倪 弦

（南京鋼鐵聯(lián)合有限公司金石材料廠，江蘇 南京 210000）

摘 要：現(xiàn)在我們國(guó)家還處于工業(yè)化的發(fā)展時(shí)期，所以鋼材的冶煉是十分重要的，其中最常用的方法就是轉(zhuǎn)爐煉鋼。因?yàn)檗D(zhuǎn)爐煉鋼在我國(guó)的技術(shù)工藝相比于其他煉鋼技術(shù)的自動(dòng)化程度較高，且生產(chǎn)率高，所以應(yīng)用的較為普遍。但是在應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼的過程中，必須要不斷地提升煉鋼技術(shù)工藝，時(shí)刻更新轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧技術(shù)?？偟膩碚f，在轉(zhuǎn)爐煉鋼中使用脫氧工藝對(duì)煉鋼業(yè)的發(fā)展有著重要意義。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；脫氧工藝；對(duì)策分析

鋼鐵企業(yè)想要進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)地發(fā)展，就需要對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)工藝進(jìn)行更新?lián)Q代，選擇出合適的煉鋼工藝。轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝就是在煉鋼的過程中減少鋼水中的雜質(zhì)物品，使鋼水的流動(dòng)性和可塑性增強(qiáng)，由此使轉(zhuǎn)爐煉鋼的脫氧效果更加明顯。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)工藝不管是其冶煉出來的鋼，使其無論是物理性還是化學(xué)性都較好，且冶煉出來的鋼整體性能較好、用途較廣。轉(zhuǎn)爐煉鋼冶煉的主要原料就是低碳鋼，因?yàn)槭褂玫吞间撛谝睙挄r(shí)的速度相對(duì)于其他材料快的多，所以轉(zhuǎn)爐煉鋼的脫氧技術(shù)對(duì)于煉鋼工業(yè)來講是十分重要的。

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼中氧的產(chǎn)生及其危害

轉(zhuǎn)爐冶煉主要是通過將生鐵中含有的大量的碳和雜質(zhì)利用各種方式來進(jìn)行氧化，從而冶煉出強(qiáng)度更高、各方面性能更好的一種鋼材。在這個(gè)過程中，生鐵中含有了大量的鐵元素和碳元素，而這就會(huì)相互進(jìn)行反應(yīng)，由此生成了一種碳化鐵物質(zhì)，這種物質(zhì)隨著碳含量的增加其各方面性能也越來越好，所以被普遍應(yīng)用，但是在這個(gè)過程中，也會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)鋼有害的氧，氧含量過高會(huì)對(duì)鋼各方面的性能都會(huì)有很大影響。

煉鋼的鋼水中充斥著的氧一般都和非金屬雜質(zhì)物混合出現(xiàn)，或者以溶解氧的方式存在，與此同時(shí)氧還可能出現(xiàn)在材料的冶煉或者吹氧煉鋼的過程中，在這個(gè)過程中，氧的存在是十分普遍的。但是無論是哪種的煉鋼方式，都是為了將鋼中的其他物質(zhì)分離開來，特別是其中含有的鋁、硅、鐵、鉑、汞等雜質(zhì)來進(jìn)行處理，在這個(gè)分離的過程中，基本都需要氧氣的參與，這些元素和金屬發(fā)生反應(yīng)，最后結(jié)合成其他新的物質(zhì)或者將雜質(zhì)析出。煉鋼時(shí)的鋼水中一定會(huì)存在著氧，那么鋼液中所存在的許多物質(zhì)都會(huì)減少很多，與此同時(shí)，氧氣的數(shù)量也會(huì)減少許多。但是，如若氧的數(shù)量增加許多且對(duì)其也不進(jìn)行處理，那么產(chǎn)生的氧化亞鐵會(huì)對(duì)鋼液產(chǎn)生一定的影響，從而對(duì)冶煉出來的鋼的質(zhì)量有了一定的損害，可能會(huì)使鋼出現(xiàn)遇熱、遇冷或者遇到氫變脆的現(xiàn)象。除此之外，如若氧元素過多，還會(huì)使鋼中的硫元素減少，產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，都會(huì)導(dǎo)致各種氧化物隨之產(chǎn)生，這些氧化物存在于鋼液中，會(huì)對(duì)鋼的品質(zhì)產(chǎn)生損害，從而對(duì)鋼材也會(huì)造成一定的影響。

當(dāng)鋼液處于冷凝環(huán)節(jié)時(shí)，其中會(huì)含有許多的碳元素，大量產(chǎn)生的碳元素會(huì)與由于氧的含量過高所反應(yīng)出的氧化物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的結(jié)合，從而使鋼液沸騰，如若氧化物或者氧含量過多，沸騰將會(huì)十分劇烈，由此造成鋼液的脫氧，脫氧會(huì)使鋼液沸騰不均勻，對(duì)鋼材的品質(zhì)造成影響，出現(xiàn)多種不同類型的鋼材。當(dāng)脫氧不多、含氧量較高由此沸騰程度較大，這種情況下所冶煉出的鋼成為沸騰鋼。如若脫氧較多，從而造成沸騰程度較小，根據(jù)不同的沸騰程度，分別產(chǎn)生了鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。如冶煉鋼材的過程中產(chǎn)生了一氧化碳，并且有其氣泡在鋼液中，那么會(huì)大大使后續(xù)的熔鑄坯的過程中鋼液的濃度降低，從而使鋼材的抗壓、抗拉及硬度下降。

綜上所述，在鋼材的冶煉過程中會(huì)出現(xiàn)很多金屬雜質(zhì)，為去除雜質(zhì)，需要氧元素與其進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來除雜，這一系列的化學(xué)反應(yīng)過程中，不僅會(huì)導(dǎo)致氧含量的增多，還會(huì)使氧化物的出現(xiàn)。不同因素對(duì)鋼材造就了不同的影響和損害，但是其本質(zhì)都是由于氧的含量過高，鋼的機(jī)械性能降低、鋼材的品質(zhì)出現(xiàn)不同層次的分類、 鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到影響等等現(xiàn)象，都是由于在冶煉過程中所出現(xiàn)了含量過多的氧元素和氧化物。所以在冶煉鋼材的過程中，一定要對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧，有效的脫氧才能夠有效地降低氧對(duì)鋼的損害。

2 煉鋼生產(chǎn)中轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧工藝應(yīng)用分析

2.1 沉淀脫氧法

沉淀脫氧的煉鋼方式就是運(yùn)用脫氧劑使鋼液中的氧含量減少。在使用沉淀脫氧法時(shí)，對(duì)于鋼材的質(zhì)量來講，脫氧劑的選擇和使用是十分重要的，這對(duì)冶煉出來的鋼材質(zhì)量有著很大的影響。脫氧法在應(yīng)用的過程中，其操作業(yè)較為簡(jiǎn)便，首先、將脫氧劑放入到鋼液中，通過不斷地進(jìn)行攪拌，從而使脫氧劑能夠和鋼液中的氧氣進(jìn)行完全地結(jié)合，使其二者進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而減少鋼液中的氧化物含量，使鋼水的純凈度提高。沉淀脫氧法在冶煉鋼的過程中被普遍應(yīng)用，原因就是沉淀脫氧法不僅操作簡(jiǎn)便，而且在鋼材的冶煉過程中，各方面都不會(huì)產(chǎn)生影響。但是要想很好的進(jìn)行脫氧，那么就需要選擇合適的脫氧劑，這樣才能夠有效、完全地進(jìn)行氧元素的去除。

對(duì)于脫氧劑的選擇，要選用脫氧效果較好的脫氧劑，這樣才能夠使冶煉出來的鋼材質(zhì)量提升，在進(jìn)行脫氧劑的選擇時(shí)，較為常用的脫氧劑就是鈣系脫氧物質(zhì)，其脫氧效果也是十分可佳的。首先針對(duì)鈣系脫氧物質(zhì)來進(jìn)行其組成成分的研究，可以發(fā)現(xiàn)其中的組成成分如鈣、硅、磷等元素都能對(duì)鋼液中的氧進(jìn)行反應(yīng)，由此來去除去氧化物除此之外，還能夠根據(jù)鋼水中所含物質(zhì)的不同來配制含量不同的鈣系脫氧物質(zhì)。其次，對(duì)鈣系脫氧物質(zhì)的如何生產(chǎn)進(jìn)行研究。對(duì)于該種脫氧物質(zhì)來講，鈣是其組成成分中最重要的物質(zhì)，而且鈣元素和其它元素的融合性較好，但是將鈣放入到鋼水當(dāng)中去，會(huì)使鈣的溶解性大大降低，例如鋼液的溫度達(dá)到 1600 ℃時(shí)，鈣的溶解能力不到 0.5‰，此外，對(duì)于鋼固體來講， 鈣在其中基本溶解不了，所以如果單純地使用鈣元素當(dāng)脫氧劑，那么不僅會(huì)造成資源的浪費(fèi)，且其脫氧效果也十分不好。因此，鈣元素需要和其他元素進(jìn)行結(jié)合，來使鈣的溶解性增強(qiáng)，由此使脫氧效果更好。

2.2 擴(kuò)散脫氧法

擴(kuò)散脫氧的方法主要是運(yùn)用一些能夠脫氧的物質(zhì)來對(duì)鋼液中的氧氣含量降低，其方法就是把脫氧劑放在冶煉鋼鐵的爐渣之中，通過脫氧劑與將爐渣中的氧化鐵和鋼液中利用人工轉(zhuǎn)移到爐渣中的氧化鐵產(chǎn)生反應(yīng)，這種方式的好處就是能夠很大程度上保證鋼材的品質(zhì)不受到侵害。但是這種方式也有其缺點(diǎn)，就是擴(kuò)散脫氧法的擴(kuò)散效率相對(duì)較低，而且脫氧時(shí)間相對(duì)來說也較長(zhǎng)，所以會(huì)導(dǎo)致脫氧效率大大降低，與此同時(shí)，還可能使鋼液出現(xiàn)回磷的現(xiàn)象。擴(kuò)散脫氧的方式主要有兩種，一種是利用煉鋼爐來進(jìn)行脫氧，另外一種方式就是利用鋼桶來脫氧。煉鋼爐脫氧的脫氧方法就是把脫氧劑和一些例如含碳、硅等元素的物質(zhì)一起放入到煉鋼爐當(dāng)中，由此來使鋼液中的氧含量大大降低，這種方式的另一個(gè)好處就是能夠減少資源的浪費(fèi)，減少脫氧劑的使用程度?？偟膩碚f，擴(kuò)散脫氧的方式的優(yōu)缺點(diǎn)并存，除了上述的優(yōu)點(diǎn)之外，其最大的缺點(diǎn)就是氧化速度和鈣元素的擴(kuò)散速度較慢，從而導(dǎo)致鋼液整體的脫氧速度和生產(chǎn)效率都降低很多，而且在使用的過程中，當(dāng)磷極易被其他物質(zhì)反應(yīng)后再被回收后，會(huì)使脫氧劑的使用量大大增加。

2.3 真空脫氧法

真空脫氧法，顧名思義就是首先為鋼水通過抽真空的方式，為其提供一個(gè)真空的環(huán)境，隨后再將經(jīng)過各種的化學(xué)處理后的鋼水放入其中，通過真空環(huán)境其氣壓極大且無氣體，所以就能夠?qū)撍兴难鹾吞嫉钠胶鉅顟B(tài)進(jìn)行重組，在碳和氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)之后重新變化后，便形成了脫氧的鋼液。

為了使脫氧效果更為理想，在進(jìn)行脫氧操作時(shí)，可以適當(dāng)?shù)鼗烊胍恍┒栊詺怏w，惰性氣體的加入，能夠使鋼液的流動(dòng)和攪拌更為充分，與此同時(shí)，還能夠加速和催化鋼液中的碳氧反應(yīng)，使脫氧程度最大化。一般來講，惰性氣體的主要構(gòu)成成分是一氧化碳，一氧化碳對(duì)于冶煉鋼鐵來說是十分有益的，就最基本的來講，一氧化碳不會(huì)和鋼水反應(yīng)，所以對(duì)鋼水也不會(huì)產(chǎn)生什么損害，所以再擴(kuò)散脫氧的過程中運(yùn)用較多。除此之外，注入惰性氣體的過程，一氧化碳能夠加快鋼水的攪拌，使剛水中的化學(xué)反應(yīng)更加徹底，從而是脫氧也更加徹底，但是在脫氧的過程中一定要保證脫氧的質(zhì)量，進(jìn)行正確、合乎規(guī)范的操作是基本原則，操作過程中要保證反應(yīng)的持續(xù)發(fā)生，使脫氧反應(yīng)徹底，避免由于反應(yīng)的不徹底而造成資源的浪費(fèi)。

3 結(jié) 語

文章通過論述了轉(zhuǎn)爐煉鋼的過程中氧的產(chǎn)生的危害后，針對(duì)脫氧技術(shù)進(jìn)行了探討?？偟膩碚f，就上述各種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)而言，雖然沉淀脫氧法的操作簡(jiǎn)便、且時(shí)間較快，但是其效果卻和真空法相比差了許多，但是真空法和沉淀法相比其時(shí)間較慢、整體效率也較低，所以在選擇脫氧工藝時(shí)，要進(jìn)行合理的選擇，與此同時(shí)還要不斷進(jìn)行創(chuàng)新和完善，使煉鋼工藝快速發(fā)展。

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