對煉鋼生產中轉爐煉鋼脫氧工藝的探討

侯健

摘要：煉鋼轉爐脫氧技術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和成鋼的質量狀況。若是脫氧不徹底，導致氧氣殘留在鋼液中，會導致鋼的塑造性變差，出現氣孔，組織間不能夠正常緊密聯結，甚至是熱脆，可能導致鋼的質量無法達到客戶要求，形成廢品。轉爐煉鋼脫氧技術在煉鋼企業中應用比較多，能夠極大的改善成鋼的品質，通過對氧氣含量的控制保證鋼質量達到客戶需求。本文講述了影響煉鋼質量的因素以及氧氣在其中的危害，同時詳細介紹了煉鋼生產中轉爐煉鋼的脫氧工藝技術。

關鍵詞：煉鋼生產;轉爐煉鋼;脫氧工藝

1.引言

近些年，煉鋼生產工藝普遍，煉鋼企業也不斷增多，鋼鐵市場的競爭愈發激烈。各煉鋼企業開始不斷提高企業煉鋼水平，以期待通過高技術高質量形成競爭優勢，他們在不斷的改進工藝措施來提高鋼產品質量，同時降低成本增加市場競爭力。很長一段時間里，煉鋼技術得不到提高，解決不了鋼內部組織松散、大量氣孔等質量問題，后來發現是高含量的氧氣導致的，轉爐脫氧技術應運而生，巧妙的去除了鋼液中的氧氣，大幅度提升了鋼產品的質量，同時減少廢品率使投資成本降低。鋼產品生產變的高效高質量，為我國的建設和人們的日常應用提供了極大的便利。

2.煉鋼過程影響質量因素

對煉鋼質量形成影響的因素有很多，各個環節稍有不慎，都可能會影響最終煉鋼結果，因此對每個環節的原材料都需要仔細檢查、認真核對，同時檢查操作規程的正確性以及操作設備的使用情況。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也會是鋼質量有影響，轉爐中的氧含量和鋼液的處理都會直接影響最終產品，尤其是氧氣含量，嚴重時會直接導致整批鋼材報廢，因此有效控制鋼液中的氧氣含量就是對鋼質量最好的控制。

3.氧氣在煉鋼中的產生和危害

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，煉鋼過程中需要將這些雜質去除，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，與其中鐵元素發生化學反應，形成FeO，這種物質存在于鋼液中，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元素發生反應，形成各類氧化物雜質，使鋼本身力學性能達不到標準。另外氧元素還會與鋼中的碳發生反應，形成一氧化碳氣泡使表面沸騰。氧含量的多少產生的沸騰效果不同，越多的氧就會導致更劇烈的沸騰現象，有時會達到沸騰鋼的程度，這些CO氣泡會使成鋼組織松散，剛度和強度下降。由此可知，脫氧技術對煉鋼非常重要，使氧氣含量降低到標準范圍內，控制其產生CO量及其他氧化物雜質，保證鋼的密度、力學性能和強度達到要求是煉鋼作業中一項非常重要的任務。

4.煉鋼生產中轉爐煉鋼脫氧工藝

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，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，不會因為這項技術而拖延工期;但是這同樣是一種形成新的雜質的方式，若是對這種新的氧化物雜質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，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，使爐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的轉移到爐渣中，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，而且脫氧物質損耗比較少，但是這種爐內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。盛鋼桶內脫氧：一般才用的是合成渣法，即將合成渣與鋼液充分攪拌，使得鋼液中的氧化鐵迅速轉移到合成爐渣中，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，被國內外許多鋼鐵廠廣泛的應用于脫氧工藝中。

4.3真空脫氧

這種方法主要是通過對鋼包內抽真空的方法得到，這種方法使得會導致鋼液中碳氧失衡而發生反應形成CO，因為是真空狀態，這些氣體會自發進入空氣中，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，加速化學反應的進行。這類脫氧產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雜，成本比較高可以根據各種原料的脫氧能力對脫氧劑進行優化，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用范圍。

5.結束語

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。在實際生產制造中，需要從企業的預算、鋼的交付節點以及對鋼質量要求等各個方面綜合考慮，選擇最優化的脫氧工藝，盡可能滿足和平衡各方面要求，降低輸入成本，做好鋼鐵單位質量，增加企業在市場的競爭力，并且有自己的競爭核心，為國家的發展提供優質的產品服務。

參考文獻：

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

（作者單位：河北省唐山市河鋼唐鋼中厚板材有限公司）