西鋼煉鐵分廠鐵水中有害元素含量質量分析

崔靜萍

摘 要：鋼液中的有害元素對鋼的性能（如強度、塑性、韌性）有很大影響，而鋼中的有害元素的主要來源是原材料中的鐵水、廢鋼，因此分析鐵水中的有害元素來源，并對高爐中存在的有害元素進行分析，使之達到用戶要求，對提高鋼材質量具有重大意義。

關鍵詞：西鋼煉鐵分廠 鐵水 有害元素 分析

鋼液中的有害元素通常由煉鋼原材料（鐵水、廢鋼及鐵合金等）帶入煉鋼爐中。在鋼鐵冶煉過程中，一部分有害元素可以去除，但仍有一部分將最終殘留在鋼中。這些有害元素的存在是鋼材質量產生不穩定的主要因素之一。西鋼煉鐵分廠高爐使用的原材料主要以甘、青、藏地區的鐵精粉為主，燒結礦、球團等原料化學成分波動大，有害元素如Sn較高。隨著公司煉鋼工藝優化，電爐、轉爐原料中鐵水比例的提高，正確分析目前公司煉鐵分廠鋼水中的有害元素，是保證公司潔凈鋼生產的重要前提。

一、有害元素對鋼材的影響

1.對鋼材性能的有害作用

鋼中的有害元素銅，可引起鋼材高溫熱加工時的熱脆，同時又可以提高鋼材耐大氣腐蝕的能力。Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等元素屬于有害元素，它不但在鋼中加強了銅脆性，更重要的是它會導致合金鋼的第二類回火脆性。磷、錫、砷、銻在晶界上偏析，可以形成低熔點物相，在鋼坯加熱過程中這些低熔點物相熔化，造成軋制后形成皮下或鋼材內部裂紋。這些有害元素在合適的氧化性氣氛下加熱，由于選擇性氧化的結果，均會富集于鋼的表面。鋼材的加熱時間越長，其氧化皮越厚，相應在表面富集的殘余元素也將越多。這些富集的有害元素逐漸溶入鋼材的表面形成富集層，因此在軋制過程中由于變形的不同而在鋼材表面形成裂紋。在鋼中硫含量過高時，將在熱加工過程中引起嚴重的內部熱裂。在鐵礦石中硫含量高時，將造成高爐脫硫成本增大。磷使鋼材產生“、冷脆性”。在鐵礦石中的磷，在高爐冶煉時100%進入鐵水，脫磷只能通過煉鋼來進行，這樣就增加了煉鋼的脫磷成本。

2.有害元素的偏析

許多有害元素在鋼中是以偏析的形式存在并發揮作用的。除周期表中與鐵靠近的幾個過渡金屬元素鎳、鈷、鎢、鉬、錳、鉻外，多數元素在鋼中均有較強的偏析能力，這種元素的偏析過程，既可以發生于鋼液的凝固過程，也可以發生于隨后的固態相變，后者需要較長的擴散時間。

在正常凝固條件下，鑄錠的冒口部分主要偏析元素是硫、磷、碳，其次有銻、氮、砷、氫、錫，相應這一部分材料的硬度也將高于鑄錠的其他部分。

二、煉鋼冶金過程對有害元素的去除

在煉鋼過程中，并非所有原料帶入的雜質元素最終都進入鋼水成品中，其中一部分在煉鋼過程中可以除去。它們在煉鋼過程中分別表現為：完全保留，如銅、鎳、鈷、砷、鎢等；部分保留，如硫、磷、錳、鉻、氫等；完全除去，如鉛、鋅、釩、鈦等。

三、鐵水中有害元素分析

見鐵水中有害元素含量圖。

圖

四、結論

（1）由于地緣原因，公司高爐使用的原材料主要以甘、青、藏地區的鐵精粉為主，高爐生產的鐵水中有害元素含量較高。而且公司鐵水中有害元素含量范圍分布較廣。

（2）將公司三煉分廠和煉軋分廠與國內外其他鋼廠生產的鋼材中的有害元素相比，本公司鋼材中有害元素含量比日本生產的鋼材相差一個數量級以上，與國內其他鋼廠相比，本公司生產的鋼材中As較高、Sn相當、Sb較低。

（3）鐵水中的Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等有害元素在煉鋼過程中大部分無法完全除去，按目前鐵水生產的鋼材中有害元素含量控制，對應新修訂的GB/T3077-2012標準中對5害元素提出新的要求，西鋼煉鐵分廠部分爐號鋼材中的有害元素含量還達不到標準的要求。

（4）由于高爐鐵水中的有害元素來自高爐使用的原材料，因此我們應對高爐配料結構、高爐使用原材料中有的有害元素含量進行評估，以保證生產的鋼材中有害元素含量達到標準要求或用戶要求。

參考文獻：

[1]賈艷艷等.高爐煉鐵基礎知識[M].北京：冶金工業出版社，2005.

（作者單位：青海省冶金工業技工學校冶金教研室）endprint

摘 要：鋼液中的有害元素對鋼的性能（如強度、塑性、韌性）有很大影響，而鋼中的有害元素的主要來源是原材料中的鐵水、廢鋼，因此分析鐵水中的有害元素來源，并對高爐中存在的有害元素進行分析，使之達到用戶要求，對提高鋼材質量具有重大意義。

關鍵詞：西鋼煉鐵分廠 鐵水 有害元素 分析

鋼液中的有害元素通常由煉鋼原材料（鐵水、廢鋼及鐵合金等）帶入煉鋼爐中。在鋼鐵冶煉過程中，一部分有害元素可以去除，但仍有一部分將最終殘留在鋼中。這些有害元素的存在是鋼材質量產生不穩定的主要因素之一。西鋼煉鐵分廠高爐使用的原材料主要以甘、青、藏地區的鐵精粉為主，燒結礦、球團等原料化學成分波動大，有害元素如Sn較高。隨著公司煉鋼工藝優化，電爐、轉爐原料中鐵水比例的提高，正確分析目前公司煉鐵分廠鋼水中的有害元素，是保證公司潔凈鋼生產的重要前提。

一、有害元素對鋼材的影響

1.對鋼材性能的有害作用

鋼中的有害元素銅，可引起鋼材高溫熱加工時的熱脆，同時又可以提高鋼材耐大氣腐蝕的能力。Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等元素屬于有害元素，它不但在鋼中加強了銅脆性，更重要的是它會導致合金鋼的第二類回火脆性。磷、錫、砷、銻在晶界上偏析，可以形成低熔點物相，在鋼坯加熱過程中這些低熔點物相熔化，造成軋制后形成皮下或鋼材內部裂紋。這些有害元素在合適的氧化性氣氛下加熱，由于選擇性氧化的結果，均會富集于鋼的表面。鋼材的加熱時間越長，其氧化皮越厚，相應在表面富集的殘余元素也將越多。這些富集的有害元素逐漸溶入鋼材的表面形成富集層，因此在軋制過程中由于變形的不同而在鋼材表面形成裂紋。在鋼中硫含量過高時，將在熱加工過程中引起嚴重的內部熱裂。在鐵礦石中硫含量高時，將造成高爐脫硫成本增大。磷使鋼材產生“、冷脆性”。在鐵礦石中的磷，在高爐冶煉時100%進入鐵水，脫磷只能通過煉鋼來進行，這樣就增加了煉鋼的脫磷成本。

2.有害元素的偏析

許多有害元素在鋼中是以偏析的形式存在并發揮作用的。除周期表中與鐵靠近的幾個過渡金屬元素鎳、鈷、鎢、鉬、錳、鉻外，多數元素在鋼中均有較強的偏析能力，這種元素的偏析過程，既可以發生于鋼液的凝固過程，也可以發生于隨后的固態相變，后者需要較長的擴散時間。

在正常凝固條件下，鑄錠的冒口部分主要偏析元素是硫、磷、碳，其次有銻、氮、砷、氫、錫，相應這一部分材料的硬度也將高于鑄錠的其他部分。

二、煉鋼冶金過程對有害元素的去除

在煉鋼過程中，并非所有原料帶入的雜質元素最終都進入鋼水成品中，其中一部分在煉鋼過程中可以除去。它們在煉鋼過程中分別表現為：完全保留，如銅、鎳、鈷、砷、鎢等；部分保留，如硫、磷、錳、鉻、氫等；完全除去，如鉛、鋅、釩、鈦等。

三、鐵水中有害元素分析

見鐵水中有害元素含量圖。

圖

四、結論

（1）由于地緣原因，公司高爐使用的原材料主要以甘、青、藏地區的鐵精粉為主，高爐生產的鐵水中有害元素含量較高。而且公司鐵水中有害元素含量范圍分布較廣。

（2）將公司三煉分廠和煉軋分廠與國內外其他鋼廠生產的鋼材中的有害元素相比，本公司鋼材中有害元素含量比日本生產的鋼材相差一個數量級以上，與國內其他鋼廠相比，本公司生產的鋼材中As較高、Sn相當、Sb較低。

（3）鐵水中的Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等有害元素在煉鋼過程中大部分無法完全除去，按目前鐵水生產的鋼材中有害元素含量控制，對應新修訂的GB/T3077-2012標準中對5害元素提出新的要求，西鋼煉鐵分廠部分爐號鋼材中的有害元素含量還達不到標準的要求。

（4）由于高爐鐵水中的有害元素來自高爐使用的原材料，因此我們應對高爐配料結構、高爐使用原材料中有的有害元素含量進行評估，以保證生產的鋼材中有害元素含量達到標準要求或用戶要求。

參考文獻：

[1]賈艷艷等.高爐煉鐵基礎知識[M].北京：冶金工業出版社，2005.

（作者單位：青海省冶金工業技工學校冶金教研室）endprint

摘 要：鋼液中的有害元素對鋼的性能（如強度、塑性、韌性）有很大影響，而鋼中的有害元素的主要來源是原材料中的鐵水、廢鋼，因此分析鐵水中的有害元素來源，并對高爐中存在的有害元素進行分析，使之達到用戶要求，對提高鋼材質量具有重大意義。

關鍵詞：西鋼煉鐵分廠 鐵水 有害元素 分析

鋼液中的有害元素通常由煉鋼原材料（鐵水、廢鋼及鐵合金等）帶入煉鋼爐中。在鋼鐵冶煉過程中，一部分有害元素可以去除，但仍有一部分將最終殘留在鋼中。這些有害元素的存在是鋼材質量產生不穩定的主要因素之一。西鋼煉鐵分廠高爐使用的原材料主要以甘、青、藏地區的鐵精粉為主，燒結礦、球團等原料化學成分波動大，有害元素如Sn較高。隨著公司煉鋼工藝優化，電爐、轉爐原料中鐵水比例的提高，正確分析目前公司煉鐵分廠鋼水中的有害元素，是保證公司潔凈鋼生產的重要前提。

一、有害元素對鋼材的影響

1.對鋼材性能的有害作用

鋼中的有害元素銅，可引起鋼材高溫熱加工時的熱脆，同時又可以提高鋼材耐大氣腐蝕的能力。Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等元素屬于有害元素，它不但在鋼中加強了銅脆性，更重要的是它會導致合金鋼的第二類回火脆性。磷、錫、砷、銻在晶界上偏析，可以形成低熔點物相，在鋼坯加熱過程中這些低熔點物相熔化，造成軋制后形成皮下或鋼材內部裂紋。這些有害元素在合適的氧化性氣氛下加熱，由于選擇性氧化的結果，均會富集于鋼的表面。鋼材的加熱時間越長，其氧化皮越厚，相應在表面富集的殘余元素也將越多。這些富集的有害元素逐漸溶入鋼材的表面形成富集層，因此在軋制過程中由于變形的不同而在鋼材表面形成裂紋。在鋼中硫含量過高時，將在熱加工過程中引起嚴重的內部熱裂。在鐵礦石中硫含量高時，將造成高爐脫硫成本增大。磷使鋼材產生“、冷脆性”。在鐵礦石中的磷，在高爐冶煉時100%進入鐵水，脫磷只能通過煉鋼來進行，這樣就增加了煉鋼的脫磷成本。

2.有害元素的偏析

許多有害元素在鋼中是以偏析的形式存在并發揮作用的。除周期表中與鐵靠近的幾個過渡金屬元素鎳、鈷、鎢、鉬、錳、鉻外，多數元素在鋼中均有較強的偏析能力，這種元素的偏析過程，既可以發生于鋼液的凝固過程，也可以發生于隨后的固態相變，后者需要較長的擴散時間。

在正常凝固條件下，鑄錠的冒口部分主要偏析元素是硫、磷、碳，其次有銻、氮、砷、氫、錫，相應這一部分材料的硬度也將高于鑄錠的其他部分。

二、煉鋼冶金過程對有害元素的去除

在煉鋼過程中，并非所有原料帶入的雜質元素最終都進入鋼水成品中，其中一部分在煉鋼過程中可以除去。它們在煉鋼過程中分別表現為：完全保留，如銅、鎳、鈷、砷、鎢等；部分保留，如硫、磷、錳、鉻、氫等；完全除去，如鉛、鋅、釩、鈦等。

三、鐵水中有害元素分析

見鐵水中有害元素含量圖。

圖

四、結論

（1）由于地緣原因，公司高爐使用的原材料主要以甘、青、藏地區的鐵精粉為主，高爐生產的鐵水中有害元素含量較高。而且公司鐵水中有害元素含量范圍分布較廣。

（2）將公司三煉分廠和煉軋分廠與國內外其他鋼廠生產的鋼材中的有害元素相比，本公司鋼材中有害元素含量比日本生產的鋼材相差一個數量級以上，與國內其他鋼廠相比，本公司生產的鋼材中As較高、Sn相當、Sb較低。

（3）鐵水中的Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等有害元素在煉鋼過程中大部分無法完全除去，按目前鐵水生產的鋼材中有害元素含量控制，對應新修訂的GB/T3077-2012標準中對5害元素提出新的要求，西鋼煉鐵分廠部分爐號鋼材中的有害元素含量還達不到標準的要求。

（4）由于高爐鐵水中的有害元素來自高爐使用的原材料，因此我們應對高爐配料結構、高爐使用原材料中有的有害元素含量進行評估，以保證生產的鋼材中有害元素含量達到標準要求或用戶要求。

參考文獻：

[1]賈艷艷等.高爐煉鐵基礎知識[M].北京：冶金工業出版社，2005.

（作者單位：青海省冶金工業技工學校冶金教研室）endprint