼的密度、力學(xué)性能和強(qiáng)度達(dá)到要求是煉鋼作業(yè)中一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。

4煉鋼生產(chǎn)中轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧工藝

4.1沉淀脫氧

沉淀脫氧就是在鋼液中加入脫氧劑，使其與氧氣充分反應(yīng)，形成固定的氧化物，將其從鋼液中分離出來(lái)。這是一種相對(duì)簡(jiǎn)單且比較容易操作的方法，這種方法的工作效率相對(duì)比較高，脫氧速度比較快，不會(huì)因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)而拖延工期;但是這同樣是一種形成新的雜質(zhì)的方式，若是對(duì)這種新的氧化物雜質(zhì)以及殘余的脫氧劑去除不徹底，則會(huì)對(duì)鋼液形成新的污染雜質(zhì)，影響成鋼的其他性能，失去了最初的目的和意義。

4.2擴(kuò)散脫氧

這種方法是將脫氧劑加入到爐渣中，使?fàn)t渣中的氧化鐵含量明顯減少，這樣鋼液中的氧化鐵就會(huì)自發(fā)的轉(zhuǎn)移到爐渣中，這是一種人為降低爐渣中氧化鐵的方式，通過(guò)這種方式使得鋼液中氧化鐵因均勻原則而擴(kuò)散，因此在一定程度上，爐渣中的氧化鐵含量對(duì)鋼液中氧含量影響也比較大。

爐內(nèi)脫氧：爐渣中的脫氧劑多為硅鐵或鋁硅碳的融合物。這種脫氧方法一般不會(huì)直接污染鋼液，而且脫氧物質(zhì)損耗比較少，但是這種爐內(nèi)脫氧需要花費(fèi)大量時(shí)間等其自然擴(kuò)散，效率明顯降低，同時(shí)還可能對(duì)爐襯造成傷害，減少使用壽命，有些脫氧劑還會(huì)造成回磷。盛鋼桶內(nèi)脫氧：一般才用的是合成渣法，即將合成渣與鋼液充分?jǐn)嚢?，使得鋼液中的氧化鐵迅速轉(zhuǎn)移到合成爐渣中，這種方法效率比較高，而且成本相對(duì)比較低，又比較容易操作，被國(guó)內(nèi)外許多鋼鐵廠廣泛的應(yīng)用于脫氧工藝中。

4.3真空脫氧

這種方法主要是通過(guò)對(duì)鋼包內(nèi)抽真空的方法得到，這種方法使得會(huì)導(dǎo)致鋼液中碳氧失衡而發(fā)生反應(yīng)形成CO，因?yàn)槭钦婵諣顟B(tài)，這些氣體會(huì)自發(fā)進(jìn)入空氣中，同樣使鋼液中脫氧。在這個(gè)過(guò)程中還可以吹入一些惰性氣體，加速化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。這類(lèi)脫氧產(chǎn)物對(duì)鋼液沒(méi)有破壞污染，溢出鋼液時(shí)還可以有一定的攪拌作用，加速脫氧，減少了脫氧劑的使用，也在一定程度上減少了投資，因此也被諸多鋼鐵廠所青睞。

4.4普碳鋼脫氧

普碳鋼脫氧采用的脫氧劑成份相對(duì)比較復(fù)雜，成本比較高可以根據(jù)各種原料的脫氧能力對(duì)脫氧劑進(jìn)行優(yōu)化，例如可以選擇先用增碳劑進(jìn)行第一步脫氧，然后加入高質(zhì)量脫氧劑進(jìn)行二次處理，最后利用氬氣喂鋁線深脫氧。這種脫氧過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜，但是成本降低了許多，這種方法安全性比較高，脫氧效果也很好，在實(shí)際工作中也有一定的應(yīng)用范圍。

5結(jié)束語(yǔ)

煉鋼轉(zhuǎn)爐脫氧技術(shù)對(duì)于煉鋼效果有著非常重要的作用，它直接影響煉鋼的生產(chǎn)和成鋼的質(zhì)量狀況。若是脫氧不徹底，導(dǎo)致氧氣殘留在鋼液中，會(huì)導(dǎo)致鋼的塑造性變差，出現(xiàn)氣孔，組織間不能夠正常緊密聯(lián)結(jié)，甚至是熱脆，可能導(dǎo)致鋼的質(zhì)量無(wú)法達(dá)到客戶(hù)要求，形成廢品。本文首先講述了在煉鋼中形成氧氣的原因及其危害，又分析了煉鋼過(guò)程中的脫氧工藝，主要包括沉淀脫氧工藝、擴(kuò)散脫氧工藝以及抽真空的脫氧工藝辦法，這些脫氧工藝各有優(yōu)劣，并且從投資的角度來(lái)說(shuō)也各不相同，需要花費(fèi)的脫氧時(shí)間也有長(zhǎng)有短。在實(shí)際生產(chǎn)制造中，需要從企業(yè)的預(yù)算、鋼的交付節(jié)點(diǎn)以及對(duì)鋼質(zhì)量要求等各個(gè)方面綜合考慮，選擇最優(yōu)化的脫氧工藝，盡可能滿(mǎn)足和平衡各方面要求，降低輸入成本，做好鋼鐵單位質(zhì)量，增加企業(yè)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，并且有自己的競(jìng)爭(zhēng)核心。

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（作者單位：天津鐵廠有限公司）