煉鋼脫氧工藝及夾雜物控制措施分析

夏雪生

（新余鋼鐵集團有限公司，江西 新余 338001）

1 煉鋼脫氧

煉鋼脫氧是煉鋼的重要工序，若無法進行高效地?zé)掍撁撗?，直接影響煉鋼夾 雜物的控制，煉鋼的脫氧不徹底，給夾雜物的氧化空間，鑄坯在氧氣下，容易在皮下產(chǎn)生氣泡、水口結(jié)瘤、坯夾雜物增多等問題。因此，對鋼水的脫氧進行徹底，能夠降低鋼中氧化夾雜物數(shù)量，改變硫化夾雜物形態(tài)，增強鋼材穩(wěn)定性以及穩(wěn)定力學(xué)性能。煉鋼脫氧不徹底是夾雜物清潔的關(guān)鍵，同時，轉(zhuǎn)爐吹煉是煉鋼的工序，爐吹過程中，熔池供氧需要滿足一定的量，才能確保耐火材料的穩(wěn)定性，鋼水也能發(fā)揮溶解氧氣的作用，而鋼水含有溶解氧，增加了鋼水危害性，爐內(nèi)吹煉會增加實物質(zhì)量，脫氧未達到標準會有嚴重危害，吹煉結(jié)束要保證脫除到的程度，能推動澆注的有序和高效，對鑄坯的結(jié)構(gòu)合理性有較好的作用。因此整個煉鋼過程必須選擇正確的脫氧劑，并控制脫氧劑的加入量，也要控制鋼水的含氧量，確保脫氧程度。

2 影響鋼水氧化性的因素

吹煉終點鋼水氧含量是氧化性的量性指標，含氧量越大，氧化性越強，而影響鋼水氧含量的因素有以下幾種。第一是終點碳含量，終點碳含量與鋼水氧含量成反比；第二是鋼水中的余錳含量，余錳含量與含氧量成反比，余錳含量直接影響了鋼水的碳含量，間接影響了鋼中氧含量；第三是鋼水溫度，鋼水溫度越高，鋼水的氧含量就越充足；第四是操作工藝，操作工藝有主觀性，工藝的精湛程度直接影響了鋼水的氧含量，高槍位的操作及熔池攪拌的程度等等直接影響鋼水的氧含量；第五是出鋼下渣工序，下渣的程度影響鋼水氧含量。

2．1 脫氧的目的

轉(zhuǎn)爐煉鋼必須脫氧，才能確保煉鋼的有效性，氧化精煉時需要對鋼水脫氧，對冶煉終點的鋼中氧含量徹底脫離，才能有助于下一步的順利澆注。當(dāng)然，脫氧并不完全能把鋼水含氧量全部清除，僅僅是脫除鋼種要求范圍內(nèi)，避免脫氧產(chǎn)物和非金屬夾雜物的產(chǎn)生，控制夾雜物的形態(tài)和數(shù)量規(guī)模。

2.2 脫氧原則以及脫氧劑

煉鋼脫氧脫氧劑選擇需要合適脫氧金屬，脫氧劑還要結(jié)合合金，確保吹氬喂絲脫氧的合金化，常見的脫氧劑常見的有硅鈣鋇，硅鈣鋇合金是Ca、Ba 在鋼中的氧化合金，合金和脫氧劑同時加入鋼水中能夠完全溶合，液態(tài)下兩者可完全互溶，鋇在鋼水的氣化能夠加速鈣的溶解度，鈣的應(yīng)用作用得到提高；鋇和硫在鋼水的溶解度程度較小，因此投入硅鈣鋇合金的脫氧劑達到很好的脫氧效果，降低鋼水的氧化性。同時，脫氧劑不僅要有脫氧功效還要有吸附能力，吸附脫氧產(chǎn)物，并有效排。另外，脫氧劑的投入要有秩序，低強度的脫氧劑投入后才到高強度的脫氧劑，確保脫氧程度由弱到強。脫氧過程還需要增加元素的融合，形成合金化的元素能夠增加脫氧的穩(wěn)定性，避免合金燒損；

3 脫氧工藝

脫氧工藝直接決定了脫氧效果，不同脫氧工藝下鋼水的總氧含量也會有差別。首先，轉(zhuǎn)爐出鋼時需預(yù)脫氧，這個階段的工序是將硅、錳及其他元素的合金化爐后吹氬以及喂絲，其次進加熱精煉，再進行真空澆注。但是鋼的類別不同對脫氧工藝要求不同，尤其是鋼水的鋇物質(zhì)，既能與夾雜物形成表面活性物質(zhì)排出鋼水，又能起到細化晶粒的作用。而使用鋁鐵脫氧劑時，要控制沉淀脫氧量，鋁鐵作為強金屬型脫氧劑，要沉淀鋁低碳鋁，沉淀脫氧時鋼提高鋼水的金屬鋁、硅，降低鋼水中富含的氧、氮，從而降低鑄坯中電解夾雜物，產(chǎn)生的酸溶鋁用于連續(xù)鑄澆注，能大幅度降低鋼水氧含量。

4 夾雜物的控制策略

4．1 夾雜物的來源

夾雜物通常出現(xiàn)在冶煉和澆注 兩個階段，因此，夾雜物的控制需在兩個階段采取不同的方法。非金屬相投入用于脫氧，過程中生成化合物，當(dāng)遇到鋼中非金屬夾雜物，直接降低了鋼物理性能。鋼中夾雜物主要是鋼的脫氧過程產(chǎn)生的物質(zhì)或脫氧過程元素與氧氣產(chǎn)生的二次氧化產(chǎn)物，同時還伴有混入鋼中的爐渣以及煉鋼材料。外來夾雜物顆粒大，浮在鋼水肉眼易見，內(nèi)生夾雜偶然和不規(guī)則，難以發(fā)現(xiàn)。

4．2 轉(zhuǎn)爐冶煉中夾雜物的控制

轉(zhuǎn)爐這一環(huán)節(jié)中減少生成夾雜物的數(shù)量，應(yīng)控制好以下幾點，第一是控制轉(zhuǎn)爐終點的氧含量，通過補吹及深吹來控制終點含量；第二是提高轉(zhuǎn)爐終MgO 含量和堿度，通過出鋼擋渣、爐渣改性等實現(xiàn)控制含量和堿度；第三是降低鋼水硫含量，通過是抑制硫化物來實現(xiàn)，第四是減少高堿度脫硫熔渣和鋼水密度差，密度不同導(dǎo)致熔渣無法融入鋼水內(nèi)部，則熔渣從鋼水析出，達到了夾雜物的脫離的目的。

4.3 澆鑄過程中夾雜物的控制

第一，鋼水保護澆注。精煉處理后鋼水需要隔絕與空氣、耐火材料、爐渣發(fā)生反應(yīng)，需要對鋼水采用保護澆注，對隔絕鋼水與大氣的接觸效果顯著，控制高溫條件下鋼水對氧、氮的吸收量，同時確保中間包一結(jié)晶器的氣密性，中間包采用覆蓋劑，能夠吸附上浮和溶解結(jié)晶器內(nèi)上浮的夾雜物。第二，中間包冶金。中間包夾雜物的去除需要增強夾雜物的上浮能力，通過擋墻、壩、阻流器來控制和優(yōu)化流動的鋼水中的中間包鋼液流向，利用擋墻對鋼包的沖形成的渦流限流，中間包水口處鋼液流動穩(wěn)定下來的時候，夾雜物此時上浮排出。

5 結(jié) 語

在煉鋼企業(yè)中，脫氧工藝是非常重要的一道工藝技術(shù)，其將會關(guān)系到后續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量。在實際生產(chǎn)過程中，要求工作人員能充分重視并科學(xué)運用脫氧工藝，并能夠采取有效措施來控制其夾雜物，確保產(chǎn)品性能達標。