钢厂电炉吹氧脱碳知识

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电炉炼钢中用氧的目的主要是助熔和脱碳，吹氧脱碳已成为必不可少的手段。国内吹氧的方法主要是用吹氧管从炉门插入熔池吹氧，国外还有用水冷喷枪自炉顶垂直插入，以高速氧气流冲击熔池表面。


1、吹氧脱碳的一般情况
电炉炼钢中应用氧气已是一项很普遍的操作。用氧的目的主要是助熔和脱碳，特别是在高铬钢的返回法冶炼中，吹氧脱碳已成为必不可少的手段。国内吹氧的方法主要是用吹氧管从炉门插入熔池吹氧，国外还有用水冷喷枪自炉顶垂直插入，以高速氧气流冲击熔池表面。后一种吹氧方法就更接近于纯氧顶吹转炉的供氧方式。这两种吹氧方法的化学反应是完全一样的，但是由于这两种方法的供氧条件有所不同，所以其脱碳速率有较大的差别。例如，电炉用吹氧管吹氧，脱碳速率约为每小时2％，而纯氧顶吹转炉的脱碳速率每小时可高达17％。

电炉吹氧脱碳速率虽然远低于氧气转炉，但却是矿石脱碳速率的四倍。脱碳速率的提高主要是向碳氧反应区供氧条件的改善。当单纯由矿石脱碳时，反应所需的氧要经过熔渣、渣钢界面、钢液、气相钢液界面等一系列传递过程。其中通过渣钢界面的渣相边界层时最缓慢，所以整个脱碳反应的速率就受该步骤所控制。当向熔池直接吹入氧气时，通过渣相边界层这步骤就不再存在。分散在钢液中的氧气泡与钢液有较大的接触界面，在这些气液界面上可以发生钢中碳的直接氧化。但是由于气液界面上铁原子占总原子数的93％以上，且气相中的传质系数要比钢液中的传质系数大三个数量级，所以向钢液熔池吹氧时，钢中杂质元素的氧化主要是间接氧化。

吹氧脱碳的特征与钢液中含碳量有关。存在着一个临界含碳量。当钢中的含碳量大于临界值时，脱碳反应由氧的传递控制，所以脱碳速率取决于供氧条件，如氧压、流量、供氧方式等。当钢中含碳量小于临界值时，由于钢液中含碳量与含氧量相差不多，甚至小于含氧量，这时碳原子向钢液气相界面的传递将成为脱碳速率的限制性环节。在供氧条件不变的情况下，脱碳速率随含碳量的降低而下降。临界含碳量的大小取决于钢的成分、熔池温度和真空度，一般波动在0.05％～0.08％的范围。 炉外精炼中，采用低压下吹氧大都是为了低碳和超低碳钢种的脱碳。而这类钢又以铬或铬镍不锈钢居多。

（2）高铬钢液的吹氧脱碳
不锈钢中的碳降低了钢的耐腐蚀性能，对于大部分不锈钢，其含碳量都是较低的。近年来超低碳类型的不锈锕日益增多，这样在冶炼中就必然会遇到高铬钢液的降碳问题。为了降低原材料的费用，希望充分利用不锈钢的返回料和含碳量较高的铬铁。在冶炼中希望尽可能降低钢中的碳，而铬的氧化损失却要求保持在最低的水平，需要研究Fe-Cr-C-O系的平衡关系，以找到最佳的“降碳保铬”的条件。