转炉炼钢脱氧工艺研究

鲁川

摘 要：当前市场经济不断发展，企业之间的竞争日益激烈，在激烈的市场竞争环境下，必须强化钢铁企业产品质量及产品成本的把控，不断引进先进工艺技术促进钢铁产品竞争力的增强，以保障钢铁企业在激烈的市场竞争环境下立于不败之地。转炉炼钢属于钢铁企业生产的主要形式，在生产过程中，氧气属于必不可少的物质，但是氧会对产品质量的提升产生一定的消极影响，这就需要完善脱氧工艺，合理应用脱氧工艺，促进钢水脱氧处理效果的提升，以保障钢产品质量的提升，确保钢铁企业生产的正常稳定运行。

关键词：转炉炼钢;脱氧工艺;钢铁企业

钢铁企业的转炉炼钢环节中，钢水脱氧工艺属于重要环节，钢水脱氧工艺可保障钢产品质量的合格率，若是钢水中氧含量过高，将影响钢产品质量，导致钢产品内部小孔的出现，影响钢组织结构的密度，使其呈现疏松结构形态，甚至会导致热脆性现象的发生，对钢质量产生严重负面影响。当前，转炉炼钢脱氧技术被广泛应用，必须对氧含量进行把控，以促进钢产品质量的提升，本文就转炉炼钢脱氧工艺的影响效果进行分析。

一、转炉炼钢

（一）概念

所谓转炉炼钢，转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。由于钢材的含碳量和熔点与铁水存在较大差异性，若是钢材中的含碳量在2%以下的情况，其熔点大都维持在1500℃[1]。转炉炼钢过程中生产低碳钢，低碳钢的强度和硬度与钢材存在相似性，但是低碳钢的可塑性和韧性均比较强，可以将其应用于部件的焊接、锻造和加工之中。

（二）危害

转炉炼钢作业过程中，钢水中会存在大量的氧，氧会以溶解氧和非金属夹杂物形式存在，炼钢工作开展过程中，铁水中存在大量的硅元素、磷元素和碳元素，想要对上述元素进行脱除干预，必须采用氧化反应方式开展，依靠氧化反应将上述元素去除，满足钢材的性质。转炉炼钢过程中，无法缺少氧气而开展，但是在对钢材中的元素和杂质进行去除过程中，将直接升高钢水中氧的含量，若是氧含量达到一定的标准数值以后，在钢水冷凝过程中，会产生氧化反应，导致钢水受到氧化作用，产生大量的氧化铁，氧化铁会对钢材的质量产生直接影响，甚至会对钢材的韧性和塑性产生不良影响。若是钢水之中的氧含量极高，还会导致其与六元素发生反应，氧化夹杂物及有害物质会产生，还会对产品的性能和质量产生不良影响。钢水冷凝过程中，在高温情况下，会产生一氧化碳气体，导致钢水沸腾。一氧化碳气体会在钢水中产生大量的气泡，引起钢材空隙问题的出现，影响制作质量[2]。

（三）脱氧工艺

由于氧会对转炉炼钢产生不良影响，这就需要开展脱氧干预，以对钢水中的氧含量进行控制，降低氧浓度，对钢水沸腾状态进行降低，确保钢水性能的合理性，提升钢水质量。通过脱氧工艺的应用，依靠添加脱氧剂的形式，使钢水中所氧与之发生化学反应，对钢水和氧进行有效分离。当前，我国采用的脱氧工艺主要包括扩散脱氧法、沉淀脱氧法等方式，真空脱氧法也属于常用的方式，可对碳氧的平衡状态产生破坏，使得氧能够从钢水中析出。这些脱氧工艺应用过程中，均需要应用脱氧剂作为原材料开展，脱氧剂的组成材料主要为铝、硅和锰，依靠这些物质与氧的反应对氧进行去除和固定，實现脱氧目的，但是脱氧剂的材质不同，其在应用过程中所产生的脱氧效果也存在一定从差异性，锰的脱氧能力远远低于铝，所以在应用脱氧剂的过程中，必须根据脱氧需求，合理进行复合脱氧剂的选择，以促进脱氧质量的提升[3]。

二、转炉炼钢脱氧工艺

（一）扩散脱氧法

该方式指的是在转炉炼钢过程中，在炉渣之中添加脱氧剂，依靠托氧对炉渣的氧化铁含量产生降低效用，依靠分配定律，使炉渣之中能够转移大量的钢水氧化铁。以人为进行氧化亚铁降低为例，其钢水中的氧化亚铁大都会进入炉渣之中，熔池之中含氧量并不是依靠钢水的含碳量所决定的，其包含了炉渣中的氧化铁含量。合成渣之中的氧化铁含量较低，可以将其置入钢包之中，使其与钢水充分混合，发挥去除氧气的效果[4]。可见，钢包内脱氧法和炉内脱氧法均属于扩散脱氧的主要形式。在炉内脱氧法应用过程中，可以将脱氧剂向炉渣之中增加，将其与硅元素、碳元素和碳元素联合应用。炉内脱氧应用的优势为，其可以降低脱氧过程中所生成的产物对钢水产生的污染作用，可以降低脱氧剂烧损情况及合金元素烧损情况的发生。在采用扩散脱氧法进行干预过程中，会极大程度降低脱氧效率，影响炉衬的使用周期。且采用强力效用脱氧剂进行干预过程中，回磷情况时有发生，不仅增加脱氧剂的应用剂量，还需要对脱氧剂进行粉碎以后应用。钢包内的脱氧干预，其钢水与炉渣的接触面积比较小，扩散脱氧的速度比较慢，必须应用合成渣洗的形式，使钢水与合成渣产生搅拌效果，增加接触面积以促进反应速度的提升。

（二）沉淀脱氧法

转炉炼钢中脱氧工艺的重要组成就是沉淀脱氧法，这一形式可以依靠添加固定比例的脱氧剂，对钢水中所包含的氧气进行脱除干预，依靠沉淀方式对氧化物与钢水进行分离。沉淀脱氧法应用效益较好，脱氧效率较高，但是采用沉淀脱氧法进行干预过程中，必须应用高性能的脱氧剂，以形成高质量的脱氧产物，若是脱氧产物在沉淀过程中无法产生上浮效果，分离难度大，极易导致钢水与之发生化学反应的不良事件发生，产生铁元素的氧化物，对钢水的质量和钢水的纯净程度产生不利影响。

（三）转炉炼钢脱氧工艺优化措施

开展转炉炼钢脱氧工艺的优化过程中，必须从具体钢种出发，合理进行脱氧剂的选择，若是钢种为普碳钢，则可以应用AMnFe、FeMn、SiC和CaC2等物质为主，待完成脱氧合金化以后，进行其他成分合金化的干预，可通过添加铝块的方式对脱氧度及Als的含量开展调整。通过优化脱氧工艺，可以使脱氧合金消耗量有效控制，更好的回收硅元素和锰元素，对酸溶铝的损失进行降低，最大程度降低脱氧成本，促进连铸坯质量的提升。

结束语

转炉炼钢脱氧工艺中，脱氧工艺的应用，其不仅脱氧效果好，脱氧成本也比较低，只是采用上述脱氧形式进行干预过程中，必须强化技术和设备的引入，由于扩散脱氧法应用速度较慢，沉淀脱氧法工艺要求高，在转炉炼钢的过程中，必须从自身工艺水平及企业开展实际情况，优化脱氧工艺的选择，降低脱氧对钢材产生不良影响，提升钢水的搅拌程度。可提升脱氧的彻底程度，降低脱氧剂的使用剂量，缩减脱氧成本，以促进炼钢水平的提升。

参考文献：

[1]闫庆涛. 炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺探析[J]. 冶金管理， 2019， 367（05）：4-4.

[2]陈焕建， 程洪波， 李腾腾. 炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的探讨[J]. 中国机械， 2019， 000（004）：95-96.

[3]孙惠. 对炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的探讨[J]. 数字化用户， 2018， 24（002）：253.

[4]严敏， 操瑞宏， 孙乐飞. 对炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的探讨[J]. 中国金属通报， 2018， 999（12）：116-117.

[5]杨其敏， 冯宝， 马超. 炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的探讨[J]. 山西冶金， 2018， v.41;No.172（02）：116-117+122.

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