转炉炼钢脱氧工艺分析

徐 亮

（河北钢铁集团宣化钢铁公司，河北 张家口 075100）

钢铁企业立足实际，选择合适的转炉炼钢脱氧工艺，通过降低钢中的夹杂物，改善钢水的流动性，提升脱氧效率与效果。

1 转炉炼钢与脱氧工艺的相关概述

1.1 转炉炼钢的原理

转炉炼钢操作的设备为转炉。转炉的形态类似于鸭梨，内部为由耐火砖形成的炉壁，炉体能够360 度任意角度旋转。炼钢所需的原料为铁水和废钢，转炉炼钢在整个吹炼过程为氧化反应，炼钢的基本任务包括：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧去除有害气体和杂质，提高温度和调整成分。吹炼过程根据铁水温度和成分操作人员利用热平衡公式和加白灰、轻烧公式使炼钢渣系形成合适的碱度和氧化镁有效的去除C、P、S，并在冶炼结束能够达到合适的出钢温度和成分要求。由于在吹炼过程中顶吹氧气和炉内铁水、废钢发生强有力的化学氧化反应，最终所得钢水所含氧含量不能满足钢种质量要求，所以在出钢过程中要开展脱氧合金化操作来提升钢的品质，达到钢种要求。

1.2 脱氧工艺在炼钢过程中的重要作用

转炉炼钢期间脱氧技术主要为了降低钢中氧的数量，防止因为氧含量较多，和别的物质发生不利于生产质量要求的反应。炼钢脱氧工序结束后，氧的占比大概在千分之五左右，沸腾钢中氧的数量大约为千分之零点二五到千分之零点三之间，脱氧合金化能够良好的提升钢的品质，缩减炼钢的资金投入。如今，脱氧操作的方式众多，不过科学含量较低，脱氧技术应用的方式均需要持续的优化，尽量提升技术操作效果。脱氧技术的提升能够在一定程度上提升钢的品质，增加我国钢铁的市场交易数量，能够看出脱氧技术对于炼钢来说十分关键。

2 氧在炼钢中的产生以及危害分析

钢液中的氧往往和非金属夹杂物质或者溶解氧的形式出现，在材料和吹氧炼钢期间可能出现氧，不过不管应用哪种方式展开炼钢，通过此种方式可以把钢中的其他物质分解出来，尤其是针对锰、硅、磷以及碳等物质进行处理期间，基本上均会使用到氧气，和氧气发生化学反应现象，使得其他物质与氧融合起来，生成新的物质，同时分解出别的物质。钢液中必定或多或少的包含氧，因此在吹氧炼钢期间，因为钢液氧化和其他物质数量持续减少，氧气在钢液中的数量同样持续降低，没有针对钢液中的氧气进行良好的治理，钢液中氧含量较多，等到完全凝结之后，能够与钢液发生变化，生成晶状物质，并且产生氧化亚铁。因为钢液中出现氧化亚铁，能够造成铸坯的损坏，进而降低成品钢的品质，严重的情况下会造成形变情况的发生，产生热脆、冷脆、氢脆现象，或者导致钢铁氧化问题的出现。若是钢液中氧含量超标，容易加剧硫的损害，同时持续的发生化学现象，在变化出现的时候同时导致各种氧化物质的出现，掺杂到钢产品中，降低成品钢的品质，影响钢材的各项性能。冷凝环节中的钢液，其包含的碳元素同样与溶解氧产生化学变化，造成沸腾现象的出现。尤其是氧含量较多的情况下，沸腾现象比较显著，因为钢液中会发生各种情况的脱氧现象，导致沸腾情况的实际状况出现差异，依据各种沸腾状况，进而出现各种钢材，譬如沸腾钢、镇静钢以及半镇静钢，若是一氧化碳的气泡包含在钢液中，容易造成铸坯中浓度降低，损坏钢的硬度。因为以上情况的出现，则需要借助通常的方式展开结局，提升钢液的脱氧质量，减少钢液中氧气数量。

3 脱氧技术的现状

最近几年，炼钢操作期间转炉炼钢脱氧技术，铝依旧是应用频率较高的脱氧物质，不过铝回收再次应用率在百分之十到百分之二十五，应用概率偏低，所以，在一定程度上加剧了炼钢相关公司的资金投入，个别炼钢单位若是想要良好的处理相关的情况，需要不断的研究与铝相关的脱氧物质，譬如硅铝铁与铝锰铁。通常条件下，此种脱氧物质的密度比铝质材质的密度高，把脱氧物质添加到钢液中，拥有充足的反应时间，所以，可以良好的提升回收应用效果。脱氧操作之后产生熔点较低的复合氧化物质，所以，能够实现期望的脱氧效率。铝进行脱氧之后，能够出现众多的氧化铝，此种物质的出现能够在一定程度上影响成品钢的性能，特别是对钢抵御疲劳的性能影响最为大。

4 转炉炼钢脱氧工艺分析

沉淀脱氧方式与扩散脱氧方式作为转炉炼钢期间应用频次较高的脱氧方式，其均需要应用脱氧剂展开脱氧生产，沉淀脱氧方式属于直接脱氧，而扩散脱氧是间接脱氧。此外，具体操作期间真空脱氧方式使用的频次同样较高，此种脱氧方式不需要借助脱氧剂，保证钢液呈现真空情况，破坏碳氧的状态，催化碳与氧出现化学变化，形成一氧化碳然后与钢液分离。实际生产期间脱氧技术与脱氧物质的选择工作必须依据公司具体状态与商品类型进行判定。

4.1 沉淀脱氧法

采用沉淀脱氧方式期间，脱氧剂的选取和应用在一定程度上影响着脱氧操作质量。因为转炉炼钢脱氧有关探究和应用力度持续加大，在具体操作期间良好的完善了脱氧技术，特别是基本沉淀脱氧技术中应用的钙系脱氧物质，其脱氧成效比较显著。

（1）针对钙系脱氧物质的组成进行研究。钙系脱氧物质中囊括钙、碳、硅、钡、铼以及铝等，依据钢的种类，针对钙系脱氧物质的组成展开科学的配置，可以良好的提高脱氧物质和氧气的融合，从而取得良好的脱氧操作质量。

（2）针对钙系脱氧物质的生产原理进行研究。钙是比较关键的元素，和别的元素进行对比其融合性较高。钡与钙类似，其脱氧能力较高，将钡掺杂入硅铝铁当中能够生成硅铝钡，能够良好的提高钡的脱氧能力。当钡和钙进行对比，发现钙的脱氧性能较高，钙和钡的摩尔质量比值为1 比3.43，由此可见若想分解出相同的氧气，就需要加入钙的数量为1 千克，而加入钡数量应为3.43kg。但是，钙在钢液中的溶解性能较弱，即使钢液的温度高达一千六百摄氏度，钙的溶解能力也只达到千分之零点三，同时钙基本上不能在固体铁中溶解。并且在此种条件下钙的蒸气压大约高于大气压力一倍，因此钙的蒸气压较高，如果单纯的将钙当作脱氧物质，则会浪费众多的钙，进而加剧资金投入，降低生产的经济性。因此，若是想要提高脱氧物质的应用效果，必须保证脱氧操作效果，需要应用各种方式提升钢液中钙物质的溶解能力。依据具体情况研究钙物质中其他元素的添加量，进而提升其溶解性能。

4.2 普碳钢脱氧工艺优化

在应用普碳钢脱氧技术进行炼钢期间必须关注下列操作：

（1）脱氧操作前期在转炉中合理的添加价格低廉的增碳物质。

（2）在硅铁与硅锰合金的效用中逐步开展脱氧操作与脱氧合金化操作。

（3）通过吹氩站进行深层次的脱氧操作。实际操作期间，转炉炼钢期间，若是转炉终点大于等于千分之零点五，能够在钢液充斥炉底时添加增碳物质，同时认真的查看增碳物质的溶解情况以及钢包翻腾状况，在确定其满足标准的条件下添加硅铁和硅锰合金，进而完成脱氧合金化操作；若是转炉终点小于或等于千分之零点五，能够在炼钢过程进行百分之二十的情况下添加适量的铝铁与硅锰合金，待预脱氧操作完结后按照顺序将增碳物质与其他材质添加到炉体中，从而完成脱氧合金化操作。进行吹氩期间既要保证其整体性，同时需要依照标准管控操作强度与时间。和之前进行对比，优化措施中脱氧技术的经济性较高，如果钢液中W（C）偏高能够利用增碳物质展开预脱氧操作，如果钢液中W（O）偏高，则需要应用成本较低的铝铁进行脱氧，通过此种方式，既能够提升普碳钢脱氧技术的安全性能，同时能够降低投入资金，其应用与推广价值较高。

4.3 真空脱氧法

真空脱氧方式采用的是抽真空的方式，把经过处理的钢液放置在真空条件下，破坏碳与氧状态，催化碳与氧出现化学变化，一氧化碳与钢液分离，完成脱氧操作。脱氧操作期间适量加入惰性气体能够促进钢液的搅动，在碳氧出现化学标准期间起到催化效用。致使一氧化碳与钢液分离，进而降低对钢液的破坏，在一氧化碳上升过程中可以顺便分离出非金属物质，完成脱氧操作的过程中顺便进行脱碳操作，此方式在进行低碳钢生产期间应用比较广泛。一氧化碳的分离可以促进钢液的搅动，能够落实良好的化学现象，保证脱氧操作质量，并且降低脱氧物质与石灰的应用，缩减脱氧操作资金投入。在具体生产期间，应用的技术比较简便，可以良好的确保钢材品质，将转炉与电炉外部操作环节当作提升钢材品质的良好方法。

4.4 扩散脱氧工艺

扩散脱氧技术主要通过脱氧物质针对炼钢期间氧气数量进行管控。此种方式能够缩减钢的损伤程度，保证生产钢材的品质。其不足之处在于扩散效率低，脱氧操作应用的时间长，会造成时间的损耗，同时可能出现回磷现象。若是脱氧技术比较纯熟，能够降低脱氧操作用时，由此可见扩散脱氧方式的应用价值较高。

5 结语

综上所述，炼钢的品质与炼钢过程中氧含量的控制有密切的联系，所以在炼钢实践中，必须要基于氧的危害对氧的含量进行具体的控制。文章对炼钢过程中的质量控制因素进行明确，并就转炉炼钢过程中氧的产生以及氧的危害进行具体的分析，并对转炉炼钢中的脱氧方法以及具体的操作等进行阐述，目的是要为转炉炼钢实践中的脱氧工艺利用，提供科学的指导和帮助，从而实现转炉炼钢质量的全面提升。