倪 弦

（南京鋼鐵聯合有限公司金石材料廠，江蘇 南京 210000）

摘 要：現在我們國家還處于工業化的發展時期，所以鋼材的冶煉是十分重要的，其中最常用的方法就是轉爐煉鋼。因為轉爐煉鋼在我國的技術工藝相比于其他煉鋼技術的自動化程度較高，且生產率高，所以應用的較為普遍。但是在應用轉爐煉鋼的過程中，必須要不斷地提升煉鋼技術工藝，時刻更新轉爐煉鋼脫氧技術。總的來說，在轉爐煉鋼中使用脫氧工藝對煉鋼業的發展有著重要意義。

關鍵詞：轉爐煉鋼；脫氧工藝；對策分析

鋼鐵企業想要進行長遠地發展，就需要對轉爐煉鋼技術工藝進行更新換代，選擇出合適的煉鋼工藝。轉爐煉鋼工藝就是在煉鋼的過程中減少鋼水中的雜質物品，使鋼水的流動性和可塑性增強，由此使轉爐煉鋼的脫氧效果更加明顯。轉爐煉鋼技術工藝不管是其冶煉出來的鋼，使其無論是物理性還是化學性都較好，且冶煉出來的鋼整體性能較好、用途較廣。轉爐煉鋼冶煉的主要原料就是低碳鋼，因為使用低碳鋼在冶煉時的速度相對于其他材料快的多，所以轉爐煉鋼的脫氧技術對于煉鋼工業來講是十分重要的。

1 轉爐煉鋼中氧的產生及其危害

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

煉鋼的鋼水中充斥著的氧一般都和非金屬雜質物混合出現，或者以溶解氧的方式存在，與此同時氧還可能出現在材料的冶煉或者吹氧煉鋼的過程中，在這個過程中，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分離開來，特別是其中含有的鋁、硅、鐵、鉑、汞等雜質來進行處理，在這個分離的過程中，基本都需要氧氣的參與，這些元素和金屬發生反應，最后結合成其他新的物質或者將雜質析出。煉鋼時的鋼水中一定會存在著氧，那么鋼液中所存在的許多物質都會減少很多，與此同時，氧氣的數量也會減少許多。但是，如若氧的數量增加許多且對其也不進行處理，那么產生的氧化亞鐵會對鋼液產生一定的影響，從而對冶煉出來的鋼的質量有了一定的損害，可能會使鋼出現遇熱、遇冷或者遇到氫變脆的現象。除此之外，如若氧元素過多，還會使鋼中的硫元素減少，產生一系列的化學反應，都會導致各種氧化物隨之產生，這些氧化物存在于鋼液中，會對鋼的品質產生損害，從而對鋼材也會造成一定的影響。

當鋼液處于冷凝環節時，其中會含有許多的碳元素，大量產生的碳元素會與由于氧的含量過高所反應出的氧化物進行化學反應的結合，從而使鋼液沸騰，如若氧化物或者氧含量過多，沸騰將會十分劇烈，由此造成鋼液的脫氧，脫氧會使鋼液沸騰不均勻，對鋼材的品質造成影響，出現多種不同類型的鋼材。當脫氧不多、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，根據不同的沸騰程度，分別產生了鎮靜鋼和半鎮靜鋼。如冶煉鋼材的過程中產生了一氧化碳，并且有其氣泡在鋼液中，那么會大大使后續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出現很多金屬雜質，為去除雜質，需要氧元素與其進行化學反應來除雜，這一系列的化學反應過程中，不僅會導致氧含量的增多，還會使氧化物的出現。不同因素對鋼材造就了不同的影響和損害，但是其本質都是由于氧的含量過高，鋼的機械性能降低、鋼材的品質出現不同層次的分類、 鋼的內部結構受到影響等等現象，都是由于在冶煉過程中所出現了含量過多的氧元素和氧化物。所以在冶煉鋼材的過程中，一定要對鋼液進行脫氧，有效的脫氧才能夠有效地降低氧對鋼的損害。

2 煉鋼生產中轉爐煉鋼脫氧工藝應用分析

2.1 沉淀脫氧法

沉淀脫氧的煉鋼方式就是運用脫氧劑使鋼液中的氧含量減少。在使用沉淀脫氧法時，對于鋼材的質量來講，脫氧劑的選擇和使用是十分重要的，這對冶煉出來的鋼材質量有著很大的影響。脫氧法在應用的過程中，其操作業較為簡便，首先、將脫氧劑放入到鋼液中，通過不斷地進行攪拌，從而使脫氧劑能夠和鋼液中的氧氣進行完全地結合，使其二者進行化學反應，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用，原因就是沉淀脫氧法不僅操作簡便，而且在鋼材的冶煉過程中，各方面都不會產生影響。但是要想很好的進行脫氧，那么就需要選擇合適的脫氧劑，這樣才能夠有效、完全地進行氧元素的去除。

對于脫氧劑的選擇，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量提升，在進行脫氧劑的選擇時，較為常用的脫氧劑就是鈣系脫氧物質，其脫氧效果也是十分可佳的。首先針對鈣系脫氧物質來進行其組成成分的研究，可以發現其中的組成成分如鈣、硅、磷等元素都能對鋼液中的氧進行反應，由此來去除去氧化物除此之外，還能夠根據鋼水中所含物質的不同來配制含量不同的鈣系脫氧物質。其次，對鈣系脫氧物質的如何生產進行研究。對于該種脫氧物質來講，鈣是其組成成分中最重要的物質，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中去，會使鈣的溶解性大大降低，例如鋼液的溫度達到 1600 ℃時，鈣的溶解能力不到 0.5‰，此外，對于鋼固體來講， 鈣在其中基本溶解不了，所以如果單純地使用鈣元素當脫氧劑，那么不僅會造成資源的浪費，且其脫氧效果也十分不好。因此，鈣元素需要和其他元素進行結合，來使鈣的溶解性增強，由此使脫氧效果更好。

2.2 擴散脫氧法

擴散脫氧的方法主要是運用一些能夠脫氧的物質來對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移到爐渣中的氧化鐵產生反應，這種方式的好處就是能夠很大程度上保證鋼材的品質不受到侵害。但是這種方式也有其缺點，就是擴散脫氧法的擴散效率相對較低，而且脫氧時間相對來說也較長，所以會導致脫氧效率大大降低，與此同時，還可能使鋼液出現回磷的現象。擴散脫氧的方式主要有兩種，一種是利用煉鋼爐來進行脫氧，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、硅等元素的物質一起放入到煉鋼爐當中，由此來使鋼液中的氧含量大大降低，這種方式的另一個好處就是能夠減少資源的浪費，減少脫氧劑的使用程度。總的來說，擴散脫氧的方式的優缺點并存，除了上述的優點之外，其最大的缺點就是氧化速度和鈣元素的擴散速度較慢，從而導致鋼液整體的脫氧速度和生產效率都降低很多，而且在使用的過程中，當磷極易被其他物質反應后再被回收后，會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，為其提供一個真空的環境，隨后再將經過各種的化學處理后的鋼水放入其中，通過真空環境其氣壓極大且無氣體，所以就能夠將鋼水中所含的氧和碳的平衡狀態進行重組，在碳和氧進行化學反應之后重新變化后，便形成了脫氧的鋼液。

為了使脫氧效果更為理想，在進行脫氧操作時，可以適當地混入一些惰性氣體，惰性氣體的加入，能夠使鋼液的流動和攪拌更為充分，與此同時，還能夠加速和催化鋼液中的碳氧反應，使脫氧程度最大化。一般來講，惰性氣體的主要構成成分是一氧化碳，一氧化碳對于冶煉鋼鐵來說是十分有益的，就最基本的來講，一氧化碳不會和鋼水反應，所以對鋼水也不會產生什么損害，所以再擴散脫氧的過程中運用較多。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，使剛水中的化學反應更加徹底，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量，進行正確、合乎規范的操作是基本原則，操作過程中要保證反應的持續發生，使脫氧反應徹底，避免由于反應的不徹底而造成資源的浪費。

3 結 語

文章通過論述了轉爐煉鋼的過程中氧的產生的危害后，針對脫氧技術進行了探討。總的來說，就上述各種工藝的優缺點而言，雖然沉淀脫氧法的操作簡便、且時間較快，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間較慢、整體效率也較低，所以在選擇脫氧工藝時，要進行合理的選擇，與此同時還要不斷進行創新和完善，使煉鋼工藝快速發展。

參考文獻

［1］閆建偉.解析轉爐煉鋼技術的應用及革新途徑［J］.信息記錄材料，2019，（3）：227- 228.

［2］嚴敏，操瑞宏，孫樂飛.對煉鋼生產中轉爐煉鋼脫氧工藝的探討［J］.中國金屬通報 ，2018，（12）：109-110.

［3］郝忠.H08A 脫氧工藝探討［J］.河南冶金，2012，（2）：20-22.