徐 亮

（河北鋼鐵集團(tuán)宣化鋼鐵公司，河北 張家口 075100）

鋼鐵企業(yè)立足實(shí)際，選擇合適的轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧工藝，通過降低鋼中的夾雜物，改善鋼水的流動(dòng)性，提升脫氧效率與效果。

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼與脫氧工藝的相關(guān)概述

1.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼的原理

轉(zhuǎn)爐煉鋼操作的設(shè)備為轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐的形態(tài)類似于鴨梨，內(nèi)部為由耐火磚形成的爐壁，爐體能夠360 度任意角度旋轉(zhuǎn)。煉鋼所需的原料為鐵水和廢鋼，轉(zhuǎn)爐煉鋼在整個(gè)吹煉過程為氧化反應(yīng)，煉鋼的基本任務(wù)包括：脫碳、脫磷、脫硫、脫氧去除有害氣體和雜質(zhì)，提高溫度和調(diào)整成分。吹煉過程根據(jù)鐵水溫度和成分操作人員利用熱平衡公式和加白灰、輕燒公式使煉鋼渣系形成合適的堿度和氧化鎂有效的去除C、P、S，并在冶煉結(jié)束能夠達(dá)到合適的出鋼溫度和成分要求。由于在吹煉過程中頂吹氧氣和爐內(nèi)鐵水、廢鋼發(fā)生強(qiáng)有力的化學(xué)氧化反應(yīng)，最終所得鋼水所含氧含量不能滿足鋼種質(zhì)量要求，所以在出鋼過程中要開展脫氧合金化操作來提升鋼的品質(zhì)，達(dá)到鋼種要求。

1.2 脫氧工藝在煉鋼過程中的重要作用

轉(zhuǎn)爐煉鋼期間脫氧技術(shù)主要為了降低鋼中氧的數(shù)量，防止因?yàn)檠鹾枯^多，和別的物質(zhì)發(fā)生不利于生產(chǎn)質(zhì)量要求的反應(yīng)。煉鋼脫氧工序結(jié)束后，氧的占比大概在千分之五左右，沸騰鋼中氧的數(shù)量大約為千分之零點(diǎn)二五到千分之零點(diǎn)三之間，脫氧合金化能夠良好的提升鋼的品質(zhì)，縮減煉鋼的資金投入。如今，脫氧操作的方式眾多，不過科學(xué)含量較低，脫氧技術(shù)應(yīng)用的方式均需要持續(xù)的優(yōu)化，盡量提升技術(shù)操作效果。脫氧技術(shù)的提升能夠在一定程度上提升鋼的品質(zhì)，增加我國(guó)鋼鐵的市場(chǎng)交易數(shù)量，能夠看出脫氧技術(shù)對(duì)于煉鋼來說十分關(guān)鍵。

2 氧在煉鋼中的產(chǎn)生以及危害分析

鋼液中的氧往往和非金屬夾雜物質(zhì)或者溶解氧的形式出現(xiàn)，在材料和吹氧煉鋼期間可能出現(xiàn)氧，不過不管應(yīng)用哪種方式展開煉鋼，通過此種方式可以把鋼中的其他物質(zhì)分解出來，尤其是針對(duì)錳、硅、磷以及碳等物質(zhì)進(jìn)行處理期間，基本上均會(huì)使用到氧氣，和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，使得其他物質(zhì)與氧融合起來，生成新的物質(zhì)，同時(shí)分解出別的物質(zhì)。鋼液中必定或多或少的包含氧，因此在吹氧煉鋼期間，因?yàn)殇撘貉趸推渌镔|(zhì)數(shù)量持續(xù)減少，氧氣在鋼液中的數(shù)量同樣持續(xù)降低，沒有針對(duì)鋼液中的氧氣進(jìn)行良好的治理，鋼液中氧含量較多，等到完全凝結(jié)之后，能夠與鋼液發(fā)生變化，生成晶狀物質(zhì)，并且產(chǎn)生氧化亞鐵。因?yàn)殇撘褐谐霈F(xiàn)氧化亞鐵，能夠造成鑄坯的損壞，進(jìn)而降低成品鋼的品質(zhì)，嚴(yán)重的情況下會(huì)造成形變情況的發(fā)生，產(chǎn)生熱脆、冷脆、氫脆現(xiàn)象，或者導(dǎo)致鋼鐵氧化問題的出現(xiàn)。若是鋼液中氧含量超標(biāo)，容易加劇硫的損害，同時(shí)持續(xù)的發(fā)生化學(xué)現(xiàn)象，在變化出現(xiàn)的時(shí)候同時(shí)導(dǎo)致各種氧化物質(zhì)的出現(xiàn)，摻雜到鋼產(chǎn)品中，降低成品鋼的品質(zhì)，影響鋼材的各項(xiàng)性能。冷凝環(huán)節(jié)中的鋼液，其包含的碳元素同樣與溶解氧產(chǎn)生化學(xué)變化，造成沸騰現(xiàn)象的出現(xiàn)。尤其是氧含量較多的情況下，沸騰現(xiàn)象比較顯著，因?yàn)殇撘褐袝?huì)發(fā)生各種情況的脫氧現(xiàn)象，導(dǎo)致沸騰情況的實(shí)際狀況出現(xiàn)差異，依據(jù)各種沸騰狀況，進(jìn)而出現(xiàn)各種鋼材，譬如沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼以及半鎮(zhèn)靜鋼，若是一氧化碳的氣泡包含在鋼液中，容易造成鑄坯中濃度降低，損壞鋼的硬度。因?yàn)橐陨锨闆r的出現(xiàn)，則需要借助通常的方式展開結(jié)局，提升鋼液的脫氧質(zhì)量，減少鋼液中氧氣數(shù)量。

3 脫氧技術(shù)的現(xiàn)狀

最近幾年，煉鋼操作期間轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧技術(shù)，鋁依舊是應(yīng)用頻率較高的脫氧物質(zhì)，不過鋁回收再次應(yīng)用率在百分之十到百分之二十五，應(yīng)用概率偏低，所以，在一定程度上加劇了煉鋼相關(guān)公司的資金投入，個(gè)別煉鋼單位若是想要良好的處理相關(guān)的情況，需要不斷的研究與鋁相關(guān)的脫氧物質(zhì)，譬如硅鋁鐵與鋁錳鐵。通常條件下，此種脫氧物質(zhì)的密度比鋁質(zhì)材質(zhì)的密度高，把脫氧物質(zhì)添加到鋼液中，擁有充足的反應(yīng)時(shí)間，所以，可以良好的提升回收應(yīng)用效果。脫氧操作之后產(chǎn)生熔點(diǎn)較低的復(fù)合氧化物質(zhì)，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)期望的脫氧效率。鋁進(jìn)行脫氧之后，能夠出現(xiàn)眾多的氧化鋁，此種物質(zhì)的出現(xiàn)能夠在一定程度上影響成品鋼的性能，特別是對(duì)鋼抵御疲勞的性能影響最為大。

4 轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧工藝分析

沉淀脫氧方式與擴(kuò)散脫氧方式作為轉(zhuǎn)爐煉鋼期間應(yīng)用頻次較高的脫氧方式，其均需要應(yīng)用脫氧劑展開脫氧生產(chǎn)，沉淀脫氧方式屬于直接脫氧，而擴(kuò)散脫氧是間接脫氧。此外，具體操作期間真空脫氧方式使用的頻次同樣較高，此種脫氧方式不需要借助脫氧劑，保證鋼液呈現(xiàn)真空情況，破壞碳氧的狀態(tài)，催化碳與氧出現(xiàn)化學(xué)變化，形成一氧化碳然后與鋼液分離。實(shí)際生產(chǎn)期間脫氧技術(shù)與脫氧物質(zhì)的選擇工作必須依據(jù)公司具體狀態(tài)與商品類型進(jìn)行判定。

4.1 沉淀脫氧法

采用沉淀脫氧方式期間，脫氧劑的選取和應(yīng)用在一定程度上影響著脫氧操作質(zhì)量。因?yàn)檗D(zhuǎn)爐煉鋼脫氧有關(guān)探究和應(yīng)用力度持續(xù)加大，在具體操作期間良好的完善了脫氧技術(shù)，特別是基本沉淀脫氧技術(shù)中應(yīng)用的鈣系脫氧物質(zhì)，其脫氧成效比較顯著。

（1）針對(duì)鈣系脫氧物質(zhì)的組成進(jìn)行研究。鈣系脫氧物質(zhì)中囊括鈣、碳、硅、鋇、錸以及鋁等，依據(jù)鋼的種類，針對(duì)鈣系脫氧物質(zhì)的組成展開科學(xué)的配置，可以良好的提高脫氧物質(zhì)和氧氣的融合，從而取得良好的脫氧操作質(zhì)量。

（2）針對(duì)鈣系脫氧物質(zhì)的生產(chǎn)原理進(jìn)行研究。鈣是比較關(guān)鍵的元素，和別的元素進(jìn)行對(duì)比其融合性較高。鋇與鈣類似，其脫氧能力較高，將鋇摻雜入硅鋁鐵當(dāng)中能夠生成硅鋁鋇，能夠良好的提高鋇的脫氧能力。當(dāng)鋇和鈣進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)鈣的脫氧性能較高，鈣和鋇的摩爾質(zhì)量比值為1 比3.43，由此可見若想分解出相同的氧氣，就需要加入鈣的數(shù)量為1 千克，而加入鋇數(shù)量應(yīng)為3.43kg。但是，鈣在鋼液中的溶解性能較弱，即使鋼液的溫度高達(dá)一千六百攝氏度，鈣的溶解能力也只達(dá)到千分之零點(diǎn)三，同時(shí)鈣基本上不能在固體鐵中溶解。并且在此種條件下鈣的蒸氣壓大約高于大氣壓力一倍，因此鈣的蒸氣壓較高，如果單純的將鈣當(dāng)作脫氧物質(zhì)，則會(huì)浪費(fèi)眾多的鈣，進(jìn)而加劇資金投入，降低生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。因此，若是想要提高脫氧物質(zhì)的應(yīng)用效果，必須保證脫氧操作效果，需要應(yīng)用各種方式提升鋼液中鈣物質(zhì)的溶解能力。依據(jù)具體情況研究鈣物質(zhì)中其他元素的添加量，進(jìn)而提升其溶解性能。

4.2 普碳鋼脫氧工藝優(yōu)化

在應(yīng)用普碳鋼脫氧技術(shù)進(jìn)行煉鋼期間必須關(guān)注下列操作：

（1）脫氧操作前期在轉(zhuǎn)爐中合理的添加價(jià)格低廉的增碳物質(zhì)。

（2）在硅鐵與硅錳合金的效用中逐步開展脫氧操作與脫氧合金化操作。

（3）通過吹氬站進(jìn)行深層次的脫氧操作。實(shí)際操作期間，轉(zhuǎn)爐煉鋼期間，若是轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)大于等于千分之零點(diǎn)五，能夠在鋼液充斥爐底時(shí)添加增碳物質(zhì)，同時(shí)認(rèn)真的查看增碳物質(zhì)的溶解情況以及鋼包翻騰狀況，在確定其滿足標(biāo)準(zhǔn)的條件下添加硅鐵和硅錳合金，進(jìn)而完成脫氧合金化操作；若是轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)小于或等于千分之零點(diǎn)五，能夠在煉鋼過程進(jìn)行百分之二十的情況下添加適量的鋁鐵與硅錳合金，待預(yù)脫氧操作完結(jié)后按照順序?qū)⒃鎏嘉镔|(zhì)與其他材質(zhì)添加到爐體中，從而完成脫氧合金化操作。進(jìn)行吹氬期間既要保證其整體性，同時(shí)需要依照標(biāo)準(zhǔn)管控操作強(qiáng)度與時(shí)間。和之前進(jìn)行對(duì)比，優(yōu)化措施中脫氧技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性較高，如果鋼液中W（C）偏高能夠利用增碳物質(zhì)展開預(yù)脫氧操作，如果鋼液中W（O）偏高，則需要應(yīng)用成本較低的鋁鐵進(jìn)行脫氧，通過此種方式，既能夠提升普碳鋼脫氧技術(shù)的安全性能，同時(shí)能夠降低投入資金，其應(yīng)用與推廣價(jià)值較高。

4.3 真空脫氧法

真空脫氧方式采用的是抽真空的方式，把經(jīng)過處理的鋼液放置在真空條件下，破壞碳與氧狀態(tài)，催化碳與氧出現(xiàn)化學(xué)變化，一氧化碳與鋼液分離，完成脫氧操作。脫氧操作期間適量加入惰性氣體能夠促進(jìn)鋼液的攪動(dòng)，在碳氧出現(xiàn)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)期間起到催化效用。致使一氧化碳與鋼液分離，進(jìn)而降低對(duì)鋼液的破壞，在一氧化碳上升過程中可以順便分離出非金屬物質(zhì)，完成脫氧操作的過程中順便進(jìn)行脫碳操作，此方式在進(jìn)行低碳鋼生產(chǎn)期間應(yīng)用比較廣泛。一氧化碳的分離可以促進(jìn)鋼液的攪動(dòng)，能夠落實(shí)良好的化學(xué)現(xiàn)象，保證脫氧操作質(zhì)量，并且降低脫氧物質(zhì)與石灰的應(yīng)用，縮減脫氧操作資金投入。在具體生產(chǎn)期間，應(yīng)用的技術(shù)比較簡(jiǎn)便，可以良好的確保鋼材品質(zhì)，將轉(zhuǎn)爐與電爐外部操作環(huán)節(jié)當(dāng)作提升鋼材品質(zhì)的良好方法。

4.4 擴(kuò)散脫氧工藝

擴(kuò)散脫氧技術(shù)主要通過脫氧物質(zhì)針對(duì)煉鋼期間氧氣數(shù)量進(jìn)行管控。此種方式能夠縮減鋼的損傷程度，保證生產(chǎn)鋼材的品質(zhì)。其不足之處在于擴(kuò)散效率低，脫氧操作應(yīng)用的時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)造成時(shí)間的損耗，同時(shí)可能出現(xiàn)回磷現(xiàn)象。若是脫氧技術(shù)比較純熟，能夠降低脫氧操作用時(shí)，由此可見擴(kuò)散脫氧方式的應(yīng)用價(jià)值較高。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煉鋼的品質(zhì)與煉鋼過程中氧含量的控制有密切的聯(lián)系，所以在煉鋼實(shí)踐中，必須要基于氧的危害對(duì)氧的含量進(jìn)行具體的控制。文章對(duì)煉鋼過程中的質(zhì)量控制因素進(jìn)行明確，并就轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中氧的產(chǎn)生以及氧的危害進(jìn)行具體的分析，并對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼中的脫氧方法以及具體的操作等進(jìn)行闡述，目的是要為轉(zhuǎn)爐煉鋼實(shí)踐中的脫氧工藝?yán)?，提供科學(xué)的指導(dǎo)和幫助，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼質(zhì)量的全面提升。