高純凈鋼冶煉工藝優(yōu)化研究

劉繼武（山東鋼鐵集團(tuán)有限公司資本運(yùn)營(yíng)部,濟(jì)南 250101）

高純凈鋼冶煉工藝優(yōu)化研究

劉繼武
（山東鋼鐵集團(tuán)有限公司資本運(yùn)營(yíng)部,濟(jì)南 250101）

摘 要：高純度鋼的冶煉應(yīng)控制好鋼的冶煉工藝，在冶煉過程中要將鋼雜質(zhì)含量盡可能的降低，以便得出更高的純凈度鋼，這就需要對(duì)冶煉工藝加強(qiáng)優(yōu)化，最終提升煉鋼純凈度。本文主要研究的是高純凈度剛在冶煉過程中的有關(guān)強(qiáng)化工藝以及改進(jìn)鋼純凈度的具體方法。

關(guān)鍵詞：高純度鋼；優(yōu)化研究；冶煉工藝分析

在目前的冶煉鋼鐵條件下，要想將鋼材中的磷和硫、氧以及氫、氮等的含量降低到0.01以下，然后將鋼的純度提高。這種煉鋼技術(shù)在不斷地發(fā)展和改進(jìn)，在適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展和進(jìn)步中，對(duì)于冶煉工藝以及冶煉設(shè)備等方面，應(yīng)逐步采取有效措施提高鋼純度。

1　高純度鋼及其冶煉工藝分析

高純度剛主要是鋼質(zhì)中的磷含量和硫含量以及氧和氮、氫等含量較少的鋼，而相對(duì)于非金屬雜質(zhì)，對(duì)鋼材的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，鋼材對(duì)金屬雜質(zhì)含量的影響以及其特征，是鋼鐵冶煉的水平和標(biāo)志。尤其是在鋼材中的微量非金屬元素中，一般都是在鋼鐵的冶煉工藝過程中，由于鋼液固態(tài)引起的有害物質(zhì)偏析濃縮而產(chǎn)生或者是結(jié)合出來的。

因此，可以說鋼材中含有非金屬雜質(zhì)的含量高度和鋼的純凈度有很大的關(guān)系，由于鋼的純凈度屬于和鋼的一種相對(duì)概念，而且不同的鋼對(duì)于純凈度的要求也不盡相同。針對(duì)提高鋼純凈度，主要是對(duì)冶煉過程中將非金屬元素的含量進(jìn)行降低，然后對(duì)非金屬元素控制其形態(tài)。

高純度鋼在冶煉中的工藝主要是運(yùn)用科學(xué)的工藝，同時(shí)運(yùn)用先進(jìn)的冶煉設(shè)備進(jìn)行鋼優(yōu)化提煉。這種高純度鋼冶煉的基本理念主要是對(duì)非金屬雜質(zhì)進(jìn)行控制，保證其含量和形態(tài)以及尺寸都有嚴(yán)格的規(guī)定，按照相應(yīng)的條件控制其含量，達(dá)到優(yōu)質(zhì)鋼材的標(biāo)準(zhǔn)和要求?；旧鲜菍?duì)氧氣控制以及對(duì)脫硫的二次精煉，另外要運(yùn)用有效的措施防止外來雜質(zhì)侵害，例如，對(duì)于保護(hù)渣的二次氧化防護(hù)等。

首先，就高純度鋼在冶煉過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氧控制，可以采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的方式進(jìn)行氧含量的降低，然后才運(yùn)用無渣出鋼的方法，以及鋁保護(hù)渣、結(jié)晶器保護(hù)渣的方式將鋼水進(jìn)行脫氧，并進(jìn)行爐渣氧位，從而有效的避免被二次氧化。

其次，高純度鋼對(duì)于冶煉過程中，要加強(qiáng)對(duì)硫含量控制。要注意硫在鋼材中的存在形式，主要是以硫化物的方式而存在，這種情況容易產(chǎn)生鑄坯裂紋，并且容易影響到鋼的抗腐性能，還會(huì)對(duì)鋼的韌性造成一定的沖擊力，使其韌性降低。因此，要對(duì)硫含量科學(xué)控制，先將其進(jìn)行冶煉，在冶煉過程中進(jìn)行鐵水的脫硫過程的處理，然后保證金屬液以及爐渣氧含量等保護(hù)好。然后在在冶煉的過程中，要注意對(duì)脫硫的處理，尤其是對(duì)于二次精煉的鋼水脫硫，一般可以采用的是合成渣脫硫方式，這種方式也同樣可以對(duì)噴粉以及加熱造渣以及對(duì)吹氬攪拌方式進(jìn)行脫硫處理，需要說明的是應(yīng)注意到爐渣以及金屬液里的氧應(yīng)保持低含量。此外，在冶煉的時(shí)候要將二次鋼水以及轉(zhuǎn)爐鋼水進(jìn)行脫硫，可以利用加入合成渣脫硫的方式進(jìn)行。

2　對(duì)于高純凈鋼的冶煉工藝優(yōu)化的研究

對(duì)高純凈鋼的冶煉工藝優(yōu)化，主要是為了將鋼性能有效提高上去，同時(shí)再降低鋼的磷含量和硫含量、氧和氮、氫等含量，從而將鋼材的強(qiáng)韌性提高上去。因此，運(yùn)用這種優(yōu)化措施，能夠有效提高鋼水含量純凈度。在冶煉的過程中，要加強(qiáng)對(duì)氧含量控制，有利于鋼材的抗疲勞強(qiáng)度，同時(shí)要有效將鋼中氮含量降低下去，這樣對(duì)鋼深沖性能有利于改善。還要加強(qiáng)鋼匯總的除硫量，這樣有利于提高鋼熱加工性能。

需要重點(diǎn)說明的是，高純度鋼冶煉工藝中對(duì)氮含量的控制，主要采用的是轉(zhuǎn)爐控氮。首先利用活動(dòng)煙罩，在運(yùn)用變頻風(fēng)機(jī)等檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)吹煉升溫等做出微正壓檢測(cè)，并按照相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析和調(diào)整。要將爐口壓力保證在50mbar左右，還要防止碳氧減弱而使得一氧化碳減弱，最后導(dǎo)致氮含量的增加。

在實(shí)際操作中，應(yīng)注重維護(hù)底吹系統(tǒng)，將吹流量達(dá)到一定數(shù)值后，然后根據(jù)鋼材類型，再選擇合適的底吹模式?？梢赃\(yùn)用礦石以及鐵水的方式經(jīng)氮含量適當(dāng)?shù)慕档汀Ｒ话闶窃谵D(zhuǎn)爐鋼材出鋼的過程中，讓鋼水流入大約三分之一的時(shí)，這時(shí)將鋼包中添加必要的堿性精煉渣，使得鋼水避免和外界接觸，不會(huì)產(chǎn)生更多的氮含量。

運(yùn)用RH爐進(jìn)行控氮方法，這種方法要保證蒸汽的壓力要在10bar以上，且使溫度在190°以上。此外，蒸汽的溫度也要保證平衡，且爐中的真空槽一定應(yīng)嚴(yán)密。在RH爐中如果進(jìn)過合金處理，這時(shí)就有利于活性炭氧含量的處理，能夠快速脫氧。此還要在RH周圍做一氫封處理工作，保證氫封能夠阻止鋼液對(duì)氮含量的吸收，使得鋼液的氮含量有效降低。

對(duì)二次精煉的處理工作，主要包括鋼包頂渣改質(zhì)以及二次精煉造渣優(yōu)化控制。首先，對(duì)于鋼包精煉渣洗主要是為了增加全鋁含量，然后將頂渣氧化降低到一定程度，再將鋁含量降低，使得鋼質(zhì)量有效提高上去。

其次，在對(duì)二次精煉造渣進(jìn)行有效的優(yōu)化控制。主要是對(duì)除硫工作的加熱造渣以及吹起攪拌等工作。為了有效避免出現(xiàn)氧化，應(yīng)在操作前先深度脫氧，然后在進(jìn)行造渣厚度的測(cè)量工作，按照相應(yīng)的要求增加鋁含量，再度造渣設(shè)置科學(xué)的工藝，在造渣pH值保證脫硫效果達(dá)到最優(yōu)，還要控制考正壓和底吹流量，保證增氮在15ppm和增氧達(dá)到30ppm。

3　結(jié)語(yǔ)

科學(xué)合理地運(yùn)用優(yōu)化方式對(duì)純凈鋼冶煉，能夠較大程度上改善冶煉中非金屬雜質(zhì)的去除，使得鋼材中的磷、硫以及氧和氮、氫含量有效的降低許多，最終達(dá)到高純度凈鋼要求，滿足社會(huì)和市場(chǎng)的需求。對(duì)于高純度凈鋼的冶煉工藝通過優(yōu)化之后，能夠縮短鋼材的精煉周期時(shí)間，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)力的提高有很大的幫助作用，同時(shí)提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)占有率。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳子宏,薛正良.真空感應(yīng)爐冶煉低鋁高純凈鋼的工藝研究[J].鑄造技術(shù),2011,32(10):1361-1363.

[2]趙大同.高純凈鋼冶煉工藝優(yōu)化探討[J].冶金經(jīng)濟(jì)與管理, 2014(02):48-49.

[3]孫偉,曹同友,陳子宏等.真空感應(yīng)爐冶煉高純凈鋼的方法[J].武鋼技術(shù),2014(02):127-128.

[4]劉宗昌,任慧平,王海燕.含銅低碳高純凈鋼的固溶與時(shí)效工藝[J].金屬熱處理,2004,29(12):58-61.

[5]張宇斌,辛憲誠(chéng),鋼研所.“轉(zhuǎn)爐＋RH真空處理”冶煉高純度原料純鐵生產(chǎn)實(shí)踐及冶煉高純凈鋼工藝初探[J].太鋼科技,2002(04):13-16.