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，若無法進行高效地煉鋼脫氧，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，容易在皮下產生氣泡、水口結瘤、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量，改變硫化夾雜物形態，增強鋼材穩定性以及穩定力學性能。煉鋼脫氧不徹底是夾雜物清潔的關鍵，同時，轉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定性，鋼水也能發揮溶解氧氣的作用，而鋼水含有溶解氧，增加了鋼水危害性，爐內吹煉會增加實物質量，脫氧未達到標準會有嚴重危害，吹煉結束要保證脫除到的程度，能推動澆注的有序和高效，對鑄坯的結構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，避免脫氧產物和非金屬夾雜物的產生，控制夾雜物的形態和數量規模。

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，轉爐出鋼時需預脫氧，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，既能與夾雜物形成表面活性物質排出鋼水，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，產生的酸溶鋁用于連續鑄澆注，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生的物質或脫氧過程元素與氧氣產生的二次氧化產物，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，內生夾雜偶然和不規則，難以發現。

4．2 轉爐冶煉中夾雜物的控制

轉爐這一環節中減少生成夾雜物的數量，應控制好以下幾點，第一是控制轉爐終點的氧含量，通過補吹及深吹來控制終點含量；第二是提高轉爐終MgO 含量和堿度，通過出鋼擋渣、爐渣改性等實現控制含量和堿度；第三是降低鋼水硫含量，通過是抑制硫化物來實現，第四是減少高堿度脫硫熔渣和鋼水密度差，密度不同導致熔渣無法融入鋼水內部，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、爐渣發生反應，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晶器的氣密性，中間包采用覆蓋劑，能夠吸附上浮和溶解結晶器內上浮的夾雜物。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定下來的時候，夾雜物此時上浮排出。

5 結 語

在煉鋼企業中，脫氧工藝是非常重要的一道工藝技術，其將會關系到后續生產質量。在實際生產過程中，要求工作人員能充分重視并科學運用脫氧工藝，并能夠采取有效措施來控制其夾雜物，確保產品性能達標。