潔凈鋼雜質控制技術分析

曹振民

摘 要：近幾年我國社會經濟的高速發展提升了工業產品的加工數量，一些高端工業產品生產過程中對鋼材料的潔凈度提出了較高的要

國民經濟的快速發展讓一些企業對鋼材料和鋼結構的需求量不斷提升，作為鋼材料的首要指標鋼材料潔凈度就成為了材料選擇中的參考標準。鋼材料的潔凈程度與一些非金屬雜質有關，其中包含了氮，碳，磷，硫，氫，硅，氧，需要結合實際需求有效控制以上非金屬元素含量，提升鋼材料整體質量。

1 潔凈鋼雜質控制的概述

潔凈鋼雜質控制的目的主要為了提升潔凈鋼的清潔度，使其應用到不同領域中去，在不同領域應用過程中也可以結合實際用途來改變鋼材料的種類。目前鋼材料的潔凈水平和鋼材料內部夾雜非金屬元素的含量有著一定聯系，潔凈鋼是相對的，不存在絕對的純凈鋼。而純凈鋼和潔凈鋼之間具有一定的差異，由于二者側重點不同，潔凈鋼需要結合產品實施用途來進行鋼材料品質改善，產品使用性能需要取決于鋼的及潔凈水平。潔凈度需要鋼材料中雜質元素和其他元素的含量低于標準水平，同時還應該對鋼材料中夾雜其他物質的數量進行有效限制，從而得到較高清潔度的鋼材料。因此在控制潔凈鋼內部雜質的時候應該使用先進的工藝設備和技術，從而更好地降低鋼材料中含有的其他元素，得到潔凈鋼。

2 潔凈鋼雜質控制技術要點

2.1 氮控制技術

在絕大多數情況下氮元素都屬于有害元素，同時氮元素還會利用鋼材料出現一定的應力實效降低其成型效果，所以目前在控制碳元素的時候可以使用真空方式去除氮元素，這種真空去除方式應該與氧元素去除同時進行。目前真空去除方式并不僅僅是單純的去除某種元素，而是為了得到高潔凈度鋼材料而使用的主要手段，這種潔凈方式在使用的過程中會增加資金支出提升工藝要求。

2.2 碳控制技術

對于鋼材料來說碳元素會影響鋼材料的強度和韌性，所以碳元素去除有著非常重要的意義。眼下碳元素去除方式主要有兩種，首先是真空去除方式和控制鋼水方式。在一般情況下第一種方式可以降低碳元素含量，使其達到最低水平，但是在此過程中鋼材料內部的氧元素含量和初始碳元素含量都會影響最終的碳含量，如果最初碳元素含量較高，那么氧元素就無法輔助脫碳。第二種方法可以通過真空脫碳有效控制碳元素，但是由于后續加工步驟的影響仍然會使其他元素材料與鋼水接觸產生碳元素。所以在后續加工步驟過程中可以提升碳元素控制力度，在這時可以使用含碳量較低的添加劑來控制碳元素。

2.3 氧控制技術

鋼材料加工過程中氧元素的產生主要是在鋼材料去除其他元素雜質的過程中提供輔助加速作用，而在其他元素去除的時候會產生一定的氧元素。比如在去除硅，碳的時候會由于大量氧氣加入而提升處理效率，所以在其他元素處理完成后氧元素會出現過剩現象。現階段處理氧元素的手段主要包括三種方式，首先可以進行直接脫氧方式，利用一些與氧元素具有較強親和力的其他元素輔助去除，比如鐵元素和硅元素等等。另外可以采取擴散去除的方式，通過減少氧化亞鐵在鋼材料中的含量能夠間接去除氧元素，可以在加工過程中添加一定的碳粉，使其作為脫氧劑，持續加工從而擴散后達到有效地去除目的。最后可以使用真空脫氧的方式，在真空脫氧的時候，可以將鋼液置于真空狀態內通過減少一氧化碳氣體實現有效的氧元素去除。另外，在脫氧過程中應該制定較為有效的方式，可以使用一些惰性氣體保護澆鑄更好地提升氧元素去除效果。

2.4 硅控制技術

在對鋼材料進行硅元素處理的時候脫硅處理方法主要在于氧化劑的利用，有效利用氧化劑可以使氧化劑和硅元素產生氧化反應。針對目前鋼材料潔凈過程中的脫硅方式而言，主要分為爐內鐵水溝連續脫硅方法和鐵水包脫硅方法。第一種方法不需要增加去除時間和操作步驟，具有較強的去除能力，同時也可以降低鐵水溫度，使帶有硅元素的鐵渣與鋼材料分離處理，效果較好。而第二種方式能夠提升氧化劑的使用率，這種方法能夠一次性處理大量鋼材料，但是在實際加工過程中要增加一定的加工步驟，這也使其加工效率較低還會增加加工時間，同時鐵水降溫大。

2.5 磷控制技術

在一般情況下，鋼材料中的磷元素屬于有害元素，絕大部分潔凈度較高的鋼材料需要在加工過程中將磷元素和一些其他化合物含量控制在標準水平以下。因為目前鋼鐵冶煉還原反應無法進行有效的脫磷，所以這時相關人員可以在不同加工工序中采用其他加工方式降低磷元素含量，主要分為鐵水預處理方式，轉爐吹煉方式和爐外二次精煉方式。這三種降低磷元素含量的方法可以提升鋼材料中磷元素和其他元素處理效果。首先，鐵水預處理技術主要是在鐵水進入煉鋼爐之前對鋼材料進行脫離處理，在處理過程中需要將脫硫和脫硅同時進行。在這一過程中要使用一定的添加劑提升脫磷效率，這時可以采用石灰溶劑來輔助脫磷。而轉爐吹煉脫磷技術主要是在轉爐低磷缸水冶煉的時候結合鋼材料實際情況，使用雙渣法或單渣法實施造渣。第一種方法主要是將含磷的材料到處重新造渣，從而更好地進行脫磷，而第二種方法是一次造渣法，需要轉爐吹煉經過一系列的操作步驟將鋼材料中的磷元素排除。爐外二次精煉脫磷的時候要選擇合適的脫磷劑，輔助制劑可以加速磷元素的去除速度。目前在爐外二次精煉脫磷的時候廣泛使用的脫磷劑主要是生石灰可溶劑，因為生石灰可溶劑的成本較低，不會增加鋼材料加工費用，同時來源較廣更易獲取，脫磷能力相對較強。氧化鋇也可以有效進行脫磷，但這種物質獲取難度較高，同時成本會大大增加，這也限制了氧化鋇在鋼材料脫磷過程中的使用[1]。

2.6 硫控制技術

硫元素屬于鋼材料中的有害元素之一，硫元素會使鋼材料加速腐蝕，降低其使用壽命。眼下鋼材料加工過程中硫元素的脫硫方式主要包括三種，其中分為鐵水脫硫，轉爐精煉脫硫和鋼水脫硫。可以在出鐵的時候向內撒入一定的脫硫劑，還可以安裝攪拌器在鐵槽中提升脫硫劑的使用效果。

2.7 氫控制技術

鋼材料中氫元素含量過多會使鋼材易碎，強度降低，目前對于鋼材料中氫元素的排除控制主要分為以下幾點。首先，要使鋼材料和中間罐之間的烘烤時間達到一定標準，提升烘烤效果。目前轉爐吹煉工藝水平無法滿足鋼材料潔凈要求，所以在轉爐吹煉過程中要提升其工藝水平，禁止在鋼材料吹煉過程中添加鎂。需要增強轉爐的溫度使合金烘烤時間達到頂點，并提升溫度均勻性，避免溫度不均出現潔凈不徹底的情況。為了更好地提升鋼材料內部氫元素的去除效果，要使鋼材料處于較低壓力中，初期可以依靠轉爐煉鋼進行脫氫處理，而其余各個階段需要將脫氫重點放在防脫氫處理后連鑄過程中，進一步控制氫加成分和狀態[2]。

3 結束語

綜上所述，隨著目前社會對鋼材料的潔凈度要求不斷升高，潔凈鋼冶煉技術也成了目前鋼鐵企業生產發展中的首要技術，能夠進一步提升鋼材料附加值。企業內部相關人員應該掌握潔凈鋼雜質控制方法，了解潔凈鋼中雜質控制技術的基礎性質，并對雜質元素控制手段進行創新和完善。

參考文獻：

[1]宋朝琦. 潔凈鋼雜質控制技術探討[J]. 中國金屬通報， 2018， No.990（03）：62+64.

[2]楊森祥. 含釩鐵水潔凈鋼冶煉技術研究[C]// 2018年轉爐煉鋼技術交流會會議論文集（摘要）. 2018.00（12）.109-110.

求，所以這時就需要對鋼材料的內部雜質進行有效地把控。文章通過對潔凈鋼雜質控制技術進行分析得出了潔凈鋼雜質控制方式，其中包括對氮，碳，磷，硫，氫，硅，氧元素的控制。

關鍵詞：潔凈鋼;雜質控制;技術分析