钢铁产品冶炼中砷含量的有效控制措施

张霓

摘 要：文章分析了砷含量对钢铁产品性能的影响，通过实验分析了钢铁产品冶炼中砷的走向，探析了钢铁冶炼过程中控制砷含量的有效措施。

关键词：钢铁产品；冶炼；砷含量；控制措施

1 砷含量对钢铁性能的影响分析

1.1 砷对钢铁产品机械性能的影响

一定含量的砷能够提高钢铁的抗拉强度；提高屈服点；显著的提升钢铁的延伸率；提高钢铁应变实效敏感性的倾向；对钢铁的低温冲击韧性以及常温韧性的影响程度不显著。

1.2 砷对钢铁产品金相组织的影响

砷是铁素形成元素，其能够固溶于铁素体，当砷含量相对较高时，由于砷的融入会显著降低铁素中碳的融入，并且砷还会影响合金结构中碳化物量的组成，当砷的含量在0.144%左右时，钢铁的金相组织将会发生变化。

2 钢铁产品冶炼中砷的走向分析

2.1 实验阶段

2.1.1 铁矿石中砷含量的调查

对不同的铁矿进行抽样分析，样本数量为36件，即分别从6家铁矿厂中各取6件。

2.1.2 冶炼过程中砷的入铁率实验方案

（1）选取入炉铁矿样本。入炉铁矿样本为6家铁矿厂中的36件矿石，分别取单种铁矿样本，每隔4小时取一段，每天组成一组样，共计6组试样。

（2）取铁水样本和炉渣样本。取每一炉次的铁水以及炉渣样本，连续6次的小样本组成一组试样，总共组成的铁水以及炉渣样本各6组。

2.1.3 冶炼过程中钢水含砷量的实验方案

根据上述方案，分别对6组铁水样本以及炉渣样样本进行6次转炉实验，其主要目的包括：其一，测定钢水含砷量；其二，测定倒炉渣含砷量。

2.2 结果与分析

钢铁冶炼过程中，钢砷的浓缩度达到1.40，通过对砷进行物料平衡分析，在钢铁产品的冶炼过程中，砷的走向是一个浓缩的过程，经计算其浓缩度为1.40。

3 钢铁产品冶炼中砷含量的有效控制措施

3.1 控制原鐵矿中的含砷量

在进行钢铁冶炼之前，应该根据冶炼的具体工艺以及经济状况，尽可能选择含砷量较少的原铁矿石，从而有效的降低冶炼过程中砷进入钢铁中，以此降低高含量的砷对钢铁性能的影响。

3.2 对高砷矿进行烧结工艺处理

通过采用烧结工艺，能够有效的去除钢铁冶炼过程中的砷，因此通过采用合适的烧结工艺，严格的控制好烧结工艺的每一个过程，对控制钢铁产品冶炼过程中的砷的含量具有十分重要的作用。钢铁的烧结工艺流程表现为：其一，烧结准备，将各种粉状的铁矿原料加入适量的熔剂以及燃料，其中对熔剂的要求主要包括：CaO含量高、杂质少、含水量在2.5%左右，粒度小于2.5mm的占据92%以上；在烧结工艺中，还可以加入一定的白云石，保证在烧结矿中含有一定量的MgO，以此保证烧结工艺的质量；燃料的要求主要包括：无烟煤以及焦粉，燃料中应该具有较高的含碳量、较低的含硫量和灰分、含水率小于9.5%、力度小于2.5mm的占92%以上，通过准备好上述的条件后，加入适量的水进行混合，从而获得粒度适中的烧结混合料，对保证烧结矿的质量以及提供产量具有十分重要的作用；其二，烧结作业，烧结作业分为布料、点火、烧结等部分，将混合料按照厚度为20mm-25mm的小块烧结矿作为辅助底料，目前最常用的为圆辊布料机进行布料，点火操作中保证足够的点火温度，其点火温度通常控制在1250±50℃，在烧结的过程中，应该注意控制真空度、风量、料层的厚度、机速以及烧结终点。

3.3 严格的控制冶炼条件

在钢铁冶炼的过程中，每批炉料中的钢屑以及还原剂的配入量的变化范围很小，并且它们的含砷量相对固定，但是，在冶炼的过程中，钢铁中的含砷量经常发生变化，并且其含砷量受到冶炼操作以及设备运行状况的影响，因此控制冶炼条件，对控制钢铁中的砷含量具有十分重要的作用。想要严格的控制冶炼条件，应该从以下几个方面入手：其一，应该合理控制电能消耗，在已经成型的电炉中，变压器的输入功率越大，反应热以及电路的热效率变化越小，因此可以通过采取增加单位炉料的电能消耗来提供冶炼的温度，并且为了增大变压器的功率因数，应该尽可能的缩短冶炼的低压工作时间，也就是说应该加快挖铁的速度，对钢铁冶炼的前期精炼进行强化；其二，保持好冶炼的炉型，尽可能的降低炉渣的表面积，对炉壁侵蚀较深的地方，应该采取相应的措施进行填补，然后尽可能的缩小喇叭口，保证冶炼的效率；其三，减少弧光暴露以及热停时间造成的热损，然后保持合适的电极插入深度，充分的利用泡沫渣电阻大的特点，保持挖铁期渣面的活跃，保证电弧能够更好的加热钢铁产品。

3.4 富渣操作

富渣操作是控制钢铁中砷含量的必要条件，通过富渣操作能够抑制砷进入到钢铁产品中，起到抑制平衡砷进入到钢铁产品中的作用，从而有效的控制钢铁产品中的砷含量。

3.5 控制钢铁产品中的硅含量

钢铁产品在冶炼的过程中含有较多的硅，砷进入钢铁产品的量将会明显的降低，因此在冶炼的过程中，添加适量的硅，能够有效的控制砷进入到钢铁产品中，此外，添加适量的硅还能够改善钢铁产品的流动性。也就是说，提高钢铁产品冶炼过程中的硅含量，对控制钢铁产品冶炼过程中的砷含量以及改善钢铁产品的性能方面具有十分重要的作用。

4 结束语

在钢铁产品冶炼的过程中，砷含量能够对钢铁产品的性能产生一定的影响，因此控制冶炼过程中砷的含量，对保证钢铁产品的性能具有十分重要的作用。通过分析钢铁产品冶炼过程中砷的走向，为控制钢铁产品冶炼过程中的砷含量提供了依据，再通过采取相应的措施进行控制，从而保证钢铁产品冶炼过程中的砷含量。

参考文献

[1]胡文豪，朱施利，金摇辉.钢中砷含量对力学性嫩影响的回归分析[J].理化检验-物理分册，2009（6）；342-344.