對煉鋼生產(chǎn)中轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧工藝的探討

侯健

摘要：煉鋼轉(zhuǎn)爐脫氧技術(shù)對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)量無法達(dá)到客戶要求，形成廢品。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)，通過對氧氣含量的控制保證鋼質(zhì)量達(dá)到客戶需求。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)。

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，鋼鐵市場的競爭愈發(fā)激烈。各煉鋼企業(yè)開始不斷提高企業(yè)煉鋼水平，以期待通過高技術(shù)高質(zhì)量形成競爭優(yōu)勢，他們在不斷的改進工藝措施來提高鋼產(chǎn)品質(zhì)量，同時降低成本增加市場競爭力。很長一段時間里，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)量問題，后來發(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，同時減少廢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.煉鋼過程影響質(zhì)量因素

對煉鋼質(zhì)量形成影響的因素有很多，各個環(huán)節(jié)稍有不慎，都可能會影響最終煉鋼結(jié)果，因此對每個環(huán)節(jié)的原材料都需要仔細(xì)檢查、認(rèn)真核對，同時檢查操作規(guī)程的正確性以及操作設(shè)備的使用情況。在煉鋼過程中，鋼爐的選擇比較重要，原材料中夾雜的各類雜質(zhì)也會是鋼質(zhì)量有影響，轉(zhuǎn)爐中的氧含量和鋼液的處理都會直接影響最終產(chǎn)品，尤其是氧氣含量，嚴(yán)重時會直接導(dǎo)致整批鋼材報廢，因此有效控制鋼液中的氧氣含量就是對鋼質(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，原材料中會存在一定的氧含量，在煉鋼過程中也會造成氧含量的增加。煉鋼的原材料存在許多雜質(zhì)，煉鋼過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。在這個過程中，氧氣就會殘留到鋼液中。

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，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，并且鋼會更容易氧化銹蝕。鋼液中過多的氧氣還會與其中的其他物質(zhì)元素發(fā)生反應(yīng)，形成各類氧化物雜質(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，越多的氧就會導(dǎo)致更劇烈的沸騰現(xiàn)象，有時會達(dá)到沸騰鋼的程度，這些CO氣泡會使成鋼組織松散，剛度和強度下降。由此可知，脫氧技術(shù)對煉鋼非常重要，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)性能和強度達(dá)到要求是煉鋼作業(yè)中一項非常重要的任務(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。這是一種相對簡單且比較容易操作的方法，這種方法的工作效率相對比較高，脫氧速度比較快，不會因為這項技術(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，則會對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，通過這種方式使得鋼液中氧化鐵因均勻原則而擴散，因此在一定程度上，爐渣中的氧化鐵含量對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)脫氧需要花費大量時間等其自然擴散，效率明顯降低，同時還可能對爐襯造成傷害，減少使用壽命，有些脫氧劑還會造成回磷。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)嚢瑁沟娩撘褐械难趸F迅速轉(zhuǎn)移到合成爐渣中，這種方法效率比較高，而且成本相對比較低，又比較容易操作，被國內(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對鋼包內(nèi)抽真空的方法得到，這種方法使得會導(dǎo)致鋼液中碳氧失衡而發(fā)生反應(yīng)形成CO，因為是真空狀態(tài)，這些氣體會自發(fā)進入空氣中，同樣使鋼液中脫氧。在這個過程中還可以吹入一些惰性氣體，加速化學(xué)反應(yīng)的進行。這類脫氧產(chǎn)物對鋼液沒有破壞污染，溢出鋼液時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脫氧劑進行優(yōu)化，例如可以選擇先用增碳劑進行第一步脫氧，然后加入高質(zhì)量脫氧劑進行二次處理，最后利用氬氣喂鋁線深脫氧。這種脫氧過程相對比較復(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，在實際工作中也有一定的應(yīng)用范圍。

5.結(jié)束語

本文首先講述了在煉鋼中形成氧氣的原因及其危害，又分析了煉鋼過程中的脫氧工藝，主要包括沉淀脫氧工藝、擴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說也各不相同，需要花費的脫氧時間也有長有短。在實際生產(chǎn)制造中，需要從企業(yè)的預(yù)算、鋼的交付節(jié)點以及對鋼質(zhì)量要求等各個方面綜合考慮，選擇最優(yōu)化的脫氧工藝，盡可能滿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)在市場的競爭力，并且有自己的競爭核心，為國家的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品服務(wù)。

參考文獻：

[1] 鄧志銀，朱苗勇，鐘寶軍等.不同脫氧方式對鋼中夾雜物的影響[J].北京科技大學(xué)學(xué)報.2012（11）.

[2] 王唐林，宋波，宋明明等.新型AI基復(fù)合脫氧劑脫氧效果研究[J].工程科學(xué)學(xué)報.2015（05）.

（作者單位：河北省唐山市河鋼唐鋼中厚板材有限公司）