阐述炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺

冯晓剑

摘要：在转炉炼钢生产中，氧的产生是不可避免的，我们首先应了解氧对炼钢生产和钢产品质量的危害，掌握各种脱氧方法，在此基础上加强对脱氧处理工艺的改进和利用，才能有效提高对钢液脱氧处理的效果。在保证钢产品质量的同时，降低生产成本，使炼钢生产可以有序、高效地进行。转炉炼钢脱氧技术在炼钢企业中应用比较多，能够极大的改善成鋼的品质，通过对氧气含量的控制保证钢质量达到客户需求。本文讲述了影响炼钢质量的因素以及氧气在其中的危害，同时详细介绍了炼钢生产中转炉炼钢的脱氧工艺技术，以供同业者参考。

关键词：炼钢生产;转炉炼钢;脱氧工艺

1引言

近些年，炼钢生产工艺普遍，炼钢企业也不断增多，钢铁市场的竞争愈发激烈。各炼钢企业开始不断提高企业炼钢水平，以期待通过高技术高质量形成竞争优势，他们在不断的改进工艺措施来提高钢产品质量，同时降低成本增加市场竞争力。很长一段时间里，炼钢技术得不到提高，解决不了钢内部组织松散、大量气孔等质量问题，后来发现是高含量的氧气导致的，转炉脱氧技术应运而生，巧妙的去除了钢液中的氧气，大幅度提升了钢产品的质量，同时减少废品率使投资成本降低。钢产品生产变的高效高质量，为我国的建设和人们的日常应用提供了极大的便利。

2炼钢过程影响质量因素

对炼钢质量形成影响的因素有很多，各个环节稍有不慎，都可能会影响最终炼钢结果，因此对每个环节的原材料都需要仔细检查、认真核对，同时检查操作规程的正确性以及操作设备的使用情况。在炼钢过程中，钢炉的选择比较重要，原材料中夹杂的各类杂质也会是钢质量有影响，转炉中的氧含量和钢液的处理都会直接影响最终产品，尤其是氧气含量，严重时会直接导致整批钢材报废，因此有效控制钢液中的氧气含量就是对钢质量最好的控制。

3氧气在炼钢中的产生和危害

氧气通常是非金属夹杂物或者溶解氧的形式存在于钢液中，原材料中会存在一定的氧含量，在炼钢过程中也会造成氧含量的增加。炼钢的原材料存在许多杂质，炼钢过程中需要将这些杂质去除，通常使用的方法都是加入氧气使其形成氧化物沉淀，然后将其析出。在这个过程中，氧气就会残留到钢液中。

随着其他杂质的清除，钢液中氧含量明显增多，氧含量的增高使得钢液冷凝固时，与其中铁元素发生化学反应，形成FeO，这种物质存在于钢液中，使得凝固出的组织不符合要求，钢的整体塑形变差、易断裂，并且钢会更容易氧化锈蚀。钢液中过多的氧气还会与其中的其他物质元素发生反应，形成各类氧化物杂质，使钢本身力学性能达不到标准。另外氧元素还会与钢中的碳发生反应，形成一氧化碳气泡使表面沸腾。氧含量的多少产生的沸腾效果不同，越多的氧就会导致更剧烈的沸腾现象，有时会达到沸腾钢的程度，这些CO气泡会使成钢组织松散，刚度和强度下降。由此可知，脱氧技术对炼钢非常重要，使氧气含量降低到标准范围内，控制其产生CO量及其他氧化物杂质，保证钢的密度、力学性能和强度达到要求是炼钢作业中一项非常重要的任务。

4炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺

4.1沉淀脱氧

沉淀脱氧就是在钢液中加入脱氧剂，使其與氧气充分反应，形成固定的氧化物，将其从钢液中分离出来。这是一种相对简单且比较容易操作的方法，这种方法的工作效率相对比较高，脱氧速度比较快，不会因为这项技术而拖延工期;但是这同样是一种形成新的杂质的方式，若是对这种新的氧化物杂质以及残余的脱氧剂去除不彻底，则会对钢液形成新的污染杂质，影响成钢的其他性能，失去了最初的目的和意义。

4.2扩散脱氧

这种方法是将脱氧剂加入到炉渣中，使炉渣中的氧化铁含量明显减少，这样钢液中的氧化铁就会自发的转移到炉渣中，这是一种人为降低炉渣中氧化铁的方式，通过这种方式使得钢液中氧化铁因均匀原则而扩散，因此在一定程度上，炉渣中的氧化铁含量对钢液中氧含量影响也比较大。

炉内脱氧：炉渣中的脱氧剂多为硅铁或铝硅碳的融合物。这种脱氧方法一般不会直接污染钢液，而且脱氧物质损耗比较少，但是这种炉内脱氧需要花费大量时间等其自然扩散，效率明显降低，同时还可能对炉衬造成伤害，减少使用寿命，有些脱氧剂还会造成回磷。盛钢桶内脱氧：一般才用的是合成渣法，即将合成渣与钢液充分搅拌，使得钢液中的氧化铁迅速转移到合成炉渣中，这种方法效率比较高，而且成本相对比较低，又比较容易操作，被国内外许多钢铁厂广泛的应用于脱氧工艺中。

4.3真空脱氧

这种方法主要是通过对钢包内抽真空的方法得到，这种方法使得会导致钢液中碳氧失衡而发生反应形成CO，因为是真空状态，这些气体会自发进入空气中，同样使钢液中脱氧。在这个过程中还可以吹入一些惰性气体，加速化学反应的进行。这类脱氧产物对钢液没有破坏污染，溢出钢液时还可以有一定的搅拌作用，加速脱氧，减少了脱氧剂的使用，也在一定程度上减少了投资，因此也被诸多钢铁厂所青睐。

4.4普碳钢脱氧

普碳钢脱氧采用的脱氧剂成份相对比较复杂，成本比较高可以根据各种原料的脱氧能力对脱氧剂进行优化，例如可以选择先用增碳剂进行第一步脱氧，然后加入高质量脱氧剂进行二次处理，最后利用氩气喂铝线深脱氧。这种脱氧过程相对比较复杂，但是成本降低了许多，这种方法安全性比较高，脱氧效果也很好，在实际工作中也有一定的应用范围。

5结束语

炼钢转炉脱氧技术对于炼钢效果有着非常重要的作用，它直接影响炼钢的生产和成钢的质量状况。若是脱氧不彻底，导致氧气残留在钢液中，会导致钢的塑造性变差，出现气孔，组织间不能够正常紧密联结，甚至是热脆，可能导致钢的质量无法达到客户要求，形成废品。本文首先讲述了在炼钢中形成氧气的原因及其危害，又分析了炼钢过程中的脱氧工艺，主要包括沉淀脱氧工艺、扩散脱氧工艺以及抽真空的脱氧工艺办法，这些脱氧工艺各有优劣，并且从投资的角度来说也各不相同，需要花费的脱氧时间也有长有短。在实际生产制造中，需要从企业的预算、钢的交付节点以及对钢质量要求等各个方面综合考虑，选择最优化的脱氧工艺，尽可能满足和平衡各方面要求，降低输入成本，做好钢铁单位质量，增加企业在市场的竞争力，并且有自己的竞争核心。

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（作者单位：天津铁厂有限公司）