分析鋼鐵企業中關于煉鋼合金材料檢驗過程中存在的問題

亓成雙

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司，山東 濟南 271104）

鋼鐵行業屬于我國的經濟支柱產業，在我國經濟社會發展過程中占據重要地位，但當前仍存在諸多問題亟待解決，特別是在與國外先進技術進行比較時。就目前看來，鋼鐵行業的長期發展是建立在優化產品結構、調整生產流程和對環境友好等的基礎上，主要采取清潔的生產方式。相關評價結果表明，我國鋼鐵工業的資源與經濟協調性和環境與經濟協調性不是保持穩步上升發展趨勢的，也并沒有維持進行可持續發展能力。對于制造業而言，獲取原料和產品的制造過程通常是十分復雜的，鋼鐵產品更是如此，同時，獲取煉鋼所需的原材料和煉鋼的過程也是對環境影響最大的部分。因此，分析并有效解決煉鋼合金材料檢驗過程中存在的問題顯得尤為重要。

1 煉鋼合金材料質量問題

生鐵中除了鐵元素外，還含有碳、硅和硫等元素，其中硅元素和硫元素是作為有害物質存在于在生鐵中，對生鐵的性能和質量均有一定的影響，并且有可能對后續制造的鋼鐵產品的質量造成不良影響。

1.1 煉鋼生鐵含硅

生鐵中所含的硅元素，一方面能夠促使生鐵中的碳分離成石墨狀，除去氧，減少制造出的鋼鐵產品中的氣眼，提高熔化后的生鐵的流動性等等，但另一方面如果含硅量過高，生鐵則會因此變硬變脆，韌性變差，不易塑形。

生鐵中所含的硅主要是來自焦炭成分以及鐵礦石中的二氧化硅在高溫條件下氣化后與熔滴的鐵水中所含的碳經一系列反應后，生成的[Si]而進入生鐵。鐵水繼續下滴，因此越來越多的硅被吸收并在通風處上方達到最高值。當鐵水從通風處滴下時，由于通風處的高氧勢導致的氧化，鐵水的硅含量顯著降低。進入爐內后，爐渣的堿度抑制了爐渣鐵之間的硅轉移反應，二氧化硅的活性降低，生鐵的硅含量進一步降低，最終達到所測得的生鐵硅含量。

降低煉鋼生鐵中的硅含量不僅有助于縮短鋼鐵制造時間，延長爐襯壽命，減少鐵和輔助材料的消耗以及每噸鋼的成本，還可以降低焦比和產量的生鐵。因此，降低生鐵的硅含量不僅是高爐煉鋼的發展趨勢，而且是衡量煉鐵技術水平的指標之一。

1.2 煉鋼生鐵中含硫

眾所周知，硫是影響生鐵質量的重要因素。高的硫含量會使鋼變熱變脆，并且容易形成硫化鐵，通常稱為鐵銹，它直接影響生鐵的質量，使生鐵變硬變脆并降低鑄件的填充能力。脫硫是生產高品質生鐵的重要過程。高爐中的硫主要來自燒結礦，焦炭，煤粉，豎爐球團礦，塊礦等。

在煉鋼過程中，各種裝料引入的一些硫與氣體一起逸出，一些進入生鐵，大部分進入爐渣。氣體攜帶的硫受溫度限制。降低生鐵中硫含量的切實可行的方法是減少不同裝料引入的硫量并提高爐渣的脫硫能力。

1.3 煉鋼生鐵中所含的其他有害元素

生鐵中所含的錳元素可溶于鐵素體和滲碳體中。如果含量足夠，則可以改善生鐵的鑄造性和切削性。同時，它會在高爐中與有害雜質形成硫化錳。在爐渣中。

生鐵中所含的磷元素雖然是有害元素，但它可以降低生鐵的熔點，從而提高鐵水的流動性，因此某些鋼鐵產品中的磷含量更高。另一方面，磷的存在使生鐵變脆而變硬，因此高質量的生鐵傾向于具有較低的磷含量。

2 有效解決措施和建議

我國鋼鐵行業發展遇到的阻礙主要是自然資源不足和環境問題。一方面，生鐵產量的快速增長導致對鐵礦石的需求增加。國內鐵礦石資源儲備無法滿足最大的鋼鐵生產商的需求。結果，自20世紀以來，我國的鋼鐵行業一直依賴國內外鐵礦石資源。近年來，進口礦石的價格上漲刺激了國內鐵礦石的生產。近年來，中國開發了鐵礦石的“逆浮選法”。此過程減少了二氧化硅等雜志的占比，并增加了鐵的質量分數。同時隨著新焦炭，燒結和造粒設備的投產，高爐進料的質量和結構得到了進一步改善。另一方面，進行清潔生產是鋼鐵企業當前需要主要采用的生產方式，前提是降低煉鋼生鐵中的雜質主要是硅和硫的含量。

2.1 降低煉鋼生鐵中含硅量

2.1.1 提高原料的質量

高爐進料的組成越穩定，煉鋼條件越穩定，生鐵中硅含量的波動也相應減小。原料的高熔化溫度可以擴大阻塞區，減少高溫區的熱量消耗，向下移動回流區，縮短硅還原間隔并抑制硅還原。具有高MgO和高堿度的高燒結礦不僅可以具有高的軟化和熔化溫度，而且初始爐渣可以在通風處的高溫區域吸收二氧化硅并提高爐渣的流動性。煤比率，焦炭比率和焦炭灰分越低，則對于熔化具有低硅含量的生鐵來說越好。

2.1.2 嚴格控制爐內溫度

穩定給料車的總負荷和焦炭體積的有效措施用于穩定炊具的熱系統，從而穩定生鐵的硅含量。長期以來，鐵水的硅含量一直被用作高爐熱狀態的標志。因此，在硅含量低的生鐵的熔融過程中，爐溫與生鐵的硅含量的穩定性有關。

具體來說，為嚴格控制爐溫，可采取的措施有，穩定風量，提高風溫，一方面可以有效控制硅的還原，另一方面，還可以減少二氧化硅的進量。另外，原料入爐前的電子秤管理需要加強，增加觀察、分析和調劑爐況的次數，盡量在溫度變化前做好調整工作。

2.1.3 控制鐵水溫度

鐵水溫度對硅遷移的影響大于其他因素。鐵水的溫度高，即意味著滴水區中鐵水的溫度相應升高，并且這也表明通風處焦炭的溫度與硅的減少密切相關，因此相對增加了下落區的各種硅還原工藝得到了加強。因此，除了控制爐內的溫度以外，還必須嚴格控制鐵水的溫度，以確保均勻穩定優質的生鐵組成。

2.2 降低煉鋼生鐵含硫量

2.2.1 控制硫的進爐量

通過減少引入爐料中的硫的量，不僅降低了爐渣的脫硫能力，而且還大大降低了生鐵的硫含量。有關資料顯示，焦炭將大部分硫帶入高爐，對生鐵的硫含量有直接影響。因此，鋼鐵企業應加大采購工作力度，以確保減少爐中的硫負荷。

2.2.2 增強爐渣脫硫能力

當鐵滴落入爐膛后通過熔渣層落下時，會進行大量的脫硫反應。此時，與爐渣鐵接觸的條件是最好的。爐膛中收集的爐渣-鐵界面也繼續進行脫硫反應。盡管接觸面積不及穿過熔渣層的鐵水大，但熔渣與鐵的界面接觸時間更長。因此，脫硫效果好壞主要取決于四點，即脫硫工作要著手于以下四點進行：爐渣堿度；爐膛內爐渣的流動性；爐渣形成過程對爐膛溫度的影響；脫硫反應所需的時間。

2.2.3 保持合適的爐溫

眾所周知，脫硫反應是吸熱反應，這意味著適當的溫度升高可以促進該反應。另一方面，如果溫度太高，則爐子容易積聚，積聚會影響脫硫反應并削弱脫硫能力。因此，在實際生產過程中，必須根據硫的情況等適當設定爐溫，以保證爐內保持穩定和活性狀態，一方面有利于脫硫反應，另一方面可以保持長期穩定的工作狀態。

3 結語

材料作為經濟發展的基礎和指導，為社會帶來了巨大的物質繁榮，促進了人類文明進程。但是，從資源，能源和環境的角度來看，材料的提取，制造，使用和處置過程是一個連續的消費和破壞人們賴以生存的和棲息地的過程。隨著工業化進程的發展，自然環境系統的研究對象變得越來越復雜。這同樣也適用于鋼鐵生產工業過程中自然資源以及能源分配和消耗對環境系統的影響等問題。用于煉鋼的合金材料中所含有的某些有害元素，在煉鋼過程中會產生對環境不利的污染物質。為減少此類物質的產生，最大程度上降低對自然環境的破壞，鋼鐵企業應該做到在煉鋼前對這些合金材料進行檢驗，并采取有效合理的措施降低某些有害元素如硅、硫的含量。這不但是為環境保護做出貢獻，更是鋼鐵行業能夠在將來保持穩步上升的可持續發展趨勢的前提。