西钢炼铁分厂铁水中有害元素含量质量分析

崔静萍

摘 要：钢液中的有害元素对钢的性能（如强度、塑性、韧性）有很大影响，而钢中的有害元素的主要来源是原材料中的铁水、废钢，因此分析铁水中的有害元素来源，并对高炉中存在的有害元素进行分析，使之达到用户要求，对提高钢材质量具有重大意义。

关键词：西钢炼铁分厂 铁水 有害元素 分析

钢液中的有害元素通常由炼钢原材料（铁水、废钢及铁合金等）带入炼钢炉中。在钢铁冶炼过程中，一部分有害元素可以去除，但仍有一部分将最终残留在钢中。这些有害元素的存在是钢材质量产生不稳定的主要因素之一。西钢炼铁分厂高炉使用的原材料主要以甘、青、藏地区的铁精粉为主，烧结矿、球团等原料化学成分波动大，有害元素如Sn较高。随着公司炼钢工艺优化，电炉、转炉原料中铁水比例的提高，正确分析目前公司炼铁分厂钢水中的有害元素，是保证公司洁净钢生产的重要前提。

一、有害元素对钢材的影响

1.对钢材性能的有害作用

钢中的有害元素铜，可引起钢材高温热加工时的热脆，同时又可以提高钢材耐大气腐蚀的能力。Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等元素属于有害元素，它不但在钢中加强了铜脆性，更重要的是它会导致合金钢的第二类回火脆性。磷、锡、砷、锑在晶界上偏析，可以形成低熔点物相，在钢坯加热过程中这些低熔点物相熔化，造成轧制后形成皮下或钢材内部裂纹。这些有害元素在合适的氧化性气氛下加热，由于选择性氧化的结果，均会富集于钢的表面。钢材的加热时间越长，其氧化皮越厚，相应在表面富集的残余元素也将越多。这些富集的有害元素逐渐溶入钢材的表面形成富集层，因此在轧制过程中由于变形的不同而在钢材表面形成裂纹。在钢中硫含量过高时，将在热加工过程中引起严重的内部热裂。在铁矿石中硫含量高时，将造成高炉脱硫成本增大。磷使钢材产生“、冷脆性”。在铁矿石中的磷，在高炉冶炼时100%进入铁水，脱磷只能通过炼钢来进行，这样就增加了炼钢的脱磷成本。

2.有害元素的偏析

许多有害元素在钢中是以偏析的形式存在并发挥作用的。除周期表中与铁靠近的几个过渡金属元素镍、钴、钨、钼、锰、铬外，多数元素在钢中均有较强的偏析能力，这种元素的偏析过程，既可以发生于钢液的凝固过程，也可以发生于随后的固态相变，后者需要较长的扩散时间。

在正常凝固条件下，铸锭的冒口部分主要偏析元素是硫、磷、碳，其次有锑、氮、砷、氢、锡，相应这一部分材料的硬度也将高于铸锭的其他部分。

二、炼钢冶金过程对有害元素的去除

在炼钢过程中，并非所有原料带入的杂质元素最终都进入钢水成品中，其中一部分在炼钢过程中可以除去。它们在炼钢过程中分别表现为：完全保留，如铜、镍、钴、砷、钨等；部分保留，如硫、磷、锰、铬、氢等；完全除去，如铅、锌、钒、钛等。

三、铁水中有害元素分析

见铁水中有害元素含量图。

图

四、结论

（1）由于地缘原因，公司高炉使用的原材料主要以甘、青、藏地区的铁精粉为主，高炉生产的铁水中有害元素含量较高。而且公司铁水中有害元素含量范围分布较广。

（2）将公司三炼分厂和炼轧分厂与国内外其他钢厂生产的钢材中的有害元素相比，本公司钢材中有害元素含量比日本生产的钢材相差一个数量级以上，与国内其他钢厂相比，本公司生产的钢材中As较高、Sn相当、Sb较低。

（3）铁水中的Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等有害元素在炼钢过程中大部分无法完全除去，按目前铁水生产的钢材中有害元素含量控制，对应新修订的GB/T3077-2012标准中对5害元素提出新的要求，西钢炼铁分厂部分炉号钢材中的有害元素含量还达不到标准的要求。

（4）由于高炉铁水中的有害元素来自高炉使用的原材料，因此我们应对高炉配料结构、高炉使用原材料中有的有害元素含量进行评估，以保证生产的钢材中有害元素含量达到标准要求或用户要求。

参考文献：

[1]贾艳艳等.高炉炼铁基础知识[M].北京：冶金工业出版社，2005.

（作者单位：青海省冶金工业技工学校冶金教研室）endprint

摘 要：钢液中的有害元素对钢的性能（如强度、塑性、韧性）有很大影响，而钢中的有害元素的主要来源是原材料中的铁水、废钢，因此分析铁水中的有害元素来源，并对高炉中存在的有害元素进行分析，使之达到用户要求，对提高钢材质量具有重大意义。

关键词：西钢炼铁分厂 铁水 有害元素 分析

钢液中的有害元素通常由炼钢原材料（铁水、废钢及铁合金等）带入炼钢炉中。在钢铁冶炼过程中，一部分有害元素可以去除，但仍有一部分将最终残留在钢中。这些有害元素的存在是钢材质量产生不稳定的主要因素之一。西钢炼铁分厂高炉使用的原材料主要以甘、青、藏地区的铁精粉为主，烧结矿、球团等原料化学成分波动大，有害元素如Sn较高。随着公司炼钢工艺优化，电炉、转炉原料中铁水比例的提高，正确分析目前公司炼铁分厂钢水中的有害元素，是保证公司洁净钢生产的重要前提。

一、有害元素对钢材的影响

1.对钢材性能的有害作用

钢中的有害元素铜，可引起钢材高温热加工时的热脆，同时又可以提高钢材耐大气腐蚀的能力。Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等元素属于有害元素，它不但在钢中加强了铜脆性，更重要的是它会导致合金钢的第二类回火脆性。磷、锡、砷、锑在晶界上偏析，可以形成低熔点物相，在钢坯加热过程中这些低熔点物相熔化，造成轧制后形成皮下或钢材内部裂纹。这些有害元素在合适的氧化性气氛下加热，由于选择性氧化的结果，均会富集于钢的表面。钢材的加热时间越长，其氧化皮越厚，相应在表面富集的残余元素也将越多。这些富集的有害元素逐渐溶入钢材的表面形成富集层，因此在轧制过程中由于变形的不同而在钢材表面形成裂纹。在钢中硫含量过高时，将在热加工过程中引起严重的内部热裂。在铁矿石中硫含量高时，将造成高炉脱硫成本增大。磷使钢材产生“、冷脆性”。在铁矿石中的磷，在高炉冶炼时100%进入铁水，脱磷只能通过炼钢来进行，这样就增加了炼钢的脱磷成本。

2.有害元素的偏析

许多有害元素在钢中是以偏析的形式存在并发挥作用的。除周期表中与铁靠近的几个过渡金属元素镍、钴、钨、钼、锰、铬外，多数元素在钢中均有较强的偏析能力，这种元素的偏析过程，既可以发生于钢液的凝固过程，也可以发生于随后的固态相变，后者需要较长的扩散时间。

在正常凝固条件下，铸锭的冒口部分主要偏析元素是硫、磷、碳，其次有锑、氮、砷、氢、锡，相应这一部分材料的硬度也将高于铸锭的其他部分。

二、炼钢冶金过程对有害元素的去除

在炼钢过程中，并非所有原料带入的杂质元素最终都进入钢水成品中，其中一部分在炼钢过程中可以除去。它们在炼钢过程中分别表现为：完全保留，如铜、镍、钴、砷、钨等；部分保留，如硫、磷、锰、铬、氢等；完全除去，如铅、锌、钒、钛等。

三、铁水中有害元素分析

见铁水中有害元素含量图。

图

四、结论

（1）由于地缘原因，公司高炉使用的原材料主要以甘、青、藏地区的铁精粉为主，高炉生产的铁水中有害元素含量较高。而且公司铁水中有害元素含量范围分布较广。

（2）将公司三炼分厂和炼轧分厂与国内外其他钢厂生产的钢材中的有害元素相比，本公司钢材中有害元素含量比日本生产的钢材相差一个数量级以上，与国内其他钢厂相比，本公司生产的钢材中As较高、Sn相当、Sb较低。

（3）铁水中的Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等有害元素在炼钢过程中大部分无法完全除去，按目前铁水生产的钢材中有害元素含量控制，对应新修订的GB/T3077-2012标准中对5害元素提出新的要求，西钢炼铁分厂部分炉号钢材中的有害元素含量还达不到标准的要求。

（4）由于高炉铁水中的有害元素来自高炉使用的原材料，因此我们应对高炉配料结构、高炉使用原材料中有的有害元素含量进行评估，以保证生产的钢材中有害元素含量达到标准要求或用户要求。

参考文献：

[1]贾艳艳等.高炉炼铁基础知识[M].北京：冶金工业出版社，2005.

（作者单位：青海省冶金工业技工学校冶金教研室）endprint

摘 要：钢液中的有害元素对钢的性能（如强度、塑性、韧性）有很大影响，而钢中的有害元素的主要来源是原材料中的铁水、废钢，因此分析铁水中的有害元素来源，并对高炉中存在的有害元素进行分析，使之达到用户要求，对提高钢材质量具有重大意义。

关键词：西钢炼铁分厂 铁水 有害元素 分析

钢液中的有害元素通常由炼钢原材料（铁水、废钢及铁合金等）带入炼钢炉中。在钢铁冶炼过程中，一部分有害元素可以去除，但仍有一部分将最终残留在钢中。这些有害元素的存在是钢材质量产生不稳定的主要因素之一。西钢炼铁分厂高炉使用的原材料主要以甘、青、藏地区的铁精粉为主，烧结矿、球团等原料化学成分波动大，有害元素如Sn较高。随着公司炼钢工艺优化，电炉、转炉原料中铁水比例的提高，正确分析目前公司炼铁分厂钢水中的有害元素，是保证公司洁净钢生产的重要前提。

一、有害元素对钢材的影响

1.对钢材性能的有害作用

钢中的有害元素铜，可引起钢材高温热加工时的热脆，同时又可以提高钢材耐大气腐蚀的能力。Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等元素属于有害元素，它不但在钢中加强了铜脆性，更重要的是它会导致合金钢的第二类回火脆性。磷、锡、砷、锑在晶界上偏析，可以形成低熔点物相，在钢坯加热过程中这些低熔点物相熔化，造成轧制后形成皮下或钢材内部裂纹。这些有害元素在合适的氧化性气氛下加热，由于选择性氧化的结果，均会富集于钢的表面。钢材的加热时间越长，其氧化皮越厚，相应在表面富集的残余元素也将越多。这些富集的有害元素逐渐溶入钢材的表面形成富集层，因此在轧制过程中由于变形的不同而在钢材表面形成裂纹。在钢中硫含量过高时，将在热加工过程中引起严重的内部热裂。在铁矿石中硫含量高时，将造成高炉脱硫成本增大。磷使钢材产生“、冷脆性”。在铁矿石中的磷，在高炉冶炼时100%进入铁水，脱磷只能通过炼钢来进行，这样就增加了炼钢的脱磷成本。

2.有害元素的偏析

许多有害元素在钢中是以偏析的形式存在并发挥作用的。除周期表中与铁靠近的几个过渡金属元素镍、钴、钨、钼、锰、铬外，多数元素在钢中均有较强的偏析能力，这种元素的偏析过程，既可以发生于钢液的凝固过程，也可以发生于随后的固态相变，后者需要较长的扩散时间。

在正常凝固条件下，铸锭的冒口部分主要偏析元素是硫、磷、碳，其次有锑、氮、砷、氢、锡，相应这一部分材料的硬度也将高于铸锭的其他部分。

二、炼钢冶金过程对有害元素的去除

在炼钢过程中，并非所有原料带入的杂质元素最终都进入钢水成品中，其中一部分在炼钢过程中可以除去。它们在炼钢过程中分别表现为：完全保留，如铜、镍、钴、砷、钨等；部分保留，如硫、磷、锰、铬、氢等；完全除去，如铅、锌、钒、钛等。

三、铁水中有害元素分析

见铁水中有害元素含量图。

图

四、结论

（1）由于地缘原因，公司高炉使用的原材料主要以甘、青、藏地区的铁精粉为主，高炉生产的铁水中有害元素含量较高。而且公司铁水中有害元素含量范围分布较广。

（2）将公司三炼分厂和炼轧分厂与国内外其他钢厂生产的钢材中的有害元素相比，本公司钢材中有害元素含量比日本生产的钢材相差一个数量级以上，与国内其他钢厂相比，本公司生产的钢材中As较高、Sn相当、Sb较低。

（3）铁水中的Ge、As、Sb、Sn、Te、Bi、Pb等有害元素在炼钢过程中大部分无法完全除去，按目前铁水生产的钢材中有害元素含量控制，对应新修订的GB/T3077-2012标准中对5害元素提出新的要求，西钢炼铁分厂部分炉号钢材中的有害元素含量还达不到标准的要求。

（4）由于高炉铁水中的有害元素来自高炉使用的原材料，因此我们应对高炉配料结构、高炉使用原材料中有的有害元素含量进行评估，以保证生产的钢材中有害元素含量达到标准要求或用户要求。

参考文献：

[1]贾艳艳等.高炉炼铁基础知识[M].北京：冶金工业出版社，2005.

（作者单位：青海省冶金工业技工学校冶金教研室）endprint