炼钢脱氧工艺及夹杂物控制措施分析

夏雪生

（新余钢铁集团有限公司，江西 新余 338001）

1 炼钢脱氧

炼钢脱氧是炼钢的重要工序，若无法进行高效地炼钢脱氧，直接影响炼钢夹 杂物的控制，炼钢的脱氧不彻底，给夹杂物的氧化空间，铸坯在氧气下，容易在皮下产生气泡、水口结瘤、坯夹杂物增多等问题。因此，对钢水的脱氧进行彻底，能够降低钢中氧化夹杂物数量，改变硫化夹杂物形态，增强钢材稳定性以及稳定力学性能。炼钢脱氧不彻底是夹杂物清洁的关键，同时，转炉吹炼是炼钢的工序，炉吹过程中，熔池供氧需要满足一定的量，才能确保耐火材料的稳定性，钢水也能发挥溶解氧气的作用，而钢水含有溶解氧，增加了钢水危害性，炉内吹炼会增加实物质量，脱氧未达到标准会有严重危害，吹炼结束要保证脱除到的程度，能推动浇注的有序和高效，对铸坯的结构合理性有较好的作用。因此整个炼钢过程必须选择正确的脱氧剂，并控制脱氧剂的加入量，也要控制钢水的含氧量，确保脱氧程度。

2 影响钢水氧化性的因素

吹炼终点钢水氧含量是氧化性的量性指标，含氧量越大，氧化性越强，而影响钢水氧含量的因素有以下几种。第一是终点碳含量，终点碳含量与钢水氧含量成反比；第二是钢水中的余锰含量，余锰含量与含氧量成反比，余锰含量直接影响了钢水的碳含量，间接影响了钢中氧含量；第三是钢水温度，钢水温度越高，钢水的氧含量就越充足；第四是操作工艺，操作工艺有主观性，工艺的精湛程度直接影响了钢水的氧含量，高枪位的操作及熔池搅拌的程度等等直接影响钢水的氧含量；第五是出钢下渣工序，下渣的程度影响钢水氧含量。

2．1 脱氧的目的

转炉炼钢必须脱氧，才能确保炼钢的有效性，氧化精炼时需要对钢水脱氧，对冶炼终点的钢中氧含量彻底脱离，才能有助于下一步的顺利浇注。当然，脱氧并不完全能把钢水含氧量全部清除，仅仅是脱除钢种要求范围内，避免脱氧产物和非金属夹杂物的产生，控制夹杂物的形态和数量规模。

2.2 脱氧原则以及脱氧剂

炼钢脱氧脱氧剂选择需要合适脱氧金属，脱氧剂还要结合合金，确保吹氩喂丝脱氧的合金化，常见的脱氧剂常见的有硅钙钡，硅钙钡合金是Ca、Ba 在钢中的氧化合金，合金和脱氧剂同时加入钢水中能够完全溶合，液态下两者可完全互溶，钡在钢水的气化能够加速钙的溶解度，钙的应用作用得到提高；钡和硫在钢水的溶解度程度较小，因此投入硅钙钡合金的脱氧剂达到很好的脱氧效果，降低钢水的氧化性。同时，脱氧剂不仅要有脱氧功效还要有吸附能力，吸附脱氧产物，并有效排。另外，脱氧剂的投入要有秩序，低强度的脱氧剂投入后才到高强度的脱氧剂，确保脱氧程度由弱到强。脱氧过程还需要增加元素的融合，形成合金化的元素能够增加脱氧的稳定性，避免合金烧损；

3 脱氧工艺

脱氧工艺直接决定了脱氧效果，不同脱氧工艺下钢水的总氧含量也会有差别。首先，转炉出钢时需预脱氧，这个阶段的工序是将硅、锰及其他元素的合金化炉后吹氩以及喂丝，其次进加热精炼，再进行真空浇注。但是钢的类别不同对脱氧工艺要求不同，尤其是钢水的钡物质，既能与夹杂物形成表面活性物质排出钢水，又能起到细化晶粒的作用。而使用铝铁脱氧剂时，要控制沉淀脱氧量，铝铁作为强金属型脱氧剂，要沉淀铝低碳铝，沉淀脱氧时钢提高钢水的金属铝、硅，降低钢水中富含的氧、氮，从而降低铸坯中电解夹杂物，产生的酸溶铝用于连续铸浇注，能大幅度降低钢水氧含量。

4 夹杂物的控制策略

4．1 夹杂物的来源

夹杂物通常出现在冶炼和浇注 两个阶段，因此，夹杂物的控制需在两个阶段采取不同的方法。非金属相投入用于脱氧，过程中生成化合物，当遇到钢中非金属夹杂物，直接降低了钢物理性能。钢中夹杂物主要是钢的脱氧过程产生的物质或脱氧过程元素与氧气产生的二次氧化产物，同时还伴有混入钢中的炉渣以及炼钢材料。外来夹杂物颗粒大，浮在钢水肉眼易见，内生夹杂偶然和不规则，难以发现。

4．2 转炉冶炼中夹杂物的控制

转炉这一环节中减少生成夹杂物的数量，应控制好以下几点，第一是控制转炉终点的氧含量，通过补吹及深吹来控制终点含量；第二是提高转炉终MgO 含量和碱度，通过出钢挡渣、炉渣改性等实现控制含量和碱度；第三是降低钢水硫含量，通过是抑制硫化物来实现，第四是减少高碱度脱硫熔渣和钢水密度差，密度不同导致熔渣无法融入钢水内部，则熔渣从钢水析出，达到了夹杂物的脱离的目的。

4.3 浇铸过程中夹杂物的控制

第一，钢水保护浇注。精炼处理后钢水需要隔绝与空气、耐火材料、炉渣发生反应，需要对钢水采用保护浇注，对隔绝钢水与大气的接触效果显著，控制高温条件下钢水对氧、氮的吸收量，同时确保中间包一结晶器的气密性，中间包采用覆盖剂，能够吸附上浮和溶解结晶器内上浮的夹杂物。第二，中间包冶金。中间包夹杂物的去除需要增强夹杂物的上浮能力，通过挡墙、坝、阻流器来控制和优化流动的钢水中的中间包钢液流向，利用挡墙对钢包的冲形成的涡流限流，中间包水口处钢液流动稳定下来的时候，夹杂物此时上浮排出。

5 结 语

在炼钢企业中，脱氧工艺是非常重要的一道工艺技术，其将会关系到后续生产质量。在实际生产过程中，要求工作人员能充分重视并科学运用脱氧工艺，并能够采取有效措施来控制其夹杂物，确保产品性能达标。