对炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的分析

对炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺的分析
摘要：随着我国经济的发展和社会的进步，我国的各行各业均均取得了令人
瞩目的成就。

在目前的炼钢过程当中，转炉炼钢脱氧方式的应用越来越广泛，作
为炼钢过程当中一项重要的内容，钢液脱氧效果控制能够最大限度地保证整个钢
产品的质量。

本文主要是分析了炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺，以此为炼钢行业
的发展提供些许的借鉴。

关键词：炼钢生产转炉炼钢脱氧工艺分析
引言
脱氧合金化是在炼钢生产中转炉炼钢过程当中非常重要的一个过程，其能够直接影响到
钢产品的质量、产能以及生产成本等重要环节。

同时，脱氧合金化也是冶炼过程最后的一个
步骤，通常来讲，脱氧与合金化过程是同步进行的。

一旦出现操作失误的情况，不仅对合金
回收率会造成负面影响，还会提高精炼处理的难度，致使钢水混入较多的杂物，影响其可浇性，从而对铸坯的质量造成不利影响，更为严重的情况会产生废品甚至是铸机断浇。

所以，
炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺水平的提升是炼钢生产最为关键的环节之一。

1转炉炼钢相关概述
1.1转炉炼钢的原理
转炉是转炉炼钢操作最为主要的设备。

其形状与鸭梨类似，内部的炉壁是由耐火砖制成，能够实现360°全方位任何角度旋转。

铁水和废钢是炼钢所需要的原材料，整个吹炼过程中
的转炉炼钢是氧化反应，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
分是炼钢最基本的任务。

相关操作人员根据铁水的温度和成分和热平衡公式，再加上白灰和
轻烧公式等促使炼钢渣的碱度适中，同时有效地去除氧化镁中的碳磷硫等杂物，并且确保在
冶炼过程完成之后使得钢温度和成分符合要求。

吹炼过程所产出的钢水含氧量很难达到钢种
质量的要求，主要是由于顶吹氧气与铁水、废钢等发生了氧化反应。

因此，在钢产出的过程
中必须要加之脱氧工艺，以确保其能够达到钢种质量的要求。

1.2转炉炼钢中氧的产生及其危害
钢液当中的氧气主要是以包括非金属杂物和溶解氧气两种形式存在的，而氧气主要产生
自炼钢的原材料和吹氧炼钢的工序。

在实际的炼钢作业过程当中，大量的氧气可以帮助去除碳、锰、磷、硅等元素以及其他一些化学杂质，主要是通过氧气与此类杂质进行氧化反应，
使其析出的方式，从而使得产出的钢纯度更高。

由此可见，钢液中的氧是必须要存在的，在
实际的吹氧炼钢过程中，钢液中所存在杂质的含量越多，就需要越多的氧气对其进行氧化反应，这也会增加钢液中的氧含量。

如果没有有效的方法去除钢液中的氧，就会使得钢液中含
氧量超标，导致钢液凝固过程中氧与钢液中的铁发生化学反应，从而产生析出的氧化亚铁。

而氧化亚铁的产生会极大地破坏铸坯，对钢产品的质量造成直接的影响，还会使得铸坯出现
变形的情况，更为严重的是进一步发生氧化反应，使得钢液全部报废。

与此同时，钢液中含
有越多的氧，就会造成越严重的硫破坏，主要是由于硫与氧会发生化学反应生成氧化硫等杂物，此类杂物混在钢液当中很难被有效地分离出来，极大地影响钢产品的质量，特别是对钢
产品的力学性能会造成严重的影响。

在冷凝钢液的过程当中，钢液中所存在的氧还会和碳发生氧化反应，反应不充分时会生
成一氧化碳产生气泡，从而使得在冷凝钢液的环节中出现沸腾的情况，而且钢液中存在的氧
越多，一氧化碳气泡就越多，由此引发的沸腾情况也就越明显。

在对钢液进行脱氧处理时，
由于其脱氧程度的不同，也会导致沸腾现象出现明显的差异。

镇静钢、半镇静钢与沸腾钢钢
型的划分依据就是沸腾的程度。

若钢液中含有过多的一氧化碳气泡，还会疏松钢锭内部的各
种物质，致使刚产品的密度出现大幅下降，从而严重地影响钢产品的强度和质量。

2炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺应用分析
2.1扩散脱氧法
扩散脱氧法主要是在炉渣内加入脱氧剂，使其与钢液内所存在的氧化亚铁进行反应，使
得钢液中的氧化亚铁扩散至炉渣内，以使钢液中氧化亚铁的含量得以有效地控制和降低，从
而提升脱氧的实际效果。

一般来说，此种方法比较广泛地应用于炉外精炼和电炉还原期。

在
实际的应用中，钢液中的氧不断地扩散至炉渣中，使得炉渣内氧化亚铁的含量不断增加。

此外，此方法需要不断地向炉渣内添加脱氧剂，以进一步提高炉渣的扩散能力，提升脱氧效果，使得氧化亚铁进一步持续扩散至炉渣内。

扩散脱氧法的脱氧程度比较优秀，有效地控制了钢
液中的氧含量，提高了钢产品的质量。

但是，其所需要脱氧的时间比较长，还需要吹氩搅拌
帮助提升脱氧速度。

2.2沉淀脱氧法
脱氧剂的选择和使用是沉淀脱氧法能否发挥最大作用的关键。

随着不断深入地研究和实
践转炉炼钢脱氧工艺，实际的生产过程当中基本实现了有效地优化脱氧工艺，特别是沉淀脱
氧法中的钙系脱氧剂为基础的工艺，其脱氧效果非常显著。

第一，分析钙系脱氧剂中的成分。

钙、碳、硅、钡、铼、铝等物质是钙系脱氧剂中的主要成分，综合考虑钢的类别，对此类成
分进行有效地配比，不仅能够大幅度地提高脱氧剂与氧结合，而且能够显著地提升脱氧效果。

第二，分析钙系脱氧剂的原理，钙作为第二主族元素，其结合能力是其他元素不能比的。

同时，钡也是一种脱氧效果比较优秀的元素，可以将钡以一定的比例加入到硅铝铁中，生成硅
铝钡，以此提高脱氧性。

但是，相比于钙的脱氧能力，钡就显得比较弱势了，钙和钡的摩尔
质量比是1:3.43，说明了脱除相同质量的氧，需要的钙与钡的比例是1:3.43。

但是，钙在
钢液中的溶解度比较小，钙在1600℃的钢液中仅仅有0.03%的溶解度，且基本不溶于固态铁。

除此之外，钙在1600℃的钢液中蒸气压是大气压的2倍左右，所以，如果单纯的用钙作为脱
氧剂，其耗费量是非常惊人的，成本也会随之上涨很对，对于炼钢的经济效益是一种打击。

因此，必须要提升钙在钢液中的溶解度，以获取更好的脱氧剂选用效益，从而确保脱氧质量。

比如，可以以一定的比例将硅、碳、铝等元素加入到钙剂当中，以提升钙在钢液中的溶解度。

2.3真空脱氧法
真空脱氧法主要是以真空技术为基础，营造出真空的环境，将钢包内的钢液置于此环境
之下，有效地破坏钢液中的氧碳平衡，提升氧和碳的化学反应，生成一氧化碳，溢出钢液，
以提升脱氧的效果。

在实际的真空脱氧工艺的应用过程中，可以向其中加入一些氩气类的惰
性气体，并与钢液充分搅拌，以提高钢液中氧和碳的反应，生成一氧化碳。

一氧化碳是钢液
真空脱氧工艺过程中的副产物，不会污染到钢液，而且溢出的一氧化碳可以提高钢液搅拌的
效果，以对其反应效果进行提升，强化脱氧的实际效果，还能够尽量降低石灰和脱氧剂的用量，以降低成本投入。

比如，在钢液真空脱氧过程中，过氧化炉与非过氧化炉分别能够降低3000元和2229元的成本投入，而且真空脱氧法的脱氧效果比较高，再加上能够有效地降低
成本投入，所以，此种工艺方法在转炉炼钢的过程中应用比较广泛。

3结语
综上所述，随着我国经济的发展和社会的进步，我国的各行各业均取得了令人瞩目的成就。

在目前的炼钢过程当中，转炉炼钢脱氧方式的应用越来越广泛，作为炼钢过程当中一项
重要的内容，钢液脱氧效果控制能够最大限度地保证整个钢产品的质量，为此可以通过采取
扩散脱氧法、沉淀脱氧法以及真空脱氧法等脱氧工艺并结合炼钢实际生产工艺科学选择的脱
氧工艺，进而切实提升炼钢生产质量和效率，促进炼钢企业的长久稳定发展。

参考文献
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